国标316六角螺栓生产厂家304双头螺栓316双头螺栓厂家地脚螺栓合理锚固长度 章东鸿（广东省电力设计研究院） 地脚螺栓的锚固长度根据传统一般采用以 5d 为间隔的方式取值，借鉴原钢 筋锚固长度分别采用 30d(235 钢)、35d(35 号钢)、u型螺丝生产厂40d(45 号钢)，并不能准确反映 锚固条件变化对锚固强度的影响。2002 版《混凝土结构设计规范》[1]9.3 节对钢 筋锚固长度作了较详尽的计算规定，螺栓标准件生产厂家改变了原来的查表方法，在参考了混凝土设 计规范后新版《架空送电线路基础设计技术规定》[2]（DL/T5219-2005）也对包 括 35、45 号钢在内的钢筋锚固长度作了计算规定，其规定与混凝土规范基本相 同，而与此相对应的是一些行业标准、标准图也采用与规范相对应的锚固件新标 准，螺栓标准件生产例如适用于化工行业的《地脚螺栓通用图》[3](HG/T21545-2006)已采用与新 规范相适应的地脚螺栓锚固长度， 送电行业也有必要采用新的地脚螺栓锚固长度 以适应技术发展。 其实在文献[2]9.11 节中对锚固长度已给出详尽的计算方法，方法与文献[1] 完全相同，其对应的条文说明表 9.11.2 更是给出了以新方法计算出的各类钢筋、 地脚螺栓的锚固长度。其中 35 号钢在 C20 砼中的基本锚固长度为 42d，45 号钢 为 51d，远大于我院一贯的 35d、40d。 一．关于设计强度 以下按规范方法(文献[2])计算地脚螺栓的基本锚固长度。 la ? ? fy ft d ??1 （9.11.2） 式中 f t 为混凝土轴心抗拉强度设计值；d 为钢筋的公称直径；? 为钢筋的外 形系数，光面取 0.16，带肋取 0.14； ? 1 为修正系数，钢筋直径大于 25 或钢筋在 混凝土施工过程中易受挠动时取 1.1。 fy 当然为钢筋或地脚螺栓的抗拉强度设计值。 以下计算均取送电常用的 C20 砼情形。 对于 35 号钢直径大于 25 的地脚螺栓 la ? ? fy ft d ? ? 1 ? 0.16 ? 190 N / mm 2 ? 1.1d ? 30.4d 1.1N / mm 2 同样可得 45 号钢地脚螺栓锚固长度为 34.4d。u型螺栓缩径 与文献[2]的条文说明表 9.11.2 完全不同。原因在于文献[2]的条文说明表 9.11.2 把 35 号钢计算与 Q345 钢筋等 同，45 号钢计算与 R400 钢筋等同，u型螺栓缩径而两者在抗拉设计强度及外形系数均不同。u型螺栓选用 而文献[3]中对于 M30 以上的 Q345 锚栓锚固长度在 C20 砼中仅为 28.8d， 原因在 于石化行业标准中 Q345 锚栓的抗拉设计强度仅为 180 N / mm 。u型螺栓选用因此可认为文献 [2]表 9.11.2 在地脚螺栓的锚固长度参考值并不合理。 二．关于非充分利用钢筋抗拉强度的折减 以上计算是否表明应该采用 30.4d（C20 砼，35#碳钢） 、螺栓标准件生产厂家34.4d（C20 砼，u型螺栓缩径45# 碳钢）的锚固长度？ 文献 [1] 、 [2] 均如此规定，当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时才有公式 9.11.2，4.8级u型螺栓当纵向受力钢筋的实际配筋大于其计算面积时，u型螺栓检测项目如有充分依据和可靠措 施，其锚固长度可乘以计算面积与实际面积的比值。 以上表述如何理解？如果在一个拉力为 2 T ? f y ?d e2 / 4 作用下，锚固长度为 l a ? xd e ，那么如果其作用拉力不变，其锚入的钢筋直径为大于 d e 的 d ，那么其 锚固长度如果仍按式 9.11.2 计算则为 xd ? xd e ，显然在作用力不变、锚入的钢筋 直径变大的情形下锚固长度反而加长是没必要且不合理的。