预埋件及化学锚栓计算

Preparedon24November2020预埋件及化学锚栓计算后置埋件及化学螺栓计算一、设计说明与本部分预埋件对应的主体结构采用混凝土强度等级为C30。在 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 中尽量采用预埋件，但当实际工程中需要采用后置埋件，需对后置埋件进行补埋计算。本部分后置埋件由4-M12×110mm膨胀、扩孔锚栓，250×200×10mm镀锌钢板组成，形式如下：埋件示意图当前计算锚栓类型：后扩底机械锚栓；锚栓材料类型：A2-70；螺栓行数：2排；螺栓列数：2列；最外排螺栓间距：H=100mm；最外列螺栓间距：B=130mm；螺栓公称直径：12mm；锚栓底板孔径：13mm；锚栓处混凝土开孔直径：14mm；锚栓有效锚固深度：110mm；锚栓底部混凝土级别：C30；二、荷载计算Vx：水平方轴剪力；Vy：垂直方轴剪力；N：轴向拉力；Dx：水平方轴剪力作用点到埋件距离，取100mm；Dy：垂直方轴剪力作用点到埋件距离，取200mm；Mx：绕x轴弯矩；My：绕y轴弯矩；T：扭矩设计值T=500000N·mm；Vx=2000NVy=4000NN=6000NMx1=300000N·mmMx2=VyDx=4000×100=400000N·mmMx=Mx1+Mx2=700000N·mmMy=250000N·mmMy2=VxDy=2000×200=400000N·mmMy=My1+My2=650000N·mm三、锚栓受拉承载力计算(一)、单个锚栓最大拉力计算1、在轴心拉力作用下，群锚各锚栓所承受的拉力设计值：；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.2.1条)式中，：锚栓所承受的拉力设计值；：总拉力设计值；：群锚锚栓个数；：锚栓受力不均匀系数，取。2、在拉力和绕y轴弯矩共同作用下，锚栓群有两种可能的受力形式，具体如下所示；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.2.2条)假定锚栓群绕自身的中心进行转动，经过分析得到锚栓群形心坐标为(125，100)，各锚栓到锚栓形心点的x向距离平方之和为：∑x2=4×652=16900mm2；x坐标最高的锚栓为4号锚栓，该点的x坐标为190，该点到形心点的x轴距离为：x1=190-125=65mm；x坐标最低的锚栓为1号锚栓，该点的x坐标为60，该点到形心点的x轴距离为：x2=60-125=-65mm；锚栓群的最大和最小受力分别为：由于Nmin<0，说明连接下部受压，在弯矩作用下构件绕最左排锚栓转动，此时，分析计算得到各锚栓到左排锚栓的x轴距离平方之和为：∑xd2=33800mm2；最右锚栓点到最左锚栓点的x轴距离为：xd=190-60=130mm；Ly：轴力N作用点至受压一侧最外棑锚栓的垂直距离，取65mm；那么，锚栓所受最大拉力实际为：综上，锚栓群在拉力和垂直弯矩共同作用下，锚栓的最大拉力设计值为4000N。3、在拉力和绕x轴弯矩共同作用下，锚栓群有两种可能的受力形式，具体如下所示；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.2.2条)假定锚栓群绕自身的中心进行转动，各锚栓到锚栓形心点的y向距离平方之和为：∑y2=4×502=10000mm2；y坐标最高的锚栓为4号锚栓，该点的y坐标为150，该点到形心点的y轴距离为：y1=150-100=50mm；y坐标最低的锚栓为1号锚栓，该点的y坐标为50，该点到形心点的y轴距离为：y2=50-100=-50mm；锚栓群的最大和最小受力分别为：由于Nhmin<0，说明连接下部受压，在弯矩作用下构件绕最下排锚栓转动，此时，分析计算得到各锚栓到下排锚栓的y轴距离平方之和为：∑yd2=20000；最上锚栓点到最下锚栓点的y轴距离为：yd=150-50=100mm；Lx：轴力N作用点至受压一侧最外棑锚栓的垂直距离，取50mm；因此，锚栓所受最大拉力实际为：综上，锚栓群在拉力和水平弯矩共同作用下，锚栓的最大拉力设计值为5000N。(二)、锚栓受拉区总拉力计算计算依据：，；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.2.3条)式中，：锚栓受拉区总拉力设计值；：锚栓中受拉锚栓i的拉力设计值；：锚栓中最大锚栓的拉力设计值；：锚栓1至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；：锚栓i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离。