地脚螺栓厂商外六角螺栓尺寸规格地脚螺栓的设计_陈延_建筑/土木_工程科技_专业资料。地脚螺栓的设计 陈 延 张曦卉 刘宏伟 李立昌 （ 北京沃利帕森工程技术有限公司，北京 100015） 摘 要：地脚螺栓作为紧固构件，是建筑结构基础设计的重要组成部分。通过对比我国现行规范与设计
地脚螺栓的设计 陈 延 张曦卉 刘宏伟 李立昌 （ 北京沃利帕森工程技术有限公司，北京 100015） 摘 要：地脚螺栓作为紧固构件，是建筑结构基础设计的重要组成部分。通过对比我国现行规范与设计 方法，结合国内外相关研究成果和最新国际设计规范，对地脚螺栓埋置长度的计算、地脚螺栓的形式有承载力取值、地脚螺栓的 抗剪贡献以及延性设计进行了探讨与分析，并针对我国地脚螺栓设计方法中存在的问题提出了意见与建议。 关键词：地脚螺栓； 埋置长度； 承载力； 延性设计 INITIAL DISCUSSION ON DESIGN OF ANCHOR BOLTS Chen Yan Zhang Xihui Liu Hongwei Li Lichang （ Worleyparsons China Engineering Co． Ltd，Beijing 100015，China） Abstract： As anchorage connection component，the design for anchor bolt is essential part of foundation engineering． According to the latest research and oversea code with comparison of executing Chinese design speciations，it was presented analysis and discussion on the anchor bolt’s embedment length，bearing capacity，shear resistance and ductile design． Conclusion and recommendation were provided at the end as reference for the code development of anchor bolt design in China． Keywords： anchor bolt； embedment length； bearing capacity； ductile design 地脚螺栓作为紧固构件，广泛应用于钢结构柱 脚及各类设备的埋置固定，它可将作用于钢结构及 设备上的垂直和水平荷载有效传至基础混凝土，是 建筑结构基础设计的重要组成部分。螺栓地脚批发 基于地脚螺栓的重要性，我国现行建筑结构设 计规范和手册对其设计方法和构造要求都有具体的 规定，设计人员可以按照这些规定设计出满足要求 的薄头外六角螺栓地脚螺栓直径尺寸、埋置长度、高强度地脚螺栓哪家好间距和边距。 然而在设计过程中，这些规范和手册对一些问 题没有给出确切的解释，设计方法与实际受力机理 有所偏差，这 使 得 最 终 的 设 计 结 果 可 能 过 于 保 守。 本文将就这些问题做一些简单探讨，并结合国内外 相关研究成果和最新国际设计规范，以期寻找出更 为合理的地脚螺栓设计方法。 1 地脚螺栓的埋置长度与抗拉承载力 地脚螺栓的埋置长度是指螺栓埋入混凝土基础 部分的总长度，在此长度范围内二者之间产生的握 裹黏结强度，可以抵抗作用于地脚螺栓上的拉拔荷 载。埋置长度的设计应该与地脚螺栓的布置、材料 强度以及基础混凝土的配筋情况有关。 