后錨固技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展

1、后 錨 固 技 術(shù) 現(xiàn) 狀 及 其 發(fā) 展北京天盛金房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司 劉朝輝 劉朝輝【摘 要】 本論文主要闡述了后錨固技術(shù)現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。后錨固技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)民用建筑領(lǐng)域，項(xiàng)目實(shí)踐與科研單位的合作，使新一代的更為經(jīng)濟(jì)安全的錨固系統(tǒng)不斷地得到發(fā)展，這種新的錨固系統(tǒng)不僅能在非開(kāi)裂砼中應(yīng)用，而且在開(kāi)裂砼中也有很好的承載效果。在歐洲，根據(jù) CC 計(jì)算法（Concrete Capacity Method）或者專門(mén)的計(jì)算軟件來(lái)選擇

2、和設(shè)計(jì)錨固系統(tǒng)。另外錨固系統(tǒng)生產(chǎn)商通過(guò)其編制的技術(shù)手冊(cè)廣泛宣傳錨固系統(tǒng)的安裝使用，也在一定程度上擴(kuò)大了錨固系統(tǒng)的應(yīng)用。1．簡(jiǎn)介 ．簡(jiǎn)介后錨固技術(shù)在民用建筑工程中的地位越來(lái)越重要，下圖 1 就表明了后錨固技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，也就是說(shuō)后錨固技術(shù)應(yīng)用于各種各樣的工程。可想而知如果后錨固系統(tǒng)的失效會(huì)直接帶來(lái)生命和財(cái)產(chǎn)的損失，所以采用可靠的錨固系統(tǒng)是必要的。圖 1 后錨固系統(tǒng)應(yīng)用圖 2 安全可靠錨固系統(tǒng)保障安全可靠的錨固系統(tǒng)需要制造商

3、、設(shè)計(jì)工程師以及最終用戶之間很好的配合（圖 2） ，制造商為我們生產(chǎn)了性能優(yōu)越的錨固系統(tǒng)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)工程師通過(guò)精確設(shè)計(jì)計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題選擇合適的錨固系統(tǒng)，當(dāng)然最后還需要用戶制造商提供的安裝方法來(lái)正確安裝錨栓，這樣的錨固系統(tǒng)才能保證安全可靠。2．錨固系統(tǒng) ．錨固系統(tǒng)錨固系統(tǒng)經(jīng)常被應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中，主要有預(yù)埋和后錨固兩種形式（圖 3） 。預(yù)埋錨固件事在澆筑砼之前將錨固件置于砼設(shè)計(jì)正確位置。而后錨固是指通過(guò)鉆孔工具在基材上鉆孔或者通

4、過(guò)特殊工具（如射釘槍）直接將錨固件置于砼中準(zhǔn)確位置。后錨固產(chǎn)品的應(yīng)用是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，這部分產(chǎn)品從承載機(jī)理上分主要有摩擦類型、機(jī)械鎖定以及化學(xué)粘結(jié)三種（圖 4） 。圖 3 錨固類型圖 4 錨固機(jī)理預(yù)埋錨固件象大頭螺桿、哈芬槽等主要通過(guò)砼內(nèi)部機(jī)械鎖定來(lái)承載力的。典型的后錨固錨栓是在既有的混凝土上實(shí)現(xiàn)錨固效果。膨脹類型的錨栓就是通過(guò)膨脹片與孔壁之間的制造商生產(chǎn)高 效錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師精 確設(shè)計(jì)計(jì)算最終用戶正確 使用安裝安 全 可 靠

5、的 錨 固 系 統(tǒng)圖 7 錨栓在剪力作用下的破壞類型錨栓設(shè)計(jì)的基本原則是錨栓承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)不小于載荷設(shè)計(jì)值（公式 1）：（公式 1） （1） d d R S ?錨栓受力可分為永久荷載和可變荷載，這兩種荷載共同組合成了載荷設(shè)計(jì)值（公式 2） ，在一般情況下在同一反方向上這兩種載荷的分項(xiàng)安全系數(shù)是不一樣的，在歐洲一般我們采用 =1.35 和 。在我國(guó)采用安全分項(xiàng)系數(shù) G ? 5 . 1 ? Q ?=1.2 和 Y

6、q=1.4。 G ?（公式 2） （2） k Q k G Q G S ? ? ? ? ? ?錨栓承載力設(shè)計(jì)值同載荷設(shè)計(jì)值一樣也包含一個(gè)材料系數(shù) 。我們一般用錨栓承載力標(biāo)準(zhǔn)值除以這個(gè)系數(shù)就廠 M ?可得到了錨栓承載力設(shè)計(jì)值 R（公式 3） 。（公式 3） （3）Mk R R ? ?錨栓承載力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算和錨栓的破壞形式有密切的關(guān)系，可分為鋼材破壞、混凝土錐體破壞等。其值可按相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算。公式