，四、混凝土锥体受拉承载力计算计算依据：，；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.3条)对于开裂混凝土：；对于不开裂混凝土：式中，：混凝土锥体破坏受拉承载力 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值；：单根锚栓受拉时，混凝土理想锥体破坏受拉承载力标准值；：混凝土锥体破坏受拉承载力分项系数，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，取；：混凝土立方体抗压强度标准值。当不小于45N/mm2且不大于60N/mm2时，应乘以降低系数；：锚栓有效锚固深度。对于膨胀型螺栓及扩底型锚栓，为膨胀锥体与孔壁最大挤压点的深度；：根锚栓受拉且无间距、边距影响时，混凝土理想锥体破坏投影面面积；：单根锚栓或群锚受拉时，混凝土实际锥体破坏投影面面积；：边距c对受拉承载力的影响系数；： 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的影响系数；：荷载偏心eN对受拉承载力的影响系数。另外，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.9条规定：群栓有三个及以上边缘且锚栓的最大边距不大于(见下图)，计算混凝土锥体受拉破坏的受拉承载力设计值时，应取代替、代替、代替用于计算、、、及。1、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.4条)计算公式：式中，：混凝土锥体破坏且无间距效应和边缘效应情况下，每根锚栓达到受拉承载力标准值的临界间距，应取为。2、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.5条)(1)、单根锚栓，靠近构件边缘布置，且c1不大于时(下左图)：计算公式：(2)、双栓，垂直于构件边缘布置，且c1不大于，s1不大于时(上右图)：计算公式：(3)、双栓，平行于构件边缘布置，且c2不大于，s1不大于时(下左图)：计算公式：(4)、四栓，位于构件角部，且c1不大于，c2不大于，s1不大于，s2不大于时（下右图）计算公式：式中，c1：方向1的边距；c2：方向2的边距；s1：方向1的间距；s2：方向2的间距；：混凝土椎体破坏且无间距效应及边缘效应情况下，每根锚栓达到受拉承载力标准值的临界边距，应取为。3、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.6条)计算公式：式中，c：边距，有多个边距时应取最小值。4、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.7条)计算公式：另外，当的计算值大于时，应取；当锚固区钢筋间距s不小于150mm时，或钢筋直径d不大于10mm且s不小于100mm时，应取。5、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.8条)式中，：受拉锚栓合力点相对于群锚受拉锚栓重心的偏心距。另外，当的计算值大于时，应取；当为双向偏心时，应分别按两个方向计算，应取。综上所述，有，五、混凝土劈裂破坏承载力计算计算依据：，，；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)式中，：混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值；：混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值；：混凝土锥体破坏受拉承载力标准值，按《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.3条计算。在、及相关系数计算中，和应分别由和代替，应取为。：混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数，依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，取。：构件厚度h对劈裂破坏受拉承载力的影响系数。当的计算值大于时，应取。综上所述，，，六、锚栓受拉、混凝土锥体受拉、劈裂承载力校核校核依据：、、；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.1条)其中：锚栓群中拉力最大的锚栓的拉力设计值；：锚栓群受拉区总拉力设计值；：锚栓钢材破坏受拉力设计值；：混凝土锥体破坏受拉力设计值；：混凝土劈裂破坏受拉力设计值；1、锚栓钢材破坏受拉承载力校核：计算依据：，；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.2条)式中：锚栓截面面积，取84.25mm2；：锚栓抗拉强度标准值，取700N/mm2；：锚栓抗剪强度标准值，取450N/mm2；：锚栓钢材破坏受拉承载力标准值；：锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，取；有，，所以锚栓钢材满足强度要求。