预埋地脚锚栓的延性和承载能力协同分析*

姚金满

(浙江中南建设集团有限公司,浙江 杭州 310052)

0 引言

建(构)筑物钢结构框架柱的地脚锚栓设计应按结构构件考虑,锚栓钢材应满足具体要求的断后伸长率,以保证基础与结构柱之间变形协调连续。锚栓的强度设计值应以钢材的屈服强度换算得出,不应采用极限抗拉强度。

研究地脚锚栓的材质要求、强度设计值、预埋深度、力传递概念及其他不利因素,有利于保证框架结构的整体可靠性。钢结构构件之间的局部连接常用普通螺栓连接、焊缝连接、高强度螺栓连接、销轴连接、后置螺栓(植筋)连接等。钢结构柱与基础之间的外露式连接常用地脚锚栓(或地脚螺栓,锚栓)连接、销轴连接、直接焊接连接、基础杯口插入式连接等。

钢结构框架柱与混凝土基础之间的栓接连接名称,采用柱脚锚栓[1](baseplate bolts)还是地脚螺栓[2](embedded bolts),工程应用过程中经常混淆。螺栓与锚栓的共同点是均采用极限抗拉强度标准值fu换算[1]其强度设计值,没有与柱协调一致的断后伸长率要求,属于普通C级螺栓概念,使锚栓处于整体连接的最薄弱环节。

柱脚锚栓(锚栓)是GB 50017—2017《钢结构设计标准》第12.7的名称,属于普通C级螺栓概念,没有材质的延性要求。锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数取0.4)或设置抗剪键承受。非受力锚栓宜采用Q235B钢,端部弯钩的预埋长度≥20d,端部锚板的预埋长度≥12d(d为锚栓直径)。

地脚螺栓是GB 50191—2012《构筑物抗震设计规范》[2]第16.3.5的名称,也属于普通C级螺栓概念,没有材质的延性要求。地脚螺栓应设置端部弯钩或锚板,不得承受地震剪力,柱底地震剪力应由底板与基础间的摩擦力或抗剪键承受。采用Q235钢时,预埋深度不得小于20d;采用Q345钢时,预埋深度不得小于25d。

地脚锚栓(anchor bolts)是本文的名称,钢结构框架柱脚由地脚锚栓锚固于基础,并具有良好的抗地震、抗风振等锚固协调作用时,埋入端锚固构造措施应采用加劲T形地脚锚栓(见图1),应有与柱协调一致的断后伸长率,强度设计值应按钢材的屈服强度除以锚栓的抗力分项系数换算得出,不应采用极限抗拉强度。

图1 加劲T形地脚锚栓Fig.1 Stiffened T-shaped anchor bolts

框架整体地脚锚栓材质的断后伸长率A应≥20%,局部高强钢材的锚栓A可按≥17%选用[3],以满足结构整体的协调工作。构造要求的地脚锚栓可选用Q235B钢,按承载能力计算确定的地脚锚栓材质应选用不低于Q345B的钢材,并优先满足断后伸长率要求。

选用高强钢材的地脚锚栓时,应按断后伸长率≥17%,屈强比≤0.75的原则选用,以保证钢结构框架柱脚的延性和耐疲劳性能,不因钢材的强度高而忽视地脚锚栓的延性要求。

预埋于基础内的地脚锚栓,埋入端须设置可靠的锚固措施,如图2所示,混凝土锚固边距按≥5d考虑。

图2 普通锚固措施的地脚锚栓Fig.2 Anchor bolts for ordinary anchoring measures

1)J形地脚锚栓 埋入端设置180°弯钩锚固,内圆弧半径为2.5d,适宜直径较小的普通锚固,锚栓公称直径适用范围为M24～M42,如图2a所示。

2)普通T形地脚锚栓 埋入端设置焊接锚板或螺栓锚板,板宽为4d,适宜直径较大的普通螺杆锚固,锚栓公称直径适用范围为M30～M64,如图2b,2c所示。

3)加劲T形地脚锚栓 埋入端设置焊接加劲锚板,锚固性能最好,较大受拉的锚栓应优先采用,混凝土锚固边距不应小于6d,锚栓公称直径适用范围为M36～M100,如图3所示。