此时锚固长度应为 l a ? xd ? 理的。 ?d e2 d ? xd e e 2 d ，即锚固长度按锚入直径的增大而按比例减小，这才是合 ?d 如果把 9.11.2 公式改为以下形式 4T / ?d 2 4T la ? ? d ??1 ? ? ??1 ft f t ? ?d T ：锚固筋（螺栓）所受拉力设计值 (2) 把 公 式 9.11.2 中 的 钢 筋 设 计 强 度 改 为 锚 固 横 截 面 的 钢 筋 设 计 应 力 ? 2 ( ? ? T / S ? 4T / ?d )，螺栓标准件生产厂家u型螺栓缩径则公式可适用于钢筋充分与不充分利用的各种情形。而且 公式(2)物理意义清晰，u型螺丝生产厂即锚固长度与作用拉力成正比，与混凝土黏结强度（这 里用混凝土抗拉强度表征）成反比，双头螺栓规格参数表与钢筋横截面黏结周长成反比，或者说黏结 面积（ l a ? ?d ）应与设计作用拉力成正比，非标不锈钢螺栓与混凝土黏结强度成反比不锈钢304双头螺丝 对于地脚螺栓国标304双头螺栓生产厂家而言，其抗拉力设计值为 f g ? ?d e2 / 4 ，即其拉力设计值是根据 其有效直径 d e ，而锚入段为公称直径 d 大于 d e ，因此其锚固长度可作折减。例 如对于 35M48 地脚螺栓拉力设计值为 257.1KN ，蝶形螺栓生产厂家其锚固长度应该为 la ? ? 4T 4 ? 257.1 ? 10 3 N ? ? 1 ? 0.16 ? ? 1.1 ? 1091mm ? 22.7d f t ? ?d 1.1N / mm 2 ? 3.1416 ? 48mm M48 的螺栓有效直径仅为 41.51mm ，u型螺丝报价 有效面积仅为毛截面积的 74.8％， 即在 锚固段横截面拉应力仅为设计强度 74.8%，因此其合理的锚固长度也应该为式 9.11.2 所计算出的长度 30.4d 的 74.8%。方头螺栓生产厂家 三．关于修正系数 ? 1 对于修正系数 ? 1 ，文献[1]表述为带肋钢筋在大直径情形下，肋对混凝土劈 裂作用相对抗拔力的贡献比例下降， 因此对Ⅱ级及以上钢筋的大直径钢筋的锚固 长度应予以加大，由于地脚螺栓为光面，其外形系数已采用的 0.16 大于带肋钢 筋的 0.14，因此并无乘以修正系数的必要304双头螺栓生产厂家文献[2]则不区分钢筋种类，钢筋直 径大于 25 或钢筋在施工过程中易受扰动均乘以修正系数。显然对于地脚螺栓文 献[2]在计算中考虑此修正将偏安全。 四．关于机械锚固 对于带肋钢筋， 其末端加 135 度弯钩或加锚板等所谓机械措施，其锚固长度 依文献[1][2]均可作 0.7 倍的折减， 而对于光面钢筋则构造需要加 180 度弯钩且不 能作为机械锚固折减。对于地脚螺栓为光面，螺栓标准件生产但由于其直径远大于一般的光面钢 筋，难以作 180 度弯钩，该如何考虑其末端锚固构造呢？ 一般的地脚螺栓末端锚固构造为 3 种，90 度直钩、锚板、及固定板。u型螺栓检测项目依规 范可知，4.8级u型螺栓90 度直钩对于光面钢筋是不足够的，但文献[3]中采用此类地脚螺栓且 锚固长度依规范公式计算结果。4.8级u型螺栓 对于锚板，例如本院汇编 J 型地脚螺栓，地脚螺栓预紧力螺栓直径 ? 64 ，抗拉设计值为 396.8KN ,锚板为厚度 28 的 Q235 钢板，u型螺栓缩径抗环剪能力为 V ? ?d ? t ? f v ? 3.1416 ? 64mm ? 28mm ? 120 N / mm2 ? 675570 N ? 675.6KN 锚板抗环剪能力大于螺栓的抗拉能力。 显然如果螺栓与锚板的焊接有保证，锚板的锚固能力是相当大的，其末端对 混凝土的作用也远非钢筋的肋可比拟。 对于固定板如本院汇编 MJ 型地脚螺栓，螺栓直径 ? 