考虑拉拔安全系数2，则锚栓拉拔试验强度值最少要求达到kN。2、混凝土破坏受拉承载力校核：校核依据：；3、混凝土劈裂受拉承载力校核：校核依据：；七、锚栓受剪承载力计算(一)、单个锚栓最大剪力计算1、钢筋破坏或混凝土剪撬破坏时；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.3.1、条)ny：参与竖向受剪的锚栓数目为4个；nx：参与水平受剪的锚栓数目为4个；单个承受的剪力为：2、混凝土边缘破坏时；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.3.1、进行计算)单个承受的剪力为：(剪力垂直于基材边缘方向，否则不除以2)(剪力垂直于基材边缘方向，否则不除以2)3、群锚在扭矩T作用下；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.3.5条)单个承受的剪力为：4、群锚在剪力V和扭矩T共同作用下；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第5.3.6条)综上所述，锚栓群中单个锚栓最大剪力设计值为。(二)、锚栓最大总剪力计算八、混凝土边缘破坏受剪承载力计算计算依据：，；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)式中，：混凝土边缘破坏受剪承载力标准值；：混凝土边缘破坏受剪承载力分项系数，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，取；：单根锚栓垂直构件边缘受剪时，混凝土理想边缘破坏受剪承载力标准值；：混凝土理想边缘破坏在侧向的投影面面积；：混凝土实际边缘破坏在侧向的投影面面积；：边距比对受剪承载力的影响系数；：边距与厚度比对受剪承载力的影响系数；：剪力角度对受剪承载力的影响系数；：荷载偏心对群栓受剪承载力的影响系数；：锚固区配筋对受剪承载力的影响系数；另外，依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条规定：满足下列条件，计算锚栓边缘受剪承载力时，应分别用代替相应公式中的计算、、、和值。条件：A、后锚固基材厚度h小于；B、平行于剪力作用方向的锚栓边距不大于，不大于。1、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)对于开裂混凝：；对于不开裂混凝土：其中，，式中，，：系数；：锚栓外径；：混凝土立方体抗压强度标准值，当不小于45N/mm2且不大于60N/mm2时，应乘以降低系数。：锚栓有效锚固深度；：锚栓与混凝土基材边缘的距离；：剪切荷载下锚栓的有效长度，取为，且不大于；综上所述，，2、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)计算公式：(式中c1见下图)3、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.18条)A：单根锚栓，位于构件角部，且大于、不大于时(下左图)计算公式：B：双栓，位于构件边缘，且不大于、不大于时(下右图)计算公式：B：四栓，位于构件角部，且不大于、不大于、不大于时(下图)计算公式：4、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)计算公式：，当计算值大于时，应取。5、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)计算公式：，当计算值小于时，应取。5、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)计算公式：式中，：剪力与垂直于构件自由边方向轴线之夹角，不大于90°。当大于90°时，只计算平行于边缘的剪力分量，背离混凝土基材边缘的剪力分量可不计算。因此，6、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)计算公式：，其值大于时，应取。7、计算过程：(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.23条)A：不开裂混凝土或边缘为无筋或少筋的开裂混凝土，应取为；B：边缘配有直径d不小于12mm纵筋的开裂混凝土，应取为；C：边缘配有直径d不小于12mm纵筋及间距不大于100mm箍筋的开裂混凝土，应取为。另外，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，位于角部的群锚，应分别计算两个边缘的受剪承载力设计值，并应取两者中的较小值作为群锚的边缘受剪承载力设计值。