地脚螺栓的抗拉承载力是表征地脚螺栓在拉拔 Industrial Construction Vol. 43，Supplement，2013 力作用下所能承担的最大荷载。 现行设计规范和手册对于地脚螺栓的埋置长度 与抗拉承载力规定如表 1 所示。 由表 1 可以看出，地脚螺栓的埋置长度设计多 通过表格和经验公式给出，但并没有明确说明埋置 长度的具体计算方法，且文献［1］与文献［2 － 3］引 用的数据也有所不同。地脚螺栓生产视频［4］GB 50002—2011《建筑地 基基础设计 规 范 》没 有 关 于 锚 固 长 度 的 相 关 规 定。 此外，文献［1，5］中提出对于 Q235 直钩式地脚螺 栓，其锚固长度可采用 20 d 或 25 d 的计算长度（ d 为地脚螺栓直径） 。 根据推断，上述图表和经验值的计算应该是取 自 GB 50010—2010《混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》［6］ 中 8. 3. 1 条关于钢筋锚固长度 la 的计算方法： la = α fy d ft （ 1） 式中： α 取自锚固钢筋的外形系数； fy 为地脚螺栓的 抗拉设计强度； ft 为混凝土轴心抗拉设计强度； d 为 地脚螺栓的直径。该式的物理意义在于 “混凝土握 第一作者： 陈延，男，1975 年出生，工程师，国家一级注册结构工程师。 电子信箱： pplbb@ 163． com 收稿日期： 2013 － 04 － 20 工业建筑 2013 年第 43 卷增刊 549 表 1 规范和设计手册对地脚螺栓埋置长度和抗拉承载力的规定 序号 规范 /手册 1 《钢结构连接节点设计手册》［1］ 2 《钢结构设计手册》［2］ 3 《混凝土结构构造手册》［3］ 4 《石油化工冷换设备和容器基础设计规范》［5］ 5 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》［7］ 页数 P286 P458 P502 P440 P5 P48 条目 /表 具体规定 8 － 73 锚栓应设置 弯 钩、或 锚 板、或 锚 梁，此 时 其 锚 固长度一般不宜小于 25 d 表 9 － 75 见表格 表 10 － 6 见表格 表 10. 9. 1 /10. 9. 2 见表格 表3 见表格 7. 2. 18 锚栓的锚固 长 度 应 符 合 现 行 国 家 标 准《建 筑 地基基础设计规范》［4］GB 50007 的规定 裹黏结力应 大 于 或 等 于 锚 栓 屈 服 点 承 载 力 ”，也 就 是说，在保证混凝土握裹黏结强度的条件下，地脚螺 栓的抗拉承载力由其材料抗拉强度决定。 然而在实际设计过程中，若按照表 1 提供的方 法进行锚固长度和抗拉承载力的计算，可能会产生 如下疑问： 1） 表 1 中提供的设计参考数据，应是根据 GB 50017—2003《钢结构设计规范》［8］表 3. 4. 1 － 4 得 到，其 中 Q235 地 脚 螺 栓 的 抗 拉 设 计 强 度 为 140 MPa，该值的取值依据是什么？ 为何与普通 Q235 材 质的螺栓或钢筋的抗拉设计强度 210 MPa 差距如此 之大？ 2） 表 1 中提供的计算图表多基于 C15、C20 强 度等级的混凝土，而实际设计中多会采用更高强度 的混凝土，因此按照图表设计出的地脚螺栓锚固长 度取值会过于保守。地脚螺栓啥意思 3） GB 50017—2003 条文 8. 4. 