混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程_第1頁
混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程_第2頁
混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程_第3頁
混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程_第4頁
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文檔簡介

1、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ1452004條文說明前 言混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程(JGJxx-2003),經(jīng)建設(shè)部二00三年xx月xx日以建標(biāo)2003 xx號文批準(zhǔn),業(yè)以發(fā)布。 為便于廣大設(shè)計、施工、科研、學(xué)校等單位的有關(guān)人員在使用本規(guī)程時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定,混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程編制組按章、節(jié)、條順序編制了本規(guī)程的條文說明,供使用者參考。在使用中如發(fā)現(xiàn)本條文說明有不妥之處,請將意見函寄中國建筑科學(xué)研究院(主編單位)。目 次1 總則2 術(shù)語與符號3 材料3.1混凝土基材3.2錨栓3.3錨固膠4 設(shè)計基本規(guī)定4.1錨栓分類及適用范圍4.2錨固設(shè)計原則5 錨固連接內(nèi)

2、力分析5.1一般規(guī)定5.2群錨受拉內(nèi)力計算5.3群錨受剪內(nèi)力計算6 承載能力極限狀態(tài)計算6.1受拉承載力計算6.2受剪承載力計算6.3拉剪復(fù)合受力承載力計算7 錨固抗震設(shè)計8 構(gòu)造措施9 錨固施工與驗收9.1基本要求9.2錨孔9.3錨栓的安裝與錨固9.4錨固質(zhì)量檢查與驗收附錄A 錨固承載力現(xiàn)場檢驗方法1 總則1.0.1 隨著舊房改造的全面開展、結(jié)構(gòu)加固工程的增多、建筑裝修的普及,后錨固連接技術(shù)發(fā)展較快,并成為不可缺少的一種新型技術(shù)。顧名思義,后錨相應(yīng)于先錨(預(yù)埋),具有施工簡便、使用靈活等優(yōu)點,國外應(yīng)用已相當(dāng)普遍,不僅既有工程,新建工程也廣泛采用,歐洲、美國及日本已編有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。相對而言,我國

3、起步較晚,作為后錨固連接的主要產(chǎn)品錨栓,品種較為單一,性能不夠穩(wěn)定。目前,德國、瑞士、日本等國的錨栓廠商已搶占了中國大半個錨栓市場,形成國產(chǎn)錨栓與進(jìn)口產(chǎn)品激烈競爭與混用局面,整個錨栓市場缺乏標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范約束,致使生產(chǎn)與使用嚴(yán)重脫節(jié),工程事故時有發(fā)生。為安全可靠及經(jīng)濟(jì)合理的使用,正確有序地引導(dǎo)我國后錨固技術(shù)的健康發(fā)展,特制定本規(guī)程。1.0.2 后錨固連接的受力性能與基材的種類密切相關(guān),目前國內(nèi)外的科研成果及使用經(jīng)驗主要集中在普通鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),砌體結(jié)構(gòu)及輕混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)較少。本著成熟可靠原則,參考?xì)W洲技術(shù)指南混凝土用(金屬)錨栓(ETAG),本規(guī)程限定其適用范圍為普通混凝土結(jié)構(gòu)基材,

4、暫不適用于砌體結(jié)構(gòu)和輕混凝土結(jié)構(gòu)基材。1.0.3 后錨固連接與預(yù)埋連接相比,可能的破壞形態(tài)較多且較為復(fù)雜,總體上說,失效概率較大;失效概率與破壞形態(tài)密切相關(guān),且直接依賴于錨栓的種類和錨固參數(shù)的設(shè)定。因此,后錨固連接設(shè)計必須考慮錨栓的受力狀況(拉、壓、彎、剪,及其組合)、荷載類型以及被錨固結(jié)構(gòu)的類型和錨固連接的安全等級等因素的綜合影響。1.0.4 本規(guī)程所用錨栓,是指滿足相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)國家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢驗認(rèn)證的錨栓。目前,國內(nèi)各廠家所生產(chǎn)的錨栓,大部分未經(jīng)檢驗認(rèn)證,也無系統(tǒng)的性能指標(biāo)或指標(biāo)不全,致使設(shè)計、施工無法直接采用。為確保使用安全,應(yīng)堅決糾正。2 術(shù)語與符號2.1 術(shù)語 本規(guī)程采用的術(shù)語及涵

5、義,主要是參考混凝土用錨栓歐洲技術(shù)批準(zhǔn)指南(ETAG)并結(jié)合了我國的習(xí)慣叫法確定的。2.1.1 后錨固是相對于澆筑混凝土?xí)r預(yù)先埋設(shè)其中先錨固而命名,是在已經(jīng)硬化的既有混凝土結(jié)構(gòu)上通過相關(guān)技術(shù)手段的錨固。2.1.22.1.5 根據(jù)國際慣例,結(jié)合我國實況,本規(guī)程包容定義了膨脹型錨栓、擴(kuò)孔型錨栓、化學(xué)植筋和長螺桿等類型,但就國際市場和發(fā)展趨勢分析,錨栓品種遠(yuǎn)不止此。本著成熟可靠原則,它種錨栓有待規(guī)程修訂時增補。2.1.10 錨固破壞類型總體上可分為錨栓或植筋鋼材破壞,基材混凝土破壞,以及錨栓或植筋拔出破壞三大類。分類目的在于精確地進(jìn)行承載力計算分析,最大限度地提高錨固連接的安全可靠性及使用合理性。破

6、壞類型與錨栓品種、錨固參數(shù)、基材性能及作用力性質(zhì)等因素有關(guān),其中錨栓品種及錨固參數(shù)最為直接。2.1.11 錨栓或錨筋鋼材破壞分拉斷破壞、剪壞及拉剪復(fù)合受力破壞(圖2.1.11),主要發(fā)生在錨固深度超過臨界深度hcr,或混凝土強度過高或錨固區(qū)鋼筋密集,或錨栓或錨筋材質(zhì)強度較低或有效截面偏小時。此種破壞,一般具有明顯的塑性變形,破壞荷載離散性較小。2.1.12 膨脹型錨栓和擴(kuò)孔型錨栓受拉時,形成以錨栓為中心的倒圓錐體混凝土基材破壞形式,稱之為混凝土錐體破壞(圖2.1.12)?;炷铃F體破壞是機(jī)械錨栓錨固破壞的基本形式,特別是粗短錨栓,錐頂一般位于錨栓膨脹擴(kuò)大頭處,錐徑約為三倍錨深(3hef)。此種

