关于超高支撑杆基础形式的分析选择

关于超高支撑杆基础形式的分析选择

一、理论依据

支撑杆的基础形式基本上有三种，A、凿柱筋焊接接长柱头做反梁、B、植入钢筋接长柱头做反梁、C、直接植入化学锚栓。以上三种方案的安全度A>B>C，

做法A：通过双面焊接5d，可以使钢筋发挥到屈服强度fy才发生破坏，

做法B：植入钢筋，往往的植入深度只有20d，主要受力模式是通过植入钢筋与已有柱子的竖筋之间的混凝土传递拉力。

按照现行的加固规范，一般要达到36d以上才能使钢筋发挥出屈服强度fy，而且植入的位置的混凝土质量、钢筋粘结剂的耐久性，也会对拉力的传递有比较大的影响。

做法C：直接植入化学锚栓，根据已有厂家资料，植入深度往往只有10d，只有十几厘米深，很明显受力还不如植筋。

二、计算理论

对于做法B，

可以参照现行的《混凝土结构加固设计规范》12.2进行计算，先可假定锚入深度ls，然后反算出Nbt。

根据我自己计算：植入18的钢筋，植入深度350，则轴向受拉力越为66KN，约6吨半。

需要注意点：

1.根据规范，植筋－不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于最小配筋百分率规定的构件锚固。

因此大家在做植筋设计时，必须确定柱中准备植入的位置处旁边必须已有竖向钢筋，否则无法按照植筋进行计算；

2.植筋时，对于植入钢筋的边距和间距都有比较严格的要求，可参照规范表12.2.4，建议边距不小于

3.5d，间距不小于7d。

根据以上边距和间距的要求，可以推算出，如果植入16的钢筋，则柱子的单边尺寸不得小于(3.5+3.5+7)x16=336,即柱子单边尺寸不得小于350。如果需要植入梁中，植入12的钢筋，则梁宽不得小于14x12＝168，建议梁宽不小于200；

3.考虑到植筋的化学胶的耐久性，设计说明中一定要说明必须采用A类胶。对于做法C，

也可参照现行的《混凝土结构加固设计规范》12.2进行计算，因为在规范13.1.2中提及：“当化学锚栓的有效锚固深度大于10d时，应按植筋的设计规定核算其承载力”

应此，大家在做植入化学锚栓的设计时，也必须强调这个植入深度，并且注明，要凿到柱中原有竖向钢筋才能种植化学锚栓。

根据我自己计算：植入M12的化学锚栓，植入深度200，则轴向受拉力越为17KN，约1.7吨。不过我们一般建议受拉承载力大于10KN，受剪承载力大于6KN就行了。

假如在没有找到柱中原有竖筋的情况下就植入化学锚栓，就相当于在素混凝土中植入，此时应参照规范13.3中关于混凝土破坏锥体形式进行验算，根据梁俊峰已经算过的一个例子，一个300x400的素混凝土柱头，无论植入什么类型的化学锚栓，其抗拔力仅有1吨多一点，肯定无法满足我们计算出来的超高支撑杆3～5吨的拔力的。

三、适用范围：

1.对于梯间顶，建议采取凿柱头焊接接长的方式，因为梯间柱的柱截面往往较小，原有竖向钢筋的数量往往也较少，估计就是4条14左右，而且在梯间顶凿柱头，业主反对的意见不会太大。

2.对于大天面上，如果建筑物的质量比较良好，可以考虑采用植入化学锚栓的方式，但主杆所在位置处的柱子尺寸不得小于350x350，对着甲方或者监理公司我们可以再严格一些，说不小于400x400；对于斜撑所在的框架梁，建议尺寸不小于200x550，同时，还需要对梁的截面的合理性作出判断，要求梁的高度不小于跨度的1/12，且天面应为上人天面，否则框架梁的富余量可能比较少。

3.对于扁柱，即单边尺寸不大于250的柱头，考虑到植筋和化学锚栓的间距和边距要求，必须采用A方式，且应尽量将杆的高度压低，最高不应超过12米。

4.另外提醒一下大家，查勘时应特别注意90年代初期建起的房屋，因为那时候的施工质量相对较差，如果植入化学锚栓处的混凝土质量差，对化学锚栓的抗拔力将会有很大的影响，甚至会出现拉裂的可能性。因此对于外观比较陈旧，且出现较明显的结构裂缝，则建议采用凿柱头加反梁的基础形式。

5.植筋和焊接钢筋的做法相近，也是要做柱头和做反梁，只是柱头的开凿深度有些区别，焊接是需要凿出5d即可，而植筋只是需要凿出钢筋头即可，请大家根据业主的反应灵活把握。

四、对于采用化学锚栓的做法，请注意以下几点：

1.植入框架梁的化学锚栓的抗拔能力，因为如果斜撑落在框架梁上，如果落在梁端附近还好些，因为梁的支座处比较多面钢筋，有利于化学锚栓的抗拔，但如果落在梁的跨中，根据规范，梁的跨中的面积往往只有两条通长钢筋，不利于化学锚栓的抗拔。

2.框架梁本身的抗压能力，请根据框架梁本身的荷载分摊面积估算框架梁的承载能力，如果斜撑落在梁端附近，则对梁造成的基本上只有剪力，但如果落在跨中，将会对框架梁产生较大的弯距，此时需要估算框架梁的富余量再做判断。

根据以上情况，对于10米及12米的支撑杆，应保证主杆落在柱头上，且柱头尺寸不应小于上面提到的数据，假如斜撑落在框架梁上，则框架梁的尺寸也应符合上面提及的数据，并且应尽量靠近梁端，避免落在跨中，减少对梁的影响。

对于15米的支撑杆，建议还是采用柱头加反梁的形式，因为拔力和压力都比较大，除非是遇到那些大跨度的厂房，框架梁不小于250x750，才可在满足计算的条件下考虑采用化学锚栓。