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抗剪筋承载力推导
苏州市金泰科工程加固技术有限公司

[关键词]抗剪筋、剪力墙、施工缝

一、 概述
1、 在混凝土结构加固工作中，时常遇到在新旧混凝土结合面上植所谓“抗剪筋”以提高结合面的抗剪能力。
按《混凝土结构加固设计规范》第12章植筋技术12.2.1-2植筋仅承受轴力，且仅允许按充分利用钢材强度的计算模式进行设计；
当所植钢筋不受轴力仅受剪力如何确定其承载力是一个有待解决的问题。在通常情况下，钢筋与混凝土的硬度有较大的差异。当结合面处受到剪力的作用下（图一），由于新旧混凝土的结合面抗剪能力很小，很快出现错动开裂，致使由所植钢筋来承受剪力，钢筋通过钢筋表面对混凝土产生较大的局部挤压，当剪力（V）加大到一定程度时，被挤压的混凝土局部可能压裂，促使构件变形增大，而超出构件正常使用状态。

图一 植筋变形
所以，可以认为抗剪筋有一定的抗剪承载力，但应在混凝土局部开裂之前的条件下，钢筋远不能达到钢筋的抗剪强度。因此，抗剪筋的抗剪设计承载力应控制在较低的范围内。

2、 在混凝土结构加固中新旧混凝土结合面处的技术条件及处理方式与混凝土施工缝的设置基本上是一样的。
在施工缝处继续浇注混凝土时，应符合下列规定：
（1） 已浇筑的混凝土，其抗压强度不应小于1.2
（2） 在已硬化的混凝土表面上，应清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净且不得积水；
（3） 在浇筑混凝土前，宜先在施工缝处铺一层水泥浆或与混凝土内成分相同的水泥砂浆；
（4） 混凝土应细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。
在结构加固工作中，新增板、梁、柱时同样应对新旧混凝土结合面作严格的处理，对原结构表面凿毛，冲洗干净，并刷界面剂，新浇混凝土强度应提高一级，以使新旧混凝土紧密结合。（图二）

图二 一级剪力墙施工缝与结构新增柱、梁、板的对比示意

二、 抗剪筋承载力的推导：
根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第11.7.7条
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002,J186-2002）第7.2.13条
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.9.7条
抗震墙的水平施工缝处，由于混凝土结合不良，可能形成抗震薄弱部位，为防止施工缝处发生滑移，要验算通过水平施工缝的竖向钢筋是否足以抵抗水平剪力，当竖向钢筋不够时，可设置附加插筋，附加插筋在上、下层剪力墙中都应有足够的锚固长度。
规范规定对一级抗震墙要进行水平施工缝的受剪承载力验算。

(1) 按一级抗震等级设计的剪力墙，其水平施工缝处的抗滑移能力宜符合下列要求：

式中--水平施工缝处考虑地震作用组合的剪力设计值；
--水平施工缝处剪力墙腹板内竖向分布钢筋、竖向插筋和边缘构件（不包括两侧翼墙）纵向钢筋的总截面面积；
--竖向钢筋抗拉强度设计值；
N—水平施工缝处考虑地震作用组合的不利轴向力设计值，压力取正值，拉力取负值；其中重力荷载的分项系数受压是有利取1.0，受拉时取1.2。
--剪力墙承载力抗震调整系数，取0.85.

（2）考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值
一级抗震等级
式中，--考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值。

（3）按一级抗震等级抗震墙，当轴力、压力及拉力都为0时：

即
所以，
因此现把当做一级抗震剪力墙插筋的受剪强度设计值（）
为安全起见，本文建议采用作为混凝土结合面插筋的受剪强度设计值（）
钢筋与钢材设计强度对照表（MPa）
混凝土规范

钢结构规范

HPB235
210
92.4
74
Q235
215
125
0.592
0.352
HRB335
300
132.0
105
Q345
310
180
0.583
0.350
HRB400
360
158.4
127
Q390
350
205
0.620
0.353
RRB400
360
158.4
127
Q420
380
220
/
/
表中--钢筋抗拉抗压强度设计值
--钢材抗拉抗压抗弯强度设计值
--钢材抗剪强度设计值
--混凝土结合面插筋（植筋）受剪强度设计值
（4）钢筋抗剪承载力设计值与化学锚栓抗剪承载力设计值的比较表（kN）

8
10
12
16
20
截面积（mm2）
50.3
78.5
113.1
201.1
314.2
喜利得HVU化学粘着螺栓
7.9
12.6
18.3
34.6
54.0
植筋（HRB335）
5.3
8.3
11.9
21.2
33.2
表中植筋钢筋HRB335
锚栓镀锌螺杆符合ISO898T15.8级
（5） 用于植筋的钢筋混凝土构件，其最小厚度应符合下列规定；

式中--植筋锚固深度设计值
D—钻孔直径

植筋直径与对应的钻孔直径表
植筋直径
d(mm)
8
10
12
16
20
钻孔直径
D(mm)
10
12
15
20
25
三、 结语：
1、 按现行规范把一级抗震等级设计的剪力墙其水平施工缝处的抗滑移能力的计算借鉴到结构加固中新旧混凝土结合面上抗剪筋承载力上，从理论上推导是合适的，可以通过作一定的试验来证实。
2、 在实际施工中，执行严格的技术条件，附加插筋在新旧混凝土中都有足够的锚固长度，认为取插筋的受剪强度设计值是比较安全的。