配筋构件的钢筋锚固方式及锚固长度的分析研究

叶永红

(重庆应用技术职业学院)

配筋构件的钢筋锚固方式及锚固长度的分析研究

叶永红

(重庆应用技术职业学院)

在建筑工程中，关于配筋构件的锚固方式及锚固长度是一个较难理解的问题，学生们往往不能在短时间内透彻的领悟这些问题的实质，他们需要在工地上反复进行实践验证，才能正确领悟到其意义及重要性。故为了增强学生们对钢筋锚固内涵的理解，本文主要对配筋构件的钢筋锚固方式及锚固长度作简要分析与研究。

钢筋锚固方式；锚固长度；分析探究

随着科技不断迅速的发展，建筑业也在迅速发展。众所周知，高层建筑是一个城市的现代化发展的象征，甚至是一个国家崛起的象征。作为结构工程师在设计及建造这些高层建筑及构筑物时，需要考虑的因素太多，而其中非常重要一点的就是配筋构件的钢筋锚固方式及它的锚固长度，如果这些问题不能严谨的解决，它就支撑不起一座现代化的都市大楼，更别提建完成一个城市的现代化发展。

1、配筋构件的钢筋锚固方式

钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础。如锚固失效，则结构将丧失承载能力并由此导致结构破坏。一般配筋构件的锚固方式分直线锚固，弯折锚固，及机械锚固（如端头加锚板），对于不同的锚固方式，针对不同构件的受力形式需要进行严格的验算，一般的经过严格结构设计的配筋构件其锚固方式的选择必须要能满足构件承载力的需求，如材料的内力，拉力，弯矩，扭转应力等，在实际工程中，不同构件的锚固方式的选择一般严格遵照国家相关规范及设计文件的要求进行，当有设计未加说明或国家相关规范未作要求的锚固部位，施工方不得自行任意施工，需反馈给设计单位或相关专家进行结构受力验算，以保证结构的安全性。

与此同时，构件有配筋率（AAs/=ρ）的相关要求，在结构设计规范中规定了构件的最小配筋率与最大配筋率。在现场的施工过程中，配筋构件的钢筋锚固需遵循以下四个原则，第一，在混凝土与钢筋的受力接触面上的胶结力必须足够强，比如利用KH-570处理，使物质表面形成牢固的化学链。第二，混凝土在养护的过程中有一定的收缩，故要尽量增大其与钢筋之间的摩擦力，提高锚固性能。第三，工人在制作钢筋的过程中，可将其表面做得粗糙，将钢筋表面的凹凸不平与混凝土之间的机械咬合作用力度进行到最大化。第四，可以在钢筋的端部加上弯钩或者弯折，也可以在钢筋锚固区焊接短钢筋，或者焊接角钢来提高锚固能力。只有严格遵照上述四个基本原则，才能更好的将钢筋进行锚固，同时发挥钢筋的最大作用。

对于配筋构件，为了保护钢筋防止锈蚀，通常需要在最外层钢筋外表面留有一定的混凝土保护层厚度，保护层的厚度必须要根据构件所处的环境类别、所用的材料等级、以及构件的受力要求等来确定，一般符合表一的情况。但对于一些特殊部位或者特殊要求的建筑物或构筑物还应满足其不同要求，例如，对于基础地面的保护层厚度，对于不同的基础类型及有无垫层，规范对保护层厚度作了不同的规定。

表一：钢筋表面保护层的情况统计

2、锚固长度的分析

研究表明，当钢筋在混凝土中单独占据受力空间时，钢筋上传递的作用力必需经过粘结力在一定程度上的累积才能传递到混凝土中，而这个长度在土木建筑工程中称之为钢筋的传递长度和应力发展长度。因此，配筋构件的钢筋锚固长度也理所应当的成为钢筋工程中的第一概念。简单来说，混凝土与钢筋这两种不同的材料之所以能结合起来共同受力，是因为钢筋与混凝土之间有着良好的摩擦力，而这种摩擦力的大小会因钢筋与混凝土之间的接触面积的大小发生改变，所以要想让钢筋与混凝土再结合过程中充分发挥其抗拉的作用，我们必须严谨的把握住配筋构件的钢筋锚固长度，使其满足构件抵抗各种应力的需求，根据锚固长度的计算原理，按照规范的各种基本要求进行锚固长度的分析验算，GB50010—2002规范规定受拉钢筋的锚固长度应按下列公式计算：普通钢筋La=a(fy/ft)d；预应力钢筋La=a(fpy/ft)d。其中钢筋锚固长度系数如下表所示：

