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1、锚栓技术设计要点目录1 锚栓类型及材料11.1 化学锚栓 11.2 机械锚栓 12 适用范围 12.1 适用范围 12.2 涉及规范及标准 33 设计要点 33.1 锚固连接内力计算 33.2 受拉承载力计算 43.3 受剪承载力计算 83.4 拉剪复合受力承载力计算 103.5 抗震承载力验算 104 构造规定 114.1 混凝土基材 114.2 锚栓及锚栓布置 124.3 抗震构造措施 12锚栓技术设计要点1 锚栓类型及材料锚栓是将被连接件锚固到基材上的锚固组件产品，分为机械锚栓和化学锚栓。1.1 化学锚栓化学锚栓是由金属螺杆和锚固胶组成，通过锚固胶形成锚固作用的锚栓。化学锚栓按照其使用范
2、围可分为两种：适用于开裂混凝土和不开裂混凝土的 化学锚栓及适用于不开裂的混凝土的化学锚栓。按照受力机理可分为两种：普通化学锚栓和特殊倒锥形化学锚栓。特殊倒锥 形化学锚栓，在安装时通过锚固胶与倒锥形螺栓杆之间滑移可形成类似于机械锚 栓的膨胀力。1.2 机械锚栓机械锚栓，是利用锚栓与锚孔之间的摩擦作用或锁键作用形成锚固的锚栓。按照其工作机理分为两类：扩底型锚栓、膨胀型锚栓。扩底型锚栓：通过锚 孔底部扩孔与锚栓组件之间的锁键形成锚固作用的锚栓，分为自扩底锚栓和模扩 地锚栓。膨胀型锚栓：利用膨胀件加压锚孔孔壁形成锚固作用的锚栓，分为扭矩 控制式膨胀型锚栓和位移控制式膨胀型锚栓。按照其使用范围可分为两种
3、：适用于开裂混凝土和不开裂混凝土的机械锚栓 及适用于不开裂的混凝土的机械锚栓。2 适用范围2.1 适用范围锚栓应按照锚栓性能、基材形状、锚固连接的受力性质、被连接结构类型 抗震设防等要求选用。锚栓用于结构构件连接时的适用范围、锚栓受力状态和、设防烈度 锚栓类型受拉、边缘受剪和拉剪复合受力受压、中心受剪 和压剪复合受力非抗震6、7度8度W8度0.2g0.3g机械锚栓膨胀型 锚栓扭矩控制式锚栓适用不适用适用位移控制式锚栓不适用扩底型锚栓适用不适用适用化学锚栓特殊倒锥形化学锚栓适用不适用适用普通化学锚栓适用适用锚栓用于非结构构件连接时的适用范围锚栓受力状态和锚栓类型受拉、边缘受剪和拉剪 复合受力（抗
4、震设防烈度W8 度）受压、中心受剪和压剪复 合受力（抗震设防烈度W8度）生命线工程非生命线工程生命线工程非生命线工程机械锚栓膨胀型锚栓扭矩控制式锚栓适用于开裂混凝土适用适用于不开裂混凝土不适用适用位移控制式锚栓不适用适用扩底型锚栓适用化学锚栓特殊倒锥形化学锚栓适用普通化学锚栓适用于开裂混凝土适用适用于不开裂混凝土不适用适用注：1表中受压是指锚板受压，锚栓本身不是承受压力；2 适用于开裂混凝土的锚栓是指卯足开裂混凝土及裂缝反复开合下锚固性能 要求的锚栓。2.2 涉及规范及标准混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2013（下文简称后锚固技术规程） 混凝土结构加固设计规范 GB50367-2013
5、混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓JG160钢结构设计规范GB 500l7混凝土结构设计规范GB 500l0混凝土结构加固设计规范GB 503673 设计要点3.1锚固连接内力计算一、基本假定锚栓内力宜按下列基本假定进行计算：1 被连接件与基材结合面受力变形后仍保持为平面，锚板平面外弯曲变形可 忽略不计2 锚栓本身不传递压力，锚固连接的压力应通过被连接件的锚板直接传给基 材混拟土；3 群锚锚栓内力按弹性理论计算；当锚栓钢材的性能等级不大于5.8级且锚 固破坏为锚栓钢材破坏时，可考虑塑性应力重分布计算。二、锚栓内力可采用有限单元法进行计算。计算时，混拟土的材性指标可按 现行国家标准混凝土结构设计规范