图3 加劲T形地脚锚栓构造Fig.3 Stiffened T-shaped anchor bolts

4)后锚固连接采用GB 50367—2013《混凝土结构加固设计规范》规定的后锚固倒锥形化学锚栓或螺杆植筋,前者为普通C级螺栓,屈强比均为0.8,断后伸长率≤14%,锚固深度不足9d,不应作为主要构件的锚固连接;主要受力构件的后锚固可采用全螺纹的螺杆植筋锚固,如图4所示。

图4 倒锥形螺栓及螺杆植筋Fig.4 Inverted conical bolts and screw reinforcements

1 地脚锚栓强度设计值换算关系

地脚锚栓的强度设计值换算应采用屈服强度的概念,应与钢结构构件一致。普通C级螺栓仅验算受拉应力和受剪应力,接触挤压应力仅对连接板进行验算,不验算螺栓的承压应力,这是不合理的,因为螺杆与连接板之间的正接触挤压应力是相互作用的。《钢结构设计标准》规定的柱脚锚栓属于连接节点,附加延性要求的地脚锚栓属于连接构件,受力共同点是抗剪能力微弱。承受较大拉力的地脚锚栓(柱脚锚栓、地脚螺栓),应优先采用低合金结构钢[4]和钢拉杆(GLG)[5]。

1.1 地脚螺栓的等效承载系数K值

表1 地脚螺栓的钢材等效承载力系数K值Table 1 K value of the steel equivalent bearing coefficient of anchor bolts

(1)

(2)

(3)

1.2 地脚锚栓的抗力分项系数KR

地脚锚栓的强度设计值采用钢材的屈服强度换算得出,钢材的抗力分项系数[1]如表2所示。强度高于Q460钢材的抗力分项系数取1.094[3],此值偏小。钢拉杆[5]属于热处理低合金高强钢,用于锚栓时,抗力分项系数应取与Q460钢相同,即1.180。

表2 锚栓钢材的抗力分项系数γRTable 2 Resistance termination coefficient of anchor steel γR

地脚锚栓对于结构整体协调性非常重要,实际受力(受拉、受剪、受弯等)过程中的不确定性因素较多,比纯拉杆构件的受力更复杂,因安装差异使锚栓抗剪能力差异很大。JGJ 257—2012《索结构技术规程》规定,索(钢丝束、钢绞线和钢丝绳)产品的抗力分项系数为2.0,钢拉杆的抗力分项系数[6]为1.7;地脚锚栓与钢拉杆同为以受拉为主的构件,首次提出,将钢拉杆的抗力分项系数乘以钢材的抗力分项系数γR,得出地脚锚栓的抗力分项系数KR,如表3所示。由表3可知,地脚锚栓的抗力分项系数KR值与地脚螺栓的承载系数K值一致,但地脚锚栓的工程应用概念更清晰,性能更可靠。

表3 基于KR的地脚锚栓强度设计值Table 3 Design value of anchor bolts strength based on KR

地脚锚栓的抗拉强度设计值计算如下:

(4)

KR=1.70γR

(5)

2 地脚锚栓的材质要求及强度设计值

当构造设置锚栓或拉力较小时,锚栓钢材宜采用Q235级钢,锚栓公称直径不应小于M30;钢结构框架柱的锚栓群受力较大,空间受力较复杂,锚栓钢材应整体采用Q345或Q390钢制作,局部锚栓可采用更高强度的钢拉杆钢材(GLG550)制作。

2.1 地脚锚栓的钢材选用要求

JGJ/T 483—2020《高强钢结构设计标准》规定钢材的最低断后伸长率A≥16%,当用于地脚锚栓时断后伸长率按不小于17%选用;断后伸长率A=17%与Α50=20%相当,保证钢材具有足够的塑性变形协调能力。普通C级螺栓的屈强比均为0.80,在满足断后伸长率的情况下也可用于较小偏心受压柱的锚固。综合钢材的性能参数和弹塑性变形要求,建议地脚锚栓的材质要求如下。

1)钢材的断后伸长率应优先采用A≥20%的钢材,局部锚栓可采用更高强度的钢拉杆钢材,断后伸长率不得小于17%。

2)钢材屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不宜大于0.75,不应大于0.80。

3)锚栓的材质进行热处理后,保持不降低杆材原有的断后伸长率。

4)为了与混凝土的锚固作用相协调,钢拉杆的强度等级宜不超过GLG550。

5)脚锚栓的埋入部分应符合构件的除锈设计要求,不宜镀锌,以保证与混凝土之间的黏结性。

2.2 地脚锚栓强度设计值表达式

表5 地脚锚栓与地脚螺栓的强度设计值Table 5 Strength design value of anchor bolts and embedded bolts

