錨栓技術(shù)設(shè)計

1、錨栓技術(shù)設(shè)計要點目錄1錨栓類型及材料 .11.1化學錨栓 .11.2機械錨栓 .12適用范圍 .12.1適用范圍 .12.2涉及規(guī)范及標準 .33設(shè)計要點 .33.1 錨固連接內(nèi)力計算 .33.2受拉承載力計算 .43.3受剪承載力計算 .83.4拉剪復合受力承載力計算 .103.5抗震承載力驗算 .104構(gòu)造規(guī)定 .114.1混凝土基材 .114.2錨栓及錨栓布置 .124.3抗震構(gòu)造措施 .12錨栓技術(shù)設(shè)計要點1 錨栓類型及材料錨栓是將被連接件錨固到基材上的錨固組件產(chǎn)品，分為機械錨栓和化學錨栓。1.1 化學錨栓化學錨栓是由金屬螺桿和錨固膠組成，通過錨固膠形成錨固作用的錨栓?；瘜W錨栓按照其使

2、用范圍可分為兩種： 適用于開裂混凝土和不開裂混凝土的化學錨栓及適用于不開裂的混凝土的化學錨栓。按照受力機理可分為兩種： 普通化學錨栓和特殊倒錐形化學錨栓。 特殊倒錐形化學錨栓，在安裝時通過錨固膠與倒錐形螺栓桿之間滑移可形成類似于機械錨栓的膨脹力。1.2 機械錨栓機械錨栓，是利用錨栓與錨孔之間的摩擦作用或鎖鍵作用形成錨固的錨栓。按照其工作機理分為兩類：擴底型錨栓、膨脹型錨栓。擴底型錨栓：通過錨孔底部擴孔與錨栓組件之間的鎖鍵形成錨固作用的錨栓，分為自擴底錨栓和模擴地錨栓。膨脹型錨栓： 利用膨脹件加壓錨孔孔壁形成錨固作用的錨栓， 分為扭矩控制式膨脹型錨栓和位移控制式膨脹型錨栓。按照其使用范圍可分為兩

3、種： 適用于開裂混凝土和不開裂混凝土的機械錨栓及適用于不開裂的混凝土的機械錨栓。2 適用范圍2.1 適用范圍錨栓應(yīng)按照錨栓性能、基材形狀、錨固連接的受力性質(zhì)、被連接結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)防等要求選用。1錨栓用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接時的適用范圍錨栓受力狀態(tài)和受拉、邊緣受剪和拉剪復合受力受壓、中心受剪和壓剪復合受力設(shè)防烈度8 度 8 度錨栓類型非抗震6、7 度0.3g0.2g扭矩控制適用不適用適用膨脹型式錨栓機械錨栓位移控制錨栓不適用式錨栓擴底型錨栓適用不適用適用化學特殊倒錐形化學錨栓適用不適用適用錨栓普通化學錨栓適用適用錨栓用于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接時的適用范圍受拉、邊緣受剪和拉剪受壓、中心受剪和壓剪復復合受力錨栓受

4、力狀態(tài)和合受力（抗震設(shè)防烈度 8（抗震設(shè)防烈度8 度）度）錨栓類型非生命非生命線生命線工程生命線工程線工程工程適用于開適用裂混凝土扭矩控制膨脹型適用于不機械式錨栓錨栓開裂混凝不適用適用錨栓土位移控制式錨栓不適用適用擴底型錨栓適用特殊倒錐形化學錨栓適用化學適用于開裂混凝土適用普通化錨栓學錨栓適用于不開裂混凝土不適用適用注： 1 表中受壓是指錨板受壓，錨栓本身不是承受壓力；2 適用于開裂混凝土的錨栓是指卯足開裂混凝土及裂縫反復開合下錨固性能要求的錨栓。22.2 涉及規(guī)范及標準混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ145-2013（下文簡稱后錨固技術(shù)規(guī)程）混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范GB50367-2013混凝土

5、用膨脹型、擴孔型建筑錨栓JG160鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 500l7混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 500l0混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范GB 503673 設(shè)計要點3.1 錨固連接內(nèi)力計算一、基本假定錨栓內(nèi)力宜按下列基本假定進行計算：1 被連接件與基材結(jié)合面受力變形后仍保持為平面， 錨板平面外彎曲變形可忽略不計2 錨栓本身不傳遞壓力， 錨固連接的壓力應(yīng)通過被連接件的錨板直接傳給基材混擬土；3 群錨錨栓內(nèi)力按彈性理論計算； 當錨栓鋼材的性能等級不大于 5.8 級且錨固破壞為錨栓鋼材破壞時，可考慮塑性應(yīng)力重分布計算。二、錨栓內(nèi)力可采用有限單元法進行計算。 計算時，混擬土的材性指標可按現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)