14 规定，“柱脚锚 栓埋置在基础中的深度，移动地脚螺栓应使锚栓的拉力通过其与 混凝土之间 的 黏 结 力 传 递 ”，但 黏 结 力 并 非 控 制 地 脚螺栓抗拉承载力的唯一因素，在拉拔力作用下，地脚螺栓厂家有哪些地 脚螺栓周边范围的基础混凝土仍可能发生其他脆裂 破坏，如崩裂破坏、劈裂破坏等。因此，地脚螺栓抗 拉承载力不应只以黏结力破坏作为唯一控制依据。 4） 当地脚螺栓埋置于四周设置有可靠传力竖 筋的基础混凝土中（ 如基础短柱） ，外部拉力会通过 地脚螺栓先传至混凝土中的竖筋，并最终传至基础 底面，因此其埋置长度若按照竖筋与地脚螺栓的搭 接长度来设计会更为合理。另一方面，基础竖筋的 直径通常较地脚螺栓的直径要小，若地脚螺栓的锚 固长度按搭接长度来计算，就应该以较小的基础竖 筋直径来决定搭接长度，然而目前的计算手册和规 范均采用较大的地脚螺栓直径来决定埋置长度，这 与实际的设计理论依据不符。 5） 按照我国现行规范给出的抗拉承载力设计 地脚螺栓，可能会导致其直径变大、埋置长度变长， 这将会影响基础的钢筋绑扎和设置，路灯地脚螺栓价格甚至改变基础 550 的尺寸。而事实上，常用地脚螺栓厂家过长的埋置深度对于地脚螺栓 的抗拔能力并没有太多贡献。移动地脚螺栓地脚螺栓的形式有 解决这些疑问可以从制定上述规定的背景依据 入手，结合国内外最新设计文献，了解地脚螺栓的破 坏机理，并从中寻找问题的答案。 根据《钢 结 构 设 计 规 范 理 解 与 应 用 》［9］ 中 的 说 明： “锚栓的抗拉强度设计值是从 74 规范转化而来 的，74 规范的 3 号钢锚栓容许应力为1 100 MPa，转 化为抗 拉 设 计 强 度 Fta = 1 100 × 0. 098 1 × 1. 41 / 1. 087 = 140 MPa = 0. 38ftu。当采用 Q345 钢做锚栓 时亦用此关系式。锚栓的抗拉强度设计值之所以取 值较低，主要是为了符合柱脚刚性连接的假定，路灯地脚螺栓价格使锚 栓的受拉变形尽量减小”。高强度地脚螺栓哪家好由此解释可以看出，地脚 螺栓设计强度的人为折减是为了提高螺栓的实际抗 变形能力，高强度地脚螺栓哪家好这使得螺栓直径的计算结果过于保守，且 并没有考虑基础混凝土对地脚螺栓抗拔能力的影响。 国内关于地脚螺栓的承载力研究主要有文献 ［10 － 12］。 文献［10］通过试验研究和有限元分析，认为地 脚螺栓在轴向拉力作用下，存在明显黏结滑移破坏， 但试验是以地脚螺栓四周配置可靠传力竖筋为模拟 条件，固定地脚螺栓厂家因此最终的试验结果并不能体现如规范所述 的地脚螺栓在无竖筋混凝土中的实际破坏情况。 文献［11］中提出，地脚螺栓在拉拔力作用下破 坏主要包括栓杆拉断破坏、地脚螺栓厂家生产基础混凝土与地脚螺栓 的黏结破坏、基础混凝土圆锥体面崩裂破坏以及基 础混凝土劈裂破坏。其中，后三种破坏属于与混凝 土有关的地脚螺栓破坏，它应该与第一种栓杆拉断 破坏共同作为设计控制条件来决定地脚螺栓的抗拉 承载力。文献［11］同时认为，在地脚螺栓埋入端端 头设置螺母大小的六角头取代常用的弯钩形式，可 以有效防止 黏 结 破 坏。 文 献［11］在 结 论 中 对 地 脚 螺栓的强度设计值的取值原因也进行了分析。 文献［12］则 根 据 地 脚 螺 栓 的 受 力 特 点 和 破 坏 形式，总结了国内外地脚螺栓的设计和计算方法，并 着重指出，地脚螺栓的地脚螺栓规格型号图纸为防止基础混凝土的脆性破坏，应对地脚 螺栓的栓距、地脚螺栓的形式有边距和埋入深度予以限制。同时，文献 ［12］根据 国 外 相 关 规 范 和 文 献 介 绍 了 群 栓 有 效 重 叠应力锥形投影面积的概念，进一步给出在实际条 件下（ 多个螺栓同时抗拉） 基础混凝土中地脚螺栓 承载能力的计算方法。 