陈孝建，王君辉

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430060）

中欧规范混凝土结构钢筋锚固长度设计对比分析

陈孝建，王君辉

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430060）

本文对中欧现行混凝土结构设计规范GB 50010-2010与BS EN 1992-1-1：2004关于钢筋锚固长度的设计规定进行了对比分析，获得了中欧混凝土结构设计规范中钢筋锚固长度的定量差异数据。

混凝土结构；钢筋锚固长度；施工扰动，对比分析

引 言

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。钢筋的锚固是钢筋混凝土结构受力、保持整体的基础，粘结是钢筋锚固的条件。钢筋的锚固长度一般指梁、板、柱等构件的受力钢筋深入支座或基础的总长度，可以直线锚固和弯折锚固，弯折锚固长度包括直线段和弯折段。钢筋满足一定的锚固长度是必须的，如果没有足够的锚固长度，钢筋的受力就不能有效传递给混凝土，沿着钢筋的平面将产生带有纵向劈裂的削弱平面，引起构件承载能力降低，发生劈裂破坏严重影响结构安全和使用。

1 欧洲规范的规定

欧洲规范BS EN 1992-1-1：2004[1]假定钢筋的极限粘结应力fbd沿钢筋埋入长度均匀分布，根据力的平衡导出带肋钢筋的基本锚固长度lb,rqd：

得出基本锚固长度：

其中极限粘结应力：

整理得到基本锚固长度：

设计锚固长度由基本锚固长度乘以一系列系数得到：

式中，φ为钢筋直径；fctd为为混凝土轴心抗拉强度设计值，，当混凝土强度等级高于C60/75时，按C60/75取值；σsd为锚固钢筋的实际应力；η1是表征钢筋粘结状态的系数，当状态良好时取 1.0，不好时取 0.7；η2是与钢筋直径有关的系数；a1～a5是分别与锚固钢筋末端是否弯钩、保护层厚度大小、是否存在非焊接横向约束筋、是否存在焊接横向约束筋及横向压力大小有关的系数。

2 中国规范的规定

GB 50010-2010[2]规定 :当计算中充分利用钢筋抗拉强度时，受拉钢筋的锚固长度应按下列公式计算：

基本锚固长度：

设计锚固长度：

式中各参数的意义详见规范，其中ζa是与钢筋直径大小、钢筋表面涂层、施工扰动影响、配筋余量、保护层厚度及锚固形式有关的修正系数。

3 两种规范计算锚固长度的对比分析

3.1 各参数及取值对比分析

表1中给出了两种规范中各参数的取值对比。

表1 两种规范中各参数的取值对比

通过表1比较可以发现两种规范存在以下异同：

1）在众多影响因素中，欧洲规范没有考虑钢筋表面涂层的影响，而中国规范则没有考虑横向压力的影响。

2）两种规范中对于相同的影响因素的考虑也不尽相同：如欧洲规范在钢筋直径大于32 mm考虑修正，中国规范则是25 mm；欧洲规范在考虑保护层厚度的有利作用时，又分了末端有弯钩和无弯钩的情况，而中国规范则无描述，且末端无弯钩当cd≥3φ时，a2=0.7，因此整体要稍小于中国规范的取值；欧洲规范分别用了两个参数（a1、a4）来考虑末端弯钩和焊接横向约束的有利作用，中国规范则将末端弯钩与机械锚固视为同一种影响，折减系数都取β6=0.6，欧洲规范的机械锚固仅涉及了焊接横向约束筋，涉及的机械锚固不及中国规范的丰富，但是对于不同弯钩形式下a1的取值做了详细的规定，比中国规范更加具体。

3）欧洲规范中直接考虑的是钢筋的实际应力，因此没有钢筋余量的影响；中国规范若考虑钢筋余量的影响，则钢筋应力也取实际应力即可，这一点两种规范无本质差别。

4）两种规范中的基本锚固长度的定义存在差别。对比公式（4）和（6）虽然形式上差别不大，但是欧洲规范是在基本锚固长度的基础上乘以一系列小于等于1的系数折减得到设计锚固长度，中国规范则既有折减也有扩大；从系数取值上看，粘结状态良好且直径小于 25 mm 的带肋钢筋1/(9η1η2)=0.11，小于中国规范中带肋钢筋 a=1.4；粘结状态不好且直径小于 25 mm的带肋钢筋1/(9η1η2)=0.16，稍大于中国规范中带肋钢筋 aβ3=1.54（a=1.4，β3=1.10）。