3 地脚锚栓的预埋深度与混凝土强度的对应关系

外露式钢结构柱脚的地脚锚栓不应考虑承受地震(风振)水平剪力,柱底剪力应由底板与基础之间的摩擦力或抗剪键承受。地脚锚栓常采用光滑圆杆,预埋深度的计算采用混凝土的抗拉钢筋概念。柱脚安装时禁止增设“调整螺母”,以避免地脚锚栓承受柱底压力。

地脚锚栓埋入端须设置锚固措施,在满足钢材强度等级对应混凝土强度等级(见表6)的条件下,锚栓的预埋深度须保证不低于某个数值,以保证混凝土的有效锚固。①对于设置180°弯钩或单锚板的抗拉最小预埋深度(见图2),Q235B钢取la≥20d, Q355钢取la≥25d;②对于焊接加劲锚板的地脚锚栓(见图3),Q235B钢取la≥15d,Q355钢取la≥20d; ③锚栓抗剪的最小预埋深度,Q235B钢取lv≥12d,Q355钢取lv≥15d。

表6 地脚锚栓的预埋深度对应混凝土强度等级Table 6 The embedded depth of the anchor bolt corresponds to the concrete strength grade

3.1 地脚锚栓的预埋深度按屈服强度计算

地脚锚栓在结构整体协同工作中属于最关键的构件,不应看成是提高了安全系数的螺栓,强度设计值应以杆材的屈服强度为换算依据,采用抗力分项系数KR确定。地脚锚栓的预埋深度应按受拉钢筋的锚固概念计算确定。①地脚锚栓的公称直径取不小于30mm,锚固长度增大系数取1.15;②施工过程中易扰动使锚栓错位,取增大系数1.15;③地脚锚栓的最小锚固边距应不小于5d,取修正系数0.70;④地脚锚栓圆杆的末端设置180°弯钩或锚板, 锚固长度折减0.70倍。则影响受拉锚栓的预埋深度修正系数ζc=1.15×1.15×0.70×0.70=0.65。地脚锚栓受拉计算预埋深度la采用受拉钢筋[7]的计算公式,圆杆外形系数取α=0.16:

(6)

当锚栓作为纯受剪构件时,以式(6)替换强度设计值计算抗剪预埋深度lv:

(7)

(8)

式中:f为钢材的抗拉强度设计值(MPa);ft为混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa);fv为钢材的抗剪强度设计值(MPa);d为地脚锚栓螺杆的公称直径(mm);lv为地脚锚栓的抗剪锚固深度(mm);la为地脚锚栓的抗拉锚固深度(mm)。

进行地脚锚栓的预埋深度计算前,应首先考虑钢筋混凝土的强度等级,钢材的强度等级与锚栓的预埋长度之间的对应关系如表6所示,方便锚栓工程设计者参考。计算地脚锚栓的预埋深度应按受拉钢筋的锚固概念进行,通过对地脚锚栓的预埋长度的分析对比,混凝土强度等级不应超过C40。

锚栓的预埋深度并不是随着混凝土的强度等级增加而减小,当锚栓采用Q235钢时,对应的混凝土强度等级取值不低于C20,不高于C25;当地脚锚栓采用Q355和Q390时,对应的混凝土强度等级不应低于C25,不高于C30。

3.2 地脚锚栓群的埋置深度试验依据

埋置于基础内的地脚锚栓受拉达到极限强度破坏前,不应在基础表面出现混凝土崩裂破坏现象,是地脚锚栓有足够预埋深度的前提。臧祥生等[8]对4根焊接加劲T形锚板(见图1)地脚锚栓(材质Q345)组成的锚栓群(间距3d,5d,7d)进行试验得出,当锚固长度达到18d以上时,锚栓的抗拔承载力变为主要由螺杆的抗拉强度控制,出现螺杆屈服现象,螺杆并没有拉断。对于焊接加劲T形锚板式[9]单根地脚锚栓(M36,M45,M60,材质Q345)及180°弯钩的J形[10]单根地脚锚栓(M36,材质Q345),当锚固长度达到15d时,拉伸试验均出现单根螺杆拉断的现象。说明锚栓群虽增强了抗拉承载力,但比单根锚栓更易使混凝土出现崩裂破坏现象,锚栓群的抗拉锚固长度取15d不利于混凝土基础。由此可见,加劲锚板式地脚锚栓群的锚固长度取不小于20d可满足一般工程需要;当考虑较大风振等疲劳荷载时,再加长1.25倍取不小于25d也是必要的,可使锚栓在弹塑性受力状态正常工作。