6、范 GB 500l0 的有關(guān)規(guī)定取用，錨栓可采用實測的荷載 - 變形曲線。錨板平面外彎曲變形不可忽略時，應(yīng)考慮該彎曲變形的影響。三、當錨固區(qū)基材滿足混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ145-2013 公式(5.1.3)時，宜判定為不開裂混擬土，否則宜判定為開裂混凝土。四、錨板厚度應(yīng)按現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 500l7 進行設(shè)計，且不宜小于錨栓直徑的O.6 倍；受拉和受彎鋪板的厚度尚宜大于錨栓間距的以1/8 ；外圍錨栓孔至錨板邊緣的距離不應(yīng)小于2 倍錨栓孔直徑和20mm。五、群錨的內(nèi)力計算分為群錨受拉內(nèi)力計算和群錨受剪內(nèi)力計算兩部分。（一）群錨受拉內(nèi)力計算1 軸心拉力作用下， 群錨各錨栓所承

7、受的拉力設(shè)計值應(yīng)按照 后錨固技術(shù)規(guī)程第 5.2.1 條公式計算。2 軸心拉力與彎矩共同作用下， 彈性分析時， 受力最大錨栓的拉力設(shè)計值應(yīng)按后錨固技術(shù)規(guī)程第 5.2.2 條相關(guān)規(guī)定計算。3 部分錨栓受拉時， 群錨受拉區(qū)總拉力設(shè)計值應(yīng)按照后錨固技術(shù)規(guī)程 第35.2.3 條公式計算。4 受拉錨栓合力點相對于群錨受拉錨栓重心的偏心距計算公式見 后錨固技術(shù)規(guī)程 5.2.4 條。（二）群錨受剪內(nèi)力計算1 鋼材破壞或混凝土剪撬破壞時， 應(yīng)按群錨中所有錨栓均承受剪力進行設(shè)計，剪切荷載設(shè)計值 V 作用下，錨栓的剪力設(shè)計值公式詳 后錨固技術(shù)規(guī)程 第 5.3.3 條。混凝土邊緣破壞， 剪力方向垂直于基材邊緣時， 應(yīng)

8、按部分錨栓承受剪力進行設(shè)計；剪力方向平行于基材邊緣時， 應(yīng)按全部錨栓承受剪力進行設(shè)計。 混凝土邊緣破壞，剪切荷載設(shè)計值 V 作用下，錨栓的剪力設(shè)計值應(yīng)按后錨固技術(shù)規(guī)程 5.3.4 條計算?；炷吝吘壠茐臅r，群錨總剪力設(shè)計值應(yīng)取各錨栓合力值，當錨栓剪力作用方向背離混凝土邊緣時，該剪力值可不做參考。2 剪力方向有長槽孔時，該處錨栓不應(yīng)承擔剪力。（三）群錨受扭內(nèi)力計算群錨在扭矩設(shè)計值 T 作用下，各錨栓的剪力設(shè)計值應(yīng)按后錨固技術(shù)規(guī)程5.3.5 計算。（四）群錨剪力和扭矩共同作用下內(nèi)力計算群錨在剪力設(shè)計值 V 和扭矩設(shè)計值 T 共同作用下，各錨栓的剪力設(shè)計值應(yīng)按后錨固技術(shù)規(guī)程 5.3.6 計算。六、基

9、材附加內(nèi)力計算后錨固基材設(shè)計，應(yīng)考慮后錨固節(jié)點傳遞的荷載及錨栓在基材中產(chǎn)生的劈裂力對基材的不力影響。 后錨固節(jié)點傳遞給基材的剪力設(shè)計值應(yīng)符合 后錨固技術(shù)規(guī)程 5.4.2 條規(guī)定，后錨固混凝土基材設(shè)計時，錨栓在基材中產(chǎn)生的劈裂力標準值可按照后錨固技術(shù)規(guī)程 5.4.3 條規(guī)定進行計算。當滿足下列條件之一時，可不考慮劈裂力對基材的影響：1 錨栓位于基材受壓區(qū)；2 錨栓傳遞的拉力標準值小于 19kN；3 對于墻板構(gòu)件，錨栓傳遞的拉力標準值不大于30kN 且在錨固區(qū)配置雙向普通鋼筋，橫向鋼筋面積不小于根據(jù)錨栓荷載計算所得縱向鋼筋面積的60%。3.2 受拉承載力計算一、機械錨栓機械錨栓后錨固連接受拉承載力

