国内外混凝土规范关于钢筋弯钩锚固形式的对比

葛晓丹，向 松

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）

引言

混凝土与钢筋共同作用的基本条件是两者之间有可靠的黏结和锚固。而钢筋的锚固一般又分为直线锚固和弯钩锚固。本文将从钢筋弯钩锚固形式入手，对现行中国规范《水运工程混凝土结构设计规范》[1]（JTS 151-2011）（以下简称JTS 151）和《水运工程混凝土施工规范》[2]JTS 202-2011）（以下简称JTS 202）、美国混凝土设计规范[3]“Building code requirement for structural concrete”（ACI 318-11）（以下简称ACI 318）、欧洲混凝土设计规范[4]“Eurocode 2:Design of concrete structures”（BS EN 1992-1-1:2004）（以下简称BSEN 1992）、澳大利亚混凝土设计规范[5]“Australian Standard Concrete Structure”（AS 3600-2009）（以下简称AS 3600）、日本混凝土设计规范[6]“JSCE standard specifications for concrete structures-2012,Design”（以下简称JSCE 2007）等混凝土设计规范中关于钢筋弯钩及锚固长度等方面进行对比分析，其对比结果对海外工程设计具有现实的指导意义。

1 关于钢筋弯钩弯后最小平直长度的对比

从表1中可以看出：除了澳标AS 360的最小平直长度与弯弧半径有关外，其他国家规范的均只与钢筋直径有关；180°弯钩的最小弯后平直长度的对比中，国标JTS 202中的平直长度最小，135°弯钩形式中国标和欧标BS EN 1992的最小弯后平直长度一致，90°弯钩形式中美标 ACI 318和日标JSCE 2007的最小弯后平直长度一致。

表1 钢筋弯钩弯后最小平直长度的对比

2 关于钢筋弯钩内最小弯弧半径的对比

从表2～6中可以看出：美标和欧标的最小弯弧半径仅与钢筋直径有关，而澳标不仅和钢筋直径有关，还与钢筋表层的涂层形式有关，同时，国标与日标类似，二者的最小弯弧半径不仅和钢筋直径有关，还与钢筋种类有关，且对于光圆钢筋，其只适宜做180°弯钩，不宜做其他角度的弯折。

表2 国标避免钢筋破坏的最小弯弧半径的规定

表3 美标避免钢筋破坏的最小弯弧半径的规定

表4 欧标避免钢筋破坏的最小弯弧半径的规定

表5 澳标避免钢筋破坏的最小弯弧半径的规定

表6 日标避免钢筋破坏的最小弯弧半径的规定

3 关于钢筋弯钩内最小弯弧半径的对比

本节主要对比标准弯钩受拉钢筋的锚固长度（从临界截面至平行于钢筋直线部分的钢筋最远点之间的距离）计算公式，以90°弯钩为例，如图1所示。

图1 钢筋弯钩受拉钢筋的锚固长度

3.1 国标JTS 151

国标JTS 151规定纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取设计锚固长度la的0.7倍，而对于光圆钢筋末端做 180°弯钩的锚固方式，国标还是将其按照直锚看待，其受拉钢筋的锚固长度还是取设计锚固长度la。la的计算公式如式（1）：

式中：la为受拉钢筋的设计锚固长度；α为钢筋的外形系数；fy为普通钢筋的抗拉强度设计值；ft为混凝土轴心抗拉强度设计值；d为钢筋的公称直径。

3.2 美标ACI 318

美标ACI 318中规定带有标准弯钩的受拉钢筋的锚固长度ldh,可按照式（2）计算，但不应小于8db，也不应小于150 mm。

式中：ψc为涂层系数，对于保护层厚度小于3db或净距小于 6db的环氧涂层钢筋或钢丝取1.5，所有其他环氧涂层钢筋或钢丝取 1.2，无涂层取 1.0；λ为混凝土的品种系数，轻骨料混凝土取1.3，规定了劈拉强度fct时，λ可取，但不小于 1.0，普通混凝土取 1.0；fy为钢筋抗拉强度；为混凝土抗压强度；db为钢筋直径。

