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《方法》撷英系列之三：柱脚受剪，锚栓中却产生了拉力：锚栓抗剪机理
童根树
【注：本文是《钢结构与钢－混凝土组合结构设计的方法》第5.3节的一部分，该书由国家科学技术学术著作出版基金资助，中国建筑工业出版社2022年6月出版，欢迎扫描下方二维码选购】
1 锚栓构造如图1所示，垫板在就位后与底板焊接，锚栓才能参与抵抗剪力；
图1 锚栓构造
2 锚栓受剪，前端混凝土受压，混凝土因泊松比效应而膨胀受到上部底板的阻拦，产生界面压力，锚栓内产生拉力。这是拉力产生的机理之一。
3 受剪过程中，钢柱底板-混凝土的界面产生滑移，前端混凝土楔形崩裂，锚栓向混凝土的传力，楔形区域有上移的趋势，受到底板的阻拦，界面产生压力，相应锚栓内产生拉力。这是拉力产生的机理之二，见图2；
图2 柱脚受剪锚栓内却产生拉力的机理之二
4 锚栓孔径和杆径的差、前端混凝土楔形崩裂，使得锚栓滑移一段距离以后才与底板孔的后端孔壁接触。滑移过程中因为底板的阻碍，锚栓被迫拉长，产生拉力。（如果没有底板的锚固，无法产生拉力，如图3）。
图3 锚栓受剪，锚栓内却产生拉力的机理之三
5 由于受剪时出现拉力，界面产生压力，因此锚栓的受剪承载力中包含有摩擦力；
6 锚栓受剪三阶段如图4，锚栓承载力在A点，抗剪承载力(第2项是相伴的摩擦力)：
(1)
图4 锚栓受剪工作的三阶段
7 锚栓抗剪极限承载力是C点，摩擦力贡献一半以上，这是C点承载力能够超过锚栓截面本身的抗剪极限应力的原因:(第2项摩擦力)。
(2)
8 钢-混凝土组合梁的界面栓钉，栓钉极限承载力也可用上面的机理来解释，承载力计算公式完全一样。
9 因此锚栓、栓钉的抗剪承载力中包含了摩擦力。
推论：界面上不应涂刷油漆。
勘察设计大师、规范主编
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