文档介绍：胶粘型锚栓的应用与设计
本文回顾了胶粘型锚栓的发展历史,对特殊倒锥形螺杆的受力机理、破坏模式和抗震应用做了详细的阐述。结合新出版《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013,对某一加固案例做了抗拉、抗剪承载力的计算和结构构造校核。
锚固技术可分为预埋式锚固和后锚固技术,预埋式锚固技术是在混凝土浇注前预先在模板内埋置锚固件,称为预埋技术;后锚固则是在已硬化的混凝土构件上钻孔,将锚栓置入混凝土孔洞中,利用锚栓的自锁键原理或化学粘结作用,使新增结构构件与原结构有效连接。
后锚固连接构件按工作原理和构造的不同,可分为机械式锚栓(如膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、模扩底锚栓、胶粘-模扩底锚栓)和粘结式锚栓(化学锚栓、化学植筋或螺杆等)。机械锚栓主要依靠锚栓端头的机械内锁作用将荷载传递到周围混凝土中,机械式锚栓安装快捷,适用范围广泛,对施工要求不高,但该类锚栓安装和使用过程中会引起基材混凝土内部开裂从而降低其承载力,耐久性差,不适用于结构构件中,一般用于幕墙、设备等非结构构件。粘结锚栓是通过化学胶体的粘结作用传递荷载,化学锚栓与机械锚栓一般长度固定,化学植筋(螺杆)与化学锚栓的作用机理相近,只是埋置深度可以根据需要灵活设置。因此,承重结构用的胶粘型锚栓已大量用于工业与民用建筑、道路桥梁、水电工程和海洋工程。
规范知识 1
与广泛的工程应用相比,我国后锚固技术的理论研究相对滞后,工程应用中多依据产品说明或仅凭经验,且目前市场上的锚栓与粘结剂良莠不齐。2006年我国第一本加固方面的国家标准规范《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006面世,可以说在加固应用技术领域有了指导性标准。:承重结构用的锚栓,应采用有机械锁键效应的后扩底锚栓,也可采用适应开裂混凝土性能的定型化学锚栓。对于定型化学锚栓的定义,条文说明给出了明确的解释:由于目前化学锚栓(也称粘结型锚栓)在市场上品牌多,存在着鱼龙混杂的现象,兼之不少单位在设计概念和设计方法上还很混乱,因而不能任其在承载结构中滥用。为此,本规范经过筛选仅纳入一种能适应开裂混凝土性能的“定型化学锚栓”。其所以冠以“定型”作为定语,一是因为需要与其他化学锚栓相区别;二是因为目前能安全地用于承重结构的化学锚栓,均是经过定型设计和安全认证后才投入批量生产的,虽然有不同品牌,但其承载原理都是相同的,即通过材料粘合和
具有挤紧作用的键形嵌合来共同承载,从而达到提高锚固安全性之目的。由此可知,也正是因为有了“定型设计和认证”这一前提,才能制定其性能和质量的标准,也才能做出如何进行抽样检验的规定。
即将出版的《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013
,对粘结型锚栓的功能、有效锚固深度和螺杆类型进一步做了深化。:承载结构用的机械锚栓,应采用有锁键效应的后扩底锚栓。这类锚栓按其构造方式的不同,又分为自扩底、模扩底和胶粘-模扩底三种;承重结构用的胶粘型锚栓,应采用特殊倒锥形胶粘型锚栓(见图
1)。
1-胶粘剂;2-锥形螺栓;3-全螺纹螺杆;D-钻孔直径;d-全螺纹螺杆直径;hef-锚栓的有效锚固深度
特殊倒锥形胶粘型锚栓图1
新版加固规范GB50367-2013基于全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会近10年来对各种化学锚栓所进行的安全性检测及其使用效果的