鋼筋錨固長度在鋼筋混凝土結構中意義重大，既關系到結構的安全性，又對工程造價帶來影響。本文想通過對錨固長度基本原理進行分析，把握錨固長度的本質，以提高施工人員對其在工程施工中的應用能力。

1、鋼筋混凝土結構的基本原理：

為什麼說鋼筋錨固長度關系到建築結構的安全？這還得從鋼筋混凝土結構的工作原理和特點說起。

混凝土是由膠凝材料和礦物粗細骨料多相混合物，凝結硬化後抗壓能力好，但抗拉能力差，容易因受拉而斷裂。鋼筋抗拉能力強，但抗彎性能差。

為了解決這個矛盾，充分發揮混凝土的受壓能力，在混凝土受拉區域内或相應部位加入一定數量的鋼筋，使兩種材料粘結成一個整體，共同承受外力。

混凝土提供抗壓能力，鋼筋提供抗拉能力，拉、壓形成一對力偶，使得鋼筋混凝土結構既能承受壓力，又能承受拉力，還有較強的抗彎性能。集合了鋼筋與混凝土的優點，避開了各自的缺點。

2、鋼筋混凝土結構破壞的基本形态：

鋼筋混凝土結構分為抗壓構件、抗彎構件等，在不同的構件中間通常具有軸力、彎矩、剪力三種内力，不同的内力組合表現為不同的破壞形式，比如：拉壓破壞、剪切破壞、剪壓破壞等等。

不管何種破壞實際上都是鋼筋混凝土構件的承載能力決定的，即：要麼鋼筋提供的抗拉能力不足，要麼就是混凝土提供的抗壓能力不足。這就是鋼筋混凝土結構破壞的兩大基本因素。

上面兩大破壞形态都是就鋼筋混凝土構件自身而言的，實際上構件破壞還與外部環境的作用力強度有關，鋼筋混凝土構件還有第三種破壞形态。

即：在鋼筋沒有達到抗拉強度，混凝土也沒有達到抗壓強度的前提下，但由于鋼筋錨固不足，造成構件從結構體系中被“拔”出來，從而造成結構破壞。

第三種破壞因素就是：鋼筋錨固長度不足，在達到鋼筋和混凝土承載力極限之前，造成鋼筋砼構件中的鋼筋和混凝土産生相對滑動，破壞了結構的整體性而導緻結構破壞。

因此，鋼筋錨固長度就作為結構設計和施工中不可忽視的一個因素，關系到結構的整體性、安全性。

既然鋼筋錨固長度如此重要，那麼鋼筋的錨固長度肯定越長越好啊！鋼筋錨固長度越長，鋼筋就越不容易被拔出來，結構的整體性就越好，結構體系也就越安全。

但同時，鋼筋用量也越多，工程成本就越高。那麼确定一個既能保證安全，又能最小化成本，“經濟可靠”的錨固長度是非常必要的，這就是“錨固長度”在結構設計和施工中的現實意義。

1、受拉鋼筋錨固長度的計算：

當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時，受拉鋼筋的錨固長度應按下列公式計算：

Lab=α*fy/ft*d

式中：Lab為受拉鋼筋的基本錨固長度；fy為普通鋼筋的抗拉強度設計值；ft為混凝土軸心抗拉強度設計值；d為錨固鋼筋的直徑；α為錨固鋼筋的外形系數，按下表取用：

鋼筋外形系數

受拉鋼筋的錨固長度除了上述幾個影響因素之外，還與鋼筋的直徑、荷載類型、外部環境、保護層厚度等有關。在計算錨固長度時，需乘以修正系數ζa，在《混凝土結構設計規範》（GB50010）8.3.2對修正系數作了規定：

得到最終的計算公式：La=ζa*Lab

式中：La為受拉鋼筋的錨固長度；ζa為錨固長度修正系數；Lab為受拉鋼筋基本錨固長度。

例子：梁混凝土标号為C30，直徑d=20mm，鋼筋等級為HRB400的帶肋鋼筋，鋼筋保護層厚度20mm，具體計算如下：

α=0.14；fy=360N/mm2；ft=1.43N/mm2；d=20，ζa=1.0（無需要修正的條件）

首先計算基本錨固長度：

Lab=0.14*360/1.43*20=705mm；

再計算受拉鋼筋的錨固長度：

La=ζa*Lab=1.0*705=705mm

計算結果與《16G101-1》中的數據基本吻合的。

受拉鋼筋基本錨固長度取值表

以上數據的計算或取值可以參見《混凝土結構設計規範》（GB50010）4.1/4.2/8.3相關内容。

2、抗震設計時受拉鋼筋的錨固長度：

根據混凝土結構構件抗震設計的規定，受拉鋼筋的抗震錨固長度LaE應按下式計算：

LaE=ζaE*La

式中：ζaE為受拉鋼筋抗震錨固長度修正系數，對一、二級抗震等級取1.15，對三級抗震等級取1.05，對四級抗震等級取1.0。

La為受拉鋼筋錨固長度，如：上例中抗震等級為三級，則抗震錨固長度應該等于：

LaE=ζaE*La=1.05*705=37d與《16G101-1》中的規定一緻

受拉鋼筋抗震錨固長度取值表

3、錨固長度修正：

在設計規範和施工圖集中都有對修正系數的規定，其中鋼筋保護層厚度不同對鋼筋錨固長度的修正最為明顯，也最常用。正因為修正存在的因素，錨固長度與基本錨固長度之間的關系存在變動，La可以大于Lab，也可以小于Lab。

