鋼筋的錨固、連接與節(jié)點構(gòu)造

1、1、 鋼筋保護(hù)層厚度1.1、混凝土保護(hù)層的作用：1）保證鋼筋的錨固：2.2、 鋼筋的機(jī)械錨固： (詳混規(guī)第9.3.2條)當(dāng)受拉鋼筋的直線錨固長度所需的位置不夠時，可以采用機(jī)械錨固形式，規(guī)范推薦了三種機(jī)械錨固措施。圖a所示加135彎鉤，靠彎鉤內(nèi)側(cè)對混凝土的局部壓力和彎鉤尾部斜直段外側(cè)混凝土對彎鉤的“板直”趨勢的約束效應(yīng)來提高錨固能力。此種機(jī)械錨固端周圍應(yīng)有相應(yīng)的箍筋或有足夠厚度的混凝土，否則，混凝土?xí)驈澔炷了鸬呐蚜^大而大面積剝落。圖b、c所示的錨固措施則是靠鋼板或短鋼筋內(nèi)端對混凝土的局部壓力來提高錨固能力。混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋能夠受力是由于其與周圍混凝土之間的粘結(jié)錨固作用，混凝土保護(hù)

2、層越厚，則粘結(jié)錨固作用越大。規(guī)范中受力鋼筋的錨固長度是以混凝土保護(hù)層度不小于鋼筋的直徑為條件確定的。l 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中雖然特別注明了“受力鋼筋保護(hù)層厚度不小于鋼筋直徑”，但在實際施工中往往沒有做到，應(yīng)注意。2）耐久性：混凝土的堿性環(huán)境使包裹在其中的鋼筋表面形成鈍化膜而不易銹蝕。但是碳化和脫鈍會使鋼筋遭受銹蝕，碳化的時間與混凝土的保厚層厚度有關(guān)，一定的鋼筋保護(hù)層厚度是結(jié)構(gòu)耐久性所必需的條件。3）受力構(gòu)件截面的有效高度： 從錨固和耐久性的角度，鋼筋在混凝土中的保護(hù)層應(yīng)該越大越好，然而從受力的角度而言，則正好相反。l 因此，確定混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)綜合考慮錨固、耐久性、截面有效高度三個因素。在能保證錨

3、固和耐久性的條件下盡可能取較小的保護(hù)層厚度。1.2、混凝土保護(hù)層最小厚度的規(guī)定及影響因素：l 混凝土保護(hù)層最小厚度根據(jù)不同情況分別對待，詳混規(guī)第9.2節(jié)。1）環(huán)境類別的影響2）構(gòu)件類型的影響： 板墻殼類與大氣只有一個接觸面； 梁、柱類棱角部位受力鋼筋與大氣有兩個接觸面，碳化和有害介質(zhì)的入侵更容易，因此最小保厚層厚度適當(dāng)增加；對結(jié)構(gòu)安全影響更大的柱類構(gòu)件，保厚層厚度較梁類加大。 基礎(chǔ)考慮處于地下水影響的潮濕環(huán)境； 預(yù)制類構(gòu)件由于工廠化生產(chǎn)，預(yù)制構(gòu)件的混凝土質(zhì)量容易得到保證，因此保護(hù)層厚度適當(dāng)減低。 附助鋼筋的保護(hù)層箍筋、構(gòu)造鋼筋、分布筋。1.3、保護(hù)層的其他構(gòu)造要求1）露天懸臂構(gòu)件：處于二、三類

4、環(huán)境中的懸臂板，其上表面應(yīng)另作水泥砂漿保護(hù)層或采取其他保護(hù)措施。2）厚保護(hù)層的表面要求： 當(dāng)保護(hù)層厚度大于40mm時，應(yīng)對保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施，常用辦法是在構(gòu)件的表面配置焊接或綁扎的細(xì)鋼筋網(wǎng)片。3）混凝土結(jié)構(gòu)的防火要求；4）100年使用年限時的耐久性要求。 2、鋼筋的錨固詳混規(guī)第9.3節(jié)；高規(guī)第6.5節(jié)2.1、鋼筋錨固機(jī)理：l 混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋能夠受力是由于它與混凝土之間的粘結(jié)錨固作用，因此錨固是混凝土結(jié)構(gòu)受力的基礎(chǔ)，保證鋼筋的錨固是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容。1）粘結(jié)錨固力的構(gòu)成：鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固作用由膠結(jié)力、摩擦力、咬合力及機(jī)械錨固構(gòu)成。咬合力表現(xiàn)為鋼筋對混凝土咬合齒的擠

5、壓力，是錨固作用的主要成分。2）錨固強(qiáng)度、錨固剛度：l 鋼筋的錨固強(qiáng)度和剛度由拉拔試驗測定。 鋼筋拉拔時，在鋼筋與混凝土界面上存在沿鋼筋長度方向的抗拔能力?！罢辰Y(jié)應(yīng)力”即單位鋼筋面積上的作用剪力；“粘結(jié)強(qiáng)度”即為剪應(yīng)力上限，或者說沿鋼筋長度方向的界面抗剪強(qiáng)度。粘結(jié)應(yīng)力沿鋼筋表面?zhèn)鹘o混凝土，并在錨固段周圍的混凝土中形成主應(yīng)力場，此主應(yīng)力場不是平面的，而是三維的。若鋼筋錨固長度過短，除去鋼筋可能因粘結(jié)破壞而拔出外，還可能將其周圍的混凝土沿主壓應(yīng)力跡線拉裂，甚至拉出，形成“局部拉脫”破壞。（如圖示）鋼筋拉拔時，埋入混凝土的一段長度鋼筋表面的粘結(jié)能力把拉力有效地傳入混凝土，抗拔出能力和抗拔出剛度（指滑

