預(yù)埋件計算方法存在的問題及解決方法（續(xù)二）

符旭晨

（浙江中南建設(shè)集團有限公司，杭州310052）

（續(xù)本刊上期37 頁）

5 關(guān)于預(yù)埋件雙向抗彎計算問題

根據(jù)式（3）及式（4），承受剪力、壓力和彎矩的預(yù)埋件，可近似取M-0.4Nz=0 作為壓剪承載力和壓彎剪承載力計算的邊界條件。即埋件的偏向距e=M/N=0.4z＜0.5z。顯然，此時預(yù)埋件不會出現(xiàn)受拉屈服錨筋，此預(yù)埋件可以被理解為小偏心壓剪埋件，否則，埋件即為大偏心壓彎剪預(yù)埋件。但是，當(dāng)預(yù)埋件雙向受彎矩的時候，此條件的判斷變得復(fù)雜起來。若埋件在X 方向由于偏心距ex較小，為壓剪埋件，而在另外一個方向由于偏心距ey較大而為壓彎剪埋件。此時，埋件的計算原理就成為一個難以界定的問題，需要我們進(jìn)行更為深入的研究。顯然，此時按照拓展式（7）、式（8）來進(jìn)行埋件的計算是不合適的。

下面根據(jù)規(guī)范埋件公式的計算原理來進(jìn)行分析，首先假定預(yù)埋件在X 向和Y 向的承載力是不相關(guān)的。這樣可以將雙向受力預(yù)埋件分解為2個分別承受X、Y 方向彎矩和剪力的預(yù)埋件。這樣，在考慮埋件的受壓剪和壓彎剪受力特性甄別的時候就簡單容易了，可以根據(jù)規(guī)范式（1）～式（4）分別計算出單向受力埋件錨筋面積，然后進(jìn)行疊加，即為整合后埋件的所需配筋面積。即：

而式（36）中的Asx、Asy和AsN應(yīng)該根據(jù)規(guī)范規(guī)定的式（1）～式（4）來進(jìn)行計算，并且考慮了3.2節(jié)所推導(dǎo)的壓力作用下摩擦抗剪力分解因素后的確定，當(dāng)N 為壓力時，AsN=0。當(dāng)N 為拉力時，由于拉力計算Asx和Asy的時候分別計算過一次，所以，應(yīng)該在綜合考慮后的雙向埋件錨筋計算面積中將重復(fù)考慮的部分予以剔除。很顯然，這樣的計算方法是一個相對于式（5）～式（8）的計算思路更為符合現(xiàn)行規(guī)范預(yù)埋件計算原理雙向剪切和雙向彎曲作用下預(yù)埋件配筋計算方法。

6 預(yù)埋件計算算例

某預(yù)埋件的錨板尺寸和錨筋布置形式如圖4 所示，錨板厚T=16mm，錨筋采用D16mm（HRB335）螺紋鋼，基材為C30混凝土，構(gòu)造尺寸均滿足GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱GB 50010—2010）要求。

圖4 預(yù)埋件錨筋布置圖

預(yù)埋件承受柱腳力為：Vx=9kN、Vy=31.5kN、Mx=18kN·m、My=2.5kN·m、Nz=40kN（壓力）、Tz=9kN·m（順時針）。

對預(yù)埋件所承受的柱腳力進(jìn)行簡單的計算可得:

故此埋件在受力概念判斷上X 向?qū)儆谛∑膲杭袈窦?，Y 向?qū)儆诖笃膲簭澕袈窦?/p>

現(xiàn)計算過程如下：

1）因為埋件承受扭矩，故首先將扭矩轉(zhuǎn)換為扭轉(zhuǎn)剪力：

依次分別計算錨筋2～錨筋9 且考慮剪力方向后可得表1。

表1 各錨筋承受扭轉(zhuǎn)剪力表kN

2）埋件扭轉(zhuǎn)剪力與埋件剪切剪力進(jìn)行合成：

則將剪切剪力疊加進(jìn)表1 所計算的各錨筋扭轉(zhuǎn)剪力后，可得表2 各錨筋的總剪力值。

表2 各錨筋承受剪切/ 扭轉(zhuǎn)合剪力表kN

表2 中剪力為負(fù)值的錨筋剪力（同總剪切剪力方向相反）不參與總剪力的計算。這樣可得表3。

表3 參與總剪力計算的各錨筋承受合剪力表kN

3）剪切合剪力合成與剪切角度的計算：

4）預(yù)埋件配筋面積計算：

將初始荷載數(shù)據(jù)以及計算出來的總剪力數(shù)據(jù)代入式（37），可得：

計算過程的參數(shù):

則As/As實=931.104/1810=0.515＜1.0，埋件錨筋配筋滿足受力要求。

5）綜合扭剪作用下受最大剪力錨筋承載力校核：

結(jié)合圖4 和表2 可知，錨筋1 為承受剪力最大錨筋。

綜合可得，此預(yù)埋件滿足受力要求。

7 結(jié)論

本文通過關(guān)于現(xiàn)行GB 50010—2010 埋件計算原理與計算方法的討論，以及工程實踐中對雙剪和雙彎埋件計算的方法分析，得出了以GB 50010—2010 預(yù)埋件計算原理為基礎(chǔ)而拓展出來的合理實用的計算公式?？梢缘玫饺缦陆Y(jié)論：

1）現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于預(yù)埋件計算方法有一定的局限性，本文所進(jìn)行的雙向剪切、雙向彎曲以及扭轉(zhuǎn)作用下的預(yù)埋件計算研究分析和完善是有必要的。

2）目前，常規(guī)通用的雙向剪力和雙向彎矩計算方法，存在嚴(yán)重的安全隱患。而本文所進(jìn)行的進(jìn)一步的完善和探索，包括對壓力有利作用的極值限制，以及雙向剪分作用時的壓力對抗剪有利作用的力學(xué)分析是有相當(dāng)工程實踐意義的。

3）本文是在埋件的雙向承載力不相關(guān)的前提條件下推導(dǎo)出來的預(yù)埋件拓展計算方法。雙向剪力，雙向彎矩以及拉力，扭矩作用下的埋件的6 種單項承載力，包括Rvx、RVy、RMx、RMy、RN、RTz彼此之間是否有相關(guān)性和耦聯(lián)特性，仍然存在著對預(yù)埋設(shè)計計算原理需要進(jìn)一步深入研究的必要。

（續(xù)完）