后錨固技術現狀及其發(fā)展

1、后 錨 固 技 術 現 狀 及 其 發(fā) 展北京天盛金房地產開發(fā)公司 劉朝輝 劉朝輝【摘 要】 本論文主要闡述了后錨固技術現狀以及未來發(fā)展趨勢。后錨固技術目前廣泛應用于工業(yè)民用建筑領域，項目實踐與科研單位的合作，使新一代的更為經濟安全的錨固系統(tǒng)不斷地得到發(fā)展，這種新的錨固系統(tǒng)不僅能在非開裂砼中應用，而且在開裂砼中也有很好的承載效果。在歐洲，根據 CC 計算法（Concrete Capacity Method）或者專門的計算軟件來選擇

2、和設計錨固系統(tǒng)。另外錨固系統(tǒng)生產商通過其編制的技術手冊廣泛宣傳錨固系統(tǒng)的安裝使用，也在一定程度上擴大了錨固系統(tǒng)的應用。1．簡介 ．簡介后錨固技術在民用建筑工程中的地位越來越重要，下圖 1 就表明了后錨固技術在建筑領域中的廣泛應用，也就是說后錨固技術應用于各種各樣的工程。可想而知如果后錨固系統(tǒng)的失效會直接帶來生命和財產的損失，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、、設計工程師以及最終用戶之間很好的配合（圖 2） ，制造商為我們生產了性能優(yōu)越的錨固系統(tǒng)產品，設計工程師通過精確設計計算以及現場實際問題選擇合適的錨固系統(tǒng)，當然最后還需要用戶制造商提供的安裝方法來正確安裝錨栓，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)經常被應用在混凝土結構工程當中，主要有預埋和后錨固兩種形式（圖 3） 。預埋錨固件事在澆筑砼之前將錨固件置于砼設計正確位置。而后錨固是指通過鉆孔工具在基材上鉆孔或者通

4、過特殊工具（如射釘槍）直接將錨固件置于砼中準確位置。后錨固產品的應用是一個很復雜的問題，這部分產品從承載機理上分主要有摩擦類型、機械鎖定以及化學粘結三種（圖 4） 。圖 3 錨固類型圖 4 錨固機理預埋錨固件象大頭螺桿、哈芬槽等主要通過砼內部機械鎖定來承載力的。典型的后錨固錨栓是在既有的混凝土上實現錨固效果。膨脹類型的錨栓就是通過膨脹片與孔壁之間的制造商生產高 效錨固系統(tǒng)設計工程師精 確設計計算最終用戶正確 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計的基本原則是錨栓承載力設計值應不小于載荷設計值（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計值（公式 2） ，在一般情況下在同一反方向上這兩種載荷的分項安全系數是不一樣的，在歐洲一般我們采用 =1.35 和 。在我國采用安全分項系數 G ? 5 . 1 ? Q ?=1.2 和 Y

6、q=1.4。 G ?（公式 2） （2） k Q k G Q G S ? ? ? ? ? ?錨栓承載力設計值同載荷設計值一樣也包含一個材料系數 。我們一般用錨栓承載力標準值除以這個系數就廠 M ?可得到了錨栓承載力設計值 R（公式 3） 。（公式 3） （3）Mk R R ? ?錨栓承載力標準值的計算和錨栓的破壞形式有密切的關系，可分為鋼材破壞、混凝土錐體破壞等。其值可按相應的計算公式計算。公式

7、中的各個參數的選取，可在錨栓生產廠家提供的技術手冊中查到。5．開裂混凝土 ．開裂混凝土經驗表明，在恒載作用下，混凝土裂縫寬度一般不超過 W=0.3～0.4mm。在設計荷載作用下可能出現裂縫寬度W 95%=0.5～0.6mm，W 95%表示裂縫寬度 95％的概率，即整個混凝土構件中 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)域拉力會增加，當裂縫出現時，它們很可能通過錨栓或靠近錨栓。這是由以下因素產生的：錨栓預緊力或

8、所受荷載產生的劈裂力，構件中單點集中荷載產生的彎矩峰值，以及鉆孔產生的開槽效應。采用厚度 h = 250㎜的配有縱筋或焊接鋼筋網和箍筋（間距 250mm）的混凝土試件做相關試驗證實了上述說法/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。其中預留一些鉆孔不安裝錨栓。錨栓均安裝在非開裂混凝土并承受外荷載。在大約 40％允許荷載時，混凝

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

10、的錨栓，如果用在開裂混凝土中，其力學性能會有顯著的變化。圖 10 所示為僅適用于未開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，這種錨栓僅在未開裂混凝土荷載位移曲線有持續(xù)穩(wěn)定的增長，而在開裂混凝土中，該錨栓的荷載－位移性能及最大荷載離散性很大，無法確定何時會出現破壞。極端情況下，荷載增加相對較小時，錨栓即從混凝土中拔出。很明顯,設計用于非開裂砼的扭距控制錨栓在應用于開裂砼中不能發(fā)揮他的全部功能（圖 10） ，在開裂砼（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用。對于粘結型錨栓，膠與砼之間的粘結由于裂縫部分破壞（圖 13）,從而導致破壞荷載的降低和分布的很大的離散性 （圖 12） 。在裂縫展開之后粘結膨脹型錨栓的膨脹應力產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裂砼中降低 30%。 （圖 15）如果用于開裂的鋼筋混凝土中,緊固件本身應考