6、出量不能過大）稱為“錨固強(qiáng)度”、“錨固剛度”。3）影響粘結(jié)錨固的因素： 混凝土強(qiáng)度的影響混凝土強(qiáng)度越高，咬合齒越強(qiáng)，握裹層混凝土的劈裂就越不容易發(fā)生，故粘結(jié)錨固作用越強(qiáng)。 保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層越厚，對錨固鋼筋的約束越大；咬合力對握裹層混凝土的劈裂越難發(fā)生，粘結(jié)錨固作用越強(qiáng)。當(dāng)保護(hù)層厚度大到一定程度，混凝土不會發(fā)生劈裂破壞，而會發(fā)生咬合齒擠壓破碎引起的刮犁拔出破壞。 鋼筋的外形鋼筋的外形決定了混凝土咬合齒的形狀，因而對錨固強(qiáng)度影響很大。 錨固區(qū)域的配箍錨固區(qū)箍筋可加大混凝土的約束。 第一種是由梁、柱縱筋的鋼筋拉（壓）力傳入節(jié)點的部分所引起的在核心區(qū)混凝土形成剪力流承擔(dān)剪力。此剪力流將引起核心區(qū)

7、混凝土雙向受力（一拉一壓），隨著地震反復(fù)作用，核心區(qū)將交叉開裂，原由混凝土承擔(dān)的主拉應(yīng)力，將改由平行受力方向的節(jié)點水平箍肢和節(jié)點正面及背面豎向柱筋承擔(dān)，而主壓應(yīng)力仍由核心區(qū)混凝土承擔(dān)。此受力機(jī)構(gòu)稱為“桁架機(jī)構(gòu)”。隨著受力的正、反交替，梁、柱筋的粘結(jié)逐步退化，“桁架機(jī)構(gòu)”所承擔(dān)的節(jié)點剪力比重也逐步下降。（如圖示） 另一種是由梁、柱端的混凝土壓力在核心區(qū)混凝土的相應(yīng)對角線方向（在一定寬度）形成“斜壓桿區(qū)”，起承擔(dān)相應(yīng)部分節(jié)點剪力的作用，構(gòu)成“斜壓桿機(jī)構(gòu)”。隨著桁架機(jī)構(gòu)的退化，斜壓機(jī)構(gòu)的受力上升，是節(jié)點區(qū)的主要抗剪機(jī)構(gòu)。（如圖示）l 試驗表明，節(jié)點水平箍筋對節(jié)點核心區(qū)的約束作用，提高了核心區(qū)斜壓混凝

8、土的抗剪能力稱為“約束機(jī)構(gòu)”。這種“約束機(jī)構(gòu)”對節(jié)點抗震能力發(fā)揮著非常重要的作用。另在“桁架機(jī)構(gòu)”中，節(jié)點區(qū)箍筋的水平箍肢能承擔(dān)由剪力流所引起核心區(qū)混凝土的主拉應(yīng)力?？梢姽?jié)點區(qū)的水平箍筋對節(jié)點的抗震性能是非常關(guān)鍵的。6.2、框架中間層端節(jié)點的受力特性l 保證梁筋水平錨固段長度不論對于非抗震還是抗震中間層端節(jié)點都是非常關(guān)鍵的。框架中間層端節(jié)點因為只有一側(cè)有梁，所以在地震作用占主導(dǎo)地位時，一個方向的地震作用會引起較大的梁端負(fù)彎矩（地震負(fù)彎矩和重力負(fù)彎矩疊加），而另一個方向的地震作用，此時由于地震作用產(chǎn)生梁端正彎矩，與重力作用的梁端負(fù)彎矩疊加，則會引起很小的梁端負(fù)彎矩或絕對值較小的梁端正彎矩。與中節(jié)

9、點一樣，其節(jié)點受力機(jī)構(gòu)為：“桁架機(jī)構(gòu)”由梁筋水平錨固段和柱筋貫穿段經(jīng)粘結(jié)傳入節(jié)點核心區(qū)的剪力仍將在核心區(qū)形成剪力場，受力機(jī)理同中節(jié)點?！靶眽簵U機(jī)構(gòu)”原理同中間層中節(jié)點。不同之處在于，中節(jié)點處僅由梁、柱端的混凝土壓力形成“斜壓桿”，端節(jié)點核心區(qū)的“斜壓桿”構(gòu)成如下：當(dāng)柱截面足夠大梁縱筋采用直錨時，節(jié)點核心區(qū)的“斜壓桿”僅由梁、柱端的混凝土壓力形成；當(dāng)梁縱筋采用90彎錨并按規(guī)范要求構(gòu)造時，梁縱筋90彎弧和豎直尾段傳入核心區(qū)的“彎弧力”（對混凝土的壓應(yīng)力），將參與構(gòu)成節(jié)點核心區(qū)的“斜壓桿”。同樣，核心區(qū)水平箍筋也將形成“約束機(jī)構(gòu)”。l 綜合以上三點可以看出，中間層端節(jié)點的受力在處理好梁上下縱筋的錨固