4 按规范计算地脚螺栓的预埋深度

地脚螺栓是GB 50191—2012《构筑物抗震设计规范》用名词,不得承受水平剪力,剪力应由底板与基础之间的锚固摩擦力或抗剪键承受。地脚螺栓预埋深度按《构筑物抗震设计规范》第16.3.5的规定计算。

当地脚螺栓采用Q235级钢时,预埋深度不得小于20d;当地脚螺栓采用Q345钢时,预埋深度不得小于25d,混凝土的强度等级笼统要求不低于C20,没有与混凝土强度的对应关系说明,概念不够清晰,没有反映出柱脚构件的延性变形协调性要求。

《钢结构设计标准》规定的地脚螺栓强度设计值是按螺栓的概念确定的,以钢材的极限抗拉强度为换算依据,采用普通C级螺栓的强度设计值乘以0.9得出:

fat=0.9×0.42fbu=0.38fu

(9)

(10)

As/A=(1-0.938 2p/d)2

(11)

式中:As为地脚螺栓公称截面面积(mm2);A为地脚螺栓杆的截面面积(mm2);d为地脚螺栓的公称直径(mm2);lb为地脚螺栓的计算预埋深度(mm);ft为基础混凝土轴心抗拉强度设计值(N/mm2);fat为地脚螺栓抗拉强度设计值(N/mm2);p为粗制螺丝的螺距(mm)。

地脚螺栓的预埋深度按规范公式计算值,如表7所示。由表7可知,当混凝土强度等级为C20时,材质Q235级的地脚螺栓预埋深度基本满足20d;材质Q355级及Q390级地脚螺栓的预埋深度满足25d时,混凝土强度等级应为C25及以上。当地脚螺栓采用Q345钢与混凝土强度等级C30组合时,预埋深度约为20d,与本文中第3.2节的试验数据基本一致。由此可得出,按式(8)计算得出的预埋深度, 均应设置加劲锚板,以保证混凝土基础不会出现崩裂破坏现象。

表7 地脚螺栓的预埋深度按规范公式计算值Table 7 The embedded depth of the anchor bolt is calculated according to the standard formula

5 地脚锚栓(螺栓)的预埋深度修正系数

在抗震作用和风振作用下承受较大拉力的地脚锚栓(螺栓),或框架结构周边的地脚锚栓,受力状态较复杂,应按承受动力荷载考虑,锚栓末端均应设置T形加劲锚板。为防止锚栓受力范围内的混凝土劈裂, 加强握裹作用防止失锚[6],混凝土的锚固边距不应小于5d,加劲T形锚栓的锚固边距不应小于6d;受力锚栓的锚固周边应合理配置受力钢筋或设置型钢,以保证锚栓的可靠锚固性。

设地脚锚栓的设计预埋深度为ha,按式(6)计算计算预埋深度la,结果取整数。工程设计时常考虑地震作用,而忽视风振荷载的不利作用。对于脉动风荷载(风振或者阵风)来说,节点加强远比构件加强重要的多,对于风振荷载地面粗糙度A类,预埋深度修正系数的建议值如表8所示,保证结构在设计寿命工作期间的锚固安全,供钢结构工程设计者概念性参考取值,同时也可用于长悬臂构件的锚固端节点连接加强。深度修正系数取各种情况的较大值,不可连乘。“重要等级”的概念,属于有一定实施经验的钢结构设计者,考虑诸如施工质量因素、荷载作用敏感因素、长悬臂积雪荷载、小变形要求等各种不利因素的修正系数,钢结构设计概念不仅满足相关条文的要求,更重要的是保证结构安全。

表8 锚固深度修正系数Table 8 Anchor depth correction coefficient

ha=φala

(12)

式中:ha为地脚锚栓的设计预埋深度;la为地脚锚栓的计算预埋深度;φa为地脚锚栓的预埋深度修正系数。

6 地脚锚栓的杠杆臂抗剪能力分析

《混凝土结构加固设计规范》规定的后锚固特殊倒锥形螺栓或全丝螺杆植筋,是将其受剪状态区分为无杠杆臂和有杠杆臂[11]两种情况,抗剪承载能力差距很大。地脚锚栓与后置螺栓的受力状态是一致的,只是锚固方式不同,将后置螺栓的杠杆臂抗剪分析方法应用于地脚锚栓的抗剪承载能力分析也是恰当的。