7、破壞表現(xiàn)出較大脆性,破壞荷載離散性較大。2.1.13 化學(xué)植筋或粘結(jié)型錨栓受拉時,形成上部錐體及深部粘結(jié)拔出之混合破壞形式(圖2.1.13)。當(dāng)錨固深度小于鋼材拉斷之臨界深度時(hef <hcr),一般多發(fā)生混合型破壞;錐徑約一倍錨深。2.1.14 基材邊緣錨栓受剪時,形成以錨栓軸為頂點的混凝土楔形體破壞形式(圖2.1.14)。楔形體大小和形狀與邊距c、錨深hef及錨栓外徑dnom等有關(guān)。2.1.15 基材中部錨栓受剪時,形成基材局部混凝土沿剪力反方向被錨栓撬壞的破壞形式(圖2.1.15)。剪撬破壞一般發(fā)生在埋深較淺的粗短錨栓情況。2.1.16 基材混凝土因錨栓的膨脹擠壓,形成沿錨栓軸線

8、或群錨軸線連線之脹裂破壞形式(圖2.1.16),稱為劈裂破壞。劈裂破壞與錨栓類型、邊距c、間距s及基材厚度h有關(guān)。2.1.17 機(jī)械錨栓受拉時,整個錨栓從錨孔中被拉出的破壞形式(圖2.1.17),稱為拔出破壞。拔出破壞多發(fā)生在施工安裝方法不當(dāng),如鉆孔過大,錨栓預(yù)緊力不夠等情況。拔出破壞承載力很低,離散性大,難于統(tǒng)計出有用的承載力指標(biāo)。2.1.18 膨脹型錨栓受拉時,錨栓膨脹錐從套筒中被拉出,而膨脹套筒(或膨脹片)仍留在錨孔中的破壞形式(圖2.1.18),稱為穿出破壞。穿出破壞是某些錨栓常見破壞現(xiàn)象,主要是錨栓膨脹套筒或膨脹片材質(zhì)過軟,壁厚過薄,接觸表面過于光滑等,因缺乏系統(tǒng)試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù),其承載

9、力只能由廠家提供,且荷載變形曲線存在一定滑移。2.1.19 化學(xué)植筋受拉時,沿膠粘劑與鋼筋界面之拔出破壞形式(圖2.1.19),稱為膠筋界面破壞。膠筋界面破壞多發(fā)生在粘結(jié)劑強度較低,基材混凝土強度較高,錨固區(qū)配筋較多,鋼筋表面較為光滑(如光園鋼筋)等情況。2.1.20 化學(xué)植筋受拉時,沿膠粘劑與混凝土孔壁界面之拔出破壞形式(圖2.1.20),稱為膠混界面破壞。膠混界面破壞主要發(fā)生在錨孔表面處理不當(dāng),如未清孔(存在大量灰粉),孔道過濕,孔道表面被油污等。2.2 符號2.2.12.2.4 本規(guī)程采用的符號及其意義,主要是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語和通用符號(GBJ 132-90),并參考

10、混凝土用錨栓歐洲技術(shù)批準(zhǔn)指南(ETAG)制定的,即凡GBJ 132-90已規(guī)定的,一律加以引用,不再定義和說明,凡GBJ 132-90未規(guī)定的,本規(guī)程結(jié)合國際慣例自行給出定義和說明。3 材料3.1 混凝土基材3.1.13.1.3 作為后錨固連接的母體基材,必須堅固可靠,相對于被連接件,應(yīng)有較大的體量,以便獲得較高錨固力。同時,基材結(jié)構(gòu)本身尚應(yīng)具有相應(yīng)的安全余量,以承擔(dān)被連接件所產(chǎn)生的附加內(nèi)力。顯然,存在嚴(yán)重缺陷和混凝土強度等級較低的基材,錨固承載力較低,且很不可靠。3.2 錨栓3.2.13.2.3 錨栓材料性能等級及機(jī)械性能指標(biāo),系按國家標(biāo)準(zhǔn)緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱(GB3098.1-8

11、2)確定,為便于設(shè)計使用,本規(guī)程錄用了相關(guān)項目和數(shù)據(jù)。3.2.4 作為化學(xué)植筋使用的鋼筋,一般以普通熱軋帶肋鋼筋錨固性能最好,光園鋼筋較差。3.3 錨固膠3.3.13.3.3 化學(xué)植筋的錨固性能主要取決于錨固膠(又稱膠粘劑、粘結(jié)劑)和施工方法,我國使用最廣的錨固膠是環(huán)氧基錨固膠,因此,表3.3.3對環(huán)氧基錨固膠的性能指標(biāo)及使用條件提出了要求。其它品種的錨固膠,主要指無機(jī)錨固膠和進(jìn)口膠,其性能應(yīng)由廠家通過專門的試驗確定和認(rèn)證。4 設(shè)計基本規(guī)定4.1 錨栓分類及適用范圍4.1.1 錨栓是一切后錨固組件的總稱,范圍很廣。錨栓按其工作原理及構(gòu)造的不同,錨固性能及適用范圍存在較大差異,ETAG分為膨脹型

12、錨栓、擴(kuò)孔型錨栓及粘結(jié)型錨栓(包括變形鋼筋)三大類,我國習(xí)慣分為膨脹型錨栓、擴(kuò)孔型錨栓、粘結(jié)型錨栓及化學(xué)植筋四大類。新近出現(xiàn)了混凝土螺釘(Concrete Screws),制作簡單,性能可靠,加之還有傳統(tǒng)的射釘、混凝土釘?shù)?,皆因?shù)據(jù)不夠完整,暫未納入。粘結(jié)型錨栓國外應(yīng)用較多,但新近研究表明,性能欠佳,尤其是開裂混凝土基材,計算方法也不夠成熟,破壞形態(tài)難于控制,故本規(guī)程也暫不列入。 錨栓的選用,除本身性能差異外,還應(yīng)考慮基材是否開裂,錨固連接的受力性質(zhì)(拉、壓、中心受剪、邊緣受剪),被連接結(jié)構(gòu)類型(結(jié)構(gòu)構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件),有無抗震設(shè)防要求等因素的綜合影響。4.1.2 就國內(nèi)外工程實踐而言,除化學(xué)