6、GB 500l0的有关规定取用，锚栓可采用 实测的荷载-变形曲线。锚板平面外弯曲变形不可忽略时，应考虑该弯曲变形的 影响。三、当锚固区基材满足混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2013 公式 （5.1.3）时，宜判定为不开裂混拟土，否则宜判定为开裂混凝土。四、锚板厚度应按现行国家标准钢结构设计规范GB 500l7进行设计， 且不宜小于锚栓直径的 O.6 倍；受拉和受弯铺板的厚度尚宜大于锚栓间距的以 1/8；外围锚栓孔至锚板边缘的距离不应小于2倍锚栓孔直径和20mm。五、群锚的内力计算分为群锚受拉内力计算和群锚受剪内力计算两部分。（一）群锚受拉内力计算1 轴心拉力作用下，群锚各锚栓所承受的
7、拉力设计值应按照后锚固技术规 程第5.2.1条公式计算。2 轴心拉力与弯矩共同作用下，弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应 按后锚固技术规程第5.2.2条相关规定计算。3 部分锚栓受拉时，群锚受拉区总拉力设计值应按照后锚固技术规程第5.2.3 条公式计算。4 受拉锚栓合力点相对于群锚受拉锚栓重心的偏心距计算公式见后锚固技 术规程5.2.4 条。（二）群锚受剪内力计算1 钢材破坏或混凝土剪撬破坏时，应按群锚中所有锚栓均承受剪力进行设计 剪切荷载设计值V作用下，锚栓的剪力设计值公式详后锚固技术规程第5.3.3 条。混凝土边缘破坏，剪力方向垂直于基材边缘时，应按部分锚栓承受剪力进行 设计；剪力方向
8、平行于基材边缘时，应按全部锚栓承受剪力进行设计。混凝土边 缘破坏，剪切荷载设计值 V 作用下，锚栓的剪力设计值应按后锚固技术规程5.3.4 条计算。混凝土边缘破坏时，群锚总剪力设计值应取各锚栓合力值，当锚 栓剪力作用方向背离混凝土边缘时，该剪力值可不做参考。2 剪力方向有长槽孔时，该处锚栓不应承担剪力。（三）群锚受扭内力计算群锚在扭矩设计值 T 作用下，各锚栓的剪力设计值应按后锚固技术规程5.3.5 计算。（四）群锚剪力和扭矩共同作用下内力计算群锚在剪力设计值V和扭矩设计值T共同作用下，各锚栓的剪力设计值应按 后锚固技术规程5.3.6计算。六、基材附加内力计算后锚固基材设计，应考虑后锚固节点传
9、递的荷载及锚栓在基材中产生的劈裂 力对基材的不力影响。后锚固节点传递给基材的剪力设计值应符合后锚固技术 规程5.4.2 条规定，后锚固混凝土基材设计时，锚栓在基材中产生的劈裂力标 准值可按照后锚固技术规程5.4.3条规定进行计算。当满足下列条件之一时，可不考虑劈裂力对基材的影响：1 锚栓位于基材受压区；2 锚栓传递的拉力标准值小于 19kN；3对于墙板构件，锚栓传递的拉力标准值不大于30kN且在锚固区配置双向 普通钢筋，横向钢筋面积不小于根据锚栓荷载计算所得纵向钢筋面积的 60%。3.2 受拉承载力计算一、机械锚栓 机械锚栓后锚固连接受拉承载力应按照钢材破坏、混凝土锥体受拉破坏、劈 裂破坏等3