10、應(yīng)按照鋼材破壞、 混凝土錐體受拉破壞、 劈裂破壞等 3 種破壞類型，及單錨與群錨兩種錨固連接方式， 共計六種情況分別計算。1 單一錨栓受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：4Nsd NRd,sNsd NRd,pNsd NRd,cNsd NRd,sp2 群錨受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：?h ?d?,?g ?d?,?g ?d?,?式中： Nsd單一錨栓拉力設(shè)計值(N)?h 群錨中拉力最大錨栓的拉力設(shè)計值(N)?d?g 群錨受拉區(qū)總拉力設(shè)計值（N)?dNRd,s錨栓鋼材破壞受拉承載力設(shè)計值（N)NRd,c混凝土錐體破壞受拉承載力設(shè)計值(N)NRd,sp混擬土劈裂破壞受拉承載力設(shè)計值（N)。3 鋼材破壞機械錨栓鋼材

11、破壞受拉承載力設(shè)計值計算按后錨固技術(shù)規(guī)程6.1.2條計算。4 混凝土錐體破壞單錨或群錨混凝土錐體受拉破壞是后錨固破壞的基本形式， 特別是膨脹型錨栓和擴底型錨栓。 機械錨栓混凝土錐體破壞受拉承載力設(shè)計值按 后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.3 計算。5 混凝土劈裂破壞錨栓安裝過程中不產(chǎn)生劈裂破壞的最小邊距cmin、最小間距 smin 及基材最小厚度 hmin，應(yīng)根據(jù)錨栓產(chǎn)品的認證報告確定；無認證報告時，在符合相應(yīng)產(chǎn)品標準及本規(guī)程有關(guān)規(guī)定情況下?？砂聪铝幸?guī)定取用：（1）hmin 取為 2hef ，且 hmin 不小于 100mm；（2）當為膨脹型錨栓時， cmin 取為 2hef ，smin 取為 hef

12、；（3）當為擴底型錨栓時， cmin 取為 hef ，smin 取為 hef 。當瞞足下列條件之一時，可不考慮荷載條件下的劈裂破壞：5（1）c 不小 1.5c cr,sp ，且 h 不小于 2hef 。ccr,sp 為基材混凝土劈裂破壞的臨界邊距，應(yīng)根據(jù)錨栓產(chǎn)品的認證報告確定； 無認證報告時， 在符合相應(yīng)產(chǎn)品標準及本規(guī)程有關(guān)規(guī)定情況下，擴底型錨栓可取為 2hef ，膨脹型錨栓可取為 3hef 。（2）采用適用于開裂混凝土的錨栓，按照開裂混擬土計算承載力，且考慮劈裂力時基材裂縫寬度不大于 0.3mm。當不滿足不考慮荷載條件下的劈裂破壞條件時，應(yīng)按照后錨固技術(shù)規(guī)程6.1.12 條規(guī)定計算混凝土劈裂

13、破壞承載力設(shè)計值。二、化學錨栓化學錨栓受拉承載力應(yīng)按錨栓鋼材破壞、混合破壞、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 種情況進行計算。1 單一錨栓受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：Nsd NRd,sNsd NRd,pNsd NRd,cNsd NRd,sp2 群錨受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：?h ?d?,?g?d?,?g ?d?,?g ?d?,?式中： Nsd單一錨栓拉力設(shè)計值(N)?h 群錨中拉力最大錨栓的拉力設(shè)計值(N)?d?g 群錨受拉區(qū)總拉力設(shè)計值（N)?dNRd,s錨栓鋼材破壞受拉承載力設(shè)計值（N)NRd,c混凝土錐體破壞受拉承載力設(shè)計值(N)NR

14、d,p混合破壞受拉承載力設(shè)計值(N)NRd,sp混擬土劈裂破壞受拉承載力設(shè)計值（N)。3 鋼材破壞6化學錨栓鋼材破壞受拉承載力設(shè)計值計算按后錨固技術(shù)規(guī)程6.2.3條計算。4 混凝土錐體破壞化學錨栓混凝土錐體破壞受拉承載力設(shè)計值按后錨固技術(shù)規(guī)程6.2.3 計算。5 混合破壞普通化學錨栓發(fā)生混合破壞時， 其受拉承載力相關(guān)計算詳 后錨固技術(shù)規(guī)程 6.2.2 及 6.2.4 條。6 混凝土劈裂破壞基材混凝土劈裂破壞分兩種情況， 一種發(fā)生在錨栓安裝階段， 主要是由預緊力所引起，另一種是使用階段，主要是外荷載所造成。究其根源，是由于膨脹側(cè)壓力所致。錨栓安裝過程中不產(chǎn)生劈裂破壞的最小邊距 cmin、最小間距