13、植筋外,現(xiàn)有各種機(jī)械定型錨栓,包括膨脹型錨栓、擴(kuò)孔型錨栓、粘結(jié)型錨栓及混凝土螺釘?shù)龋^大多數(shù)主要應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后錨固連接,少數(shù)應(yīng)用于受壓、中心受剪(c10hef)、壓剪組合之結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后錨固連接,尚未發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于受拉、邊緣受剪及拉剪復(fù)合受力之結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后錨固連接工程實踐。4.1.3 膨脹型錨栓(圖2.1.3),簡稱膨脹栓,是利用錐體與膨脹片(或膨脹套筒)的相對移動,促使膨脹片膨脹,與孔壁混凝土產(chǎn)生膨脹擠壓力,并通過剪切摩擦作用產(chǎn)生抗拔力,實現(xiàn)對被連接件錨固的一種組件。膨脹型錨栓按安裝時膨脹力控制方式的不同,分為扭矩控制式和位移控制式。前者以扭力控制,后者以位移控制。膨脹型錨栓由于定型較為粗短

14、,埋深一般較淺,受力時主要表現(xiàn)為混凝土基材受拉破壞,屬脆性破壞,因此,按我國建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)精神,不適用于受拉、邊緣受剪(c10hef)、拉剪復(fù)合受力之結(jié)構(gòu)構(gòu)件及生命線工程非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后錨固連接。 擴(kuò)孔型錨栓(圖2.1.4),簡稱擴(kuò)孔栓或切槽栓,是通過對鉆孔底部混凝土的再次切槽擴(kuò)孔,利用擴(kuò)孔后形成的混凝土承壓面與錨栓膨脹擴(kuò)大頭間的機(jī)械互鎖,實現(xiàn)對被連接件錨固的一種組件。擴(kuò)孔型錨栓按擴(kuò)孔方式的不同,分為預(yù)擴(kuò)孔和自擴(kuò)孔。前者以專用鉆具預(yù)先切槽擴(kuò)孔;后者錨栓自帶刀具,安裝時自行切槽擴(kuò)孔,切槽安裝一次完成。由于擴(kuò)孔型錨栓錨固拉力主要是通過混凝土承壓面與錨栓膨脹擴(kuò)大頭間的頂承作用直接傳遞,膨脹

15、剪切摩擦作用較小。盡管如此,但擴(kuò)孔型錨栓在基材混凝土錐體破壞型態(tài)上并無質(zhì)的改善與提高,故其適用范圍與膨脹型錨栓一樣,不適用于受拉、邊緣受剪(c10hef)、拉剪復(fù)合受力之結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后錨固連接。4.1.4 化學(xué)植筋及螺桿(圖2.1.5),簡稱植筋,是我國工程界廣泛應(yīng)用的一種后錨固連接技術(shù),系以化學(xué)膠粘劑錨固膠,將帶肋鋼筋及長螺桿膠結(jié)固定于混凝土基材鉆孔中,通過粘結(jié)與瑣鍵(interlock)作用,以實現(xiàn)對被連接件錨固的一種組件?;瘜W(xué)植筋錨固基理與粘結(jié)型錨栓相同,但化學(xué)植筋及長螺桿由于長度不受限制,與現(xiàn)澆混凝土鋼筋錨固相似,破壞形態(tài)易于控制,一般均可以控制為錨筋鋼材破壞,故適用于靜力及抗震設(shè)防烈度

16、8之結(jié)構(gòu)構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固連接。對于承受疲勞荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固連接,由于實驗數(shù)據(jù)不多,使用經(jīng)驗(特別是構(gòu)造措施)缺乏,應(yīng)慎重使用。4.2 錨固設(shè)計原則4.2.1 目前我國后錨固連接設(shè)計計算較為混亂,有經(jīng)驗法、容許應(yīng)力法、總安全系數(shù)法及極限狀態(tài)法等多種方法。本規(guī)程根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 50068-2001),參考混凝土用錨栓歐洲技術(shù)批準(zhǔn)指南(ETAG),采用了以試驗研究數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗為依據(jù),以分項系數(shù)為表達(dá)形式的極限狀態(tài)設(shè)計方法。4.2.2 我國后錨固連接多用于舊房改造,為與改造工程預(yù)期的后續(xù)使用壽命相匹配,使錨固設(shè)計更經(jīng)濟(jì)合理,故規(guī)定后錨固連接設(shè)計所采用的設(shè)計基準(zhǔn)

17、期T,應(yīng)與整個被連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期一致,顯然,它比新建工程所規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期短。4.2.3 后錨固連接破壞型態(tài)多樣且復(fù)雜,相對于結(jié)構(gòu),失效概率較大,故另設(shè)安全等級。混凝土結(jié)構(gòu)后錨固連接的安全等級分為二級。所謂重要的錨固,是指后接大梁、懸臂梁、桁架、網(wǎng)架,以及大偏心受壓柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件及生命線工程非結(jié)構(gòu)構(gòu)件之錨固連接,這些錨固連接一旦失效,破壞后果很嚴(yán)重,故定為一級。一般錨固,是指荷載較輕的中小型梁板結(jié)構(gòu),以及一般非結(jié)構(gòu)件的錨固連接,此種錨固連接失效,破壞后果遠(yuǎn)不如一級嚴(yán)重,故定為二級。錨固連接的安全等級宜與整個被連接結(jié)構(gòu)的安全等級相應(yīng)或略高,即錨固設(shè)計的安全等級及取值,應(yīng)取被連接結(jié)構(gòu)和錨固連接二

18、者中的較高值。4.2.4 錨固承載力設(shè)計表達(dá)式按我國建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 500068-2001)規(guī)定采用,左端作用效應(yīng)引入了錨固重要性系數(shù),。右端錨固抗力設(shè)計值與一般設(shè)計規(guī)范不完全相同,是按確定,為錨固抗力標(biāo)準(zhǔn)值,為錨固抗力分項系數(shù),而非材料性能分項系數(shù);錨固抗力標(biāo)準(zhǔn)值系直接由錨固抗力試驗統(tǒng)計平均值及其離散系數(shù)確定,而非材料強度離散系數(shù)。輸入基材性能指標(biāo)后錨固連接設(shè)計全過程,應(yīng)按圖1框圖進(jìn)行?;境绦驗椋悍治龌男阅芴卣鬟x定錨栓品種及相關(guān)錨固參數(shù)錨栓內(nèi)力分析錨固抗力計算承載力分析錨固設(shè)計完成。為獲得最佳方案,其中的個別環(huán)節(jié),有時需要作多次反復(fù)調(diào)整和修正。選定錨栓類型選擇錨栓規(guī)格,

