JGJ 145-2004(条文说明) 混凝土结构后锚固技术规程.pdf
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1、中华人民共和国行业标准混凝土结构后锚回技术规程JGJ 145-2制M条文说明前L-H 混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-2侧,经建设部25年1月13日以307号公告批准,业以发布。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位的有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定,混凝土结构后锚固技术规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明,供使用者参考。在使用中如发现本条文说明有不妥之处,请将意见函寄中国建筑科学研究院(主编单位)。54 目次1总贝u. . 56 2 术语和符号.58 3 材料.61 3.1 11昆凝土基材613.2 锚栓 61 3.3 锚固胶. 61 4 设计基本规定但4.
2、1 锚栓分类及适用范围. 62 4.2 错固设计原则635 锚固连接内力分析.68 5.1 一般规定685.2 群锚受拉内力计算685.3 群铺受剪内力计算.68 6 承载能力极限状态计算.70 6.1 受拉承载力计算706.2 受剪承载力计算.83 7 锚固抗震设计858 构造措施.88 9 锚固施工与验收.89 9.1 基本要求899.2 锚孔 89 9.3 锚栓的安装与锚固.89 9.4锚固质量检查与验收 90 附录A锚固承载力现场检验方法.91 55 1总则1.0.1 随着旧房改造的全面开展、结构加固工程的增多、建筑装修的普及,后锚固连接技术发展较快,并成为不可缺少的一种新型技术。顾名
3、思义,后锚相应于先锚(预埋),具有施工简便、使用灵活等优点,国外应用已相当普遍,不仅既有工程,新建工程也广泛采用,欧洲、美国及日本已编有相应标准。相对而言,我国起步较晚,作为后锚固连接的主要产品一一锚栓,品种较为单一,性能不够稳定。目前,德国、瑞士、日本等国的锚栓厂商己抢占了中国大半个锚栓市场,形成国产锚栓与进口产品激烈竞争与混用局面,整个锚栓市场缺乏标准、规范约束,致使生产与使用严重脱节,工程事故时有发生。为安全可靠及经济合理的使用,正确有序地引导我国后锚固技术的健康发展,特制定本规程。1.0.2后锚固连接的受力性能与基材的种类密切相关,目前国内外的科研成果及使用经验主要集中在普通钢筋混凝土
4、及预应力混凝土结构,砌体结构及轻混凝土结构数据较少。本着成熟可靠原则,参考欧洲技术指南一一混凝土用(金属)锚栓(ETAG) ,本规程限定其适用范围为普通泪凝土结构基材,暂不适用于砌体结构和轻混凝土结构基材。1.0.3后锚固连接与预埋连接相比,可能的破坏形态较多且较为复杂,总体上说,失效概率较大:失效概率与破坏形态密切相关,且直接依赖于锚栓的种类和锚固参数的设定。因此,后锚固连接设计必须考虑锚栓的受力状况(拉、压、弯、剪,及其组合)、荷载类型以及被锚固结构的类型和锚固连接的安全等级等因素的综合影响。1.0.4本规程所用锚栓,是指满足相关产品标准并经国家权威56 机构检验认证的锚栓。目前,国内各厂
5、家所生产的锚栓,大部分未经检验认证,也无系统的性能指标或指标不全,致使设计、施工无法直接采用。为确保使用安全,应坚决纠正。57 2 术语和符号2.1术语本规程采用的术语及涵义,主要是参考混凝士用锚栓欧洲技术批准指南(ETAG)并结合了我国的习惯叫法确定的。2.1.1后锚固是相对于浇筑混凝土时预先埋设其中一一先锚固而命名,是在已经硬化的既有混凝土结构上通过相关技术手段的锚固。2.1.2 - 2.1.5 根据国际惯例,结合我国实际情况,本规程包容定义了膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋和长蝶、杆等类型,但就国际市场和发展趋势分析,锚栓品种远不止此。本着成熟可靠原则,它种锚栓有待规程修订时增补。2.1
6、.10 锚固破坏类型总体上可分为锚栓或植筋钢材破坏,基材混凝土破坏,以及锚栓或植筋拔出破坏兰大类。分类目的在于精确地进行承载力计算分析,最大限度地提高锚固连接的安全可靠性及使用合理性。破坏类型与锚栓品种、锚固参数、基材性能及作用力性质等因素有关,其中锚栓品种及锚固参数最为直接。2.1.11 锚栓或锚筋钢材破坏分拉断破坏、剪坏及拉剪复合受力破坏(图2.1.11),主要发生在锚固深度超过临界深度儿,或混凝土强度过高或锚固区钢筋密集,或锚栓或锚筋材质强度较低或有效截面偏小时。此种破坏,一般具有明显的塑性变形,破坏荷载离散性较小。2.1.12膨胀型锚栓和扩孔型锚栓受拉时,形成以锚栓为中心的倒困锥体混凝