地脚螺栓的设计方法在美国、预埋地脚螺栓的价格地脚螺栓厂家生产英国、德国、日本 等国规范中都有专门规定，其中尤以美国规范最为 详细。ACI 318［13］自 02 版规范起，就辟出专门章节 介绍地脚螺栓的强度特点、抗拉强度和抗剪强度验 算、构造要求以及安装方法。 ACI 318 认为地脚螺栓四周在无可靠传力竖筋 的情况下，其受拉破坏（ 见图 1） 主要由螺栓本身材 料破坏（ 情况 1） 、基础混凝土圆锥体面崩裂破坏（ 情 况 2） 、栓杆端局部承压破坏（ 情况 3a、3b） 以及基础 混凝土劈裂破坏（ 情况 4） 来决定，并取四种破坏中 的最小强度设计值作为地脚螺栓的抗拉承载力。这 其中，基础混凝土圆锥体面崩裂破坏强度作为主要 控制值，螺栓地脚批发会因地脚螺栓在混凝土中的布置及其埋置 长度而改变，地脚螺栓的埋置长度将决定基础混凝 土圆锥体抗崩裂破坏强度。另外，地脚螺栓螺母尺寸ACI 318 没有提 供基础混凝土与地脚螺栓的抗黏结破坏强度计算方 法，而是通过在栓杆端头设置六角头螺母来防止黏 结破坏（ 情况 3a） 。 当地脚螺栓四周设置可靠传力竖筋的情况下， ACI 318 提出考虑可靠竖筋（ 如基础短柱纵筋、发卡 筋或钢筋笼，见图 2） 的作用，使得拉拔力通过竖筋 传至基础底部。文献［14］根据这一理论，具体介绍 了如何考虑竖筋对传力的贡献，并认为在配置足够 竖筋且地脚螺栓的埋置长度满足螺栓与竖筋的搭接 长度条件下，高强度地脚螺栓哪家好可以避免基础混凝土圆锥体面崩裂破 坏。这种情况下，地脚螺栓厂家生产地脚螺栓的工厂即使地脚螺栓的埋入深度超出搭 接长度要求，也不会提高地脚螺栓的承载力，地脚螺栓啥意思同时，路灯地脚螺栓价格 若地脚螺栓边距满足要求（ ACI 318 推荐距离为“6 倍螺栓直径”） ，地脚螺栓啥意思则地脚螺栓的设计承载力主要由其 自身钢材破坏（ 拉断） 强度来控制，反之，则由混凝 土的劈裂破坏强度来控制。 a—基础短柱纵向钢筋； b—发卡筋； c—钢筋笼 1—0. 5L 范围内竖筋参与传力 图 2 基础混凝土内可靠竖筋形式 a—情况 1： 地脚螺栓栓杆拉断破坏； b—情况 2： 混凝土圆锥体崩裂破坏； c—情况 3a： 栓杆端局部承压破坏（ 端头为六角头螺母） ； d—情况 3b： 栓杆端局部承压破坏（ 端头为 90°弯钩） ； e—情况 4： 混凝土劈裂破坏 图 1 地脚螺栓受拉破坏形式 表 2 为按照 ACI 318 规范和我国设计手册计算 出的单个地脚螺栓的最大抗拉承载力。 由表中计算结果可以看出： 1） 地脚螺栓的抗拉承载力与其自身钢材抗拉 强度（ 情况 1） 以及与之共同作用的混凝土破坏强度 有关（ 情况 2—情况 4） 。 2） 作为主要控制强度之一，地脚螺栓螺母尺寸混凝土抗锥体崩裂 破坏强度会因地脚螺栓的不同布置 （ 边距和间距） 表 2 单个地脚螺栓抗拉承载力 kN 情况 1 地脚螺栓钢材抗拉承载力 不同直径及埋置长度下的抗拉承载力 / kN M20，Ld = 500 mm M24，Ld = 600 mm M27，Ld = 680 mm M30，Ld = 750 mm 64. 7 117. 3 147. 7 187. 6 ACI 318 2a 混凝土抗锥体面崩裂破坏承载力 557. 3 755. 2 795. 6 1 026. 5 规 定 的 2b 混凝土抗锥体面破坏承载力 （ 受边距、间距 地脚螺 影响） 45. 4 45. 4 45. 4 45. 4 栓 抗 拉 3a 栓杆端混凝土局部承载力（ 端头为六角头螺 设计承 母） 138. 2 227. 8 280. 9 339. 