综上所述有：，九、混凝土剪撬破坏承载力计算计算依据：，；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)式中，：混凝土剪撬破坏受剪承载力标准值；：混凝土剪撬破坏受剪承载力分项系数，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，取；k：锚固深度对的影响系数。当小于60mm时，k取；当不小于60mm时，k取。因此，，十、锚栓受剪、混凝土边缘破坏受剪、剪撬破坏承载力校核校核依据：、、；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)其中：锚栓群中剪力最大的锚栓的拉力设计值，取5000N；：锚栓群总剪力设计值；：锚栓钢材破坏受剪力设计值；：混凝土边缘破坏受剪力设计值；：混凝土剪撬破坏受剪力设计值；1、锚栓钢材破坏受剪承载力校核：计算依据：；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.14条)其中，：锚栓钢材破坏受剪承载力设计值，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，对于群锚，锚栓钢材断后伸长率不大于8%时，其值应乘以的降低系数；：锚栓钢材破坏受剪承载力分项系数，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条，取；：锚栓应力截面面积为84.25mm2；不考虑杠杆臂的作用有：（依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第.1条）：锚栓抗剪强度标准值，取值为450N/mm2；：锚栓群中剪力最大的锚栓的剪力设计值，取2236N；有，，所以锚栓钢材满足抗剪强度要求。2、混凝土边缘破坏受剪承载力校核校核依据：3、混凝土剪撬破坏承载力校核校核依据：十一、锚栓在拉剪复合承载力下强度校核拉剪复合受力下锚栓钢材破坏时的承载力，按照下面公式计算：；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第条)：锚栓群中拉力最大的锚栓的拉力设计值，取5000N；：锚栓钢材破坏受拉力设计值，取N；：锚栓群中剪力最大的锚栓的剪力设计值，取2236N；：锚栓钢材破坏受剪承载力设计值，取N；因此，锚栓在拉剪扭复合受力下承载力满足要求。十二、混凝土在拉剪复合承载力下强度校核拉剪复合受力下混凝土破坏时的承载力，按照下面公式计算：；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第6.1.29条)：锚栓群中拉力最大的锚栓的拉力设计值，取N；：混凝土破坏受拉力设计值，取N；：锚栓群中剪力最大的锚栓的剪力设计值，取2725N；：混凝土破坏受剪承载力设计值，取N；因此，混凝土在拉剪复合受力下承载力满足要求。十三、锚栓构造要求校核1、混凝土基材厚度要求；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第7.1.1.1条)：锚栓有效锚固长度，取120mm；D：锚栓处混凝土开孔直径，取14mm；所以，混凝土基材厚度满足构造要求。2、群锚最小间距值以及最小边距值构造要求；另外，锚栓最小边距c尚不应小于最大骨料粒径的2倍；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013表7.1.2)锚栓最小间距s和最小边距c锚栓类型最小间距s最小边距c位移控制式膨胀性锚栓6dnom10dnom扭矩控制式膨胀型锚栓6dnom8dnom扩底型锚栓6dnom6dnom化学锚栓6dnom6dnom注：dnom为锚栓外径当前锚栓直径为12mm，锚栓类型为扩底型锚栓；有6d=72mm≤=100mm，6d=72mm≤=140mm；另外，根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第8.3.2条规定：对抗震设防时，锚固连接为重要的锚固时，钢筋间距不应大于100mm，一般的锚固时，钢筋间距不宜大于150mm。综上所述，群锚最小间距值与群锚最小边距值均满足构造要求。3、锚栓抗震最小有效锚固深度校核；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013表8.3.1)锚栓最小有效锚固相对深度hef，min/d锚栓类型设防烈度hef，min/d扩底型锚栓647586膨胀型螺栓657687普通化学锚栓6~87特殊倒锥形锚栓6~86从上表可知：当抗震设防烈度为6度时，对于扩底型锚栓其最小有效锚固深度为4d，有160mm>4d=4×12=48mm；因此，螺栓的有效锚固长度满足抗震要求！