7、土基材破坏形式,称之为混凝土锥体破坏(图2. 1. 12)0 Y昆凝土锥体破坏是机械锚栓锚固破坏的基本形式,特别是粗短锚栓,锥顶一般位于锚栓膨胀扩大头处,锥径约为三倍锚深(3hef)。此种破坏表现出较大脆性,破坏荷载离散性较大。58 2.1.13 化学植筋或粘结型锚栓受拉时,形成上部锥体及深部粘结拔出之混合破坏形式(图2.1.13)。当锚固深度小于钢材拉断之临界深度时(hef计算破 坏荷载Nu 破坏特征备注幅度平均NN) .0句70.269.6 58.8(.) 1. 18 钢筋断N皿=8O.0kN 118.8-120.1 119.6 104.6(.) 1. 14 N缸=138.8kN ln.0
8、-180.6 178.6 126.2(c) 1.42 带锥拨出66.8-68.9 67.9 58.8(.) 1. 15 钢筋缩颈Nuc=80.0kN 115.8 - 116.5 116.1 104.6(.) 1. 11 N = 138.8kN 171.6 - 176.0 174.3 126.2( c) 1.38 带锥拔出70.弘90.584.3 78.5( .) 1. 07 钢筋缩颈N皿=104.4kN 162.5 - 176.3 171.0 163.4(.) 1. 05 N,=2.6kN 58.2-67.5 63.9 58.8(.) 1.09 钢筋缩颈Nuc= 9O .5kN 11 1.6-
9、112.7 112.2 89.3(.) 1. 26 N皿=149.9kN I 53.5 - 55.0 54.3 62.5(c) 0.87 带锥拨出37.4-59.8 52.2 54.9(c) 0.95 带锥拔出102.8 -107.3 105.6 104.6(.) 1.01 Nuc= 153.5kN 155.3 -170.0 161. 4 163.4(.) 0.99 钢筋缩颈N = 235.7kN J 00 续表2钢筋基材锚固深度试验破坏荷载(kN)计算破一胶种(栓)坏荷载破坏特征规格情况h.(nnn) h . ld 幅度平均N.(kN) Nu 96 6.9 34.2阳50.444.4 5O
10、.2(c) 0.88 带锥拔出散装尘14I 11.4 58.8-70.0 62.9 69.9(.) 0.90 钢筋缩颈钢汇丽2 14.3 61.0-79.6 71.1 69.9(8) 1.02 筋断f由=39牌锚(口。)固胶80 6.7 40.6阳55.846.6 33.1(c) 1.41 带锥拔出管装M12x 1 1 8.3 42.6-52.5 48.7 54.9(c) 0.89 120 10.0 49.6 - 57.1 52.7 50.6( 8) 1.04 钢筋缩颈MI0 x 130 90 9 41.4- 46.8 43.5 43.5(c) 1. 带锥拔出JCf管装M12 x 170 f咀
11、=39120 10 51.2 - 53 .4 52.1 56.2(8) 0.93 锚栓拉断M12x 1 (口。)I 8.3 61.4-67.0 64.0 56.2(8) 1.14 锚栓拉断尘12120 10 63.8-66.6 65.3 58.8(8) 1. 11 钢筋断JGN-31 尘161, =39 160 10 116.4 - 118.1 116.0 104.6(8) 1. 11 钢筋断尘20(口。)150-1 7.5 -8 174 - 182.7 178.5 l.4(c) 1.(J9 钢筋断注:(s)表示钢材破坏,(c)表示混凝土锥体混合塑破坏,(pa)表示胶筋界商拔出破坏,(pc)表
12、示胶混界面拔出破坏。备注N田=.9kN为实测值N配=80.0kNNuc=15 (hef-30)1.5u (N) (3) 式中hef-.一钢筋或蝶、杆锚固深度(mm);Icu-混凝土立方体抗压强度(MPa)。试验值与回归公式(3)计算值之比N;,jNuc= 0.87 - 1. 42 , 表明按公式(3)计算偏于安全;螺杆与钢筋并无本质区别。钢筋拉断时,N;,s/N出=0.90-1.260对于开裂混凝土,Eligehausen , R和Mallee,R的研究表明,混凝土锥体组合型破坏承载力会大幅度降低,离散性会显著增大,降低系数近似取0.41,变异系数近似取=0.3,则其标准值呻k.C为:Ntk.