10、前提下，與中間層中節(jié)點的受力規(guī)律和抗剪機(jī)構(gòu)是相同的，只不過端節(jié)點只有一側(cè)有梁，所以作用剪力相對偏小，這對節(jié)點的抗震性能是有利的。l 從以上分析可知，當(dāng)梁上下縱筋的錨固需采用彎錨時，應(yīng)向節(jié)點內(nèi)彎折，這可使節(jié)點的抗剪機(jī)構(gòu)較為合理、順暢。若將梁上部縱筋向上彎入上柱、下部縱筋向下彎入下柱，這種作法不僅對節(jié)點受力無益，而且彎入上、下柱的梁筋彎弧會對上、下柱端的混凝土形成附加水平壓力，會在上、下柱端形成附加裂縫，增大該區(qū)域內(nèi)柱箍筋的拉力，不宜采用。若確有必要采用時，應(yīng)充分考慮此不利影響。6.3、 框架頂層中節(jié)點的受力特性 頂層中節(jié)點根據(jù)地震作用的大小形成兩種典型受力狀態(tài)：1）一種是當(dāng)?shù)卣鹱饔孟鄬^小時，左

11、、右梁端均為負(fù)彎矩，一側(cè)彎矩大（地震彎矩與豎向荷載彎矩同號疊加），另一側(cè)彎矩?。ǖ卣饛澗嘏c豎向荷載彎矩異號疊加后仍為負(fù)彎矩），這時柱上端截面抵抗的是左、右梁端的彎矩差，故彎矩值一般不太大，柱剪力與兩側(cè)梁中的軸拉力和軸壓力平衡，柱軸壓力與左、右梁端剪力平衡，節(jié)點核心區(qū)受力一般不太大。此時節(jié)點核心區(qū)的受力機(jī)構(gòu)為，由梁筋、柱筋錨固段的粘結(jié)效應(yīng)在核心區(qū)形成剪力場及節(jié)點的水平箍肢、正背面柱筋構(gòu)成“桁架機(jī)構(gòu)”。2）一種是當(dāng)?shù)卣鹱饔幂^大時，一側(cè)梁端由地震彎矩與同號豎向荷載彎矩疊加形成負(fù)彎矩，另一側(cè)由地震彎矩（正彎矩）與豎向荷載負(fù)彎矩疊加形成比另一側(cè)梁端彎矩絕對值小的正彎矩，這時柱上端截面要平衡左、右梁端的彎

12、矩之和，故彎矩值較大。此時節(jié)點核心區(qū)的受力機(jī)構(gòu)有“桁架機(jī)構(gòu)”、 “斜壓桿機(jī)構(gòu)”。l 由于上端無柱上部梁筋貫穿節(jié)點段的上面只有一層混凝土保護(hù)層，隨著梁筋應(yīng)力增大，柱頂混凝土保護(hù)層會剝落。l 柱筋的錨固，柱縱筋無論是否彎折必須伸至柱頂。當(dāng)采用帶90彎折的錨固方式時，為避免水平尾段在柱頂?shù)膿頂D，可將四角柱筋斜向向內(nèi)彎，而把柱寬內(nèi)部柱筋彎向四邊的梁內(nèi)。 6.3、 框架頂層端節(jié)點的受力特性1）頂層端節(jié)點根據(jù)地震作用的大小及平衡原理，會分別受梁端、柱端組合負(fù)彎矩和正彎矩的作用。梁、柱端負(fù)彎矩作用下的受力狀態(tài)是頂層端節(jié)點的主要受力狀態(tài)。2）頂層端節(jié)點在負(fù)彎矩作用下的傳力機(jī)構(gòu)有“桁架機(jī)構(gòu)”、“斜壓桿機(jī)構(gòu)”。注

13、意：桁架機(jī)構(gòu)形成的主拉應(yīng)力和斜壓桿機(jī)構(gòu)的壓應(yīng)力總是垂直的，斜壓桿從左上至右下。2） 頂層端節(jié)點在正彎矩作用下，梁上部和柱外側(cè)鋼筋受壓，梁下部和柱內(nèi)側(cè)鋼筋受拉。由鋼筋的粘結(jié)效應(yīng)形成剪力場構(gòu)成“桁架機(jī)構(gòu)”，梁、柱端截面混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)力，在與柱內(nèi)側(cè)和梁下部鋼筋錨固端的拉力（包括彎折尾段對混凝土的壓力）合成后，將形成從左下至右上的斜壓區(qū)構(gòu)成“斜壓桿機(jī)構(gòu)”。7、板鋼筋的錨固板是結(jié)構(gòu)的水平構(gòu)件，承受并傳遞豎向荷載，無論是單向板還是雙向板、單跨板還是連續(xù)板，其受力特性為：跨中承受正彎矩；當(dāng)為約束支座時，支座承受負(fù)彎矩（包括連續(xù)板中間支座）。故從受力角度考慮，板筋在支座處的錨固：板面筋按受拉錨固；板底筋錨固

14、同簡支支座的梁底筋。由于現(xiàn)澆板相對于梁而言在其截面內(nèi)作用的剪力較小，多數(shù)情況下都能滿足V28mm的受拉鋼筋和d32mm的受壓鋼筋不允許采用搭接連接，是因為缺乏工程經(jīng)驗和試驗考察，也因為接頭過長。6）必須注意，對有抗震設(shè)防要求的地區(qū)，豎向構(gòu)件鋼筋的搭接位置不應(yīng)設(shè)置在樓板上一定高度范圍此處是柱的預(yù)計塑性鉸出現(xiàn)的位置，應(yīng)避開此范圍。詳03G101圖集。l 鋼筋“搭接”和“錨固”問題的識別：“搭接”是鋼筋的一種接頭方式，即在鋼筋重疊的搭接接頭范圍內(nèi)，一根鋼筋將其所受的拉力或壓力通過粘結(jié)效應(yīng)經(jīng)混凝土較均勻地傳給另一根鋼筋，它實現(xiàn)的是鋼筋與鋼筋之間的傳力。而“錨固”則是鋼筋經(jīng)錨固長度將其拉力或壓力經(jīng)粘結(jié)效

