11系列图集中钢筋锚固长度计算解读
2014-11-09杨波夏玮黄秋秋
杨波 夏玮 黄秋秋
(海口经济学院,海南海口 571127)
2011年7月21日住建部发布了“建质[2011]110号”文,确定11系列图集自2011年9月1日起实施以来,11系列图集现已全面使用。很多从业人员关心的是11系列图集与03系列图集究竟有哪些变化。事实上,11系列图集刚颁布时,很多业内人士对它做了深刻的剖析。一些学者和从业人员认为11系列图集的锚固长度不像03系列图集,不能直接查表,而是需要乘系数。事实是否真的如此,本文将就11系列图集锚固长度的取值问题谈一谈笔者的看法。
1 la,laE,lab,labE所表示的含义
03系列图集与11系列图集都给出了一张表格,03系列图集表格给出的是la,laE,而11系列图集表格给出的是lab与labE。各个字母所代表的含义如下:l为长度Length的字头字母、a为锚固Anchorage的字头字母、b为基本Basic的字头字母、E为地震Earthquake的字头字母。la为锚固长度;laE为抗震锚固长度;lab为基本锚固长度;labE为基本抗震锚固长度。03系列图集可以通过表格直接查出la,laE[1],把大量不需要调整的锚固长度和需要进行各种调整的少量锚固长度都叫做“锚固长度”,有点不妥。11系列图集结合GB 50010-2010混凝土结构设计规范的梁柱纵向受力钢筋在节点区锚固长度和搭接长度的变化作出了调整,给出的是受拉钢筋基本锚固长度lab与labE[2]、大量不需要调整的“锚固长度”和需要进行各种调整的少量“锚固长度”都叫做“基本锚固长度”[3]。当要用到laE时,就出现一个麻烦的问题,从表面上看11系列图集锚固长度不能直接查表,需要乘系数。对此,笔者不禁要问:为何11系列图集不是更简化,反而更复杂了,laE与labE之间有没有关系,下面笔者将就此问题进行深入的分析。
表1 受拉钢筋基本锚固长度lab,labE(×d)[2]
2 受拉钢筋锚固长度laE与基本锚固长度labE之间的关系
11系列图集中受拉钢筋基本锚固长度lab与labE取值见表1。
图集的右下角还给出受拉钢筋锚固长度la、抗震锚固长度laE,见表2。
表2 受拉钢筋锚固长度la、抗震锚固长度laE[2]
其中,ζaE取值见表3。
表3 抗震锚固长度修正系数[2]
ζa取值见表4。
表4 受拉钢筋锚固长度修正系数[2]
根据表2给出的公式,可以得出:
从式(1)来看,11系列图集的锚固长度确实不能直接查表,需要乘系数。而且laE与labE无关,那么,labE值又有何用。
实际上,图集中给出的labE,在梁柱纵向受力钢筋在节点区锚固长度和搭接长度时需要用到,这就是前面提到的“大量不需要调整的‘锚固长度’”。至于“需要进行各种调整的少量‘锚固长度’”其实就是laE,laE的取值有两种方法,一种方法是从式(1)计算得出,也就是要乘系数。显然,它的计算很复杂,与03系列图集可直接查表比较起来,业内人士很难理解和接受;另一种方法,笔者将根据表1和表2的规律和公式进行推导,得出新的结论。
表2中给出laE=ζaEla,那么是否存在labE=ζaElab。图集并没有明确,下面笔者将对其进行验证,取图集的lab值,并分别乘系数1.05(三级抗震时 ζaE取值)、1.15(一、二级抗震时 ζaE取值),四舍五入取整后,结果见表5。
表5中只有C30与1.05lab/(HRB335/HRBF335)对应的锚固值30d,与表1(即图集)有出入。此处图集偏安全考虑,30.45d向上取整为31d。这一点并不影响它的整体规律。
由此可见,公式:
成立。
由式(1)和式(2)可以得出:
即:
ζa的取值见表4。11系列图集规定,HRB335钢筋不再用于梁柱,梁柱应采用HRB400钢筋和HRB500钢筋,而HRB400钢筋的强度设计值比HRB335钢筋高出20%,因此大于25 mm直径的钢筋使用的概率较之以前就减少了许多,一般工程就极少出现,因此,11系列图集将大于25 mm的钢筋锚固长度移出表外。环氧树脂涂膜钢筋等其他3种特殊锚固条件也是绝大多数终身不遇的钢筋,所以也将其清出图集。由此可见,11系列图集对99.99%的钢筋锚固和连接都可以直接查表[3]。一般情况下,非抗震时la=lab,抗震时laE=labE。即便遇到表4中的四种特殊锚固条件,也可以用公式la=ζalab(非抗震),laE=ζalabE(抗震)计算锚固长度。
表5 修正后的受拉钢筋基本锚固长度(×d)
3 例证
例:已知抗震等级三级,C30,φ22,求锚固长 laE。
查表得:三级抗震 ζaE=1.05,ζa=1,lab=35d,labE=37d。
方法一:
先四舍五入为37d(此步非常关键),再代入数值得:
方法二:
由此可见,方法二简单快捷,也证明了一般情况下,la,laE可直接查表获得。
4 结语
11系列图集对99.99%的钢筋锚固和连接都可以直接查表。与03系列图集相比,缺少的仅仅是工作中基本碰不到的28 mm及其以上钢筋和环氧树脂涂膜等特殊条件下的钢筋。并且将一级、二级,三级,四级和非抗震放在一个表格,节省了篇幅,方便了查阅和使用。
[1]中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集03G101[M].北京:中国计划出版社,2003.
[2]中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集11G101[M].北京:中国计划出版社,2011.
[3]http://www.civilcn.com/zaojia/zjlw/1351238326167718_2.html,2012.