19、設(shè)定錨栓數(shù)量,確定錨固參數(shù)計算錨栓內(nèi)力Nsd、Vsd或計算錨固抗力NRd,s,NRd,c, NRd,p, NRd,sp,VRd,s,VRd,cp,VRd,c是錨固設(shè)計完成否圖1 后錨固連接設(shè)計全過程4.2.5 后錨固連接破壞類型總體上可分為錨栓或錨筋鋼材破壞,基材混凝土破壞,以及錨栓或錨筋拔出破壞三大類。分類目的在于精確地進(jìn)行承載力計算分析,最大限度地提高錨固連接的安全可靠性及使用合理性。錨栓或錨筋鋼材破壞分拉斷破壞、剪壞及拉剪復(fù)合受力破壞(圖2.1.11),主要發(fā)生在錨固深度超過臨界深度hcr時。此種破壞,一般具有明顯的塑性變形,破壞荷載離散性較小。對于受拉、邊緣受剪、拉剪復(fù)合受力之結(jié)構(gòu)構(gòu)件

20、的后錨固連接設(shè)計,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)精神,應(yīng)控制為這種破壞形式。 膨脹型錨栓和擴(kuò)孔型錨栓基材混凝土破壞,主要有四種形式。第一種是錨栓受拉時,形成以錨栓為中心的混凝土錐體受拉破壞,錐頂一般位于錨栓擴(kuò)大頭處,錐徑約三倍錨深(3hef)(圖2.1.12)。第二種是錨栓受剪時,形成以錨栓軸為頂點的混凝土楔形體受剪破壞(圖2.1.14)。楔形體大小和形狀與邊距C、錨深hef及錨栓外徑dnom或d有關(guān)。第三種是錨栓中心受剪時,混凝土沿反方向被錨栓撬壞(圖2.1.15)。第四種是群錨受拉時,混凝土受錨栓的脹力產(chǎn)生沿錨栓連線的劈裂破壞(圖2.1.16)?;幕炷疗茐?,尤其是第一、第二種破壞,是錨

21、固破壞的基本形式,特別是短粗的機(jī)械錨栓;此種破壞表現(xiàn)出一定脆性,破壞荷載離散性較大。對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件及生命線工程非結(jié)構(gòu)構(gòu)件后錨固連接設(shè)計,應(yīng)避免這種破壞形式。拔出破壞對機(jī)械錨栓有兩種破壞形式,一種是錨栓從錨孔中整體拔出(圖2.1.17),另一種是螺桿從膨脹套筒中穿出(圖2.1.18)。前者主要是施工安裝方法不當(dāng),如鉆孔過大,錨栓預(yù)緊力不夠;后者主要是錨栓設(shè)計構(gòu)造不合理,如錨栓套筒材質(zhì)過軟,壁厚過薄,接觸表面過于光滑等。整體拔出破壞,由于承載力很低,且離散性大,很難統(tǒng)計出有用的承載力設(shè)計指標(biāo),因此不允許發(fā)生。至于穿出破壞,偶發(fā)性檢驗表明雖具有一定承載力,但缺乏系統(tǒng)的試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)供應(yīng)用,且變形曲線存在

22、較大滑移,對于受拉、邊緣受剪、拉剪復(fù)合受力之錨固連接,宜避免發(fā)生,一旦發(fā)生應(yīng)按附錄A的方法,通過承載力現(xiàn)場檢驗予以評定,且檢驗數(shù)量加倍,以保證應(yīng)有的安全可靠性。化學(xué)植筋及長螺桿基材混凝土破壞,主要有三種形式。第一種是錨筋受拉,當(dāng)錨深很淺(hef/d <9)時,形成以基材表面混凝土錐體及深部粘結(jié)拔出之混合型破壞,這種破壞錐體一般較小,錐徑約一倍錨深,錐頂位于約hef/3處,其余2 hef/3為粘結(jié)拔出(圖2.1.13)。第二種是錨筋受剪時,形成以錨筋軸為頂點的一定深度的楔形體破壞,其情況與機(jī)械錨栓相似。第三種是錨筋受拉,當(dāng)錨筋過于靠近構(gòu)件邊緣(C<5d),或間距過?。⊿<5d)

23、時,會產(chǎn)生劈裂破壞?;炷粱钠茐谋憩F(xiàn)出較大脆性,破壞荷載離散性較大,尤其是開裂混凝土基材。 化學(xué)植筋及長螺桿拔出破壞有兩種形式:沿膠筋界面拔出和沿膠混界面拔出。正常情況,拔出破壞多發(fā)生在錨深過淺時,其性能遠(yuǎn)不如鋼材破壞好。研究與實踐表明,化學(xué)植筋及長螺桿因其錨固深度可任意調(diào)節(jié),其破壞形態(tài)設(shè)計容易控制。因此,對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后錨連接設(shè)計,根據(jù)我國建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)精神,可用控制錨固深度辦法,嚴(yán)格限定為鋼材破壞一種模式。4.2.6 表4.2.6錨固承載力分項系數(shù),主要是參考混凝土用錨栓歐洲技術(shù)批準(zhǔn)指南(ETAG)制定的,對于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固設(shè)計,取值與ETAG相同。問題是本規(guī)程錨栓應(yīng)用范圍

24、已涉及到一般工程結(jié)構(gòu)的后錨固連接,由于這方面國外工程經(jīng)驗的局限和國內(nèi)經(jīng)驗的缺乏,加之我國結(jié)構(gòu)設(shè)計思路與ETAG不完全一致,故對一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件,本規(guī)程取值較ETAG普遍有所提高,提高幅度:鋼材破壞時為1112%,混凝土基材破壞時為3644%。具體數(shù)值詳見表1,表4.2.6在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡化處理。本規(guī)程取消了錨栓安裝質(zhì)量三個等級劃分,僅保留了合格與不合格一個標(biāo)準(zhǔn),原因是規(guī)程難于量化區(qū)分,工程中也很難掌握。但不可忽視施工質(zhì)量高低的有利和不利影響。表1 錨固承載力分項系數(shù)取值對照符號名稱及涵義ETAG本規(guī)程非結(jié)構(gòu)構(gòu)件本規(guī)程結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度分項系數(shù)1.51.8混凝土抗拉強度附加系數(shù)1.21.3錨栓安裝

