地脚螺栓能否抗剪

经常会提出这样一些问题：什么是地脚螺栓？地脚螺栓的作用是什么？地脚螺栓能否抗剪？在施工时地脚螺栓是否拧紧？预紧力是多少？

一. 什么是地脚螺栓

地脚螺栓从字面上理解就是长脚的螺栓，通常作为预埋件在混凝土作基础安装。地脚螺栓为了牢固的与砼体连接，不至于被拔出来，所以在埋入砼体的部分或劈开成“人字”型，或弯成圆环形。地脚螺栓按照下面那个脚分很多种形状，有7字型也就是L型的、9字型、伞把式、地锚式地脚螺栓。

地脚螺栓和普通螺栓较大的区别是地脚螺栓是埋设在地面或者基础里面。把大地或者基础和机器设备连接起来，而普通螺栓只是进行普通的连接。

制造地脚螺栓的材质根据客户不同要求选用不同的钢材。目前是普通圆钢Q235材质在建筑工程上使用最多，也有Q345材质的强度更大些，地脚螺栓的等级有3.6级、4.8级、5.8级、6.8级及8.8级。常用的为Q235材质的3.6级7字地脚螺栓，抗拉能力为钢材本身的抗拉能力，大小等于截面面积乘以抗拉强度设计值（140MPa）就是设计时的允许抗拉承载力。

地脚螺栓的表面处理方式，一般为本色不做任何防腐处理，因为预埋在地下大部分不接触空气。

二. 地脚螺栓的作用地脚螺栓是将上部结构荷载传给基础，在上部结构和下部结构之间起桥梁作用。地脚螺栓主要有两个基本作用：

⒈　作为安装时临时支撑，保证钢柱定位和安装稳定性；

⒉　将柱脚底板内力传给基础。

为方便柱安装和调整，柱底板上螺栓孔为螺栓直径的1.5倍。

三. 地脚螺栓能否抗剪

我国钢结构设计规范是不允许地脚螺栓抗剪的，《钢结构设计标准》对钢结构柱脚抗剪都明确规定：柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力，水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪件承受。柱脚设置抗剪件的条件为：μN＜V，而公式中仅考虑柱脚轴力对抗剪的贡献，在实际工程中柱脚地脚螺栓预紧力不同程度存在，考虑预紧力，能够提高柱脚抗剪承载力。

剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力来传递的，若不满足要求则须设抗剪键。上海市轻钢规程规定，考虑地震作用组合时的外露式柱脚的锚栓不得用于传递柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与混凝土基础顶面间的摩擦力承受，摩擦系数可取0.4，当水平反力大于摩擦力时，应设置抗剪键。

按照规定，对于承受较大水平剪力的结构须设抗剪键，但在实际工程中很少设抗剪键，也没有因此发生工程事故，可见地脚螺栓参与了抗剪。

M12的4.8级地脚螺栓，抗拉强度是400MPa，屈服强度是320MPa，螺栓有效截面积是A=84mm^2，螺栓抗拉力可以达到26.88KN，也就是2.688吨的拉力；螺栓抗剪切力一般取抗拉力的一半，也就是13.44KN(1.344吨)。

若地脚螺栓抗剪，一方面地脚螺栓须满足强度要求，另一方面与地脚螺栓相邻的砼不发生局部承压破坏。

对于固接柱脚，为保证弯矩传递须拧紧锚栓，按照3.6级或4.8级普通螺栓要求的预紧力进行预紧即可。

对紧固力无严格要求的地脚螺栓,通常选用普通扳手紧固,风动或电动扳手紧固。大锤或游锤撞击单头扳手紧固，对紧固力有测定要求的地脚螺栓用定扭矩法或液压拉伸紧固法。

四. 施工工艺

将做好的定位模板放在已架好的钢管架上，将螺栓插入定位模板，用螺母固定上口，开始埋地的工作，同时开始基础钢筋的施工，穿插过去。地脚螺栓的丝杆自上而下穿过定位模板，在丝杆上旋紧相应的螺母。通过拧紧螺母，调整地脚螺栓的顶标，用水平仪测量控制螺栓的顶标，直至符合图纸要求。

地脚螺栓从设计预埋方案到拧紧，再从选材到浇筑，有很多注意事项。例如，需要在施工前筛选地脚螺栓、螺母和垫圈，并选择价格和质量合理的材料。另外在每件产品出厂时，应有地脚螺栓合格证明，以及地脚螺栓检测报告。

五. 小结

总的来说，按照我国的标准规范，地脚螺栓不宜承受水平剪力，实际水平剪力也不是由地脚螺栓承载的，而是由底板与基础的摩擦力承载的，另外由于预紧力的存在，对游乐设施来说，通常设备的自重很大，底板的最大静摩擦力通常很大，多数情况下无需另外设置剪力键等抗剪结构。

另外，美欧标准中，地脚螺栓是可以承受一定的水平剪力的。