结构的概念设计中，有“强节点弱杆件”一说，要求设计师要特别注重节点设计、保证其受力安全可靠。原因是构件承载力的发挥程度，取决于支座的的约束条件的强弱，如：相同的梁截面尺寸，采用刚接节点，则支座可以承担-/12ql2的弯矩值；采用铰接节点，则支座不承担弯矩。构件设计时，如果支座节点不牢固、不能提供可靠的约束条件，配置再多再强的钢筋也不能发挥其作用，实际工程案例中，较多见的破坏失效位置也是位于节点区，如：梁柱节点、悬挑板根部、锚杆锚固段、预应力筋锚头等。
结构的概念设计中，有“强节点弱杆件”一说，要求设计师要特别注重节点设计、保证其受力安全可靠。原因是构件承载力的发挥程度，取决于支座的的约束条件的强弱，如：相同的梁截面尺寸，采用刚接节点，则支座可以承担-/12ql2的弯矩值；采用铰接节点，则支座不承担弯矩。构件设计时，如果支座节点不牢固、不能提供可靠的约束条件，配置再多再强的钢筋也不能发挥其作用，实际工程案例中，较多见的破坏失效位置也是位于节点区，如：梁柱节点、悬挑板根部、锚杆锚固段、预应力筋锚头等。
钢筋砼构件，主要是利用砼强于受压+钢筋强于受拉的特性来进行组合、共同受力。钢筋受拉的关键就是锚固的可靠性，主要就是要保证锚固长度满足要求。有很多文章对称有过介绍及分析，此处就不赘述了，本文主要结合工程设计中碰到的实际情况，讨论几个相关的问题、提出一些实用解决方法。
钢筋的锚固长度要求，主要见《砼规》，计算公式及相关规定截图如下：
设计过程中，有几个问题是较容易出现疏忽错漏的，特提出来进行分析讨论。
一、锚固长度计算公式中砼等级的取值位置。
基本锚固长度lab跟砼抗拉强度ft成反比，砼强度等级越低、ft越小，lab值越大。较易疏忽错漏的是，砼ft同钢筋fy一样取构件自身的材料特性，比如框架梁的砼等级C25、纵筋fy=360N/mm2，基本锚固长度lab就按0.14*360/1.27*d=40d计算取值。钢筋fy取构件自身的没有问题，但钢筋是锚入支座的、ft应取支座处的砼强度（而不是构件自身的），比如：墙柱砼为C60的，ft=2.04N/mm2，lab=0.14*360/2.04*d=25d，仅为40d的62.5%。锚固长度减少后，不仅可以节省材料用量，也有利于避免节点处钢筋过密导致的砼浇筑不密实等施工质量通病。
常规设计中，梁板砼是同一等级的（常见C25~C35等），非框架梁、楼板等，可以按楼面砼统一取值计算。而墙柱等竖向构件，通常会采用更高等级的砼（常见C35~C60等），锚入墙柱的框架梁、连梁等，计算锚固长度时应取墙柱砼的ft、而不是梁自身砼的ft。这点需要注意区分。
二、锚固方式的对比。
实际设计中，经常会出现因支座尺寸受限导致钢筋直锚长度不足的情况。规范及图集也给出了解决的措施建议，如：按计算值/实配值进行折减（非抗震）；砼厚保护层的折减；90?弯钩、135?弯钩、锚板、螺栓等。以下就分别进行讨论分析。
一）设计调整，考虑计算值/实配值、砼厚保护层等的折减。
1、考虑计算值/实配值的折减。
根据计算公式，基本锚固长度lab跟钢筋直径d成正比（砼及钢筋选型确定后，相关系数值也确定为常数值了），当支座厚度不满足直锚需要时，
常规思路就是尽量采用小直径钢筋，确实仍无法满足的只能是加厚支座或调整传力路径了。但对于非抗震的梁或者楼板，其实还有另外一个思路，参照《砼规》第8.3.2条4，非抗震构件的锚固长度，可以考虑计算配筋面积/实际配筋面积的折减，该系数为实配钢筋直径d2趋势下降，而锚固长度为d趋势增长，因此锚固长度计算值会随d增加而减少。这跟常规思路是不同的，利用的是锚固长度跟钢筋（实际）应力值呈线性相关这一特点。理论分析如下：原方案选用钢筋直径d1，lab1=kd1；替代方案选用较大直径的d2，lab2=kd2，可以考虑计算面积/实配面积=(d1/d2)2折减，即lab2=kd2*(d1/d2)2=kd1*d1/d2，因为d1/d2<1，
故lab2
举例：某L采用C30砼（楼面梁板统一）、钢筋fy=360N/mm2，面筋最小取Φ12，如采用直锚lab=*0.14*360/1.43*12=423mm，其支承主梁宽度受限制只能取450mm，不满足直锚。此处要注意，虽然锚固段423mm <梁宽450mm，但根据图集，次梁面筋最多只能伸至主梁纵筋的内侧，需扣除“主梁的保护层厚度20mm+箍筋直径8mm+纵筋直径等”后，是不满足的，设计时要注意复核。< pan>
如按常规思路，纵筋已取至最小直径仍不满足的，只能是增加主梁宽度（允许的话）、或者是调整传力路径（比如：增加次梁数量，减少其受力及配筋至可选用Φ10等）。其实针对非抗震的梁，也可以考虑另一种做法，就是加大实配钢筋的直径（维持原根数不变）以降低其实际应力值，如：改为配置Φ14，锚固段=0.14*360/1.43*14=493mm，乘以折减系数=Φ12的113mm2/Φ14的154mm2=0.734，最终计算值为362mm，主梁宽度450mm可以满足直锚。用量增加比例为154mm2*362mm/113mm2*423mm=1.166=14/12。