64 ，抗拉设计值为 471.5KN ，固定板为厚度 28 的 Q235 钢板国标304双头螺丝生产厂家抗直剪能力同样为 675.6KN 。事实 上单纯用于固住固定板的螺母产生的对混凝土的劈裂就已经相当大。 依上可认为带锚板、 固定板的地脚螺栓是可以认为有机械锚固措施的，但文 献[1]没有规定光面钢筋的机械锚固问题，蝶形螺栓生产厂家其根本在于文献 [1]针对的是钢筋的锚 固，并没有针对地脚螺栓这种光面带机械锚固的锚固件。 对于机械锚固， 如果缩短了锚固长度， 对混凝土的劈裂在较短的长度内集中， 因而规范规定了锚固区内箍筋间距不应大于纵筋直径的 5 倍，方头螺栓生产厂家 直径不应小于纵筋 直径的 0.25 倍，方头螺栓生产厂家这对于锚固地脚螺栓的砼柱有一定的借鉴意义，但也不可照搬， 毕竟 ? 80 、螺栓标准件生产厂家 ?100 的地脚螺栓很常见， ? 20 甚至 ? 25 的箍筋就有点夸张了。4.8级u型螺栓 五．结论与建议 综上所述， 地脚螺栓由于其抗拉强度有异于钢筋、存在有效截面小于毛截面 的特点，存在末端锚固措施与钢筋的不同，地脚螺栓预紧力其合理的锚固长度计算可参考钢筋锚 固长度计算而不应该照搬，文献[2]条文说明中表 9.11.2 中地脚螺栓基本锚固长 度存在严重的不合理性而不应该采用。 地脚螺栓的锚固长度计算方法可参照文献[1]与[2]，其抗拉强度设计值应采 用文献[2]表 5.0.23 中的值即 Q235－160、u型螺丝生产厂35 钢－190 ，45 钢－215，u型螺栓检测项目考虑到地 脚螺栓存在有效直径小于公称直径，应采用本文式 (2)即以锚固段中螺栓设计拉 力对应的横截面拉应力代替螺栓设计强度计算地脚螺栓基本锚固长度。 对于大直径的修正系数 ? 1 ，虽然文献[1]中此仅适用于带肋钢筋，但文献[2] 则认为其适用于所有大直径钢筋，方头螺栓生产厂家应此笔者建议对于直径大于 25 的地脚螺栓仍 采用修正系数。 对于以直钩作为末端锚固的地脚螺栓，由于未满足文献 [1]中对于光面钢筋 末端作 180 度弯钩措施的要求，建议在锚固长度计算中乘以第 2 个修正系数 ? 2 ? 1.1 ~ 1.2 ，式(2)修正为: f y d e2 4T / ?d 2 4T la ? ? d ??1 ?? 2 ? ? ??1 ?? 2 ? ? ??1 ?? 2 ft f t ? ?d ft d (3) 对于带锚板、固定板的地脚螺栓，其末端锚固措施是有效的，但考虑到公式 (3)相对于文献[2]及我院一贯作法已有了一定的折减，另外主柱箍筋及保护层厚 度有限，因此暂时不建议采用文献[1]、非标不锈钢螺栓[2]中有关机械锚固的 0.7 倍折减，现可国标316外六角螺丝生产厂家作 为有效的安全储备，待以后有进一步的试验研究或可靠依据再作调整。 由以上建议按式[3]计算地脚螺栓锚固长度作为推荐使用值，以下为几种地 脚螺栓的锚固长度比较 表1 （C20 砼） 规范计算 型号（直 径） 值 （无考虑 截面利用是否 充分） E（36） G(48) MH(56)3 5# MK(68)3 5# M8H(56) 45# M8K(68) 45# 922mm 1229 1702 1260 1700 1960 810 919 1296 编 我室汇 推荐值 备注 ? 2 ? 1.2 带锚板 带锚板 2068 2380 1621 带锚板 1927 2240 1466 带固定板 2340 2720 1834 带固定板 由上可知按新的理论方法计算的地脚螺栓长度较我室汇编可节余 30%。 按地 脚螺栓占塔重钢材 5%比例计算， 此项可节国标316双头螺丝生产厂家余铁塔重量 1.5%双头螺柱生产厂家， 例如四回路 220KV 塔 DZ3342 呼称高 27m 塔重为 30082kg，蝶形螺栓生产厂家地脚螺栓总重为 1534kg，采用新方法 可节省 470kg 约为塔重的 1.56%。