《混凝土结构构造手册》
地脚螺栓锚固长度的计算可根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 提供的公式(第114页):
la=α*fy /ft *d (1)
式中:la——锚栓的锚固长度;
fy——锚栓的抗拉强度设计值
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值
d——钢筋的公称直径
α——锚栓的的外形系数
锚栓直径大于25mm时,锚固长度应乘以修正系数1.1
钢筋的外形系数
混凝土强度设计值
强度总类 混凝土强度等级
C15 C20 C25 C30 C35 C40
ft 0.91 1.1 1.27 1.43 1.57 1.71
根据《钢结构设计标准》GB50017-2017所列数据显示,Q235的锚栓抗拉强度设计值为140N/mm2,Q345的锚栓抗拉强度设计值为180N/mm2。
Ⅰ Ⅱ型
混凝土强度C15:
Q235 24.9d (实际取25d) 0.16*140/0.91
Q345 31.6d (实际取30d) 0.16*180/0.91 偏小
混凝土强度C20:
Q235 20.36d (实际取20d) 0.16*140/1.1 偏小
Q345 26.2d (实际取25d) 0.16*180/1.1 偏小
没有考虑以下条文:(1)混规9.3.1.4保护层厚度大于钢筋直径的3倍时且配有箍筋时,锚固长度可折减乘以0.8.(2)混规9.3.1.1 当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于25mm时,其锚固长度应乘以修正系数1.1.(3)混规9.3.2 机械锚固措施计算锚固长度的0.7倍
Ⅲ 型 取的为Ⅱ型的0.6倍
混凝土强度C15:
Q235 15d
Q345 18d
混凝土强度C20:
Q235 12d
Q345 15d
《地脚螺栓》HG/T 21545-2006
公式同式(1),但是钢筋的外形系数均取为0.16即光面钢筋。
抗震设防烈度为7、8度时,需分别乘以系数1.05、1.1。.
《轻型房屋钢结构应用技术手册》P67
柱脚锚栓应采用Q235或Q345钢制作。锚栓的锚固长度应符合现行混凝土结构设计规范的规定,锚栓端部应按规定设置弯钩4d。锚栓长度不小于锚栓直径的25倍(不含弯钩),当埋置深度受到限制时,锚栓应牢固地固定在锚板或锚梁上,以传递锚栓的全部拉力,此时不考虑锚栓与混凝土之间的粘结力。锚栓的直径不宜小于24mm,且应采用双螺帽。计算锚栓直径,设计内力宜乘以不小于1.3的系数。
分析计算
计算方法一:
地脚螺栓埋入基础中的的锚固长度属于混凝土结构范畴,地脚螺栓的有小直径面积及地脚螺栓的强度设计值属于钢结构范畴,因此地脚螺栓的锚固长度可根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002与《钢结构设计规范》GB50017-2003进行分析计算:
la=α×fy/ft×d (《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 9.3.1-1)
α取0.16 (《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表9.3.1)
ft取1.1N/mm2(《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表4.14)
fy取140 N/mm2(《钢结构设计规范》GB50017-2003表3.4.1-4)
la=0.16×140 N/mm2 / 1.1N/mm2×20mm=408mm
计算方法二:
根据二力平衡原理得出
理论公式:fy·Ae=2πr·la·ft
根据上述计算方法可得出下表:
分析上表中的数据可以得出:
《地脚螺栓(锚栓)通用图》HG/T21545-2006中的锚栓锚固长度和计算过的结果几乎完全一致。
《钢结构节点设计手册》(第二版)中给出的锚固长度比计算结果偏大约10%~20%。
《钢结构设计手册上册》(第三版)中给出的锚固长度比计算结果偏小约2%~10%
理论公式得出得值比较以上3本手册与图集的锚固长度还是比较偏于安全的。
总结
当我们在设计锚栓的锚固长度时,可以直接套用《地脚螺栓(锚栓)通用图》HG/T21545-2006中给出的锚固长度。因此我们可以根据工程实际的抗震设防烈度适当增减锚栓的锚固长度。
(1)《钢结构节点设计手册》根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 提供的公式(第114页)计算取整(钢筋的外形系数均取为0.16即光面钢筋)。
没有考虑:
混规9.3.1 当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于25mm时,其锚固长度应乘以修正系数1.1.
混规9.3.2 机械锚固措施计算锚固长度的0.7倍
(2)《地脚螺栓(锚栓)通用图》HG/T21545-2006根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 提供的公式(第114页)计算,但是钢筋的外形系数均取为0.16即光面钢筋。抗震设防烈度为7、8度时,需分别乘以系数1.05、1.1。
没有考虑:
混规9.3.1 当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于25mm时,其锚固长度应乘以修正系数1.1.
混规9.3.2 机械锚固措施计算锚固长度的0.7倍
(3)《钢结构节点设计手册》(第二版)或《钢结构设计手册上册》(第三版)设计锚固长度时,未考虑根据抗震设防烈度的不同划分锚固长度。
知识点:地脚锚栓长度计算
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混凝土结构
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