以上对比是针对采用直锚方式的，实际设计中更常用的是采用弯锚，后续内容也会增加关于弯锚的比选。
2、考虑砼厚保护层的折减。
第1点的做法，仅适用于不考虑抗震的非框架梁、楼板等，不适用与抗震的框架梁、连梁。但实际设计中，框架梁、连梁的纵筋直径通常较大（如：Φ25、Φ28等），墙柱厚度受限不满足锚固要求的情况也不少见。此时，可以参照《砼规》第8.3.2条5，如果砼保护层厚度c可以满足3~5d的要求，如：正交墙身的梁、梁宽< <柱宽的梁等，锚固长度可以考虑0.7~0.8的折减。比如：二级抗震等级的框架柱的砼等级c45、框架梁纵筋< pan> Φ 25的fy=360N/mm 2 ，labE=1.15*0.14*360/1.8*25=800mm，如果柱厚度受限只能取700mm，按上述结果是不能满足要求的；如果框梁宽为300mm< <柱宽，梁纵筋在支座范围的保护层厚度=（700-300） =200mm< pan> ≥ 5d=125mm，是可以考虑0.7折减、取为800*0.7=560mm，此时柱厚度700mm实际是满足要求的。同理，正交支承在剪力墙上的梁，其周边均为砼墙体，梁纵筋保护层远远满足3~5d要求、可以考虑0.7~0.8折减，这在墙厚度受限的情况下较为适用。此条款同样适用于非抗震的梁或板构件。
当然，该种做法是否成立，会有点争议：就是钢筋保护层，是按梁外轮廓计算还是按单根钢筋计算，即是否要求每根钢筋的四周均需满足3~5d的净距？个人观点，受弯构件的钢筋（含纵筋、箍筋等）是形成整体骨架共同受力的，基本不会出现单根纵筋被单独拔出失效的情况，可以按外轮廓评判保护层厚度。（如果有不同看法，欢迎提出交流讨论。）
二）构造调整，钢筋末端采用弯矩或机械锚固。
根据《砼规》8.3.3条，受拉钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施，锚固投影长度可以取0.6lab。当直锚长度不足时经常会采用，17G101-11图集有较详细要求。
总费用包括材料费+施工措施费，焊接、螺栓连接的施工措施费较高，不能忽略。
以下就对不同措施的成本费用进行对比。
砼强度等级C |
砼ft(MPa) |
钢筋种类 |
外形系数 |
钢筋fy(MPa) |
钢筋直径d(mm) |
水平长度系数 |
抗震等级 |
抗震修正系数 |
||
30 |
1.43289079 |
光圆 |
0.16 |
360 |
8 |
0.35 |
无 |
1 |
||
锚固方式 |
水平段长度 |
竖直段长度 |
弯钩弧段 |
贴焊段 |
钢筋总长 |
钢筋费用(元) |
锚板材料费 |
焊接费(元/个) |
总费用 |
相对比例 |
直锚 |
321.5876627 |
321.5876627 |
0.951700187 |
0.951700187 |
100.00% |
|||||
90度弯钩 |
88.55568195 |
96 |
31.41592654 |
215.9716085 |
0.639142119 |
0.639142119 |
67% |
|||
135度弯钩 |
88.55568195 |
40 |
47.1238898 |
175.6795718 |
0.51990266 |
0.51990266 |
55% |
|||
单侧贴焊 |
112.555682 |
40 |
152.555682 |
0.451470277 |
6.9 |
7.351470277 |
772% |
|||
两侧贴焊 |
112.555682 |
48 |
160.555682 |
0.475145319 |
13.8 |
14.27514532 |
1500% |
|||
锚板 |
112.555682 |
112.555682 |
0.333095066 |
0.126266892 |
6.9 |
7.359361957 |
773% |
|||
螺栓锚头 |
112.555682 |
112.555682 |
0.333095066 |
12 |
12.33309507 |
1296% |
||||
砼强度等级C |
砼ft(MPa) |
钢筋种类 |
外形系数 |
钢筋fy(MPa) |
钢筋直径d(mm) |
水平长度系数 |
抗震等级 |
抗震修正系数 |
||
50 |
1.888103924 |
带肋 |
0.14 |
360 |
25 |
0.4 |
2 |
1.15 |
||
锚固方式 |
水平段长度 |
竖直段长度 |
弯钩弧段 |
贴焊段 |
钢筋总长 |
钢筋费用(元) |
锚板材料费 |
焊接费(元/个) |
总费用 |
相对比例 |
直锚 |
767.4365705 |
767.4365705 |
22.17906887 |