25、質(zhì)量附加系數(shù)受拉高精度1.0/標(biāo)準(zhǔn)精度1.21.3可接受的低質(zhì)量1.4/受剪1.01.1基材混凝土破壞分項系數(shù)(,) 錨栓或植筋鋼材破壞分項系數(shù)受拉1.2fstk/fyk1.41.3fstk/fyk1.55受剪1.2fstk/fyk1.25(fstk800MPa且fyk/fstk0.8)1.3fstk/fyk1.4(fstk800MPa且fyk/fstk0.8)4.2.7 后錨固連接改變用途和使用環(huán)境將影響其安全可靠性和耐久性,因此必須經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計許可。5 錨固連接內(nèi)力分析5.1 一般規(guī)定5.1.1 群錨錨固連接時,各錨栓內(nèi)力是按彈性理論平截面假定進(jìn)行分析,但若對錨固破壞類型加以控制,使之

26、僅發(fā)生錨栓或植筋鋼材破壞,且錨栓或植筋為低強(5.8級)鋼材時,則可按考慮塑性應(yīng)力重分布的極限平衡理論進(jìn)行簡化計算,即與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定相似,拉區(qū)錨栓按均勻受力計算,壓區(qū)混凝土近似按矩形應(yīng)力圖形計算。除化學(xué)植筋外,一般機(jī)械錨栓是通過“膨脹擠壓摩擦”而產(chǎn)生錨固力,反向則不能成立,故不能傳遞壓力,因此,壓區(qū)錨栓不考慮受力。5.1.2 公式(5.1.2)在于精確判別基材混凝土是否開裂,以便對基材混凝土破壞錨固承載力進(jìn)行相應(yīng)(未裂與開裂)計算。l為外荷載在基材錨固區(qū)所產(chǎn)生的應(yīng)力,拉為正,壓為負(fù);R為混凝土收縮、溫度變化及支座位移所產(chǎn)生的應(yīng)力。此判別式涵義是,不管什么原因,只要基材錨固區(qū)混凝土出現(xiàn)

27、拉應(yīng)力,均一律視為開裂混凝土。5.2 群錨受拉內(nèi)力計算5.2.15.2.2 分別給出了按彈性理論分析時,群錨在軸心受拉、偏心受拉荷載下,受力最大錨栓的內(nèi)力。5.3 群錨受剪內(nèi)力計算5.3.1 群錨在剪切荷載V及扭矩T作用下,錨栓是否受力,應(yīng)根據(jù)錨板孔徑與錨栓直徑的適配情況及邊距大小而定,當(dāng)錨栓與錨板孔緊密接觸()且邊距較大(c10hef)時,各錨栓平均分?jǐn)偧袅?,是理想的受力狀態(tài)(圖5.3.1-1);反之,各錨栓受力很不均勻,因混凝土脆性而產(chǎn)生各個擊破現(xiàn)象,參照ETAG規(guī)定,計算上僅考慮部分錨栓受力(圖5.3.1-2)。有時,為使剪力分布更為合理,可進(jìn)行人工干預(yù),即將某些錨板孔沿剪力方向開設(shè)為長

28、槽孔,則這些錨栓就不參與受力(圖5.3.1-3)。5.3.25.3.4 分別給出了按彈性理論分析時群錨在剪力V作用下、扭矩T作用下、剪力V與扭矩T共同作用下,參與工作的各錨栓所受剪力。6 承載能力極限狀態(tài)計算6.1 受拉承載力計算6.1.1 后錨固連接受拉承載力應(yīng)按錨栓鋼材破壞、錨栓拔出、混凝土錐體受拉破壞、劈裂破壞等4種破壞類型,及單錨與群錨兩種錨固連接方式,共計8種情況分別進(jìn)行計算(表6.1.1)。對于單錨連接,外力與抗力比較明確,計算較為簡單。對于群錨連接,情況較為復(fù)雜:當(dāng)為鋼材破壞和拔出破壞時,破壞主要出現(xiàn)在某些受力最大錨栓(假定錨栓品種規(guī)格及參數(shù)均相同),因此,一般只計算受力最大()

29、錨栓即可;當(dāng)為混凝土錐體破壞或劈裂破壞時,主要表現(xiàn)為群錨基材整體破壞,因此很難區(qū)分和確定每根錨栓的抗力,故取進(jìn)行整體錨固計算。6.1.2 參考ETAG,錨栓或植筋鋼材破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值,一律根據(jù)鋼材的極限抗拉強度fus,取標(biāo)準(zhǔn)值fstk計算,而未取fyk。主要考慮是:錨栓所用鋼材,強度均較高,一般無明顯屈服點,與拉斷力直接對應(yīng)的是fus,取fstk更直接;機(jī)械錨栓是在較大預(yù)緊力下工作,其性能相當(dāng)于預(yù)應(yīng)力筋;普通化學(xué)植筋鋼材雖有明顯屈服點,但表4.2.6植筋鋼材破壞分項系數(shù)已按rs=fstk/fyk(為換算系數(shù))進(jìn)行了換算。經(jīng)用擴(kuò)孔型錨栓及膨脹型錨栓對錨栓鋼材破壞時的受拉承載力公式(6.1

30、.2)進(jìn)行了驗證,錨固深度分別為hef=125mm和120mm,hcr,均表現(xiàn)為錨栓拉斷破壞,拉斷承載力試驗值與計算值之比/=/Asfus=1.001.11。6.1.3 單錨或群錨混凝土錐體受拉破壞是后錨固受拉破壞的基本形式,特別是膨脹型錨栓和擴(kuò)孔型錨栓,影響因素眾多,計算較為復(fù)雜。受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值NRk,c公式(6.1.3-2),包含單根錨栓在理想狀態(tài)下的承載力標(biāo)準(zhǔn)值及計算面積,單錨或群錨實際破壞面積,邊距影響,鋼筋剝離影響,荷載偏心影響及未裂影響等項目。6.1.4 單根錨栓在理想錨固狀態(tài)下,混凝土基材受拉破壞承載力主要試驗依據(jù)及驗證情況如下:1. 受拉時混凝土錐體破壞承載力分布曲線為檢驗單