15、應(yīng)傳給錨固區(qū)的混凝土。在實際工程中有些情況可能需要對到底是屬于“錨固”問題，還是屬于“搭接”問題作出識別。 梁、柱鋼筋的接長是屬于鋼筋的連接；（詳03G101豎向構(gòu)件縱筋的連接） 框架頂層端節(jié)點梁（面筋）、柱（外側(cè)筋）負(fù)彎矩鋼筋是搭接連接； 豎向構(gòu)件縱筋伸入基礎(chǔ)屬鋼筋的錨固。 框架中節(jié)點柱，若能確認(rèn)節(jié)點上部柱下端截面作用彎矩總是與節(jié)點下部柱上端截面作用彎矩反號，也就是一側(cè)柱筋在節(jié)點以上為受拉時，節(jié)點以下的該柱縱筋總為受壓，或反之。則這時從概念上說是錨固問題，上、下柱筋可分別按錨固長度伸入節(jié)點。（如圖示）（注：對有抗震設(shè)計要求情況，由于地震作用方向的不確定性，不宜考慮） 框架中節(jié)點柱，若能確認(rèn)節(jié)

16、點上、下端截面作用彎矩可能同號，即同一側(cè)柱筋在節(jié)點上、下同時受拉或受壓，則鋼筋就只能按搭接接頭處理。（如圖示）且按規(guī)范接頭應(yīng)設(shè)在節(jié)點以外并避開柱的預(yù)計塑性鉸出現(xiàn)的位置詳03G101圖集。 3.1、 鋼筋的機(jī)械連接1）機(jī)械連接的傳力機(jī)理：鋼筋的機(jī)械連接是通過連貫于兩根鋼筋外的套筒來實現(xiàn)傳力，套筒與鋼筋之間的過度是通過機(jī)械咬合力。其形式可分為：鋼筋橫肋與套筒的咬合在鋼筋表面加工出螺紋與套筒的螺紋之間的傳力；或者在鋼筋與套筒之間灌注高強(qiáng)的膠凝材料，通過中間介質(zhì)來實現(xiàn)應(yīng)力傳遞。機(jī)械連接的主要型式有：擠壓套筒連接、錐螺紋套筒連接、鐓粗直螺紋連接、滾軋直螺紋連接。2）機(jī)械連接接頭的等級：根據(jù)鋼筋機(jī)械連接接

17、頭的傳力性能，按相關(guān)規(guī)程分級。分級的依據(jù)是：強(qiáng)度、剛度、延性、恢復(fù)性能、疲勞性能。3）機(jī)械連接的應(yīng)用 鋼筋的機(jī)械連接雖然相對比較簡便，但與整體鋼筋相比性能總有削弱。應(yīng)遵守混規(guī)第9.4.6條、9.4.7條、9.4.8條的相關(guān)規(guī)定。4）預(yù)應(yīng)力鋼筋的連接 未來的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件將淘汰冷加工鋼筋，采用中、高強(qiáng)鋼絲、鋼鉸線為受力鋼筋，這些高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋必須用“預(yù)應(yīng)力筋用連接器”實現(xiàn)受力鋼筋之間的內(nèi)力傳遞。3.2、 鋼筋的焊接1）焊接傳力的機(jī)理鋼筋的焊接接頭是利用電阻、電弧或者燃燒的氣體加熱鋼筋端頭使之熔化并用加壓或填加熔融的金屬焊接材料，使之連成一體的連接方式。鋼筋的焊接主要有： 閃光對焊將鋼筋放置成對接形式

18、，利用電流通過被焊鋼筋端部，在接觸點處產(chǎn)生大量熱能，局部熔化金屬，同時對結(jié)合點施加軸向壓力使鋼筋連接的一種壓焊方法。 電弧焊利用電弧產(chǎn)生的高溫，熔化鋼筋端部及焊條，填充在接頭焊縫內(nèi)形成焊接接頭而使鋼筋連為一體的一種熔焊方法。 電渣壓力焊將鋼筋放置成豎向?qū)有问剑秒娏魍ㄟ^渣池（焊劑）產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端部熔化，再施加壓力使鋼筋焊為一體，是一種壓焊方法。 氣壓焊利用氧氣和乙炔燃燒的火焰為熱源，使被連鋼筋端頭達(dá)到熱塑狀態(tài)再施加壓力使鋼筋頂鍛成一體的一種壓焊方法。 點焊電阻點焊，將鋼筋放置成交叉疊接型式，壓緊于兩電極之間，利用電阻熱使接觸點的金屬熔化而合為一體的一種壓焊方法。 埋弧壓力焊主要用于預(yù)

19、埋件鋼筋焊接，是一種壓焊方法。l 在實際工程中常遇到的有：電阻點焊、閃光對焊、電渣壓力焊、電弧焊。2）焊接連接的特點焊接接頭的最大優(yōu)點是節(jié)省材料、接頭成本低、接頭尺寸小，基本不影響鋼筋間距、保護(hù)層厚度及施工操作。由于是通過焊縫直接傳力，故不存在剛度和恢復(fù)性能問題，在質(zhì)量能保證的情況下是理想的連接形式。但存在以下主要缺陷： 干擾質(zhì)量穩(wěn)定性的因素太多焊工水平、氣候、環(huán)境、施工條件。 焊接熱量可能會引起鋼筋性能變化高溫有可能會引起金相組織變化，焊接區(qū)冷卻后的收縮也可能導(dǎo)致鋼筋內(nèi)應(yīng)力、甚至引起斷裂。 某些焊接質(zhì)量缺陷難以檢查虛焊、夾喳、氣泡、內(nèi)裂縫及有環(huán)境溫度變化引起的內(nèi)應(yīng)力等缺陷。3）焊接連接的應(yīng)用