22.17906887 |
100.00% |
|||||
90度弯钩 |
231.9746282 |
300 |
98.17477042 |
630.1493986 |
18.21144242 |
18.21144242 |
82% |
|||
135度弯钩 |
231.9746282 |
125 |
147.2621556 |
504.2367838 |
14.57254291 |
14.57254291 |
66% |
|||
单侧贴焊 |
306.9746282 |
125 |
431.9746282 |
12.4841523 |
6.9 |
19.3841523 |
87% |
|||
两侧贴焊 |
306.9746282 |
150 |
456.9746282 |
13.20665726 |
13.8 |
27.00665726 |
122% |
|||
锚板 |
306.9746282 |
306.9746282 |
8.871627549 |
3.853359739 |
6.9 |
19.62498729 |
88% |
|||
螺栓锚头 |
306.9746282 |
306.9746282 |
8.871627549 |
12 |
20.87162755 |
94% |
||||
备注：焊接费为施工措施费；螺栓费用参照机械接头。
主要结论及说明如下：
1、135度弯钩最省，90度弯矩次之。
2、贴焊短筋、锚板、螺栓等的施工措施费用较高，在钢筋直径较大时才划算。
3、大直径钢筋，90度弯钩、单侧贴焊、锚板等费用基本相当。如节点钢筋较多较密影响砼浇筑质量时，亦可考虑采用单侧贴焊方式；锚板方式要求钢筋净距>4d、实施难度较大。
此处也有一个问题提出供大家思考讨论：《砼规》第8.3.3条中，90度弯钩和135度弯钩是等效的、均满足可靠锚固的要求，并未限定使用条件。规范其它章节的梁柱节点图选用了90度直钩的示意，图集17G101-11也限定135度弯钩仅用于非框架及楼板，个人认为是考虑了施工因素的综合对比结果：90度弯钩的水平投影长度短（为钢筋直径d）、施工就位更方便；而135度弯钩的水平投影长度较长（含5d斜段的投影长度）、当支座处钢筋较密时、施工就位不方便。但135度弯钩的费用确实较低，如锚固效果能保证，建议可不限定使用位置，由设计师根据具体项目合理选用（比如次梁支承在仅设置了少量面通筋或架立筋的主梁跨中位置、
框架梁支承在构造配筋的柱子等）。
三、受拉钢筋锚固长度不应小于200mm及0.6lab。
《砼规》第8.3.1条2，除明确la的算法外，还明文提出锚固长度的最小值不应小于200mm及水平投影0.6lab（主要是控制“计算配筋/实际配筋”、“厚保护层”等的折减程度）。这条也容易被忽略，特别是较高等级砼+较小直径钢筋的组合。
算例如下：
直锚 |
弯锚 |
||||||
砼等级C |
砼ft(MPa) |
钢筋fy |
钢筋d |
基本锚长lab |
直锚段0.6lab |
弯锚段15d |
合计 |
25 |
1.270942974 |
270 |
6 |
203.9430606 |
122.3658364 |
90 |
212.3658364 |
8 |
271.9240808 |
163.1544485 |
120 |
283.1544485 |
|||
10 |
339.9051011 |
203.9430606 |
150 |
353.9430606 |
|||
30 |
1.43289079 |
270 |
6 |
180.8930603 |
108.5358362 |
90 |
198.5358362 |
8 |
241.190747 |
144.7144482 |
120 |
264.7144482 |
|||
10 |
301.4884338 |
180.8930603 |
150 |
330.8930603 |
|||
35 |
1.574586759 |
270 |
6 |
164.6146194 |
98.76877165 |
90 |
188.7687717 |
8 |
219.4861592 |
131.6916955 |
120 |
251.6916955 |
|||
10 |
274.357699 |
164.6146194 |
150 |
314.6146194 |
|||
砼等级不低于C30、采用HPB300Φ6钢筋充分受拉时（比如装饰造型构件的受力筋、支承在150mm宽小次梁上的板面筋等）就要注意了。
综合上述分析，对钢筋锚固长度较易疏漏的几个问题的建议如下：
1.设计中要特别注意锚固长度的准确计算，并予以充分保证。
2.计算公式中的砼ft应取支座内的。
3.应注意锚固长度的最小值限制要求，特别是“高强砼+小直径筋”组合。
4.直锚条件受限时，可采用弯钩及机械锚固等措施，优先采用135度弯钩做法。
知识点：钢筋锚固长度
