预埋件及化学锚栓计算
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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
V x:水平方轴剪力;
V y:垂直方轴剪力;
N:轴向拉力;
D x:水平方轴剪力作用点到埋件距离,取100 mm;
D y:垂直方轴剪力作用点到埋件距离,取200 mm;
M x:绕x轴弯矩;
M y:绕y轴弯矩;
T :扭矩设计值T=500000 N ·mm ; V x =2000 N V y =4000 N N=6000 N
M x1=300000 N·mm
M x2= V y D x =4000×100=400000 N·mm M x =M x1+M x2=700000 N·mm M y = 250000 N·mm
M y2= V x D y =2000×200=400000 N·mm M y =M y1+M y2=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:
1/sd N k N n ;(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.1条)
式中,sd N :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;
1k :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:∑x 2=4×652=16900 mm 2;
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:x 1= 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:x 2= 60-125=-65mm ;
锚栓群的最大和最小受力分别为:
由于N min <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:∑x d 2=33800 mm 2
;
最右锚栓点到最左锚栓点的x 轴距离为:x d =190-60=130 mm ; L y :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:∑y 2=4×502=10000 mm 2;
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:y 1= 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:y 2= 50-100 = -50mm ;
锚栓群的最大和最小受力分别为:
由于N hmin <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:∑y d 2=20000;
最上锚栓点到最下锚栓点的y 轴距离为:y d = 150-50 = 100mm ; L x :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
计算依据:g sd
si N N =∑,/
/1/h si d i N N y y =;(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.3条)
式中,g
sd N :锚栓受拉区总拉力设计值;
si N :锚栓中受拉锚栓i 的拉力设计值;
h
sd N :锚栓中最大锚栓的拉力设计值;
/1y :锚栓1至受压一侧最外排锚栓的垂直距离;
/i y :锚栓i 至受压一侧最外排锚栓的垂直距离。
g sd si
N N =∑,//1/h si d i N N y y =
四、混凝土锥体受拉承载力计算
计算依据:,,,/Rd c Rk c Rc N N N γ=,,0
,,,,,0,c N Rk c Rk c
s N re N ec N c N
A N N
A ψψψ=;(依据《混凝土结构
后锚固技术规程》JGJ145-2013 第6.1.3条)
对于开裂混凝土:,0 1.5
Rd c
ef N =;
对于不开裂混凝土:,0 1.5Rd c
ef N =
式中,Rk,c N :混凝土锥体破坏受拉承载力标准值;
Rk,c N :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 γ: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 第条,取;
cu,k f :混凝土立方体抗压强度标准值。当cu,k f 不小于45 N/mm 2
且不大于60
N/mm 2时,应乘以降低系数;
ef h :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;
0c,N A :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;
c,N A :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 ψ:边距c 对受拉承载力的影响系数;
re,N ψ: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;