20、焊接連接適用于各類熱軋鋼筋；各類冷加工鋼筋不宜采用；碳當(dāng)量大于0.55的鋼筋不能焊接，即所有用作預(yù)應(yīng)力配筋的高強(qiáng)鋼絲、鋼鉸線不能焊接。l 焊接連接的鋼筋，其性能低于整體鋼筋，應(yīng)遵守混規(guī)第9.4節(jié)相關(guān)規(guī)定。 4、梁鋼筋的錨固4.1、梁簡支支座的鋼筋錨固：1）梁簡支支座處理論上講彎矩等于零，其上部縱向受力鋼筋應(yīng)力也應(yīng)接近零。在許多情況下，梁按簡支計算但梁端實際受到部分約束，梁端部還會產(chǎn)生負(fù)彎矩，仍應(yīng)配置上部負(fù)彎矩鋼筋，且按受拉鋼筋錨固，錨固長度la。2）簡支梁和連續(xù)梁簡支端的下部縱筋，從理論上講在支座處即無正彎矩，也無負(fù)彎矩，縱向鋼筋應(yīng)力也應(yīng)為零，但實際不盡然。首先，支座以外的梁底縱向受力鋼筋仍是

21、有應(yīng)力的，其向支座內(nèi)沿伸的部分應(yīng)有一定的錨固長度，才能在支座邊建立起承載所必需的應(yīng)力。其次，盡管簡支支座處負(fù)彎矩較小，但正是剪力最大部位。由于彎矩和剪力的共同作用，容易在支座附近的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生彎剪斜裂縫，斜裂縫底部縱向鋼筋有可能承擔(dān)斜裂縫頂部截面相應(yīng)的彎矩。經(jīng)試驗研究及分析，當(dāng)支座截面有可能產(chǎn)生斜裂縫時，伸入支座的縱向受力鋼筋錨固長度las應(yīng)不小于0.35倍的la。且錨固長度與支座邊截面的剪力有關(guān)，詳混規(guī)第10.2.2條。l 對于有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)，次梁（非框架梁）為樓層水平構(gòu)件，只承受并傳遞豎向荷載，不承受水平荷載，鋼筋錨固同非抗震次梁。l 簡支圓弧梁（非框架梁）上、下縱筋均按受拉鋼筋錨固。

22、4.2、連續(xù)梁中支座的鋼筋錨固： 連續(xù)梁中間支座上部鋼筋為受拉鋼筋，一般情況下，中支座處的上部梁筋都是貫通支座，即拉通布置，梁筋伸向跨中到規(guī)范允許的位置連接。下部筋按簡支端V0.7ftbho的情況錨固。詳03G101圖集第65頁。4.3、 框架梁的縱筋錨固：詳混規(guī)第10.4.1條、第10.4.2條；高規(guī)第6.5節(jié)4.3.1、框架梁縱筋在中間層端節(jié)點的錨固l 梁筋在框架邊柱中的錨固是保證梁與柱連接的重要措施，因此，對鋼筋的錨固強(qiáng)度和錨固剛度都應(yīng)重視。l 注：以下敘述中錨固長度均以la描述，抗震設(shè)計時為laE 。1）梁上部筋錨固：、 當(dāng)柱截面尺寸足夠大時采用直線錨固方式，錨固長度不應(yīng)小于la，且伸

23、過柱中心線不宜小于5d這是因為考慮到框架分析是以梁、柱軸線為準(zhǔn)的，形成這種錨固形式從經(jīng)驗角度看對傳力更有效。同時，從形成節(jié)點的傳力機(jī)構(gòu)“桁架機(jī)構(gòu)”，也不宜過短。（“桁架機(jī)構(gòu)”詳后敘）、 當(dāng)柱截面尺寸不夠大，放不下梁筋的直線錨長時，采用帶90彎折尾段的錨固方式，此時，梁縱筋應(yīng)伸至節(jié)點對邊并向下彎折，且水平投影段長度不應(yīng)小于0.4la，豎直投影段長度為15d，（不再要求總錨固長度不小于受拉錨固長度la）試驗表明，這種錨固方式的主要錨固能力是由拉拔端到彎弧起點的水平錨固段的粘結(jié)效應(yīng)提供的，豎直段的錨固能力只有在水平段滑移變形很大時才起作用。當(dāng)水平錨固段足夠長時，彎弧及以后的尾段基本不受拉（只作為后備

24、措施考慮）。當(dāng)水平錨固段過短時，因水平段向拉拔端滑動，易發(fā)生錨固區(qū)混凝土的局部拉脫式破壞；若彎弧側(cè)邊的混凝土不夠厚，則可能因彎弧對其內(nèi)側(cè)混凝土的局部壓力過大，而把彎弧側(cè)邊表層混凝土壓爆裂；此時鋼筋尚未達(dá)到設(shè)計應(yīng)力，由于“錨固剛度”不夠而喪失錨固能力。l 試驗表明，采用帶90彎折尾段的錨固方式，當(dāng)水平投影段長度不小于0.4la，豎直投影段長度為15d時，既能滿足“錨固強(qiáng)度”，又能滿足“錨固剛度”。l 試驗表明，鋼筋90彎折的彎弧半徑若過小，則對彎弧內(nèi)混凝土的壓力過大，引起混凝土的局部受壓破碎，故規(guī)范及圖集對此彎弧半徑作出了規(guī)定。2）梁下部筋錨固：其錨固原則同中間層中柱節(jié)點。 當(dāng)為受壓鋼筋時，按受

