锚栓的安全有一种工况,是悬臂工况: 如下图所示: * 锚栓与混凝土基材之间有空隙 * 锚栓与混凝土基材之间没有填充 * 锚栓与混凝土基材之间悬臂连接 * 锚栓与钢锚板之间采用螺母垫片拧紧 如果这个时候,钢锚板承载的是剪力荷载(V),那么会出现什么情况呢?锚栓变形,还是锚栓屈服? 根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013,条文6.1.14可知,满足以下条件时,作用于锚栓上的剪力可按无杆杠臂的纯剪计算:
如下图所示:
* 锚栓与混凝土基材之间有空隙
* 锚栓与混凝土基材之间没有填充
* 锚栓与混凝土基材之间悬臂连接
* 锚栓与钢锚板之间采用螺母垫片拧紧
如果这个时候,钢锚板承载的是剪力荷载(V),那么会出现什么情况呢?锚栓变形,还是锚栓屈服?
根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013,条文6.1.14可知,满足以下条件时,作用于锚栓上的剪力可按无杆杠臂的纯剪计算:
1)锚板为钢材,直接紧固于基材上,锚板与基材之间无垫层;锚板与基材间有砂浆垫层时,垫层厚度小于d/2,砂浆抗压强度不低于30N/mm2;
“如果间隙长度(L)很长,会出现什么样的受力工况?”
根据《欧洲标准:后锚固设计规范》EN1992-4,可知:
1)如果间隙过大,锚栓的刚度也大(例如:锚栓直径d≥20mm),在承受剪力荷载(V)的过程中,所紧固的锚板会变形,导致锚栓与混凝土基材连接处的承载最大。
(锚板刚度 - 弯曲图)
因此根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145的要求,锚板与混凝土基材之间的间隙最好不超过30mm为宜。
(实际工况的锚固 - 悬臂安装)
锚栓技术用于锚栓固定于混凝土基材中。按现行规范《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145 - 2013要求,锚栓内力按以下基本假定进行计算:
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。通过下图可知锚板的刚度无限大,锚栓承受弯矩荷载工况下,锚板底部与混凝土接触面成为转动点(线),所有锚栓都承受外拉力荷载。
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递给基材混凝土。
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。通过下图可知,弯矩荷载作用下基材承受外力作用后产生变形(压力作用),荷载分布的中心轴决定了哪些位置的锚栓承载拉应力。
4.为确保锚板有足够的刚度。规范要求锚板厚度应按《钢结构设计规范》GB 50017进行设计,且 不宜小于锚栓直径的0.6倍 ;受拉锚板的厚度尚 宜大于锚栓间距的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 。