3.1樓層框架梁與屋面框架梁縱筋錨固的例子：

樓層框架梁與屋面框架梁的縱筋構造中，兩者的底筋構造都一樣，但上部鋼筋的構造不一樣，這就和鋼筋錨固長度修正有關。

因為兩者底筋周邊保護層厚度肯定大于了5d（上面是梁，下面是牆柱），而上部鋼筋則不一樣。樓層框架梁上部鋼筋有上層牆柱，而屋面框架梁上部鋼筋沒有上層牆柱了。面筋的錨固長度肯定差别就比較大了。

《16G101-1》圖集中，樓層框架梁上部鋼筋的錨固長度為LaE，如果把它看做是按0.7修正系數修正後的結果，那麼屋面框架梁的錨固長度就應該是LaE/0.7。

還是上面的例子，樓層框架梁的抗震錨固長度為LaE=37d，屋面框架梁的錨固長度37/0.7=52d，兩者相差15d=300mm。因此，屋面框架梁上部縱筋要求彎錨至梁底也有對錨固長度進行修正的意味。修正增加的錨固長度考慮常用梁高，也基本是吻合的。（這裡還要考慮彎錨的修正）

3.2關于樓面梁在剪力牆中錨固不足時是否可以采取修正系數的問題：

樓面梁與剪力牆平面外相交時，通常牆厚200mm，一般是不能滿足梁縱向鋼筋的構造要求的，如下圖：

樓層框架梁縱筋構造要求

在圖集中，縱向鋼筋的錨固水平投影段有必須大于0.4LabE的要求，梁最小的下部筋按14mm考慮，35*0.4*14=196mm，除去鋼筋保護層20mm後，200寬的牆厚很難保證達到規範的要求。

該規定來源于《高層建築混凝土結構技術規程》（JGJ3）的7.1.6，具體如下：

對錨固平直段的要求

實際上，做梁頭也好，把牆寬改為300mm也好，建設單位一般是不會同意這樣做的，增加造價不說，還提高施工難度，還犧牲有效建築面積。

通常，這種樓層中的梁牆節點，下部有剪力牆，上部也有剪力牆，保護層厚度遠超5d，完全滿足0.7倍修正錨固長度的要求，如果按系數修正的話，梁筋直徑18mm也剛好能滿足規範要求了。

但在13G101-1的官方解釋中談到“由于支座長度限制造成不能滿足直段時，不能通過加長彎鈎的做法來補足LaE，對錨固平直段的要求是出于控制鋼筋滑移，使構件不至于發生過大裂縫和變形”。

從官方解釋來看，對平直段長度的要求并不是出于錨固長度的考慮，而是考慮的梁牆（柱）節點的變形能力。實際上是對保證節點“剛性”的保證措施之一。

平直段的長度限制就是對支座寬度的尺寸限制，支座尺寸越大，才可能保證“強柱弱梁”的抗震設計意圖。因此，0.4LabE的直段要求是不可以用修正系數來修正的，這是一個保證剛性節點的“常數”。

從另一方面來看，這個直段長度是0.4LabE而不是0.4LaE，一字之差，他們之間是有本質區别的。在施工圖集中，樓層框架梁也好，屋面框架梁也好，所有構造長度都用的LaE，隻有對平直段的限制采用的是LabE（抗震基本錨固長度，詳見前述）。

這也說明，對平直段的限制與錨固長度無關，如果與錨固長度有關，直接用LaE來描述不是更好。正因為這個限制是“常數”，不需要修正，才采用了LabE這個基本錨固長度來度量。“基本”當然是常數了。

所以，要解決平直段不足的問題，隻能從減小梁鋼筋直徑、加寬強厚或者把節點按鉸接進行驗算來設計，在鉸接的情況下就沒有對支座寬度的限制了。

關于框架結構中的剛性節點和鉸接節點的相關問題，在另一篇文章《施工技術與造價知識荟萃05-“半框梁”的鋼筋構造及施工管理要點》中有詳細介紹。

1、理解鋼筋錨固長度的本質，才能更好的應用圖集中的相關規定和數據。要明白Lab，La，LabE，LaE四者之間的關系和對應的工程語言，才能更深刻的理解設計文件，更好的指導施工。

2、鋼筋錨固長度不能隻看作施工圖集中的數字，而是要對應施工現場各種部位、各種構件的受力特征，不僅僅要知道“怎麼做”，還要明白“為什麼”，才能發現問題和改善問題。

3、關于鋼筋錨固長度，在施工中容易出錯一些，而在造價管理中主要是要保證“工程設置”的正确性。

總結：

1. 鋼筋混凝土構件是通過鋼筋與混凝土之間的“作用力”整合為一體，各自發揮作用而存在的，一旦鋼筋被“拔”動，構件及結構體系将被破壞。所以，鋼筋錨固長度是保證鋼筋混凝土結構正常工作的要素之一。
2. 鋼筋錨固長度與鋼筋有關、混凝土有關，還和構件的外部環境有關。要構件不因為錨固長度因素破壞，那就要求鋼筋與混凝土之間的作用力不小于鋼筋抗拉強度和混凝土的抗壓強度。這是計算公式的基本原理。
3. 鋼筋混凝土構件的破壞包括受拉鋼筋達到屈服，混凝土被壓碎以及受拉鋼筋被“拔”出來三個方面的因素。
4. 屋面框架梁鋼筋構造比樓層框架梁構造更嚴格，實際上是和鋼筋保護層的厚度有關。保護層越厚，混凝土對鋼筋的握裹力就越強，所以對錨固長度的要求就越低。
5. 頂層“LLK”梁要求在剪力牆中設置“封閉箍筋”就是彌補在頂層時，保護層厚度不足造成錨固長度需求過大的構造措施之一。

6、理解鋼筋錨固長度的本質，就能深刻領會設計文件和施工圖集中的相應内容，在應用中才能控制質量，控制造價。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!