25、壓錨固處理。(當(dāng)邊柱尺寸不能滿足受壓鋼筋直線錨固長度時，設(shè)計中應(yīng)根據(jù)具體情況采取措施)。 當(dāng)不考慮受力（設(shè)計中不利用該鋼筋）時，按梁端簡支支座V0.7ftbho情況處理。 當(dāng)為受拉鋼筋時，同梁上部鋼筋錨固方式。若采用帶90彎折尾段的錨固方式，下部梁筋的豎直尾段應(yīng)向上彎入節(jié)點。當(dāng)梁上、下部縱筋均需采用彎錨時，下部梁筋的水平段稍取短些。l 雖然非抗震設(shè)計的框架梁不承受水平地震力，但仍需承受水平風(fēng)荷載。由于風(fēng)荷載的反向特性，使兩端彎矩反向，故框架梁上、下部縱筋均宜按受拉鋼筋錨固。標(biāo)準(zhǔn)圖集03G101對非抗震框架梁縱筋均按受拉鋼筋錨固。4.3.2、 框架梁縱筋在中間層中柱節(jié)點的錨固1）梁上部筋錨固：

26、一般情況下，中柱（中支座）處的上部梁筋都是貫通節(jié)點，即拉通布置，梁筋伸向跨中到規(guī)范允許的位置連接。l 中柱兩側(cè)上部梁筋的受力情況分為： 當(dāng)柱兩側(cè)作用的負(fù)彎矩相等或相差不大，貫穿中柱的梁筋段基本上處于平衡狀態(tài)，需要在貫穿段鋼筋表面平衡左、右拉力差的粘結(jié)應(yīng)力為零或很小，故設(shè)計中可不作任何考慮。 當(dāng)柱兩側(cè)作用的負(fù)彎矩相差較大時，在設(shè)計中的兩種做法是：一種是按彎矩較大一側(cè)確定梁上部筋，然后將全部鋼筋貫穿布置；另一種是計算出兩側(cè)鋼筋數(shù)量，將其中相同部分貫穿布置，將一側(cè)多出部分按梁筋錨入邊柱節(jié)點構(gòu)造處理。 當(dāng)貫通布置的鋼筋在柱左、右側(cè)邊截面處的實際作用拉力不等時，相差的拉力就都要由貫穿段上的粘結(jié)應(yīng)力來平衡

27、，這時貫穿段實際上起著拉力大一側(cè)梁上部筋錨固長度的作用。應(yīng)注意，當(dāng)一側(cè)拉力大而貫穿長度（即中柱截面高度）不大時，實際起錨固作用的長度已延伸到對邊梁內(nèi)。2）梁下部筋錨固： 當(dāng)不考慮受力（設(shè)計中不利用該鋼筋）時，按梁端簡支支座V0.7ftbho情況處理。 當(dāng)為受拉鋼筋時，同邊節(jié)點梁上部鋼筋錨固的規(guī)定；下部縱向鋼筋也可伸過節(jié)點或支座范圍，到對邊梁中規(guī)范允許的位置連接。 當(dāng)計算中充分利用鋼筋的抗壓強(qiáng)度時，按受壓錨固處理，下部縱筋錨固在中節(jié)點內(nèi)，直線錨固長度不應(yīng)小于0.7la; 下部縱筋也可伸過節(jié)點或支座范圍，到對邊梁中規(guī)范允許的位置連接。4.3.3、框架梁縱筋在頂層中柱節(jié)點的錨固框架梁縱筋在頂層中柱節(jié)

28、點的錨固構(gòu)造同中間層中柱節(jié)點的錨固要求。l 框架梁縱筋在頂層邊柱節(jié)點的錨固，由于其節(jié)點受力的特殊性，應(yīng)與框架柱縱筋錨固統(tǒng)一考慮。5、框架柱縱筋的錨固：詳混規(guī)第10.4.3條、第10.4.4、第10.4.5條；高規(guī)第6.5節(jié)l 柱的縱向鋼筋不宜中斷傳力，因此，在中間層的中節(jié)點及邊節(jié)點處均不應(yīng)切斷柱縱筋，而應(yīng)貫穿節(jié)點，即使有接頭，其連接區(qū)也應(yīng)設(shè)置在節(jié)點區(qū)域以外。故在中間各層不存在縱筋的錨固問題，均為鋼筋的連接，詳03G102圖集。5.1、框架柱縱筋在頂層中節(jié)點的錨固框架頂層中節(jié)點，左、右梁端傳來的不平衡內(nèi)力將由下柱承受，故柱頂縱筋按受拉鋼筋錨固。 當(dāng)梁截面高度足夠大，采用直線錨固，錨固長度滿足受拉

29、錨固要求，并伸至柱頂。（原理詳?shù)?節(jié)框架節(jié)點受力機(jī)構(gòu)） 當(dāng)梁截面高度不能滿足直線錨固要求時，采用帶90彎折尾段的錨固方式，其原理同梁上部縱筋在中間層邊節(jié)點的錨固?？紤]到柱角縱筋粘結(jié)環(huán)境偏差，要求豎直段伸至柱頂并0.5la，水平彎折段為了便于布置鋼筋，減為12d。5.2、框架柱縱筋在頂層邊節(jié)點的構(gòu)造l 框架柱頂層邊節(jié)點的內(nèi)側(cè)柱縱筋的錨固同頂層中節(jié)點的錨固。？節(jié)點處梁、柱縱筋的搭接長度不同于一般受拉鋼筋的搭接要求！5.2.1、框架頂層邊節(jié)點的受力狀態(tài)在豎向荷載作用下，頂層端節(jié)點處總是受負(fù)彎矩作用；在水平荷載作用下，可能受正彎矩作用，也可能受負(fù)彎矩作用。當(dāng)水平荷載相對豎向荷載較小時，此時豎向荷載作用

