[分享]后置锚栓连接的一些细节问题

发表于2021-01-18     365人浏览     2人跟帖     总热度:770  

    在混凝土结构的改造工程中,后置锚栓的使用非常普遍(如图1)。《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013(加固规范)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013(后锚固规程),对后置锚栓连接的计算方法和构造要求提出了详尽的规定。但在实际工程中,依然会发现一些值得探讨的细节问题。因《加固规范》的实施日期晚于《后锚固规程》,故对二者的不一致之处,本文均以前者为准。

后置锚栓连接的一些细节问题_1


一、《加固规范》关于锚栓的主要内容:

(一)承重结构可用的锚栓选型:

1.机械锚栓,有如下三种:

(1)自扩底机械锚栓;

(2)模扩底机械锚栓;

(3)胶粘-模扩底机械锚栓。

2.特殊倒锥形胶粘型锚栓。

“化学锚栓”因不够科学、严谨,已退出历史舞台。

3.后置锚栓连接仅能用于设防烈度不高于8度且建于Ⅰ、Ⅱ类场地的建筑物。

4.不得使用普通膨胀锚栓。

(二)单个锚栓的受剪承载力:

《加固规范》对单个锚栓的受剪承载力Va给出了详尽的计算方法,取如下两项的较小值,即Va=min{Vs,Vc}

1.由锚栓杆决定的受剪承载力Vs

与锚栓杆钢材的性能等级、有效截面、杠杆臂有关,并考虑抗震折减系数;

2.由基材混凝土决定的受剪承载力Vc

与混凝土强度等级、锚栓边距、锚栓外径、锚栓有效锚固深度有关,并考虑其它相关因素影响进行折减,计算比较繁琐。不考虑抗震折减。

对于受拉承载力,笔者认为,因为锚栓的有效锚固深度有限,承重结构尽量不要采用后置锚栓的受拉。当后锚固确有受拉的需要时,应优先采用植筋的方式更为稳妥。故本文以锚栓受剪作为讨论的重点,略去锚栓受拉的情况。对于轻质雨棚、轻型钢架的柱脚等受力较小的连接,可采用机械锚栓。

(三)受剪锚栓的主要构造要求:

1.最小有效锚固深度hef,见规范表16.4.3,随锚栓杆径不同而不同;

2.基材混凝土的最小厚度hmin≥ 1.5hef,且≥100mm;

3.锚栓公称直径≥12mm;

4.锚栓边距c≥0.8hef;最小间距s≥hef

二、锚栓群的受剪承载力问题:

《加固规范》对单个锚栓的受剪承载力给出了详尽的计算方法,但对于螺栓群的受剪承载力计算方法并未予以明确。因为下列因素的影响,螺栓群的受剪承载力并不与螺栓数量成正比,甚至只有少数锚栓在受力。

1.锚栓杆与锚栓孔壁的贴紧状态难以把握:

锚栓属于承压型螺栓,其发挥受剪承载力的前提是锚栓杆与锚栓孔壁必须紧密贴合。但在实际工程中,由于难以克服的施工误差或不得不临时调整钻孔位置,每个锚栓与孔壁的相对位置关系各不相同,不可能保证每个螺栓与孔壁都紧密贴合,所以也就不可能做到各锚栓均衡受力。

经常有这种情况:锚栓在现场安装,锚板在工厂加工,各自分头进行。现场临时调整钻孔位置不能及时反馈到工厂,造成加工好的锚板到现场安装时,锚栓和锚栓孔对不上,不得不临时扩孔,甚至是随意扩孔。

如下图2所示,尽管有6个锚栓,但在极端情况下,可能只有两个锚栓在受力(图中1#和2#锚栓)。

后置锚栓连接的一些细节问题_2

2.锚栓杆倾斜,锚板安装时不得不扩孔(如图3),扩大到安上为止。

3.基面不平整,锚栓悬臂,锚板脱空(如图3)。这种情况下,即使锚栓与孔壁紧密贴合,但因各锚栓刚度不同,也不可能均衡受力。

4.或许有人会说,少数受力的锚栓变形后,会将剪力分配给其它锚栓,从而达到共同受力。笔者认为这种情况是不可能的,一来剪切变形量很小,无法完成剪力重分配;二来,变形达到多少以后其它锚栓才能受力也是未知数,因为其它锚栓孔的间隙是未知数。

三、连接板与锚板的焊缝问题:

连接板与锚板(板件命名见图4)之间的焊缝很重要,严格来讲应该在工厂焊接。但如图4所示,如果在工厂就将连接板焊在锚板上,则钢梁将受到锚栓头或锚板的阻挡,无法安装就位,故只能先将钢梁安装就位后(图5),再在现场焊接。由于操作空间和焊接姿势的影响,该焊缝质量将大打折扣。

后置锚栓连接的一些细节问题_3

四、后置锚栓连接的改进建议和注意事项:

1.预先用聚合物砂浆对混凝土基面进行修补,达到平整、垂直;

2.设计图中应注明:先安装锚栓,并垂直于基面安装,避免锚栓倾斜。再准确测量锚栓的实际位置,而后据此在锚板上开孔,一一对应,避免安装时随意扩孔。

3.当现场具备施工操作空间时,尽量采用两块连接板,并都开坡口。如不具备操作空间,则只能采用一块连接板单面焊,务必开坡口,且需将连接板适当加厚。

4.锚栓的受剪状态同C级螺栓。按《钢标》11.5.1 条要求,C级螺栓的孔径较螺杆直径大1~1.5 mm。对于锚栓而言,显然是难以做到的。若参照地脚锚栓,孔径较锚栓直径大20mm,这显然是太大了。可见锚栓的孔径如何控制还有待明确,避免随意加大孔径。

5.锚栓群的受剪承载力不能取为单个锚栓的承载力乘以锚栓个数,建议只计一半数量的锚栓。即使如此,也不一定是安全的,只能说是相对安全。

6.《加固规范》在锚栓受剪承载力计算中,未提及孔壁的承压承载力。当锚栓性能等级较高而锚板材质较低时,应注意补充验算孔壁承压承载力。

7.图1剖面1-1中最上面锚栓与楼板下表面的距离b=100mm为宜,方便钻孔操作,并适当留有调整孔位的余地。锚栓水平间距宜为“翼缘宽度+50”,以方便钢梁就位。

8.关于锚栓的中心距,《钢标》有最大间距的要求(≤8d0),而《加固规范》有最小间距的要求(≥hef)。当二者矛盾时,可不执行《钢标》的要求。

9.图1情况下的钢梁与楼板间隙的楔紧措施不能遗忘。

10.图中应注明锚栓性能等级、基面混凝土强度等级(依据鉴定报告)。

11.《加固规范》16.4.2条中关于最小锚固深度的要求(下图划线部分),没有实际意义且易误导他人,故建议删去。最小锚固深度按表16.4.3执行即可。

后置锚栓连接的一些细节问题_4


转自公众号:土木吧

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 发表于2021-01-18   |  只看该作者      

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后置锚栓连接的一些细节问题

 发表于2021-01-18   |  只看该作者       筑龙币+10

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1.关于结构胶的耐久性和耐高温等各种性能指标,可查阅《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》2011版第4章,很详细。

2.不应在胶粘型锚栓杆上直接焊接。但在锚板上焊接问题不大,可采取降温措施(不超过125度),比较简单易行的办法就是覆盖湿抹布。

3.“化学锚栓”这一名词已退出历史舞台,改称“胶粘型锚栓”,而且只列入“特殊倒锥形胶粘型锚”这一种。见《加固规范》条文说明16.1.3条。


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