5）欧洲规范受压钢筋的锚固长度是不小于基本锚固长度的70 %，中国规范则是不小于相应受拉锚固长度的70 %。

6）欧洲规范对锚固长度的限值分了受拉和受压两种情况分别作了具体规定，而中国规范未区分且不如欧洲规范具体，从总体看中国规范的限值比欧洲规范高。

3.2 计算对比分析

通过比较分析可以发现，是否考虑施工扰动的影响及不同钢筋直径对两种规范中钢筋设计锚固长度的计算影响较大，具体结果如下：

1）不同混凝土强度和钢筋强度等级按照GB50010-2010计算的钢筋锚固长度见表2。

2）不同混凝土强度和钢筋强度等级按照BS EN 1992-1-1：2004计算的钢筋锚固长度见表3。

表3 欧洲规范受拉钢筋的锚固长度lbd

从表2和表3的对比分析中可以看出：

1）在相同的混凝土强度等级和钢筋强度等级下，对d≤25 mm的钢筋，若不考虑施工扰动的影响，中国规范计算的钢筋锚固长度是欧洲规范的 1.25倍左右；若考虑施工扰动的影响 ，中国规范计算的钢筋锚固长度普遍比欧洲规范小1倍d，差别很小，可认为二者基本相当。可以看出在不考虑扰动的情况下中国规范的锚固长度偏大，欧洲规范规定在没有确切证据证明不受扰动影响的情况下都应该按照受施工扰动影响考虑，并给出了附图（详见规范）加以分类说明；而中国规范对此并没有明确划分，因此建议在使用中国规范计算时，在不能明确证明不会受扰动影响的情况下，都按受扰动影响的钢筋考虑，需乘以1.1倍的修正系数。

2）对于大直径钢筋（d＞25），考虑施工扰动时，欧洲规范钢筋锚固长度是中国规范的0.96～1.14倍；中国规范对不同直径的钢筋在相同情况下统一取了一个平均值，通过计算可以发现，该平均值的水平相当于d=40 mm时按欧洲规范计算的钢筋锚固长度（表4）。

表4 欧洲规范受拉钢筋的锚固长度lbd（d=40 mm）

4 结 语

通过中欧规范钢筋锚固长度的计算分析和比较，获得了中欧规范钢筋锚固长度差异的定量数据，并给出以下建议供设计人员参考：1）建议在使用中国规范计算时，在不能明确证明钢筋不会受施工扰动影响的情况下，都按受施工扰动影响考虑，需乘以1.1倍的修正系数；

2）对于大直径钢筋（d＞25），随着钢筋直径的加大，横肋相对高度逐渐降低，导致锚固强度的降低，从而引起锚固长度的计算值存在较大差异，因此可以考虑在以后的规范修订中，参照欧洲规范对大直径钢筋的锚固长度计算加以区分细化；

3）欧洲规范对于该计算中的机械锚固设计虽然不够丰富，但是在设计中仍可以参照中国规范的形式，只是对于其他机械锚固形式同取修正系数a4= 0.7；

4）根据已有工程经验，遵循欧洲规范时，仍取钢筋的抗拉强度设计值进行钢筋锚固长度的计算，而不考虑配筋余量的影响，即取σsd=fyd。

[1]British Standards.BS EN1992-1-1:2004:Eurocode2:Design of concrete structures —Part 1-1:General rules and rules for buildings[S].London:British Standards Institution,2004.

[2]中华人民共和国国家标准.GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

Comparative Analysis on Reinforcing bar Anchorage Length of Concrete Structure Stipulated in China National Code and European Code

Chen Xiaojian,Wang Junhui
(CCCC Second Harbor Consultants Co.,Ltd,Wuhan Hubei 430060,China)

The quantitative difference of reinforcing bar anchorage length are obtained according to the comparative analysis of the design provisions about the reinforcing bar anchorage length in current concrete structure design codes of GB 50010-2010 and BS EN 1992-1-1：2004.

concrete structure; anchorage length of reinforcing bar; construction disturbance; comparative analysis

U652.7+1；TV528.571

：A

：1004-9592（2016）06-0041-03

10.16403/j.cnki.ggjs20160610

2016-04-08

陈孝建（1986-），硕士研究生，主要从事港口工程设计与研究工作。