30、下的負(fù)彎矩大于水平荷載作用產(chǎn)生的正彎矩，則端節(jié)點處總受負(fù)彎矩作用；當(dāng)水平荷載較大時，則端節(jié)點處受較大的組合負(fù)彎矩和不太大的組合正彎矩作用。忽略梁、柱中不大的軸力影響，接近頂層端節(jié)點的梁段和柱段與節(jié)點區(qū)一起可視作一根90折梁。則無論是在負(fù)彎矩作用下，還是在正彎矩作用下，都必須保證折梁中任何截面都具有足夠的抗彎能力。（如圖示）5.2.2、梁、柱縱筋的錨固原理試驗和分析表明，只要把柱內(nèi)側(cè)縱筋和梁下部縱筋按受拉錨固在節(jié)點內(nèi)，就可以保證過“折梁”彎折區(qū)內(nèi)任一截面抗正彎矩的能力。而要保證“折梁”彎折區(qū)任一截面的抗負(fù)彎矩能力，就必須使經(jīng)過節(jié)點外邊緣的縱筋在任何一個截面中都能抵抗在負(fù)彎矩下形成的拉力，也就是節(jié)

31、點外緣的鋼筋必須從受拉力的意義上不能中斷。理論上，理想的作法是把柱外側(cè)縱筋經(jīng)節(jié)點彎折伸入梁上邊作為梁的抗負(fù)彎矩受拉筋（如圖示），實際工程中難以實現(xiàn)，較為主動的辦法是在這里設(shè)柱外側(cè)筋與上部梁筋的搭接接頭。5.2.3、端節(jié)點的受力特征滿足混規(guī)第10.4.5條條件下試驗節(jié)點區(qū)主要受力特征在節(jié)點負(fù)彎矩作用下，梁、柱端受拉筋拉力一部分以粘結(jié)應(yīng)力方式傳入節(jié)點上邊緣，另一部分（主要部分）則傳至彎折鋼筋彎弧段，并轉(zhuǎn)換為彎弧段內(nèi)側(cè)的徑向壓力傳入內(nèi)側(cè)節(jié)點區(qū)混凝土，以斜壓力形式傳入節(jié)點。受壓區(qū)鋼筋的壓應(yīng)力以粘結(jié)應(yīng)力方式傳入節(jié)點內(nèi)，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力形成一斜向壓應(yīng)力合力傳入節(jié)點。故節(jié)點中存在兩種傳力機(jī)構(gòu)，一種是由梁端

32、、柱端四個邊緣的鋼筋經(jīng)粘結(jié)效應(yīng)傳入節(jié)點的周邊剪應(yīng)力所形成的斜向主應(yīng)力場；另一種是由梁、柱端一部分鋼筋拉力經(jīng)彎弧段所形成的對核心區(qū)混凝土的斜壓力，并與壓區(qū)混凝土的斜向壓合力平衡，形成“斜壓桿機(jī)構(gòu)”。這也是節(jié)點區(qū)的主要受力機(jī)構(gòu)。（如圖示）5.2.4、節(jié)點區(qū)破壞形態(tài)：1）節(jié)點區(qū)混凝土斜向壓潰：試驗表明，當(dāng)梁、柱端受拉鋼筋數(shù)量相對過高時，節(jié)點核心區(qū)易發(fā)生混凝土的斜向壓潰。為避免端節(jié)點發(fā)生斜壓失效，應(yīng)控制梁、柱端受拉鋼筋量，故混規(guī)第10.4.5條對梁端上部縱筋作出了限制。l 特別強(qiáng)調(diào)：在一般的受彎構(gòu)件中，當(dāng)混凝土的相對受壓區(qū)b不滿足時，可以通過增設(shè)受壓鋼筋來減?。p筋梁），但是頂層端節(jié)點是否斜向壓潰只與

33、梁柱受拉鋼筋數(shù)量有關(guān)，增加受壓鋼筋不起任何作用，這也是規(guī)范限制條件不用表示，而用鋼筋面積As表示的理由。2）彎弧內(nèi)側(cè)混凝土的局部受壓失效：試驗發(fā)現(xiàn)：當(dāng)彎弧半徑過小時，則可能發(fā)生彎弧內(nèi)混凝土的局部受壓破碎。防止的辦法就是不使彎弧半徑過小，對此混規(guī)第10.4.5條作出明確規(guī)定。（詳03G102圖集中對梁、柱縱筋彎折要求）3）主彎弧側(cè)邊表層混凝土的剝裂：當(dāng)梁、柱受拉鋼筋相對偏多，彎弧半徑偏小時，由于主彎弧給其內(nèi)側(cè)混凝土的局部壓力較大，雖未導(dǎo)致混凝土的局部壓碎，但因內(nèi)側(cè)混凝土的橫向膨脹，而使側(cè)邊表層混凝土較大面積剝落。雖不會象局部壓碎那樣使節(jié)點失去承載能力，但也會明顯使節(jié)點承載能力下降。防止的辦法也是

34、不使彎弧半徑過小，詳混規(guī)第10.4.5條。4）當(dāng)設(shè)置的搭接接頭過短時，因搭接接頭失效引起的節(jié)點失效。為保證“折梁”任一截面都具有與梁端、柱端截面相同的抗彎能力，鋼筋的搭接必須滿足混規(guī)第10.4.4條。5.2.5、梁、柱縱筋的搭接詳03G102圖集第37、43、55、56、58、59頁。l 梁、柱筋的搭接長度是根據(jù)試驗得出的。 規(guī)范給出兩種搭接方式：梁內(nèi)搭接，柱頂搭接。主要根據(jù)施工縫的留設(shè)位置不同而區(qū)別。 梁內(nèi)搭接：（如圖示）當(dāng)澆筑混凝土的施工縫設(shè)置在梁底附近時，鋼筋搭接只能在梁的高度范圍實現(xiàn)，此時梁、柱筋均有彎折段（梁筋伸至柱邊向下彎折至梁底），由于存在彎折段的有利影響，搭接長度區(qū)不小于1.5

