化学植筋能否混凝土连接面抗剪?这是群里经常讨论的一个问题。那为什么会有此一问呢?这要从《混凝土结构加固设计规范》的15.2.1条条文规定说起。
△ 《混凝土结构加固设计规范》的15.2.1条
相信很多朋友在设计时都采用过植短钢筋抗剪,难道我们都错了?当然不是。笔者认为,造成这种理解的原因是对规范的一种误解,规范这么规定应该可以理解成一种假定。也就是说基于15.2.1条的假定,15.2.2条的单根植筋锚固的承载力计算和15.2.3条的植筋锚固深度计算才成立。
也就是说,如果此时考虑了钢筋的抗剪作用,钢筋将陷入复杂应力状态,15.2.2条的单根植筋锚固的承载力计算和15.2.3条的植筋锚固深度计算也就是不成立的,这时就应该参考化学锚栓的算法,根据植筋深度进行钢材、基材的受拉、受剪、拉剪复合受力计算。当然这在具体设计时会增加设计难度,所以还是应该遵循设计规范的规定,仅考虑植筋承受轴向力设计。书归正题,说回植短钢筋能不能用于接触面抗剪,我相信通过以上的分析,大家也能得出结论,应该是可以。抗剪短筋一般不承受轴向拉力,只考虑受剪作用,不属于规范规定的充分利用钢筋抗拉强度的情况。虽然我们认为抗剪短筋可以用来抗剪,这里还有两个问题:
(1)接触面抗剪承载力怎么计算?
接触面的抗剪承载力计算在《混凝土结构加固设计规范》中没有明确规范,我们可以参考下广东省标准《既有建筑混凝土结构改造设计规范》中的相关算法,其中考虑了抗剪钢筋的作用。
△ 广东地标的规定
(2)抗剪短筋的植筋深度怎么取?
抗剪短筋的植筋深度是按《混凝土结构加固设计规范》中受拉钢筋构造锚固深度10d,还是按《混凝土结构设计规范》中抗剪埋件的15d呢?相信广大同行中采用两种做法的都有,具体怎么取才合理呢?
△ 《混凝土结构加固设计规范》的规定
△ 《混凝土结构设计规范》的规定
薛倩倩、卢永飞、施洪康做过关于新老混凝土接合面抗剪性能的试验研究与分析[1],得出下图的抗剪强度随植筋深度的变化曲线。从这条曲线我们可以知道,抗剪强度在10d~15d间呈抛物线式变化,植筋深度并不是越大越好。所以我们设计时一般建议抗剪植筋的有效锚固深度可参考受拉钢筋最小构造锚固深度,一般应≥10d,同时不应太深,建议≤15d。
△ 直径12mm钢筋抗剪强度随植筋深度的变化曲线
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参考文献:[1]薛倩倩,卢永飞,施洪康.新老混凝土结合面抗剪性能试验研究与分析[J].兰州:西北民族大学,2018.