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预埋件及化学锚栓计算分析

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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-M12×110mm膨胀、扩孔锚栓,250×200×10mm镀锌钢板组成,形式如下:

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1.1。

Nsd?k1N/n?1.1?6000/4?1650N

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:

NMyx26000650000?65Nmin?????-1000 N 2n?x416900NMyx16000650000?65Nmax?????4000 N

n?x2416900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:

Nmin?(My?NLy)xd130?(650000?6000?65)??4000 N 2?xd33800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:

Nhmin?NMxy26000700000?50?????2000 N n?y2410000Nmin?NMxy16000700000?50????5000 N n?y2410000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:

Nhmin?(Mx?NLx)yd100?(700000?6000?50)??5000 N 2?yd20000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》 计算依据:NsdJGJ145-2013 第5.2.3条)

g式中,Nsd:锚栓受拉区总拉力设计值;

Nsi:锚栓中受拉锚栓i的拉力设计值;

h Nsd:锚栓中最大锚栓的拉力设计值;

y1/:锚栓1至受压一侧最外排锚栓的垂直距离;

yi/:锚栓i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离。

gh/Nsd??Nsi,Nsi?Ndyi/y1/

四、混凝土锥体受拉承载力计算

0计算依据:NRd,c?NRk,c/?Rc,N,NRk,c?NRk,cAc,NAc0,N?s,N?re,N?ec,N;(依据《混凝土结构

后锚固技术规程》JGJ145-2013 第6.1.3条)

01.5对于开裂混凝土:NRd; ?7.0fhcu,kef,c01.5对于不开裂混凝土:NRd ?9.8fcu,khef,c式中,NRk,c:混凝土锥体破坏受拉承载力标准值;

0NRk,c:单根锚栓受拉时,混凝土理想锥体破坏受拉承载力标准值;

?Rc,N:混凝土锥体破坏受拉承载力分项系数,根据《混凝土结构后锚固技术规

程》JGJ145-2013 第4.3.10条,取3.0;

fcu,k:混凝土立方体抗压强度标准值。当fcu,k不小于45 N/mm2且不大于60

N/mm2时,应乘以降低系数0.95;

hef:锚栓有效锚固深度。对于膨胀型螺栓及扩底型锚栓,为膨胀锥体与孔壁最

大挤压点的深度;

0Ac,N:根锚栓受拉且无间距、边距影响时,混凝土理想锥体破坏投影面面积;

Ac,N:单根锚栓或群锚受拉时,混凝土实际锥体破坏投影面面积;

?s,N:边距c对受拉承载力的影响系数;

?re,N:表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的影响系数; ?ec,N:荷载偏心eN对受拉承载力的影响系数。

另外,根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第6.1.9条规定:群栓有三个及以上边缘且锚栓的最大边距cmax不大于ccr,N(见下图),计算混凝土锥体受拉破坏的受拉承

预埋件及化学锚栓计算分析

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-M12×110mm膨胀、扩孔锚栓,250×200×10mm镀锌钢板组成,形式如下:埋件示意图当前计算锚栓类
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