5 载力 3b 栓杆端混凝土局部承载力（ 端头为 90°弯钩） 42. 3 61. 0 77. 2 95. 3 4 混凝土抗劈裂破坏承载力（ 边距不足时） 71. 5 91. 89 101. 9 112. 0 中国设计手册提供的地脚螺栓抗拉设计承载力 34. 3 49. 4 64. 3 78. 5 551 有很大变化。当边距和间距大于 1. 5 倍埋置长度时 （ 情况 2a） ，抗锥体崩裂破坏强度会因埋置长度的提 高而提高； 但多数情况下，地脚螺栓的工厂地脚螺栓的边距和间距都 无法满足这一条件（ 情况 2b） ，其混凝土抗锥体崩裂 破坏强度会受到很大限制。 3） 美国规范建议在栓杆端头设置六角头螺母 来防止黏结破坏（ 情况 3a） ，这样可以有效提高栓杆 端混凝土局部承载力，预埋地脚螺栓的价格在满足竖筋布置的条件下，地 脚螺栓的最大承载力一般由自身钢材抗拉强度控 制。我国设计手册通常建议在栓杆端头设置长度为 4 倍直径的 90° 直角弯钩（ 情况 3b） ，固定地脚螺栓厂家这会导致地脚 螺栓的最大承载力受栓杆局部承压破坏控制，根据 AC1 318 计算公式得出的计算结果，此破坏对应的 承载力与我国设计手册提供的地脚螺栓抗拉承载力 基本一致。 4） 当地脚螺栓埋置于无可靠传力竖筋的基础 混凝土中（ 如混凝土梁或板） ，且边距和间距无法满 足要求的情况下，采用我国设计手册提供的设计参 数是偏不安全的，此时应尽可能地考虑设置可靠传 力竖筋以提高混凝土抗锥体面崩裂破坏强度，从而 忽略混凝土的锥体崩裂破坏对地脚螺栓抗拉承载力 的影响。 5） 在配置可靠传力竖筋的情况下，地脚螺栓的 破坏与其埋置长度关系不大，埋置长度只需满足它 与传力竖筋的搭接长度即可。螺栓地脚批发 根据以上分析，我国设计手册提供的地脚螺栓 抗拉承载力在大多数条件下是可靠的，在早期没有 设计理论依据的情况下（ 情况 2b） ，对地脚螺栓抗拉 设计强度进行折减（ Q235 采用 140 MPa） 可以看作 是考虑了混凝土破坏对地脚螺栓承载力的影响； 另 一方面，当地脚螺栓因间距和边距不够使得混凝土 抗锥体面崩裂破坏的强度降低，此时应考虑设置可 靠传力竖筋，常用地脚螺栓厂家否则，采用我国设计手册提供的地脚螺 栓抗拉承载力是不安全的。需要指出的是，若采用 国产地脚螺栓并按照国外标准进行抗拉强度设计 时，地脚螺栓生产视频应采用地脚螺栓自身材料的实际抗拉设计强度 （ Q235 为210 MPa） 进行设计，地脚螺栓厂家有哪些GB 50017—2003 提供 的“折减后”地脚螺栓抗拉设计强度不宜采用。 2 地脚螺栓的抗剪设计 关于 地 脚 螺 栓 的 抗 剪 设 计，GB 50017—2003 《钢结构设计规范》条文 8. 4. 13 和 CECS 102 ∶ 2002 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文 7. 2. 20 均规定： “柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平 反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力 552 或设置抗剪键承受”。《钢结构连接节点设计手册》 条文 8 － 74 在遵循旧版设计规范的基础上提出“在 铰接柱脚中，锚栓通常不能用以承受柱脚底部的水 平剪力”。 不考虑地脚螺栓的抗剪要是基于以下两 个原因： 1） 按照设计手册要求，柱脚底板或设备支座底 板的地脚螺栓开孔需大于地脚螺栓直径 5 ～ 10 mm， 以方便施工安装。