35、la。伸入梁內(nèi)的柱縱筋不得少于65，梁寬以外的柱外側(cè)縱筋有兩種作法：當(dāng)有現(xiàn)澆板且厚度80mm、板混凝土強(qiáng)度等級C20時可伸入板內(nèi)，搭接長度與梁寬范圍內(nèi)的柱筋相同；當(dāng)不滿足以上條件時，梁寬以外柱筋應(yīng)在柱頂彎折沿柱頂伸至柱內(nèi)邊截斷，若處在柱頂?shù)谝粚樱ㄗ钔鈱樱╀摻钗恢茫€應(yīng)在柱內(nèi)側(cè)向下彎折，彎折長度不小于8d。因為試驗證明此柱筋不向下彎折8d，在節(jié)點梁、柱負(fù)彎矩作用下的負(fù)曲率較大時（變形較大），柱縱筋水平段會向上彈起。l 有時節(jié)點截面尺寸很大，而梁、柱筋配筋率和直徑相對較小，因此按1.5la算，柱筋尚不需伸入梁內(nèi)，這種情況是允許的，但柱筋仍宜彎折后伸到柱內(nèi)側(cè)。 柱頂搭接：當(dāng)澆筑混凝土的施工縫可以設(shè)置

36、在柱上部梁底截面以下時，鋼筋搭接可以在柱頂范圍解決。此時，搭接區(qū)段基本為直線段，且處于高應(yīng)力區(qū)，梁筋下伸的搭接長度不小于1.7la。l 當(dāng)梁上部縱筋配筋率或柱外側(cè)縱筋配筋率1.2時，為避免剛度突變，鋼筋分兩次截斷。l 在框架梁、柱節(jié)點區(qū)均應(yīng)按混規(guī)第10.4.6條設(shè)置箍筋。 6、框架節(jié)點受力機(jī)構(gòu)：剛接框架梁、柱連接的實體區(qū)稱為節(jié)點，其中梁、柱筋以內(nèi)的實體區(qū)又稱為“核心區(qū)”，同時，也常把節(jié)點以及與其相鄰的梁端、柱端和相鄰的現(xiàn)澆板稱為“接頭區(qū)”。6.1、框架中間層中節(jié)點的受力特性l 框架中間各層中節(jié)點在框架中從節(jié)點數(shù)量上說占的比重較大，受力條件又比中間各層端節(jié)點嚴(yán)苛。1）非抗震情況下，豎向荷載在中間

37、層中節(jié)點兩側(cè)的梁端都將形成負(fù)彎矩，風(fēng)荷載參與組合后，這一基本格局不變，只不過左右梁端彎矩差距加大，此時，上下柱端彎矩之和與左右梁端彎矩之差相平衡，所以柱端彎矩一般不是太大，節(jié)點受力如圖示，在節(jié)點區(qū)形成的水平和豎向剪力很小。2）在強(qiáng)震作用下的框架中間層中節(jié)點，因地震彎矩在組合彎矩中所占比重加大，所以將形成以一側(cè)梁端彎矩為負(fù)，另一側(cè)梁端彎矩為正（或反之）的局面，此時，上下柱端彎矩將與左右梁端彎矩之和相平衡，所以柱端彎矩較大，節(jié)點受力如圖示，此時節(jié)點受力比較嚴(yán)峻，在節(jié)點區(qū)形成兩種主要的受力機(jī)構(gòu)。 l 機(jī)械錨固雖然能滿足錨固承載力的要求，但難以保證錨筋的錨固剛度。即當(dāng)機(jī)械錨頭充分受力時，往往引起很大的

38、滑移和裂縫，因此，需要一定的水平錨固長度與其配合，共同受力，以控制變形和裂縫。另，由于機(jī)械錨固的錨固擠壓力較多地集中在錨頭附近，錨固區(qū)的混凝土容易破碎，故應(yīng)加以約束。詳混規(guī)第9.3.2條。l 機(jī)械錨固僅用于直錨情況。2.2、 受壓鋼筋的錨固 (詳混規(guī)第9.3.3條) 混凝土構(gòu)件中受壓鋼筋同樣存在錨固受力問題，這些鋼筋也應(yīng)通過錨固長度把所受的壓力逐步傳入錨固區(qū)內(nèi)的混凝土。與受拉鋼筋的錨固相比，受壓鋼筋的錨固有兩個有利條件：一是鋼筋受壓后的鐓粗效應(yīng)加大了鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)效應(yīng)；二是鋼筋錨固段末端以遠(yuǎn)如果有較厚的混凝土，則鋼筋末端面對混凝土有頂壓力，其反作用力將增大受壓鋼筋的錨固能力。因此，受壓鋼筋的錨固長度可以減小，規(guī)范取0.7受拉鋼筋的錨固長度。l 貫穿式受壓鋼筋（即鋼筋端頭無混凝土）錨固試驗表明，由于沒有鋼筋端頭面的頂壓阻力，錨固長度至少要0.85la，在工程中若出現(xiàn)在鋼筋末端頂壓面以外只有很薄混凝土的情況，應(yīng)給予足夠關(guān)注。l 在實際工程中，豎向構(gòu)件往往承受反向水平力作用，縱筋可能受拉，又可能受壓，錨固長度按受拉鋼筋控制。l 所有對錨固長度的修正的條件對受壓鋼