13、C = 3.0 (hef -30)1.5布u.k(N) (4) 式中Ic川一-t昆凝土立方体抗压强度标准值(MPa)。6.1.7锚栓受拉混凝土锥体破坏时,1昆凝土圆锥直径,从统计看是固定的,对于膨胀型锚栓,ETAG认定为3阳,本次检验结果大体相当。当锚栓位于构件边缘,其距离C 1.5hef时,破坏时就形不成完整的圆锥体,因此,承载力会降低。町AG用下列系数反映c的降低影响:Ps,N=0.7+0.3-互-:;三1(6. 1. 7) Lcr,N 式中Ccr,N为临界边距,对于膨胀型锚栓Ccr.N= 1.5hefo为检验公式(6.1.7)的适用性,选用了M12之膨胀型锚栓及粘结型锚栓进行边距的影响试
14、验,边距c的变化范围为45mm-。试验结果表明,粘结型锚栓边距c对承载力Nu的影响很小或根本就无影响,队,N= 1。究其原因,主要是粘结型锚栓无膨胀挤压力,破坏机理也不是完全的锥体理论。相反,膨胀型锚栓c对Nu的影响较大,公式(6.1.7)比N基本上反映了这一影响,八c/Nuc大多数为1.01-1.03,但个别为0.45-0.86,试验值比计算偏低较多。其原因有二:一是该种锚栓较为特殊,属于无套筒的简易锚栓;二是边距过小时(C Cmin),会直接产生边沿79 ?昆凝土侧向胀裂破坏,而不是锥体受拉破坏,因此,边距最小值Cmin 6.1.8基材适量配筋,总体上说,对锚固性能有利O但配筋过多过密日时
15、才,在混凝土锥体受拉破坏模式下,会因钢筋的隔离作用,而出现表层素混凝土壳(保护层)先行剥离,从而降低了有效锚固深度hef。系数仇.N则反应了这一影响。6. 1.10 比较公式(1)与(2)可知,膨胀型锚栓及扩孔型锚栓未裂氓凝土锥体破坏承载力大约为开裂混凝土时的1.4倍。若以开裂混凝土为基准,则未开裂1昆凝土提高系数tucr.r、1=1.40同理,化学植筋及帖结型锚栓未裂揭凝土混合型破坏承载力约为开裂混凝土时的2.44倍,故t阳.N= 2.440 6.1.11 基材i昆凝土劈裂破坏分两种情况,一种是发生在锚栓安装阶段,主要是预紧力所引起,另一种是使用阶段,主要是外荷载所造成。但其根源,二者均是由
16、于膨胀侧压力所致。当C Cmin、S Smin 且11旦发生,整个锚固系统就失去了继续承载的能力,故不允许锚栓安装劈裂破坏现象发生。Cmin、Smin及hmin应由锚栓生产厂家委托国家法定检验单位,通过系统的试验分析提出。当C;:主Cmin、S;:Smin、h;:hm川但不满足荷载劈裂条件时,随着锚栓所受外荷载的增大,锚栓对海凝土孔壁的膨胀挤压力会随之增加,此时的劈裂破坏则属荷载造成的劈裂破坏,其量值NRksp与混凝土锥体破坏承载力NRkc大体相应,但Ac.N、碍.N计算中的Ccr.N和s盯.N应由Ccr,sp和sp替代,且多了一项构件相对厚度影响系数比.sp。关于机械锚栓穿出破坏,因缺乏系统
17、试验资料,且性能欠佳,本规程除在适用条件给予严格控制外,未具体给定承载力计算值,其值应由广家通过试验认证后提供。化学植筋或粘结型锚栓受拉拔出破坏理论上有两种模式,一种是沿着胶体与钢筋界面破坏,另一种是沿着胶体与混凝土孔壁界面破坏。80 1 沿着锚固胶与钢筋界面拉剪破坏时,承载力主要取决于锚固胶与钢筋的帖结抗剪强度。为迫使破坏仅沿锚固胶与钢筋界面发生,要求基材强度足够高,可采用花岗岩和大理石,本试验采用钢质基材,如图5所示,即以钢棒钻孔(钢套筒)作为锚固体,以DJR-凹M胶和XH131ABC胶,植人16钢筋进行了抗拔试验,其锚深与钢筋直径之比hef/d = 2 -7。试验结果列于表20由表列数值
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- JGJ 145 2004 条文 说明 混凝土结构 锚固 技术规程
