植筋（全螺纹螺杆）承受剪力，如何按锚栓进行设计？

关于植筋能不能抗剪的问题，零零散散已经写过三篇笔记，笔者的观点： 植筋（包括全螺纹螺杆，以下统称植筋）能抗剪但没有计算依据！

 植筋能不能抗剪？（上）  

 植筋能不能抗剪？（下）  

 植筋能不能抗剪？-补充  

今天写的以及之前写的三篇关于植筋的笔记， 在知识星球有 的梳理汇总。

有的同行留言植筋能抗剪，按锚栓进行设计。依据为《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第4.2.2条条文解释：

在   植筋能不能抗剪？-补充   一文中也提到过此条规定，但笔者还是认为 植筋能抗剪但没有计算依据，以下是笔者的逻辑，肯定有错误之处，欢迎批评指正。

锚栓的破坏模式有哪些？以下是王玉岭 肖绪文编著的《既有建筑结构加固改造技术手册》对于锚栓破坏的介绍：

1 混凝土基材破坏

基材的破坏有以下几种：混凝土以锚筋为轴呈锥体受拉破坏；混凝土以锚筋为轴呈楔形体受剪破坏；混凝土受锚筋的胀力而产生沿钢筋的劈力破坏；锚筋受剪时混凝土沿反方向被锚筋撬坏。基材破坏是锚固破坏的基本形式，它表示出一定脆性，破坏荷载离散性大，对于重要受力锚固应避免这种破坏形式（见图4-15）

2 锚筋拔出或穿出破坏

此种破坏形式表现为锚筋从锚孔中被拔出，产生的主要原因是安装方法不当、部件不配套，如钻孔过大、质量差等（见图4-16）。它是一种不正常的破坏现象，一般不允许发生，一旦发生则按锚固质量不合格处理。

3 锚筋钢材被拉断、剪坏或拉剪组合受力破坏

主要发生在锚固深度超过临界深度，或混凝土强度过高、锚固区钢筋密集、锚筋材质较低或有效截面偏小时，此种破坏一般具有明显的塑性变形，破坏荷载离散性小，对于主要受力结构的锚固，应取这种破坏形式（见图4-17）。

从锚栓的破坏模式看出：锚栓破坏不仅仅是钢材破坏还有混凝土基材破坏，两者取小值。基材破坏包括混凝土锥体破坏、混凝土剪撬破坏以及混凝土边缘破坏。

植筋用钢与锚栓杆都为钢材，若基材足够强，不考虑其破坏，只是钢材破坏，植筋是可以按后锚固规程锚栓受剪计算的。 但往往很多情况都是基材破坏，规程只明确植筋抗剪按锚栓设计，没有说抗拉也按锚栓设计，因此先不考虑混凝土锥体破坏，只考虑混凝土剪撬破坏以及混凝土边缘破坏，对植筋按锚栓进行抗剪设计有以下疑问。

疑问一：混凝土剪撬破坏以及混凝土边缘破坏与锚栓的有效锚固深度hef有关, 植 筋承受剪力时的植筋深度是多少？

是按《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013受拉钢筋构造锚固取？

还是按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)，抗剪钢筋的锚固深度？

注：GB50010埋筋受剪只有一种破坏模式，即钢筋达到抗拉强度设计值。JGJ145锚栓受剪破坏有边缘破坏、钢材破坏、剪撬破坏三种破坏模式。GB50010与JGJ145抗剪计算方法也不同，GB50010是国内经过大量试验，归纳出受剪承载力计算公式，JGJ145则采用与欧美相同的计算理论。

疑问二：植筋受剪时，对拉钢筋或对拉螺杆如何考虑考虑混凝土剪撬破坏以及混凝土边缘破坏？

混凝土剪撬及边缘是如何破坏的？ 以下内容节选自徐福泉 孙冬宁《中美欧预埋件受剪承载力对比分析》中关于锚栓剪撬破坏及混凝土边缘破坏的介绍:

剪撬破坏

在剪力作用下，剪撬破坏如图4所示，锚板受剪，同时有压碎表层局部混凝土的趋势，压应力的分布将传递到更深层的混凝土上，锚板端部受混凝土的水平反力R，竖向反力D，锚件下部受混凝土的拉力N，锚板因而产生转动趋势。在当混凝土比较薄弱，在锚件达到钢材破坏承载力之前，混凝土就可能沿反方向被锚件撬坏，即剪撬破坏。显然，剪撬破坏承载力与锚固深度有关，锚固深度越大，剪撬破坏承载力越大。

混凝土边缘破坏

当混凝土基材的边距或厚度不足时，还会发生混凝土边缘破坏。裂缝会从混凝土表层，尤其是受力关键位置-锚件上端开始形成，沿剪力方向35°角对称延伸至自由端，沿混凝土高度方向会向下延伸1.5c1的深度，形成一个半锥，见图5。

从以上破坏形式看出：锚固深度影响抗剪承载力的大小，而对拉钢筋或对拉螺杆的锚固长度远大于锚栓锚固深 度，所以是否还能按后锚固规程的公式计算？笔者认为不能按JGJ规程中锚栓基材破坏的计算公式计算。

另外以上仅是植筋在纯剪作用下的分析，而植筋在拉剪、弯剪状态下的受力更复杂。在拉剪、弯剪状态下，植筋深度是否应该按充分考虑抗拉来计算？植筋深度的变化又会影响混凝土基材破坏的承载力。

基于以上两点疑问，才得出植筋能抗剪但没有计算依据的结论。

另外补充一点：混凝土基材破在剪力作用下的破坏除了剪撬破坏、边缘破坏外是否还应考虑混凝土局压破坏？详见下图箭头所指混凝土局部受压。

前文提过若基材足够强，不考虑其破坏，只是钢材破坏，植筋是可以按后锚固规程锚栓受剪计算的，但是还是有疑问一提到的问题，植筋深度没有相关依据。

植筋深度多少满足抗剪要求？并且还能达到类似《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第16.1.3中的锚栓的锁键效应？

按受拉构造的植筋深度10d？或者按预埋件埋置深度15d？对此没找到相关依据，所以若植筋抗剪，建议按充分受拉计算植筋深度。

以下两种情况若边距满足规范要求，不考虑混凝土基材破坏，仅计算植筋钢材破坏，是可以按锚栓进行抗剪计算的。

胡克旭 陈晓翔等在《混凝土结构化学植筋安装钢梁节点板受力性能试验研究》中就采用了植筋抗剪的方法且进行了试验。

在项目现场剪力墙上用化学植筋技术植入16根22钢筋，植入深度15d，钢筋横向间距约6d，竖向间距约5d；根据现场植筋的具体位置，在节点板上开孔，将节点板通过塞焊与所植钢筋连接。节点板尺寸为620 mm×550mm，板厚20mm，节点板与混凝土剪力墙之间预留30mm空隙用灌浆料填充。

论文结论：经过对试验结果分析，其承载力能满足设计要求，在实际工程中具有可行性。

总结：植筋在不考虑混凝土基材破坏且满足锚固深度时，可以按锚栓进行抗剪设计。植筋在承受拉剪、弯剪或者是混凝土基材破坏控制时， 植筋能抗剪但没有计算依据的结论 。

有同行留言问推荐锚栓计算软件，笔者推荐慧鱼锚固计算软件，该软件设计方法除可以 《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145计算 外，还可以采用欧标计算。

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