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【钢结构政策·技术】锚栓为何“最底部一排抗剪”？---从2×2布置到多锚栓布置的受力分析
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https://www.lgmi.com 发表日期：2026/5/13 8:39:09
兰格钢铁 |
大家会有这样的疑问：无论是《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013还是混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013，针对混凝土边缘破坏形态，锚栓布置都采用 2×2 的形式，边距较小（小于10hef或小于60d时）时，明确规定：按最底部一排锚栓进行抗剪计算。为什么偏偏是最底部那一排？是否可能出现单根锚栓抗剪？锚栓数量增多时，这一结论是否依然适用？下面结合规范条文、构造特点及受力机理进行分析说明。一、2×2 锚栓布置的基本假定与构造特点后锚固连接中，锚栓与埋板孔洞并非是严丝合缝，而是有一定的间隙。《混凝土结构后锚固技术规程》表 7.1.6 规定：锚栓孔径通常比锚栓杆径大1~3 mm。若因安装偏差，锚栓靠近孔径下边缘或左右边缘，则不直接承担剪力；当埋板在剪力作用下发生微小位移，使锚栓重新贴紧孔径上边缘后，该锚栓才会转为抗剪状态。因此，锚栓是否真正参与抗剪，与安装位置和受力后的接触状态密切相关。二、2×2 锚栓的抗剪组合与最不利工况以常见的 2×2 锚栓布置为例，剪力向下，锚栓编号如下：6种组合均有可能出现，其概率相当，各约 16.7%。其中：最不利情况为3 号 + 4 号（底部一排）锚栓抗剪，原因在于：底部锚栓距离混凝土自由边缘最近，边缘破坏锥体（一般按与边缘约 35° 夹角发展）承载力最低。三、为何必须是“两个锚栓”而不是“一个锚栓”抗剪？有同行会问：既然存在不确定性，是否可能出现仅一根锚栓抗剪的更不利情况？这种情况虽然可能在安装偏差下短暂出现，但并不稳定。若只有一根锚栓抗剪，埋板会在剪力作用下绕该锚栓产生扭转趋势；一旦发生转动，其他锚栓会随之调整位置，最终仍会形成至少两根锚栓共同抗剪的稳定受力体系。因此，从整体稳定性出发，设计中应按至少两根锚栓同时抗剪考虑。基于此，《混凝土结构后锚固技术规程》与《建筑混凝土结构加固设计规范》规定：对于 2×2 锚栓布置，当发生混凝土边缘破坏时，按最底部一排锚栓抗剪进行承载力计算。四、锚栓数量增加时的概率变化与设计保守性当锚栓布置由 2×2 扩展到更多排、更多列时，例如：2×3、4×3 等情况会更加复杂，但有一个明显规律：锚栓总数越多，最底部一排锚栓同时抗剪的概率越低。2×3：底部两个锚栓同时抗剪的概率约为 6.7%；目前笔者看到的资料主要集中在 2×2 锚栓或上下双锚栓抗剪等基本模型上，针对 2×3、4×3 等布置的混凝土边缘破坏试验数据尚不多见。在这种情况下，按规范中“底部一排锚栓抗剪”计算，其结果偏于保守：实际结构中，底部一排锚栓同时承担剪力的情况发生概率很低；对于多锚栓（如 2×3、4×3）布置，采用规范的公式进行计算，计算结果偏保守。五、小结规范规定“2×2 锚栓在边缘破坏时按最底部一排锚栓抗剪”，是基于构造间隙、受力稳定性及最不利工况的综合考虑。底部锚栓距离边缘最近，对应混凝土边缘破坏承载力最低，故取为设计控制工况。随着锚栓数量增加，底部一排锚栓恰好同时抗剪的概率显著降低，规范公式仍可使用，但结果偏于保守。END |
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