地脚锚栓的抗剪原理与后置螺栓的抗剪原理相同,但受力情况更复杂。构造做法是地脚锚栓附加预埋锚板(见图5),柱脚端板全接触支承于平整的锚板,不增加较厚的钢板调整垫块,抗剪设计可按接近无杠杆臂考虑。当柱脚安装就位后,柱底板与锚板之间密切接触,构造保证锚栓根部不出现局部弯曲,在柱底板四周可焊接一些厚钢板块,并与柱底板侧面顶紧,阻止柱底板的水平位移,保护地脚锚栓的正常的受拉状态。

图5 预埋锚板抗剪Fig.5 Anti-shear of embedded anchor plate

假定预埋锚板或混凝土基础顶面以下处于密实状态,柱脚安装时采取有效的传统措施,可使地脚锚栓始终接近无杠杆的受力状态。钢结构柱脚安装就位后大致有5种传力状况:①柱脚底板支承于平整的预埋锚板传递柱脚压力,接触面无滑移传递较小剪力;②柱脚底板与锚板之间的接触出现滑动趋势,水平剪力由底板的摩擦力传递,摩擦系数[4]取0.40;③当柱脚水平剪力较大时,压力应由锚板传递,剪力由柱底板摩擦力与螺杆共同承受,螺杆侧面承受局部正接触挤压应力,可视为无杠杆臂抗剪;④当柱脚底板以下设置了不小于50mm的后浇筑空间时,可视为有杠杆臂抗剪,此时的锚栓抗剪能力可忽略;⑤当柱脚安装就位受力后,柱脚底板下的微沉降使柱脚的受力呈复杂的有杠杆臂的情况;⑥柱脚安装时增设的“调整螺母”使锚栓转变为长杠杆臂压弯短柱,如图6,7所示,改变了柱脚压力的传递途径,应该明确禁止。

图6 超长杠杆臂锚栓群Fig.6 Ultra-long leverage arm anchor group

6.1 无杠杆臂的锚栓受剪承载力

当钢结构柱底板与预埋锚板顶面平整接触时,地脚锚栓承受拉力的同时,可通过底板摩擦力承受水平剪力;剪力较大时锚栓螺丝弧面局部参与受剪,是一种近似无杠杆臂受力状态,实际的情况是只有轴心受压柱(或小偏心受压柱)的柱底板才有可能密切接触。

当柱脚底板直接支承于平整的预埋锚板上时,锚栓将以受拉状态工作,锚栓抗剪可按接近无杠杆臂考虑,柱脚安装就位后,锚栓承受竖向拉力Rz为主,保证不承受竖向压力,如图5所示。

(13)

(14)

式中:As为锚栓有效截面面积(mm2);fct为抗拉强度设计值(N/mm2);fcv为抗剪强度设计值(N/mm2)。

6.2 有杠杆臂的地锚栓受剪承载能力

对于增设“调整螺母”、设置二次密实浇灌混凝土(实际上达不到设计要求)的柱脚安装方式,地脚锚栓的受力状态将出现拉应力、剪应力、挤压应力、弯曲应力等,如图7所示,应设置附加水平抗剪件传递较大的水平剪力。尤其增设“调整螺母”的情况,锚栓转变为悬臂的受压短柱,底板下部支承很虚空,形成典型的长杠杆臂,锚栓失去抗剪能力,并减弱锚栓的受拉承载力。

图7 “调整螺母”加长杠杆臂Fig.7 “Adjustment nut” extended lever arm

有杠杆臂预埋锚栓的抗剪承载力Nv可借用后置螺栓[11]的抗剪表达式:

(15)

由式(15)可知,锚栓的杠杆臂使锚栓变成抗弯剪构件,抗剪能力很低。

当柱脚所受拉拉力足够小或仅传递柱底压力时,可取Nt≈0:

(16)

如图7所示,柱脚安装时由增设的螺母调整柱底标高,安装就位后的锚栓受力状态变成悬臂受压短柱。设竖向反力Rz,水平反力Rx,受杠杆臂及柱脚偏心受压影响使得锚栓受弯,产生弯曲应力。地脚锚栓由受拉状态转化为偏心受压短柱构件,单根地脚锚栓的受剪承载能力应按式(15)计算;单根锚栓的受压应力按下式计算:

σ1=N1/As

(17)

单根地脚锚栓的受弯曲应力,My=R1xl0;

(18)

式中:N1为单根锚栓所受压力最大值(kN);R1x为单根锚栓所受水平剪力值(kN)。

可见,锚栓的计算长度对于弯曲应力影响很大,如果锚栓的弯曲情况较复杂,可将弯矩放大1.25倍。地脚锚栓可能参与受剪并与柱底板孔少量接触,考虑到抗剪能力很弱,正接触挤压应力可不计算。

6.3 地脚锚栓抗拉与抗剪能力的关联性

地脚锚栓的螺丝产品应按普通C级,同时承受拉力和剪力的单个锚栓,其承载能力应符合式(19)的要求:

(19)

表9 不同约束对应的杠杆臂l0Table 9 Lever arms corresponding to different constraints l0

6.4 轻钢厂房地脚锚栓的抗剪能力

7 带“调整螺母”的国家标准图集

《钢结构设计标准》规定地脚锚栓不宜用以承受柱底部的水平剪力,此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。考虑到锚栓杠杆臂的不利影响,可将《钢结构设计标准》中的“不宜”改为“不应”或“不得”,特别是设有靴梁的地脚锚栓更不得考虑承受水平剪力。外露式柱脚受压底板侧的锚栓不应考虑抗剪,因为杠杆臂使锚栓进入弯剪工作模式,降低抗拉承载力。

轻型钢结构厂房柱安装时习惯增设“调整螺母”调整标高,已经在全国钢结构施工现场广泛使用,国家标准设计图集16G519《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》所示的高层建筑钢结构柱脚安装也采用了“调整螺母”的安装方式,如图8所示。虽方便了短暂的施工安装,但将地脚锚栓由仅承受拉力的受力状态转变为悬臂受压短柱承受柱脚的所有反力。图集中无论是柱脚反力较小还是较大,其做法均带有“调整螺母”,彻底改变了地脚锚栓的设计功能,明显降低了地脚锚栓的安全储备,应明确施工时禁止增设;建议《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》修改钢柱脚的安装示意图。

图8 钢柱脚增设“调整螺母”安装Fig.8 Installation of “adjustment nut” to steel column feet

图8所示的“调整螺母”安装做法,地脚锚栓首先进入受压状态,属于典型的有杠杆臂受压,在实际工程中处于有时受拉、有时受压的状态,可能导致锚栓疲劳破坏。

8 结语

外露式柱脚的地脚锚栓是保证结构整体正常工作的最主要连接构件,尤其在设有重级工作制吊车的钢结构厂房柱中应用更广泛,受拉锚固概念明确,安装方便。有断后伸长率保证的地脚锚栓受拉达到屈服强度后可进入弹塑性工作阶段,直至被拉断前应有足够的变形协调能力。

1)预埋地脚锚栓应视为柱脚构件,保证钢材的断后伸长率满足设计要求,锚栓的强度设计值应采用屈服强度换算得出,受力较大的锚栓可优先采用强度等级不低于Q355级的钢材制作。

2)对地脚锚栓的材质提出断后伸长率(≥17%)和屈强比(≤0.75)的具体参数要求,以保证锚栓的弹塑性满足与框架柱的变形协调性。重要的受拉锚栓的材质可采用钢拉杆(GLG)钢材,强度等级不高于GLG550。

3)地脚锚栓的预埋深度应采用光面受拉钢筋的锚固概念,由钢材的屈服强度计算确定;不同场地条件应采用不同的锚固长度修正系数,比《构筑物抗震设计规范》给出的计算方法概念更清晰、更实用。

4)当地脚锚栓计算预埋深度小于25d时,混凝土强度等级不应再提高;预埋深度计算的混凝土强度等级不超过C40。

5)借用后锚固螺栓的杠杆臂抗剪概念,得出地脚锚栓的抗剪能力受柱脚安装条件的影响很大,抗剪能力很弱。建议柱脚锚栓设计时不考虑抗剪,安装时禁止增设“调整螺母”。

6)柱脚安装时增设的“调整螺母”,使得地脚锚栓变成了受压短柱,改变了柱脚的传力途径,破坏了锚栓的受力状态,建议《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》作出柱脚安装示意的相应修改。