3.3 欧标BS EN 1992

欧标BS EN 1992中将弯钩钢筋的锚固长度用等效锚固长度表示，等于基本锚固长度lb,rqb（沿钢筋中心线计算）减去弯钩部分长度，如图2所示。

图2 欧标中钢筋基本锚固长度与等效锚固长度

基本锚固长度lb,rqb：

式中：lb,rqb为受拉钢筋的基本锚固长度；φ为钢筋直径；σsd为锚固钢筋的实际应力；fctd为混凝土轴心抗拉强度设计值；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。

3.4 澳标AS 360

澳标AS 360中规定弯钩钢筋的锚固长度等于0.5倍的设计锚固长度Lsy,t，而设计锚固长度Lsy,t又与基本锚固长度Lsy,tb有关，计算公式分别如式（4）～（5）：

式中：k1为当横向钢筋使得锚固长度下新浇筑的混凝土厚度，大于300 mm时取1.3，其他取1.0；；λ为混凝土的品种系数，轻骨料混凝土取1.3，规定了劈拉强度fct时，λ可取，但不小于1.0，普通混凝土取1.0；fy为钢筋抗拉强度；为混凝土抗压强度；db为钢筋直径；k4=Kλ（0.7≤k4≤1.0），其中K值如图 3所示，与钢筋的摆放位置有关，，其中是沿设计锚固长度Lsy,t横向钢筋的截面面积，是最小横向钢筋的截面面积，对于梁、柱取 0.25As，对于板、墙取0，As是直径最大的单根锚固钢筋的面积；k5=0.4ρp（0.7≤k5≤1.0），其中ρp是承载能力极限状态下沿设计锚固长度Lsy,t的横向压力。

图3 澳标中关于K值的规定

表7 弯钩锚固中受拉钢筋锚固长度的计算对比

3.5 日标JSCE 2007

日标JSCE 2007中规定弯钩钢筋的锚固长度等于基本锚固长度ld减去 10φ，且不得小于 20φ，ld的计算公式如式（6）：

式中：ld为受拉钢筋的基本锚固长度；fyd为普通钢筋的抗拉强度设计值；fbod为混凝土粘结强度设计值；φ为钢筋的公称直径（mm）；α为钢筋的外形系数，α=1.0（kc≤1.0），α=0.9（1.0＜kc≤1.5），α=0.8（1.5＜kc≤2.0），α=0.7（2.0＜kc≤2.5），α=0.6（2.5＜kc），其中，c为钢筋中心到最近混凝土表面的距离或钢筋中心间距的一半，取两者中的较小值，At为与穿过潜在劈裂面相交的横向钢筋面积，s为横向钢筋的中心距。

3.6 弯钩锚固中受拉钢筋锚固长度的计算对比

综上得到各国规范中关于弯钩锚固中受拉钢筋锚固长度的计算对比如表7。

4 结语

本文从弯钩弯后最小平直长度、弯钩内最小弯弧半径和弯钩受拉钢筋锚固长度等三个方面，对比分析了国内外5大混凝土设计规范：国标JTS 151与JTS 202、美标ACI 318、欧标BS EN 1992、澳标AS 360和日标JSCE 2007，结果表明：

1）弯钩弯后最小平直长度的对比中，除了澳标AS 360的最小平直长度与弯弧半径有关外，其他国家规范的均只与钢筋直径有关；

2）弯钩内最小弯弧半径的对比中，美标 ACI 318和欧标BS EN 1992的最小弯弧半径仅与钢筋直径有关，而澳标AS 360不仅和钢筋直径有关，还与钢筋表层的涂层形式有关，同时，国标JTS 202与日标JSCE 2007类似，二者的最小弯弧半径不仅和钢筋直径有关，还与钢筋种类有关；

3）弯钩受拉钢筋锚固长度的对比中，除了美标ACI318有专门的计算公式外，国标JTS 151与澳标AS 360的锚固长度计算与采用设计锚固长度进行计算，欧标BS EN 1992和日标JSCE 2007采用基本锚固长度进行计算。