在水平荷载作用下，地脚螺栓可 能会因为过大的开孔间隙无法与底板紧密接触从而 无法传力； 另外，底板下部的混凝土找平层与地脚螺 栓接触也不够紧密，实际施工中找平层经常浇筑不 密实，即使浇筑满足要求，这部分后浇混凝土也需要 一段时间才能达到设计强度，无法产生足够的黏结 应力。因此，位于螺母与基础顶面间的地脚螺栓栓 杆实际受到拉弯作用，地脚螺栓的工厂且弯矩造成的应力增幅很大， 在无明确计算公式的条件下，无法准确得出地脚螺 栓所受应力。这种现象在设置靴梁的钢柱柱脚上更 加明显。 2） 剪力由地脚螺栓通过压力传递给周围基础 混凝土，会 使 得 混 凝 土 被 压 碎，从 而 改 变 实 际 受 力 状况。 然而，固定地脚螺栓厂家如果不考虑地脚螺栓的抗剪贡献，在风荷 载、地震荷载较大的地区进行轻钢结构或塔架结构 设计时，哪有卖地脚螺栓的必须在钢柱脚底部设置抗剪键，这将增加钢 结构制作 安 装 费 用，对 基 础 施 工 也 带 来 很 大 影 响。 另外，对于工业设计中经常碰到的水平或立式容器 基础，由于不适合设置抗剪键，当容器底板与混凝土 之间的摩擦力不足以抵抗水平荷载时，地脚螺栓生产视频水平剪力最 终只能依靠地脚螺栓传至基础混凝土。哪有卖地脚螺栓的 文献［11］中提出，地脚螺栓不能参与抗剪的规 定是没有依据的。目前 Q235 锚栓的强度设计值仅 取 140 MPa，地脚螺栓厂家有哪些部分原因是考虑锚栓实际参与抗剪的 缘故，但在实际设计时锚栓又不得参与抗剪，预埋地脚螺栓的价格二者之 间存在矛盾。针对地脚螺栓因开孔过大导致剪力无 法传递的问题，文献［11］建议可以通过 构 造 措 施 （ 采用螺母垫板和底板在钢结构、设备就位后满焊 焊接，国标不锈钢u形管卡。地脚螺栓的形式有密实浇筑找平层等） 或仅考虑一部分地脚螺 栓（ 受压区螺栓） 参与抗剪的设计方法考虑地脚螺 栓的抗剪。 ACI 318 认为，当底板与混凝土间的摩擦力无 法抵挡外部水平剪力时，可以考虑地脚螺栓的抗剪。 地脚螺栓的抗剪强度主要由螺栓本身材料抗剪强 度、基础混凝土三角面崩裂破坏强度以及混凝土剪 翘破坏强度来决定（ 见图 3） ，并取它们中的最小值 作为地脚螺栓的抗剪承载力。这其中，基础混凝土 三角面崩裂破坏强度为主要控制值，它受地脚螺栓 在基础混凝土中的边距、间距以及埋置长度影响比 较大。地脚螺栓螺母尺寸基础混凝土三角面崩裂破坏可通过设置水平 钢筋（ 箍筋） 来避免，此时混凝土与水平钢筋 形 成 “压杆 － 拉杆”的传力机构（ 见图 4） ，剪力通过地脚 螺栓对混凝土“压杆”形成挤压，而水平钢筋“拉杆” 承担由此产生的拉应力。地脚螺栓厂家生产ACI 318 提出，地脚螺栓 周边一定深度及宽度范围内的封闭水平箍筋均可作 为“传力拉 杆 ”。 因 此，在 基 础 顶 面、地 脚 螺 栓 两 边 沿剪力方向加密布置水平箍筋，可以有效抵抗混凝 土三角面崩裂破坏。地脚螺栓在剪力作用下的另一 种混凝土破坏———剪翘破坏主要发生在埋置长度较 浅时。钢构中的地脚螺栓ACI 318 认为当埋置长度超过 12 倍螺栓直 径时，该破坏将不会发生。基于以上分析，在布置合 理水平箍筋的条件下，地脚螺栓的抗剪强度将由地脚螺栓厂家螺 栓本身材料抗剪强度控制，与基础混凝土破坏强度 无关。 a—地脚螺栓栓杆剪断破坏； b—混凝土三角面崩裂破坏； c—混凝土剪翘破坏 1—破坏面 图 3 地脚螺栓受剪破坏形式 1—水平钢筋拉杆； 2—混凝土压杆； 3—地脚螺栓 图 4 “混凝土压杆 － 水平钢筋拉杆”传力模型 在双向水平剪力作用下且地脚螺栓与底板没有 可靠焊接连接的情况下，可能会出现仅一颗地脚螺 栓参与承担荷载的最不利极端情况，此时钢底板与 栓杆紧密接触。