国家发布的混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（简称平法）中，对于钢筋的锚固长度给出了具体的数据表格，依据不同的钢筋等级，混凝土等级，及抗震等级等相关条件进项查询，但是也依据一些特殊情况需进行修正，例如当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动（如滑模施工）时，其锚固长度应将表中数值乘以修正系数1.1；HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋（用于三类环境的钢筋混凝土构件中），其锚固长度应将表值乘以修正系数1.25。

表二：锚固各类别长度系数a

锚固长度的多少也直接影响建筑物的抗震等级，一般居民楼建筑抗震要求相对来说没有具备商业中心的高楼大厦高，但这也并不意味着居民楼的抗震等级低。我们国家有明确的规定，上世纪九十年代的居民楼一般为六层左右，而他的抗震等级需要达到国家标准的七级。而近年来的高层建筑的抗震等级需要达到国家标准的八级甚至九级左右。这么高的抗震等级也从侧面体现了我们国家人性化主义的战略实施，充分体现了国家在维护人民生命财产安全的保障体系。

3、探究与延展

怎样让配筋构件的钢筋锚固方式和锚固长度发挥到极致，充分体现锚固作用是目前我国甚至国际上一项重大的任务。众所周知，现代国际上只有在陆地上比较成功的建筑，可以说，在陆地上的建筑其配筋构件钢筋的锚固方式和方法已经发挥到极致，近几年内很难再有一些标志性的突破。

钢筋这种具有优良受力性能的材料不仅应用于建筑业中，在交通运输中桥梁、隧道等的构建中也是必需的。例如，海上的交通运输，如果距离比较近的话，像我们南部一些沿海城市，建立切实可行的桥梁是一项非常经济的运输方式。模式单一的轮船运输，已经不能满足我们的需求，而且受季风影响比较严重，出海的时间大幅度受到限制，这就导致货物囤积，跟不上供求情况，阻碍我们的生产和发展。在这种情况下，我们想到了更便利的运输方式，就是建立连通的桥梁，让两地之间有多种运输方式，以促进经济的发展。我们都知道，汪洋大海中气候环境恶劣，仅仅使用普通的陆地中的锚固方法是不行的，深海中光线暗淡，海水密度大，盐分含量多，对钢筋的腐蚀程度也比较大，因此在钢筋的锚固过程中当然难度也加大了不少。不过，随着科技不断发展进步，人类创造文明的知识体系也不断更新着。在、海上建立大桥虽有难度，但是我们会克服这些困难，努力寻找合适的方法，建成受力合理的交通纽带，例如，琼州海峡跨海大桥、港珠澳大桥、金门大桥等都是我国南方交通的重要枢纽。据相关新闻报道，目前我国正在建一座连接台湾的跨海大桥，旨在促进两岸的交流与经济的发展。而上述种种实例，正是我们在研究配筋构件的钢筋锚固方式与锚固方法时需要考虑的发展方向。

4、总结

从最初用砖石简单结合而成的建筑，到后来的配筋构件的使用，以及根据规范计算出最佳配筋率和并选择合理的锚固方式及锚固长度的研究，让钢筋与混凝土完美结合，建造出各种高楼大厦与交通建筑，这也是人类智慧的象征。目前，建筑业发展越来越迅速完善，钢筋在建筑业中的运用也越来越广泛。因此，在我们的高校教学中，应加强对土木工程和建筑类工程学生的培养，让学生们充分发挥自己的创造力与想象力，在钢筋的锚固方式和锚固长度方面研究出一套更合适先进的方案，为国家的建设做出贡献。我们在配筋构件的钢筋锚固方式和锚固长度的教学研究方面也要不断创新发展，使学生更能适应现代化建设的快速发展。

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1007-6344（2017）05-0341-01

叶永红（1990－08），女，河南信阳人。单位：重庆应用技术职业学院。学历：本科。职称：助教。研究方向：结构工程及工程造价方向

重庆应用技术职业学院2016年院级教改课题《项目驱动教学法在平法识图与钢筋算量课程教学中的研究与实践》（编号：JG201607）