后置埋件.doc

第二章 后置埋件 2.1概述 2.1.1基本概念 后置埋件是指安装在结构上的埋置锚固件，其中涉及到三种客体：结构基材、锚固件和被连接体。锚固件不但要完成被锚固件与原结构的连接作用，更重要的是能有效的将外加荷载直接传递到原结构上，从而达到安全、可靠的功效。近几年许多既有建筑需要进行加固，或者是被赋予了新的功能，需要进行改造，或是在原建筑物上添加新的建筑。在这些情况下，需要在建筑本身建好以后再使用一些方法将新的结构、构件、设备连接到这些建筑主体或者建筑上来，这样的方法称之为后锚固技术。后锚固是指通过相关技术手段在既有混凝土结构上的锚固。该方法具有施工简单、使用灵活，既可用于加固改造工程也可用于新建建筑物，但其受力状态复杂破坏类型较多，失效概率较大。 影响后置埋件可靠性的影响因素主要有两个，一是锚固件本身的质量，二是后埋置技术。后置埋件作用原理可以分为凸形结合(机械锁定嵌固结合)，摩擦结合和材料结合。凸形结合时，荷载通过锚栓与锚固基础间的机械啮合来传递。此类结合的钻孔须专门与锚栓匹配的钻头进行拓孔，锚栓在拓孔部分与锚固基础形成凸形结合，通过啮合将荷载传给锚固基底。此类锚栓在混凝土结构中具有良好的抗震、抗冲击性能，可以在混凝土受拉区中使用。膨胀式锚栓的作用原理属摩擦结合，膨胀片张开后，使锚栓与孔壁间形成摩擦力。膨胀力可由两种途径产生：扭矩控制和位移控制。扭矩控制是用力矩板手达到规定的安装扭矩后，膨胀片张开。位移控制是把扩充锥体敲击入膨胀套管内，达到规定的打入行程后，膨胀片张开。第三种是材料结合。即通过胶合体将荷载传给锚固基础，如当今应用很广泛的植筋技术。 2.1.2后置埋件分类 后置埋件锚固的方法有很多，总的可以分为两大类：植筋和使用锚栓锚固。锚栓是将被连接件锚固到混凝土基材上的锚固组件，可分为机械锚栓和粘结型锚栓；按受力锚栓的个数可分为单锚、双锚以及群锚。 锚栓按工作原理以及构造的不同可分为：膨胀型锚栓（按照形成膨胀力来源分为扭矩控制式和位移控制式）、扩孔型锚栓（按照扩孔方式可分为自扩孔和预扩孔）、化学植筋以及长螺杆等。 1、膨胀型锚栓：利用膨胀件挤压锚孔孔壁形成锚固作用的锚栓（图4-2-1，图4-2-2）。 2、扩孔型锚栓：通过锚孔底部扩孔与锚栓膨胀件之间的锁键形成锚固作用的锚栓（图4-2-3）。 图4-2-1　扭矩控制式膨胀型锚栓 图4-2-2　位移控制式膨胀型锚栓 a)预扩孔普通栓 b)自扩孔专用栓 图4-2-3　扩孔型锚栓 3、化学植筋：以化学粘结剂—锚固胶，将带肋钢筋及长螺杆等胶结固定于混凝土基材锚孔中的一种后锚固生根钢筋（图4-2-4）。 图4-2-4　化学植筋 2.1.3后锚固方式选用原则 1、各类锚固件的选用除考虑锚固件本身性能差异外，尚应考虑结构基材性能、锚固连接的受力性质、被连接结构类型、有无抗震设防要求等因素的综合影响。膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋可用作非结构构件的后锚固连接，也可用作受压、中心受剪（c≥10hef）、压剪组合之结构构件的后锚固连接。各类锚栓的特许适用和限定范围，应满足第2条有关规定。 注：非结构构件包括建筑非结构构件（如围护外墙、隔墙、幕墙、吊顶、广告牌、储物柜架等）及建筑附属机电设备的支架（如电梯，照明和应急电源，通信设备，管道系统，采暖和空调系统，烟火监测和消防系统，公用天线等）等。 2、膨胀型锚栓和扩孔型锚栓不得用于受拉、边缘受剪（c 10 hef）、拉剪复合受力的结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接。满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆（图4-2-4），可应用于抗震设防烈度≤8度之受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件及非结构构件的后锚固连接。 2.1.4锚固设计基本理论 后锚固设计原则 采用以试验研究数据和工程实践经验为依据，以分项系数为表达形式的极限状态设计方法。后锚固连接设计所采用的设计使用年限应与整个被连接结构的设计使用年限一致。根据锚固连接破坏后果的严重程度，后锚固连接划分为二个安全等级。混凝土结构后锚固连接设计，应按表4-2-1的规定，采用相应的安全等级，但不应低于被连接结构的安全等级。 表4-2-1　 锚固连接安全等级 安全等级 破坏后果 锚固类型 一级 很严重 重要的锚固 二级 严 重 一般的锚固 后锚固连接承载力应采用下列设计表达式进行验算： 无地震作用组合　　　　　γAS ≤ R　　　　　　　　　　　　　　 　　(4-2-1) 有地震作用组合 　　　　S ≤ kR/ γRE　　　　　　　　　　　　　　　(4-2-2) R = Rk/ γR　　　　　　　　　　　　　　　 (4-2-3) 式中　　γA ——锚固连接重要性系数，对一级、二级的锚固安全等级，分别取1.2、1.1；且γA ≥ γ0 ，γ0 为被连接结构的重要性系数； S——锚固连接荷载效应组合设计