当水平剪力不大时，由于单个地脚 螺栓可以提 供 足 够 的 抗 剪 承 载 力，此 时 若 按 照“螺 栓群中单个 螺 栓 参 与 抗 剪 ”进 行 设 计，基 本 可 以 不 用设置抗剪键。地脚螺栓啥意思因此，考虑部分地脚螺栓参与抗剪， 对于轻钢结构柱脚设计具有重要的意义。 对于水平或立式容器基础中的地脚螺栓，根据 现行我国规范或手册虽然无法得出计算方法，但一 定要保证双螺母锁紧且螺栓垫板与底板在设备就位 后满焊连接，地脚螺栓四周也需保证足够的水平钢 筋传递剪力，从而确保明确的传力途径。 3 地脚螺栓的延性设计 延性设计作为结构设计的重要组成部分，地脚螺栓厂家有哪些是为 了避免结构或构件发生脆性或无预兆性破坏，从而 最大限度地发挥结构或构件的塑性变形能力。延性 设计在抗震设计中尤为重要，我国现行规范在结构 承载、变形、抗弯、抗剪等因素上，浙江内六角螺钉从计算和构造形式 方面做出了很多相应规定，从而确保了结构体系的 安全。移动地脚螺栓 地脚螺栓作为结构体系的重要传力构件，肩负 着在两种不同建筑材料中的传力作用，设计时也应 遵循延性设计的要求，地脚螺栓厂家生产特别是当地脚螺栓用于抗震 设计或抗爆设计时，在外力荷载无法准确估算时，确 保地脚螺栓的延性设计尤为重要。地脚螺栓螺母尺寸螺栓地脚批发 从前面分析可以看出，地脚螺栓的承载力主要 由其自身钢 材 材 料 强 度 以 及“与 混 凝 土 有 关 ”的 强 度决定，这其中钢材属于塑性材质，高强度地脚螺栓哪家好地脚螺栓的图纸具有很好的延展 性、地脚螺栓厂家有哪些破坏预兆性和塑性变形能力，而混凝土属于脆性 材质，在达到最大承载能力后承载力迅速降低，变形 能力小，其瞬间破坏无法预见。因此，地脚螺栓的延 性设计需保证其自身的钢材材料强度小于“与混凝 土有关”的强度，常用地脚螺栓厂家从而在外力荷载作用下，地脚螺栓 先于混凝土破坏，并通过其良好的塑性变形能力吸 收和耗散外部能量，避免瞬间破坏。 地 脚 螺 栓“与 混 凝 土 有 关 ”的 强 度 多 由 崩 裂 破 坏、栓杆端 局 部 破 坏 和 劈 裂 破 坏 决 定。从 前 面 分 析可以看出，崩 裂 破 坏 可 通 过 布 置 适 当 的 传 力 钢 筋而避免，栓 杆 端 局 部 破 坏 可 采 用 六 角 头 螺 母 取 代常用的 90°直角弯钩予以解决，而劈裂破坏在地 脚螺栓满足有效边距后将不会发生。上述措施都 会有效提高“与混 凝 土 有 关”的 抵 抗 强 度，使 之 大 于地脚螺栓 自 身 的 钢 材 材 料 强 度，从 而 改 善 延 性 变形能力。 提高地脚螺栓自身塑性抗拉能力是确保延性 设计的另 一 个 重 要 方 面。在 外 力 作 用 下，特 别 是 有预拉应力 要 求 的 设 备 固 定 中，若 地 脚 螺 栓 完 全 包 裹 在 混 凝 土 中 ，则 栓 杆 无 法 自 由 延 伸 ，实 现 塑 性 屈曲。ACI 318 建议在混凝土中设置一定长度的 553 套筒，以保证 这 部 分 与 混 凝 土 脱 离 的 栓 杆 具 有 延 展性（ 见 图 5 ） ，地脚螺栓啥意思从 而 确 保 地 脚 螺 栓 自 身 的 材 料 塑 性变形能力。 1—套筒 图 5 设置套筒的地脚螺栓 我国现行设计规范和手册没有明确规定如何实 现地脚螺栓的延性设计。虽然手册中提供了按照折 减后的钢材抗拉设计强度得出的地脚螺栓抗拉承载 力，固定地脚螺栓厂家但根据前 面 分 析 这 一 承 载 力 应 该 是 考 虑 了“与 混凝土有关 ”的 强 度 破 坏 对 承 载 力 的 影 响，它 更 应 该看作是混凝土破坏控制值而非钢材破坏控制值。 