15、 smin 及基材最小厚度 hmin，應(yīng)根據(jù)錨栓產(chǎn)品的認證報告確定；無認證報告時，在符合相應(yīng)產(chǎn)品標準及本規(guī)程有關(guān)規(guī)定情況下。可按下列規(guī)定取用：（1）cmin 取為 hef ；（2）smin 取為 hef ；（3）hmin h min 取為 2hef 。當瞞足下列條件之一時，可不考慮荷載條件下的劈裂破壞：（1）c 不小 1.5c cr,sp ，且 h 不小于 2hmin。ccr,sp 為基材混凝土劈裂破壞的臨界邊距，取為 2hef ；（2）采用適用于開裂混凝土的錨栓，按照開裂混擬土計算承載力，且考慮劈裂力時基材裂縫寬度不大于 0.3mm。當不滿足不考慮荷載條件下的劈裂破壞條件時，應(yīng)按照后錨固技術(shù)

16、規(guī)程6.2.15 條規(guī)定計算混凝土劈裂破壞承載力設(shè)計值。三、基材破壞1、混凝土錐體破壞受拉承載力單錨或群錨混凝土錐體受拉破壞是后錨固破壞的基本形式， 特別是膨脹型錨栓和擴底型錨栓。 機械錨栓混凝土錐體破壞受拉承載力設(shè)計值按 后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.3 計算，化學錨栓混凝土錐體破壞受拉承載力設(shè)計值按后錨固技術(shù)規(guī)程 6.2.3 條計算。72、混凝土劈裂破壞3.3 受剪承載力計算一、機械錨栓機械錨栓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 種情況分別計算。1 單一錨栓受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：? ?d?,

17、? ?d?,?d?,?2 群錨受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：h?d?,?g? ?d?,?g? ?d?,?式中： ? 單一錨栓剪力設(shè)計值（N）;?dh 群錨中剪力最大錨栓的剪力設(shè)計值（N）;?dg 群錨總剪力設(shè)計值（N） ;?d?錨 栓鋼材破壞受剪承載力設(shè)計值（N）;?,?混凝土邊緣破壞受剪承載力設(shè)計值（N） ;?,?混凝土剪撬破壞受剪承載力設(shè)計值（N）。?,?3 錨栓鋼材受剪錨栓鋼材受剪破壞分為純剪破壞和拉、彎、剪的復合受力兩種情況。對于有杠桿臂拉、彎、剪復合受力，及無杠桿臂的純剪，應(yīng)按后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.14 的相關(guān)規(guī)定進行計算。84 混凝土邊緣楔形體破壞混凝土邊緣楔形體破壞時的受剪承載力計

18、算按后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.156.1.25 條文計算。5 混凝土剪撬破壞基材混凝土剪撬破壞主要發(fā)生在中心受剪（ c 不小于 10hef ）之短粗錨栓埋深較淺的情況，系剪力反方向混凝土被錨栓撬壞， 承載力計算按后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.26 計算?；炷良羟似茐模哄^在剪力和扭矩作用下，各錨栓所受剪力方向相反時，應(yīng)分別驗算單根錨栓剪撬破壞承載力， 計算方法參照 后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.27 。二、化學錨栓1 單一錨栓受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：? ?d?,? ?d?,?d?,?2 群錨受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：h? ?d?,?g? ?d?,?g? ?d?,?3 錨栓鋼材受剪化學錨栓鋼材破壞受剪承載

19、力設(shè)計值應(yīng)按后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.14計算。4 混凝土邊緣破壞受剪化學錨栓混凝土邊緣破壞受剪承載力可參考后錨固技術(shù)規(guī)程 6.2.186.2.21 條文計算。5 混凝土剪撬破壞混凝土剪撬破壞應(yīng)按照后錨固技術(shù)規(guī)程6.1.26 和 6.1.27 條的規(guī)定進行9計算。對于普通化學錨栓， 應(yīng)根據(jù)混合破壞受拉承載力標準值及混凝土錐體破壞受拉承載力標準值，采用后錨固技術(shù)規(guī)程中（6.1.26-1 ）與（ 6.1.26-2 ）分別計算混凝土剪撬破壞受剪承載力設(shè)計值， 并應(yīng)取二者的較小值作為普通化學錨栓混凝土剪撬破壞受剪承載力設(shè)計值。3.4 拉剪復合受力承載力計算彈性設(shè)計時，拉剪復合受力下， 機械錨栓及化學錨栓

