地脚螺栓锚固长度问题
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请教地脚螺栓锚固长度问题
《钢结构设计手册上册》(第三版)、《钢结构节点设计手册》（第二版）、《地脚螺栓（锚栓）通用图》HG/T21545-2006中的钢锚栓锚固长度有较大差异。
以下是本人写的一个分析总结：锚栓锚固长度取值分析
一、问题的提出
《钢结构设计手册上册》(第三版)、《钢结构节点设计手册》（第二版）、《地脚螺栓（锚栓）通用图》HG/T21545-2006中的钢锚栓锚固长度有较大差异。
结合具体工程实例：山东富伦钢厂余热回收锅炉框架，抗震设防烈度7度0.1g。经过计算地脚螺栓选用M20 Q235B，锚栓类型采用直钩锚栓。基础混凝土等级C20。
根据《钢结构设计手册上册》(第三版)表10-6 锚栓锚固长度为400mm。
根据《钢结构节点设计手册》（第二版）表9-75 锚栓锚固长度为520mm
根据《地脚螺栓（锚栓）通用图》HG/T21545-2006锚栓锚固长度为410×1.05=430mm
因此按哪本手册（图集）进行设计的问题就产生了。
二、分析计算
计算方法一：
地脚螺栓埋入基础中的的锚固长度属于混凝土结构范畴，地脚螺栓的有小直径面积及地脚螺栓的强度设计值属于钢结构范畴，因此地脚螺栓的锚固长度可根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、与《钢结构设计规范》GB50017-2003进行分析计算，
la=α×fy/ft×d (《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 9.3.1-1)
α取0.16 (《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 表9.3.1)
ft取1.1N/mm2(《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 表4.14)
fy取140 N/mm2（《钢结构设计规范》GB50017-2003 表3.4.1-4）
la=0.16×140 N/mm2 / 1.1N/mm2×20mm=408mm
根据《建筑抗震设防分类标准》GB50223-95 7.04条余热锅炉框架为丙类建筑。
抗震等级三级（《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 表11.1.4）
laE=1.05 la=408×1.05=429mm
计算方法二：
根据二力平衡原理得出
理论公式：
根据上述计算方法可得出下表：
抗震设防等级6度基础混凝土等C20
地脚螺栓型号材质方法一计算结果节点手册结构手册图集理论公式M20 Q235B(Q345B) 408mm(525mm) 520mm(700mm) 400m m(500mm) 410mm(530mm) 496mm(638mm)
M22 Q235B(Q345B) 448mm(576mm) 570mm(770mm) 440m m(550mm) 450mm(580mm) 559mm(719mm)
M24 Q235B(Q345B) 489mm(629mm) 620mm(840mm) 480m m(600mm) 490mm(630mm) 596mm(766mm)
抗震设防等级7度基础混凝土等C20
地脚螺栓型号材质方法一计算结果节点手
册结构手册图集理论公式
M20 Q235B(Q345B) 429mm(551mm) 520mm(700mm) 400m m(500mm) 431mm(557mm) 496mm(638mm)
M22 Q235B(Q345B) 471mm(605mm) 570mm(770mm) 440m m(550mm) 473mm(609mm) 559mm(719mm)
M24 Q235B(Q345B) 514mm(661mm) 620mm(840mm) 480m m(600mm) 515mm(662mm) 596mm(766mm)
抗震设防等级8度基础混凝土等C20
地脚螺栓型号材质方法一计算结果节点手册结构手册图集理论公式M20 Q235B(Q345B) 449mm(578mm) 520mm(700mm) 400m m(500mm) 451mm(583mm) 496mm(638mm)
M22 Q235B(Q345B) 493mm(634mm) 570mm(770mm) 440m m(550mm) 495mm(638mm) 559mm(719mm)
M24 Q235B(Q345B) 538mm(692mm) 620mm(840mm) 480m m(600mm) 539mm(693mm) 596mm(766mm)
分析上表中的数据可以得出：
《地脚螺栓（锚栓）通用图》HG/T21545-2006中的锚栓锚固长度和计算过的结果几乎完全一致。
《钢结构节点设计手册》（第二版）中给出的锚固长度比计算结果偏大约10%~20%。
《钢结构设计手册上册》（第三版）中给出的锚固长度比计算结果偏小约2%~10%
理论公式得出得值比较以上3本手册与图集的锚固长度还是比较偏于安全的。
三、结论
当我们在设计锚栓的锚固长度时，可以直接套用《地脚螺栓（锚栓）通用图》HG/T21545-2006中给出的锚固长度。在使用《钢结构节点设计手册》（第二版）或《钢结构设计手册上册》（第三版）设计锚固长度时，由于两本设计手册都未考虑根据抗震设防烈度的不同划分锚固长度，因此我们可以根据工程实际的抗震设防烈度适当增减锚栓的锚固长度。