7、中的各個(gè)參數(shù)的選取，可在錨栓生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)手冊(cè)中查到。5．開(kāi)裂混凝土 ．開(kāi)裂混凝土經(jīng)驗(yàn)表明，在恒載作用下，混凝土裂縫寬度一般不超過(guò) W=0.3～0.4mm。在設(shè)計(jì)荷載作用下可能出現(xiàn)裂縫寬度W 95%=0.5～0.6mm，W 95%表示裂縫寬度 95％的概率，即整個(gè)混凝土構(gòu)件中 95%的裂縫小于該值，僅 5%的裂縫大于該值。由于在緊接著錨栓的區(qū)域拉力會(huì)增加，當(dāng)裂縫出現(xiàn)時(shí)，它們很可能通過(guò)錨栓或靠近錨栓。這是由以下因素產(chǎn)生的：錨栓預(yù)緊力或

8、所受荷載產(chǎn)生的劈裂力，構(gòu)件中單點(diǎn)集中荷載產(chǎn)生的彎矩峰值，以及鉆孔產(chǎn)生的開(kāi)槽效應(yīng)。采用厚度 h = 250㎜的配有縱筋或焊接鋼筋網(wǎng)和箍筋（間距 250mm）的混凝土試件做相關(guān)試驗(yàn)證實(shí)了上述說(shuō)法/18/。安裝了后切底柱錐式錨栓和扭矩控制式膨脹錨栓（M12,hef=80mm），錨栓受推薦扭矩或 1.3 倍的允許工作荷載，間距為 40mm～80mm。其中預(yù)留一些鉆孔不安裝錨栓。錨栓均安裝在非開(kāi)裂混凝土并承受外荷載。在大約 40％允許荷載時(shí)，混凝

9、土梁試件便開(kāi)始出現(xiàn)彎曲裂縫。而在允許荷載作用下，無(wú)論錨栓或箍筋的間距如何，無(wú)論外荷載類型如何，幾乎所有的錨栓和鉆孔都受到裂縫的影響。圖 8 開(kāi)裂的混凝土板那么，錨栓在開(kāi)裂混凝土中性能如何呢？圖 9 為扭矩控制膨脹錨栓在開(kāi)裂混凝土和未開(kāi)裂混凝土中的荷載位移曲線。該錨栓設(shè)計(jì)為適用于開(kāi)裂混凝土。雖然開(kāi)裂混凝土中的極限荷載要比未開(kāi)裂混凝土中的低，但開(kāi)裂混凝土中每條持續(xù)穩(wěn)定上升曲線與未開(kāi)裂混凝土中是相似的。相反，一種設(shè)計(jì)為僅適用于未開(kāi)裂混凝土中

10、的錨栓，如果用在開(kāi)裂混凝土中，其力學(xué)性能會(huì)有顯著的變化。圖 10 所示為僅適用于未開(kāi)裂混凝土中的扭矩控制錨栓的荷載位移曲線，從該曲線上可看出，這種錨栓僅在未開(kāi)裂混凝土荷載位移曲線有持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)，而在開(kāi)裂混凝土中，該錨栓的荷載－位移性能及最大荷載離散性很大，無(wú)法確定何時(shí)會(huì)出現(xiàn)破壞。極端情況下，荷載增加相對(duì)較小時(shí)，錨栓即從混凝土中拔出。很明顯,設(shè)計(jì)用于非開(kāi)裂砼的扭距控制錨栓在應(yīng)用于開(kāi)裂砼中不能發(fā)揮他的全部功能（圖 10） ，在開(kāi)裂砼（w=

11、0.3mm）中位移控制的膨脹錨栓失效荷載只有在非開(kāi)裂砼中的一半（圖 3） ，破壞荷載的減小清楚地表明錨栓的膨脹力只有部分得到應(yīng)用。對(duì)于粘結(jié)型錨栓，膠與砼之間的粘結(jié)由于裂縫部分破壞（圖 13）,從而導(dǎo)致破壞荷載的降低和分布的很大的離散性 （圖 12） 。在裂縫展開(kāi)之后粘結(jié)膨脹型錨栓的膨脹應(yīng)力產(chǎn)生于向外拔出的錐體與膠之間的相互嵌合作用（圖14） 。破壞荷載只比在非開(kāi)裂砼中降低 30%。 （圖 15）如果用于開(kāi)裂的鋼筋混凝土中,緊固件本身應(yīng)考