非标不锈钢螺栓每基塔均节省此比例钢材经济性将相当可观。 六．其它影响锚固的因素的考虑 混凝土的黏结强度、u型螺栓缩径 混凝土保护层厚度、不锈钢固伦特螺丝防生锈方法，混凝土的应力状态及箍筋对混凝土 的约束作用均影响混凝土对钢筋（地脚螺栓）的锚固。对于一般的钢筋混凝国标316双头螺丝厂家土结 构中的节点对梁柱钢筋的锚固，节点内混凝土一般处于对锚固有利的压应力状 态，而在送电结构的主柱对地脚螺栓的锚固作用时，主柱混凝土处于对锚固作用 不利的拉应力状态，因此对于主柱混凝土保护层厚度（地脚螺栓离柱边较近）较 小，特别是主柱截面较小的等截面拄中建议在锚固段内箍筋适当加密加大，这与 规范机械锚固折减需考虑箍筋加大加密的规定是相符的，蝶形螺栓生产厂家 有利于加强混凝土对地 脚螺栓及主柱钢筋的黏结及抵抗地脚螺栓锚板对混凝土的劈裂、局压作用。u型螺栓检测项目 在锚板的作用下， 地脚螺栓从主柱混凝土中拔出的可能远小于主柱钢筋。由 于混凝土抗拉强度较小，主柱所受拉力由主柱钢筋承担，方头螺栓生产厂家地脚螺栓有把锚固段内 混凝土一起拔出的趋势，此时应考虑主柱钢筋在地脚螺栓锚固区内的锚固，u型螺丝报价其实 主柱中钢筋与地脚螺栓的作用类似于一种搭接， 因此建议在主柱钢筋受拉强度充 分利用情形下，4.8级u型螺栓地脚螺栓锚固长度尚不应该小于主柱钢筋锚固长度 l a 的 1.4(非等 截面斜柱)与 1.6（等截面面斜柱）倍，并应在等截面柱中加强箍筋的设置。 东北院主编的《电力工程高压送电线]中认为在地脚螺栓间 距较小的情形下应考虑混凝土对地脚螺栓作用的削弱，地脚螺栓正常间距应在 4d 以上或者考虑此影响。地脚螺栓厂家，但相对于混凝土结构中的大直径钢筋间距一般仅 2d， 地脚螺栓的间距并不算小，u型螺栓缩径另有锚板、固定板的安全储备作用，建议不需考虑地 脚螺栓间距对锚固的影响。u型螺栓选用u型螺丝报价如果按文献五考虑螺栓间距影响则 最后提出以下地脚螺栓锚固长度的计算式： f g d e2 4T / ?d 2 4T la ? ? d ? ? 1 ? ? 2 / na ? ? ? ? 1 ? ? 2 / na ? ? ? ? 1 ? ? 2 / na ft f t ? ?d ft ? d （4） la ：地脚螺栓锚固长度， mm ? ：形状系数，光面地脚螺栓均取 0.16 fg ：地脚螺栓抗拉强度设计值， KN / mm 2 d e ：地脚螺栓有效直径，u型螺丝报价 mm f t ：混凝土抗拉强度设计值，u型螺栓检测项目 KN / mm2 d ：地脚螺栓公称直径， mm ? 1 ：第一修正系数，螺栓标准件生产厂家当地脚螺栓公称直径 d25mm 时或混凝土易扰动时取 1.1，其它情形取 1.0。 ?国标304外六角螺栓生产厂家2： 第二修正系数， 当地脚螺栓末端锚固为直钩时取 1.3， 其它锚固措施 （锚 板、固定板）情形取 1.0。 na ： 螺栓间距影响系数， 当地脚螺栓间距小于 4d 时， 有 na ? 1 ? a(4 ? s / d ) 3 ， 式中 a 为形状系数，其中螺栓环状排列 a 等于 0.36，4 根时 a 等于 0.43，s 为螺栓 中心距。 构造措施：在锚固区内，等截面斜柱箍筋间距不应大于箍筋直径的 20 倍， 箍筋直径不应小于 8 及主筋直径的 1/3 倍，等截面直柱箍筋间距不宜大于 150， 箍筋直径不宜小于 8。 参考文献 [1] GB 50010-2002 《混凝土结构设计规范》 [2] DL/T 5219-2005 《架空送电线路基础设计技术规定》 [3] HG/T 21545-2006 《地脚螺栓（锚栓）通用图》 [4] TD-XJ2006-3501 《地脚螺栓》 GEDI [5] 《电力工程高压送电线路设计手册》
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