31、根錨栓受拉時混凝土錐體破壞承載力及其概率分布函數(shù),采用膨脹型錨栓進(jìn)行了錨固抗拔力試驗?;幕炷翉姸鹊燃墳镃25,厚200mm,錨栓數(shù)量76根,錨固深度hef=60mm,螺桿為M12,擰緊扭矩T=65Nm。試驗方法按ETAG附錄A拉伸試驗方法進(jìn)行,支承環(huán)內(nèi)徑4hef。承載力實測概率分布經(jīng)整理后示于圖2。由圖示可知,該概率分布基本屬于正態(tài)分布。76根錨栓的平均極限抗拔力mNu=36.3kN,均為混凝土破壞,變異系數(shù)=10.7%,散布范圍在2846kN之間。平均值與眾值十分接近。試驗值與回歸公式(1)相比,偏于安全。2. 膨脹錨栓受拉時,混凝土錐體破壞承載力回歸公式 按ETAG規(guī)定,在無間距和邊距

32、影響的理想條件下,單根膨脹型錨栓或擴(kuò)孔型錨栓受拉時,非開裂混凝土錐體破壞承載力統(tǒng)計公式為:Nuc=13.5 (1)據(jù)此,就主變量錨固深度hef(mm)及混凝土立方體強度fcu(MPa)對Nuc的影響,即公式(1)的適用性進(jìn)行了檢驗。采用的錨栓為M10、M12、M18膨脹型錨栓和擴(kuò)孔型錨栓,錨固深度hef=42.5125mm,混凝強度等級為C25C50。試驗結(jié)果表明,錨深較淺、基材強度較低時,主要表現(xiàn)為混凝土錐體破壞,承載力Nu應(yīng)按式(1)計算,試驗值與計算值之比=0.951.21,試驗值與公式(1)較為吻合。錨固承載力計算,本規(guī)程基調(diào)是以開裂混凝土為主,因為按公式(5.1.2)判別,多數(shù)均屬開

33、裂混凝土。對于開裂混凝土錐體破壞承載力,ETAG給定的統(tǒng)計公式為: Nuc=9.5 (2)變異系數(shù)=0.15,則標(biāo)準(zhǔn)值為:=(1-1.645×0.15)Nuc7.0 (6.1.4)為了檢驗國產(chǎn)錨栓對公式(1)的適用情況,分別對六個廠家計8種類型錨栓,進(jìn)行了錨固抗拔力試驗及抗剪試驗。錨栓規(guī)格為M10M16,錨固深度hef=53100mm,基材為C25混凝土。試驗結(jié)果表明,錨栓受拉時基本上為混凝土錐體破壞,極限抗拔力波動范圍較大,/Nuc=0.511.17,但多數(shù)仍與公式(1)計算值吻合。目前國內(nèi)一些錨栓的主要問題是:品種單一,構(gòu)造簡單,加工粗糙,大多為蹬粗螺桿與白鐵皮套筒組成,擰緊時螺

34、桿常一起轉(zhuǎn);螺母太薄,絲扣易損傷;受力時松弛滑移現(xiàn)象嚴(yán)重。如圖3,若以超出5%的極限變形值(0.05u)作為不可接受的滑移量,那么,滑移荷載N1(或V1)與極限荷載Nu(或Vu)之比,N1/Nu=0.620.76,V1/Vu=0.10.32。這一現(xiàn)象表明,國產(chǎn)某些錨栓應(yīng)加以改進(jìn),使用應(yīng)當(dāng)特別注意。3. 化學(xué)植筋受拉時,混合型破壞承載力回歸公式按ETAG歸類,化學(xué)植筋是粘結(jié)型錨栓的一種,但ETAG對化學(xué)植筋及粘結(jié)型錨栓錨固混凝土錐體破壞與粘結(jié)拔出之混合型破壞時的受拉承載力,并未給定計算公式,盡管國外進(jìn)行過定量的試驗研究。然而,化學(xué)植筋在我國建筑工程乃至整個土木工程中,應(yīng)用極為普遍,量大面廣。據(jù)此

35、,本規(guī)程結(jié)合我國具體情況,對化學(xué)植筋的極限抗拔力進(jìn)行了較為系統(tǒng)地試驗研究,所用膠種型號較多,有DJR-DWM膠、XH130ABC膠、XH111AB膠、XH131ABC膠、HX-JMG膠、YS-JGN膠、YJS-1膠、ESA膠、RM管裝膠、ZL-JGM膠、匯麗錨固膠、管裝JCT膠以及JJK型膠等;所用鋼筋為級1220及RGM12×160螺桿,錨固深度hef=32215mm(hef/d=214.6),基材混凝土為C25C30。試驗結(jié)果列于表2和圖4。由列表數(shù)值可知,隨著相對錨固深度hef/d的變化,破壞形態(tài)亦在發(fā)生變化,當(dāng)hef/d9時,主要表現(xiàn)為混凝土錐體與鋼筋拔出之混合型破壞(帶錐拔

36、出),當(dāng)hef/d9時,則多表現(xiàn)為鋼筋拉斷破壞。就混合型破壞極限承載力而言,根據(jù)國內(nèi)外有效試驗數(shù)據(jù),經(jīng)統(tǒng)計分析,提出了回歸公式如下:Nuc=15(hef-30 (N) (3)式中 hef鋼筋或螺桿錨固深度(mm); fcu混凝土立方體抗壓強度(MPa)。試驗值與回歸公式(3)計算值之比/Nuc=0.871.42,表明按公式(3)計算偏于安全;螺桿與鋼筋并無本質(zhì)區(qū)別。鋼筋拉斷時,/Nus=0.901.26。對于開裂混凝土,Eligehausen,R和Mallee,R的研究表明,混凝土錐體組合型破壞承載力會大幅度降低,離散性會顯著增大,降低系數(shù)近似取0.41,變異系數(shù)近似取=0.3,則其標(biāo)準(zhǔn)值為:

37、 =3.0(hef-30)1.5 (N) (4)式中 fcu,k混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)。61 化學(xué)植筋(栓)抗拔力試驗結(jié)果匯總 表2膠種鋼筋(栓)規(guī)格基材情況錨固深度試驗破壞荷載 (kN)計算破壞何載Nu (kN)破壞特征備 注hef (mm)hef/d幅度平均DJR-PTM12=39(C30)1201063.364.764.21.09鋼筋拉斷或接近NusNuc =80kNDJR-DWM1201063.965.464.558.8(s)1.1017514.664.467.765.51.11鋼筋拉斷Nuc =163.6kNDJR-PTM16鋼質(zhì)套筒3223739.9(pa)0.93鋼