20、的鋼材破壞承載力和混凝土破壞承載力計算公式相同。彈性設(shè)計時， 拉剪復合受力下， 錨栓鋼材破壞承載力計算公式按 后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.28 計算，混凝土破壞承載力按后錨固技術(shù)規(guī)程 6.1.29 。3.5 抗震承載力驗算1 后錨固技術(shù)適用于設(shè)防烈度 8 度及 8 度以下地區(qū)以鋼筋混凝土、 預應(yīng)力混凝土為基材的后錨固連接。 在承重緒構(gòu)中采用后錨固技術(shù)時宜采用植筋， 設(shè)防烈度不高于 8 度(0.2g ）的建筑物，可采用后擴底錨栓和特殊倒錐形化學錨拴。后擴底錨栓和特殊倒錐形化學錨拴應(yīng)用范圍限制在抗震設(shè)防烈度8 度 (0.2g ）及以下，主要是參考了現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范 GB50367的有

21、關(guān)規(guī)定。2 抗震設(shè)防區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接時， 膨脹型錨栓不應(yīng)作為受拉、 邊緣受剪和拉剪復合受力連接件。3 在抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)用的錨栓應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）應(yīng)采用適用于開裂混凝土的錨栓，并應(yīng)進行裂縫反復開合下錨栓承載能力檢測；（2）應(yīng)進行抗震性能適用檢測。4 機械錨栓的抗震性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準 混凝土用膨脹型、 擴孔型建筑錨栓 JG160 的有關(guān)規(guī)定。5 化學錨栓的抗震性能應(yīng)按 后錨固技術(shù)規(guī)程 附錄 B 的規(guī)定進行檢驗， 并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）抗拉錨固系數(shù) 不應(yīng)小于 0.8 ，滑移系數(shù) 不應(yīng)小于 0.7 ，抗拉承載力變異系數(shù)N小不應(yīng)大于0.3 ；（2）剩余抗剪承載力與C25非開裂混凝土下基本抗剪性能試

22、驗的抗剪承載力平均值的比值不應(yīng)小于0.8 。6 錨栓螺桿的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應(yīng)小于1.25 屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應(yīng)大于1.3 ，且在最大拉力下的總伸長率10實測值不應(yīng)小于9%。8 后錨固連接不應(yīng)位于基材混凝土結(jié)構(gòu)塑性鉸區(qū)。9 后錨固連接破壞應(yīng)控制為錨栓鋼材受拉延性破壞或連接構(gòu)件延性破壞。10 后錨固連接抗震驗算時，混凝土基材應(yīng)按開裂混凝土計算。11 錨固連接地震作用內(nèi)力計算應(yīng)按現(xiàn)行國家標準建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011 進行；地震作用下錨固連接承載力的計算應(yīng)根據(jù)后錨固技術(shù)規(guī)程第4.3.5條考慮錨固承載力降低系數(shù)。12 后錨固連接控制為錨栓鋼材受拉延性破

23、壞時，應(yīng)滿足下列要求：（1）單個錨栓：群錨：NRk,s 錨栓鋼材破壞受拉承載力標準值；NRk,min 混凝土破壞受拉承載力標準值，取NRk,c 、NRk,sp 、NRk,p 的最小值；? 群錨中拉力最大錨栓的拉力標準值；?sk?群錨受拉區(qū)總拉力標準值；skk地震作用下錨固承載力降低系數(shù)。（2）錨栓應(yīng)具有不小于8d 的延性伸長段， 并應(yīng)采取施保證不及發(fā)生屬曲破壞。（3）錨栓采用非全螺紋螺桿且螺紋部分未采用鐓粗等工藝增強時，螺桿極限抗拉強度應(yīng)大于屈服強度的 1.3 倍；采用鐓粗等工藝增強的螺紋長度不應(yīng)計人延性伸長段。13 后錨固連接控制為連接構(gòu)件延性破壞時，應(yīng)滿足后錨固技術(shù)規(guī)程第8.2.3 條規(guī)定。4 構(gòu)造規(guī)定4.1 混凝土基材混凝土基材的厚度h 應(yīng)符合下列規(guī)定 :1 對于膨脹型錨栓和擴底型錨栓，h 不應(yīng)小于 2hef ，且 h 應(yīng)大于 l00mm。hef為錨栓的有效埋置深度。2 對于化學錨栓， h 不應(yīng)小于 hef +2d0，且 h 應(yīng)大于 l00mm。d0 為鉆孔直徑。114.2 錨栓及錨栓布置1 群錨錨栓最小間距 s 和最小邊距 c，應(yīng)根據(jù)錨栓產(chǎn)品的認證報告確定； 當無認證報告時，應(yīng)符