受拉钢筋弯折锚固问题 钢筋锚固弯钩方向

Deer按:被说“抠太细了”,因为没办法回答我的疑问,笑。

或者不是我太认真,而是现如今肯认真的人太少了。


院标准图修订终于完成。出一本新规范就要跟着修订一次,这次是新砼规、新高规一起来,到现在已经是V5版(果然“威武”,笑)。

全部都是自己一个人做的好处是把三本主要规范都看了一遍,很多地方还要对照着反复琢磨。全部都是自己一个人做的坏处是没有可以讨论的人,即使去问别人,不是被说想太多了,就是说“没意见”,或者是正忙着呢,新规范?用到再说吧(估计还有点“有人操心我就不操心啦”的心态)。本当に寂しいものですね。

就说这个受拉钢筋弯折锚固的事儿吧。旧《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.3.2条规定:当HRB335级、HRB400级和RRB400级纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时,包括附加锚固端头在内的锚固长度可取为按本规范公式(9.3.1-1)计算的锚固长度的0.7倍。

而新《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第8.3.3条规定:当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时,包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度(投影长度)可取为基本锚固长度Lab的0.6倍。弯钩和机械锚固的形式和技术要求应符合表8.3.3的规定。

可以看出:
①新砼规不再仅限于三种热轧带肋钢筋,适用范围扩充到全部纵向受拉普通钢筋(包括光面钢筋)。
②新砼规增加了弯钩锚固形式,并明确了技术要求:末端90度弯钩时,内径4d(图示为直径),弯后直段长度12d;末端135度弯钩时,内径4d(图示为直径),弯后直段长度5d。
③旧砼规规定的折减前长度为受拉钢筋锚固长度La,新砼规规定的折减前长度为受拉钢筋基本锚固长度Lab,计算公式及参数相同,仅名称及符号有变化。
受拉钢筋弯折锚固问题 钢筋锚固弯钩方向
④折减幅度:旧砼规为0.7倍,新砼规为0.6倍。

另一方面,无论是砼规(GB50010-2010第11.6.7条)还是高规(JGJ3-2010第6.5.5条),当采用90度弯折锚固时,纵向受力钢筋在框架梁柱节点区内的锚固规定是一致的:直锚时锚固长度≥LaE(梁纵筋还要求过支座中线5d,柱纵筋还要求伸到柱顶),不能满足时采用弯折锚固;采用弯折锚固时,梁下部纵筋以及中间层端节点梁上部纵筋的锚固长度(水平投影长度)均应≥0.4LaE,弯折后直段长度≥15d;顶层中柱纵筋及边柱内侧纵筋的锚固长度(竖直投影长度)应≥0.5LaE,弯折后直段长度≥12d。至于框架顶层端节点,梁上部纵筋与柱外侧纵筋按搭接构造处理,不在本文讨论之列。新旧规范的区别是对柱纵筋,新规范增加了竖直段直锚长度应≥0.5LaE的要求。

这下问题来了。新砼规8.3.3条和11.6.7条,它们说的弯钩锚固,是一回事吗?前者的锚固长度是0.6Lab+15d(未考虑各种情况的锚固长度修正,也未明确抗震设计时是否需乘以相应修正系数),后者是0.4LaE+15d(对梁)和0.5LaE+12d(对柱),折减前的长度为考虑各种修正系数后的LaE。

另一个问题是:新砼规第8.3.3条规定的弯钩内径(直径)是4d,而第9.3.8条规定,梁柱纵向钢筋弯折锚固时弯钩内径(半径)要求是d≤25时4d,顶层边节点6d,d>25时6d,顶层边节点8d;《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2010年局部修订)第5.3.1条则规定:钢筋作不大于90°的弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。

以中间层端节点梁纵筋为例:抗震等级为三级、混凝土强度等级为C25、钢筋强度等级为HRB400级、纵筋直径为28mm时,按11.6.7条规定,从弯弧外缘计起的水平锚固长度为0.4LaE=0.4×1.05×1.1×0.14×(360/1.27)×d=18d,弯钩内半径6d,弯折后总水平投影长度为15d,减去弯弧段投影长度1d+6d,弯后直段长度为8d,则总锚固长度为(18-7)d+1/2×3.142×(6+0.5)d+8d=30d。当钢筋直径为25mm时,0.4LaE=0.4×1.05×0.14×(360/1.27)×d=17d,弯钩内半径4d,则总锚固长度为(17-1-4)d+1/2×3.142×(4+0.5)d+10d=30d。

如果8.3.3条适用于框架梁柱节点,则从弯弧外缘计起的水平锚固长度为0.6Lab=0.6×0.14×(360/1.27)×d=24d,弯钩内半径2d,弯后直段长度为12d,总锚固长度为(24-1-2)d+1/2×3.142×(2+0.5)d+12d=37d。两者相差7d。

我个人觉得,这是规范文字表述不够严谨造成的,在新砼规8.3.3条加一句“除框架节点外”,就“和谐”了。框架梁柱节点(包括剪力墙与框架梁连接节点、墙/柱/梁的变截面节点、梁上立柱节点)的受拉钢筋弯折锚固按新砼规11.6.7条,除此之外的受拉钢筋弯折锚固按新砼规8.3.3条(包括墙柱纵筋在基础内的弯折锚固,且应考虑各项锚固长度修正系数,即弯折前总投影长度取0.6LaE或0.6La)。

此外,8.3.3条要求的内弯半径仅2d,显然偏小了,适用于较小直径钢筋时问题可能不明显,直径较大时不仅使施工开料困难,更会造成混凝土局部受压破坏的问题(见9.3.8条条文说明)。

虽然被说“抠太细了”,但以后被小孩子们问到的时候,自己不先理清楚是不可以的。而且7 ×28=196mm,7×25=175mm,钢筋根数多了的话,对含钢量的影响可就大了。

不过仍然未解决新砼规与砼验收规范不一致的问题——看得越仔细,越觉得规范要求不一致的情形多了去了,这就是编规范的人各自为政造成的后果。一叹。

  

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