38、筋拔出以鋼質(zhì)套筒為基材,研究膠筋界面破壞拉拔力:fv=19.85MPa4836359.9(pa)1.0564482.679.8(pa)1.04805101.299.8(pa)1.01966118119.8(pa)0.98鋼筋拉斷XH111AB805100.196.2(pa)1.04鋼筋拔出fv=18.46MPa(鋼一花崗巖)966106104.6(s)1.01拔出,但臨近Nus11271091.04鋼筋拉斷XH130ABC12=39(C30)15012.563.866.965.71.12鋼筋拉斷Nuc =123.1kNXH111AB14512.158.766.763.358.8(s)1.08N

39、uc =115.5kNXH131ABC14612.267.169.168.21.16Nuc =117.0kNXH130ABC201608161.8163.2162.4138.8(c)1.17帶錐拔出XH111AB1587.9168.6174.0171.4135.7(c)1.26XH131ABC1608166.8190.0176.1138.8(c)1.27A1A2A325D30=30.911506142149145.5140.1(pc)1.04鋼筋拔出深鉆孔,部分粘接,150、200、250為底部粘結(jié)長度,研究膠砼界面破壞拉拔力。加鋼墊板約束破壞形態(tài),研究膠砼界面破壞拉拔力。 2008185.5

40、187.1186.3186.8(pc)1.0025010229.7236.1233.5233.5(pc)1.00XH131ABC16D20=39(C30)48354.256.255.233.6(pc)1.64鋼筋拔出64470.070.044.8(pc)1.56966110.0114.4112.5104.6(s)1.08鋼筋縮頸,達(dá)Nus112798.0116.8110.21.051288115.6117.8116.71.16144996.2112.0104.11.00 續(xù)表2 膠種鋼筋(栓)規(guī)格基材情況錨固深度試驗破壞荷載(kN)計算破壞何載(kN)破壞特征備注(mm)幅度平均HX-JMG1

41、2=39(C30)1201069.070.269.658.8(s)1.18鋼筋斷=80.0kN1616010118.8120.1119.6104.6(s)1.14=138.8kN201527.6177.0180.6178.6126.2(c)1.42帶錐拔出YS-JGN12=39(C30)1201066.868.967.958.8(s)1.15鋼筋縮頸=80.0kN1616010115.8116.5116.1104.6(s)1.11=138.8kN201527.6171.6176.0174.3126.2(c)1.38帶錐拔出YJS-114=36.4(C28)1401070.990.584.378

42、.5(s)1.07鋼筋縮頸=104.4kN2020010162.5176.3171.0163.4(s)1.05=200.6kNESA12=36.4(C28)13010.858.267.563.958.8(s)1.09鋼筋縮頸=90.5kN1417012.1111.6112.7112.289.3(s)1.26=149.9kNRM膠管RGM12×160=33.9(C25)1109.253.555.054.362.5(c)0.87帶錐拔出ZL-JGN12=39(C30)1008.337.459.852.254.9(c)0.95帶錐拔出1416910.6102.8107.3105.6104.

43、6(s)1.01鋼筋縮頸=153.5kN2021510.8155.3170.0161.4163.4(s)0.99=235.7kN匯麗牌錨固膠散裝14=39(C30)966.934.250.444.450.2(c)0.88帶錐拔出16011.458.870.062.969.9(s)0.90鋼筋縮頸=69.9kN為實測值20014.361.079.671.169.9(s)1.02鋼筋斷管裝M12×160806.740.655.846.633.1(c)1.41帶錐拔出1008.342.652.548.754.9(c)0.8912010.049.657.152.750.6(s)1.04鋼筋縮

44、頸=80.0kNJCT管裝M10×130=39(C30)90941.446.843.543.5(c)1.00帶錐拔出M12×1701201051.253.452.156.2(s)0.93錨栓拉斷M12×1601008.361.467.064.056.2(s)1.14錨栓拉斷JGN-3112=39(C30)1201063.866.665.358.8(s)1.11鋼筋拉斷鋼筋拉斷鋼筋拉斷1616010116.4118.1116.0104.6(s)1.11201501607.58174182.7178.5163.4(c)1.09注: s表示鋼材破壞,c表示混凝土錐體混合

45、型破壞,pa表示膠筋界面拔出破壞,pc表示膠砼界面拔出破壞。736.1.7 錨栓受拉混凝土錐體破壞時,混凝土圓錐直徑,從統(tǒng)計看是固定的,對于膨脹型錨栓,ETAG認(rèn)定為3hef,本次檢驗結(jié)果大體相當(dāng)。當(dāng)錨栓位于構(gòu)件邊緣,其距離c1.5hef時,破壞時就形不成完整的圓錐體,因此,承載力會降低。ETAG用下列系數(shù)反映c的降低影響: =0.7+0.31 (6.1.7)式中為臨界邊距,對于膨脹型錨栓=1.5hef。為檢驗公式(6.1.7)的適用性,選用了M12之膨脹型錨栓及粘結(jié)型錨栓進(jìn)行邊距的影響試驗,邊距c的變化范圍為45mm。試驗結(jié)果表明,粘結(jié)型錨栓邊距c對承載力Nu的影響很小或根本就無影響,=1。

46、究其原因,主要是粘結(jié)型錨栓無膨脹擠壓力,破壞機(jī)理也不是完全的錐體理論。相反,膨脹型錨栓c對Nu的影響較大,公式(6.1.7)基本上反映了這一影響,/Nuc,大多數(shù)為1.011.03,但個別為0.450.86,試驗值比計算偏低較多。其原因有二:一是該種錨栓較為特殊,屬于無套筒的簡易錨栓;二是邊距過小時(ccmin),會直接產(chǎn)生邊沿混凝土側(cè)向脹裂破壞,而不是錐體受拉破壞,因此,邊距最小值cmin限定很有必要。cmin應(yīng)由廠家通過系統(tǒng)試驗認(rèn)證給定。6.1.8 基材適量配筋,總體上說,對錨固性能有利。但配筋過多過密時,在混凝土錐體受拉破壞模式下,會因鋼筋的隔離作用,而出現(xiàn)表層素混凝土殼(保護(hù)層)先行剝