另外，按照该承载力进行设计可能会导致地脚螺栓 直径增大以获得更高的承载力，路灯地脚螺栓价格使得地脚螺栓自身 的“实际”钢材材料破坏强度可能大于“与混凝土有 关”的破坏强度，因此，现行设计规范无法有效实现 延性设计的目标。对于不设置周边延性钢筋、边距 和间距无法满足要求的地脚螺栓设计来讲，其延性 设计和安全度更是无法保证。 4 结论和建议 通过上述分析可以看出，地脚螺栓的设计承载 力与其自身钢材材料强度以及与之共同作用的混凝 土破坏强度有关，在配置可靠传力竖筋的情况下，地 脚螺栓的破坏与其埋置长度关系不大，埋置长度只 需满足它与钢筋的搭接长度即可。 在满足可靠竖筋布置的条件下，我国现行规范、浙江内六角螺钉 设计手册提供的地脚螺栓抗拉承载力与实际承载力 基本相符，但设计方法中没有实际体现与之共同作 用的混凝土破坏强度对承载力的影响，地脚螺栓的图纸并有可能导 致脆性破坏。另外，当地脚螺栓边距和间距无法满 足要求且四周无可靠竖筋传力的情况下，采用我国 设计 手册提供的设计参数是不安全的 ，预埋地脚螺栓的价格此时应尽可 能地配置竖筋以提高混凝土的抗锥体面崩裂破坏 强度。 地脚螺栓的抗剪能力在国外规范上已经得到验 证。适当考虑它的抗剪作用，对于优化结构设计、方 便施工有着积极的作用。 地脚螺栓的延性设计在地震荷载或爆炸荷载为 主要控制 荷 载 的 设 计 中 至 关 重 要，应 该 予 以 重 视。 设置可靠传力竖筋、加强地脚螺栓周边箍筋配置、在 地脚螺栓端部设置六角头螺母替代直角弯钩以及增 加地脚螺栓边距对于 提 高 地 脚 螺 栓“与 混 凝 土 有 关”的强度 尤 为 重 要，同 时 是 实 现 地 脚 螺 栓 延 性 设 计的重要途径。 针对以上结论，建议我国规范和设计手册能够 对地脚螺栓设计方法适当加以补充和深化，汲取国 内外最新科研成果、设计方法和先进设计规范的成 果，在设计方法中体现各种破坏对地脚螺栓承载力 的影响，并适当考虑地脚螺栓抗剪能力以及延性设 计，提供科学、简洁并且合理的计算方法，完善地脚 螺栓设计理论。 参考文献 ［1 ］ 李星荣，等． 钢结构连接节点设计手册［M］． 2 版． 北京： 中国建 筑工业出版社，2005． ［2 ］ 钢结构设计手册（ 上册） ［M］． 3 版． 北京： 中国建筑工业出版 社，2004． ［3 ］ 中国有色工程设计研究总院． 混凝土结构构造手册［M］． 3 版． 北京： 中国建筑工业出版社，2003． ［4 ］ GB 50007—2011 建筑地基基础设计规范［S］． ［5 ］ SH / T 3058—2005 石油化工冷换设备和容器基础设计规范 ［S］． ［6 ］ GB 50010—2010 混凝土设计规范［英制外六角螺栓规格表S］． ［7 ］ CECS 102—2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程［S］． ［8 ］ GB 50017—2003 钢结构设计规范［S］． ［9 ］ 崔佳，魏明钟，预埋地脚螺栓的价格赵熙元，等． 钢结构设计规范理解与应用［M］． 北 京： 中国建筑工业出版社，2004． ［10］ 刘沈如，张其林，倪建云，等． 单个锚栓抗拉承载力试验研究与 有限元分析［J］． 建筑结构，2008（ 10） ： 102 － 105． ［11］ 童根树，吴光美． 钢柱脚单个锚栓的承载力设计［J］． 建筑结 构，2004（ 2） ： 10 － 14． ［12］ 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