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-M12×110mm200×10mm镀锌钢板组成,形式如下: 膨胀、扩孔锚栓,250×
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100 mm; Dy:垂直方轴剪力作用点到埋件距离,取200 mm; Mx:绕x轴弯矩; My:绕y轴弯矩;
T:扭矩设计值T=500000 N·mm; Vx =2000 N Vy=4000 N N=6000 N Mx1=300000 N·mm
Mx2= VyDx=4000×100=400000 N·mm Mx=Mx1+Mx2=700000 N·mm My= 250000 N·mm
My2= VxDy=2000×200=400000 N·mm My=My1+My2=650000 N·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:
Nsd?k1N/n;(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.1条)
式中,Nsd:锚栓所承受的拉力设计值; N:总拉力设计值; n:群锚锚栓个数;
k1: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=16900 mm2;
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=33800 mm2;
最右锚栓点到最左锚栓点的x轴距离为:xd=190-60=130 mm; Ly:轴力N作用点至受压一侧最外棑锚栓的垂直距离,取65 mm; 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4000 N。
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=10000 mm2;
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5000 N。
(二)、锚栓受拉区总拉力计算
gh/??Nsi,Nsi?Ndyi/y1/;(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 计算依据:Nsd第5.2.3条)
g式中,Nsd:锚栓受拉区总拉力设计值;