47、離,從而降低了有效錨固深度hef。系數(shù)則反應(yīng)了這一影響。6.1.10 比較公式(1)與(2)可知,膨脹型錨栓及擴(kuò)孔型錨栓未裂混凝土錐體破壞承載力大約為開裂混凝土?xí)r的1.4倍。若以開裂混凝土為基準(zhǔn),則未開裂混凝土提高系數(shù)=1.4。同理,化學(xué)植筋及粘結(jié)型錨栓未裂混凝土混合型破壞承載力約為開裂混凝土?xí)r的2.44倍,故=2.44。6.1.11 基材混凝土劈裂破壞分兩種情況,一種是發(fā)生在錨栓安裝階段,主要是預(yù)緊力所引起,另一種是使用階段,主要是外荷載所造成。但其根源,二者均是由于膨脹側(cè)壓力所致。當(dāng)、時,易發(fā)生安裝劈裂破壞,一旦發(fā)生,整個錨固系統(tǒng)就失去了繼續(xù)承載的能力,故不允許錨栓安裝劈裂破壞現(xiàn)象發(fā)生。、

48、及應(yīng)由錨栓生產(chǎn)廠家委托國家法定檢驗單位,通過系統(tǒng)的試驗分析提出。當(dāng)、,但不滿足荷載劈裂條件時,隨著錨栓所受外荷載的增大,錨栓對混凝土孔壁的膨脹擠壓力會隨之增加,此時的劈裂破壞則屬荷載造成的劈裂破壞,其量值與混凝土錐體破壞承載力大體相應(yīng),但、計算中的和應(yīng)由和替代,且多了一項構(gòu)件相對厚度影響系素。 關(guān)于機(jī)械錨栓穿出破壞,因缺乏系統(tǒng)試驗資料,且性能欠佳,本規(guī)程除在適用條件給于嚴(yán)格控制外,未具體給定承載力計算值,其值應(yīng)由廠家通過試驗認(rèn)證后提供?;瘜W(xué)植筋或粘結(jié)型錨栓受拉拔出破壞理論上有兩種模式,一種是沿著膠體與鋼筋界面破壞,另一種是沿著膠體與混凝土孔壁界面破壞。1. 沿著錨固膠與鋼筋界面拉剪破壞時,承載

49、力主要取決于錨固膠與鋼筋的粘結(jié)抗剪強度。為迫使破壞僅沿錨固膠與鋼筋界面發(fā)生,要求基材強度足夠高,可采用花崗巖和大理石,本試驗采用鋼質(zhì)基材,如圖5所示,即以鋼棒鉆孔(鋼套筒)作為錨固體,以DJR-PTM膠和XH131ABC膠,植入16鋼筋進(jìn)行了抗拔試驗,其錨深與鋼筋直徑之比hef/d=27。試驗結(jié)果列于表2。由表列數(shù)值可知,hef/d=24時,主要表現(xiàn)為拔出破壞,hef/d=45時,鋼筋全部進(jìn)入流限,hef/d=67時,絕大部分為鋼筋拉斷破壞。據(jù)此,可以近似得到膠筋界面破壞的受拉承載力計算公式如下:=17.5hef (N) (5)式中 Äv錨固膠的鋼鋼粘結(jié)抗剪強度(Mpa);d鋼筋直徑

50、(mm)。/Nu=0.931.05,表明試驗值與計算值吻合(圖6)。對于開裂混凝土,若承載力降低系數(shù)近似取0.6,變異系數(shù)取0.16,則可得到膠筋界面破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值為: =7.7hef (N) (6)式中 fvk錨固膠的鋼鋼粘結(jié)抗剪強度標(biāo)準(zhǔn)值(Mpa)。2. 由于混凝土的抗剪強度比膠的粘結(jié)抗剪強度低,故沿著錨固膠與鉆孔混凝土界面拉剪破壞時,承載力主要取決于混凝土的抗剪強度。為模擬膠混凝土界面破壞,哈爾濱工業(yè)大學(xué)采用深鉆孔,僅底部局部灌膠粘結(jié)辦法,植入25鋼筋(圖7a);中國建筑科學(xué)研究院采用穿心式千斤頂,拉拔時套入一塊孔徑與鋼筋直徑一致的鋼墊板,植入16鋼筋(圖7b)。二者均沿膠與混

51、凝土界面拉剪破壞,故其結(jié)果(表2)可認(rèn)為是膠混凝土界面破壞的代表。根據(jù)其試驗結(jié)果,可近似得到膠混凝土界面破壞的受拉承載力計算公式如下: =5.6hef (N) (7)式中 錨孔直徑(mm)。由表2可知,=1.001.64(圖6)。開裂混凝土情況與混凝土錐體混合型破壞相近,降低系數(shù)近似取0.41,變異系數(shù)取0.16,則膠混凝土界面破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值Nrk,Pc為: =1.7hef (N) (8) 6.2 受剪承載力計算6.2.1 后錨固連接受剪承載力應(yīng)按錨栓鋼材破壞、混凝土剪撬破壞、混凝土邊緣楔形體破壞等3種破壞類型,以及單錨與群錨兩種錨固方式,共計6種情況分別進(jìn)行計算(表6.2.1)。對

52、于群錨連接,當(dāng)為鋼材破壞時,主要表現(xiàn)為某根受力最大錨栓的破壞,故取計算即可;當(dāng)為邊緣混凝土楔形體破壞及混凝土撬壞時,則主要表現(xiàn)為群錨整體破壞,故取進(jìn)行整體錨固計算。6.2.2 錨栓鋼材受剪破壞分純剪和拉彎剪復(fù)合受力兩種情況。對于無杠桿臂純剪鋼材破壞時的承載力標(biāo)準(zhǔn)值,參照ETAG取: = 0.5ASfstk (6.2.2-2)但對延性較低的硬鋼群錨,因各錨栓應(yīng)力分布不可能很均勻,故乘以0.8降低系數(shù)。為檢驗式(6.2.2-2),選用了M10和M12膨脹錨栓和粘結(jié)型錨栓進(jìn)行抗剪試驗,錨固深度在50mm90mm之間。試驗按ETAG附錄A剪切試驗方法進(jìn)行。試驗結(jié)果可知,/Nu=1.061.18,式(6.2.2-2)偏于安全。對于有杠桿臂的受剪,因錨栓處在拉、彎、剪的復(fù)合受力狀態(tài),根據(jù)鋼材破壞強度理論,其折算受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值可由公式(6.2.2-3)、(6.2.2-4)和(6.2.2-5)聯(lián)介獲得。其中所謂無約束,是指被連接件錨板在受力過程中,既產(chǎn)生平移又發(fā)生轉(zhuǎn)動(圖6.2.2-2a),錨栓桿相當(dāng)于懸臂桿,故彎矩較大;所謂全約束,是指被連接件錨板在受力過程中只產(chǎn)生平移,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(圖6.2.2-2

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