10、种破坏类型，及单锚与群锚两种锚固连接方式，共计六种情况分别计 算。1 单一锚栓受拉承载力应符合下列规定：N WNsdRd,sN WNsdRd,pN WNsdRd,cN WNsdRd,sp2 群锚受拉承载力应符合下列规定：俾d S %,SNg S Nrw式中：N 单一锚栓拉力设计值（N）sd吟群锚中拉力最大锚栓的拉力设计值（N）sdNg 群锚受拉区总拉力设计值（N）sdN锚栓钢材破坏受拉承载力设计值（N）Rd,sN 混凝土锥体破坏受拉承载力设计值（N）Rd,cN 混拟土劈裂破坏受拉承载力设计值（N）。Rd,sp3 钢材破坏机械锚栓钢材破坏受拉承载力设计值计算按后锚固技术规程6.1.2 条计4 混
11、凝土锥体破坏 单锚或群锚混凝土锥体受拉破坏是后锚固破坏的基本形式，特别是膨胀型锚 栓和扩底型锚栓。机械锚栓混凝土锥体破坏受拉承载力设计值按后锚固技术规 程6.1.3 计算。5 混凝土劈裂破坏锚栓安装过程中不产生劈裂破坏的最小边距c、最小间距s及基材最小min min厚度 h ，应根据锚栓产品的认证报告确定；无认证报告时，在符合相应产品标 min准及本规程有关规定情况下。可按下列规定取用：（1）h取为2h，且h不小于100mm；minefmin（2）当为膨胀型锚栓时，c取为2h，s取为h ；minef minef（3）当为扩底型锚栓时，c取为h，s取为h。minef minef当瞒足下列条件之一
12、时，可不考虑荷载条件下的劈裂破坏：(1) c不小1.5c ，且h不小于2h。c 为基材混凝土劈裂破坏的临界cr,spef cr,sp边距，应根据锚栓产品的认证报告确定；无认证报告时，在符合相应产品标准及 本规程有关规定情况下，扩底型锚栓可取为 2h ，膨胀型锚栓可取为 3h 。ef ef(2) 采用适用于开裂混凝土的锚栓，按照开裂混拟土计算承载力，且考虑 劈裂力时基材裂缝宽度不大于 0.3mm。当不满足不考虑荷载条件下的劈裂破坏条件时，应按照后锚固技术规程6.1.12 条规定计算混凝土劈裂破坏承载力设计值。二、化学锚栓 化学锚栓受拉承载力应按锚栓钢材破坏、混合破坏、混凝土锥体受拉破坏、 劈裂破
13、坏等 4 种破坏类型，及单锚与群锚两种锚固连接方式，共计 8 种情况进行 计算。1 单一锚栓受拉承载力应符合下列规定：N WNsd Rd,sN WNsd Rd,pN WNsd Rd,cN WNsd Rd,sp2 群锚受拉承载力应符合下列规定：Nh N“sd Ra,sJd NRd,pNg Ng Nrw式中：N 单一锚栓拉力设计值(N)sdNh群锚中拉力最大锚栓的拉力设计值(N)sdNg 群锚受拉区总拉力设计值(N)sdN锚栓钢材破坏受拉承载力设计值(N)Rd,sN 混凝土锥体破坏受拉承载力设计值(N)Rd,cN混合破坏受拉承载力设计值(N)Rd,pN混拟土劈裂破坏受拉承载力设计值(N)。Rd,s
14、p3 钢材破坏化学锚栓钢材破坏受拉承载力设计值计算按后锚固技术规程6.2.3条计 算。4 混凝土锥体破坏化学锚栓混凝土锥体破坏受拉承载力设计值按后锚固技术规程6.2.3计5 混合破坏 普通化学锚栓发生混合破坏时，其受拉承载力相关计算详后锚固技术规程 6.2.2及6.2.4条。6 混凝土劈裂破坏 基材混凝土劈裂破坏分两种情况，一种发生在锚栓安装阶段，主要是由预紧 力所引起，另一种是使用阶段，主要是外荷载所造成。究其根源，是由于膨胀侧 压力所致。锚栓安装过程中不产生劈裂破坏的最小边距c、最小间距s及基材最小min min厚度h，应根据锚栓产品的认证报告确定；无认证报告时，在符合相应产品标 min准及本规程有关规定情况下。可按下列规定取用：（1）c取为h ；minef（2）s取为h ；minef（3）h h 取为 2h。min min ef 当瞒足下列条件之一时，可不考虑荷载条件下的劈裂破坏：（1）c不小1.5c ，且h不小于2h。c 为基材混凝土劈裂破坏的临界cr,spmin cr,sp边距，取为2h ；ef（
