设计所预埋件讲座讲义一、概述为保持幕墙的承载力和侧向稳定性,用于固定连接幕墙立柱与主体结构连接件的构件。
二、埋件类型及设计选用埋件分为预埋件和后置埋件。
一般情况下幕墙应采用预埋件与主体结构相连接,所以在主体结构施工之时,就根据幕墙的划分决定预埋件的位置,按设计要求先设置埋件,再浇筑混凝土。
如果因为幕墙设计未确定而主体结构要浇筑混凝土,则可在楼层上每隔1.2~1.5m(一般立柱间距范围)埋设一个预埋件,以后再加焊钢板来调整,相比较全无埋件安全可靠,也减少后加锚栓施工的麻烦。
一)预埋件1、预埋件的分类1)根据外观分为①平板式预埋件②槽式预埋件③平板槽式预埋件④异型埋件2)根据埋件位置分为①水平预埋件a、底部平埋b、顶部平埋②垂直预埋件1)根据受力情况分为①轴心受拉预埋件②受剪预埋件③拉弯剪预埋件④压弯剪预埋件⑤构造预埋件2、预埋件材料的选用1)埋板规范规定埋板宜采用的Q235级钢。
锚板厚度应根据其受力情况按计算确定,且宜大于锚筋直径的0.6倍。
2)锚筋规范规定锚筋应采用HPB235、HRB335或HRB400级热轧钢筋,严禁采用冷加工钢筋。
3、预埋件设计1)设计依据①《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002②《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003③《钢筋焊接及验收规程》 JGJ18-2003④《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-20022)设计原则《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-2003)中对常用的预埋件设计有如下规定:C.0.3 预埋件的受力直锚筋不易少于4根,且不易多于4层;其直径不易小于8mm,且不宜大于25mm。
受剪预埋件的直锚筋可采用2根。
预埋件的锚筋应放置在构件的外排主筋内侧。
C.0.6 受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15倍锚固钢筋直径。
除受压直锚筋外,当采用HPB235级钢筋时,钢筋末端应作180º弯钩,弯钩平直段长度不应小于3倍的锚筋直径。
C.0.7 锚板厚度应根据其受力情况按计算确定,且宜大于锚筋直径的0.6倍。
锚筋中心至锚板边缘的距离c不应小于锚筋直径的2倍和20mm的较大值(如图C)示。
对受拉和受弯预埋件,其钢筋的间距b、b1和锚筋至构件边缘的距离c、c1均不应小于锚筋直径的3倍和45mm的较大值(如图C)。
对受剪预埋件,其锚筋的间距b、b1均不应大于300mm,且b1不应小于锚筋直径的6倍及70mm的较大值;锚筋至构件边缘的距离c1不应小于锚筋直径的6倍及70mm的较大值,锚筋的间距b、锚筋至构件边缘的距离c均不应小于锚筋直径的3倍和45mm的较大值(如图C)。
图C 锚板和直锚筋组成的预埋件此外,现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)还对锚固长度做出了规定:充分利用锚筋的受拉强度时,锚筋最小锚固长度在任何情况下不应小于250mm。
当锚筋配置较多,锚筋总截面面积超过规范计算的截面面积的1.4倍时,锚固长度可适当减少,但不应小于180mm。
光园钢筋端部应作弯钩。
3)预埋件的选取《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-2003)中对常用的预埋件设计选取有如下规定:C.0.1 由锚板和对称配置的直锚筋所组成的受力预埋件(图C),其锚筋的总截面面积A s应符合下列规定:1、当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时,应分别按公式(C.0.1-1)和(C.0.1-2)计算,并取二者的较大值:2、当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时,应分别按公式(C.0.1-3)和(C.0.1-4)计算,并取二者的较大值:C.0.5 受拉直锚筋和弯折锚筋的锚固长度应符合下列要求:1、当计算中充分利用锚筋的抗拉强度时,其锚固长度应按下式计算:2、抗震设计的幕墙,钢筋锚固长度应按本规范公式(C.0.5)计算值的1.1倍采用;3、当锚筋的拉应力设计值小于钢筋抗拉强度设计值f y时,其锚固长度可适当减小,但不应小于15倍锚固钢筋直径。
4、预埋件制作1)预埋件钢筋焊接方法介绍《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-2003)中对常用的预埋件焊接方式的选用有如下规定:C.0.4 直锚筋与锚板应采用T型焊。
当锚筋直径不大于20mm时,宜采用手工焊时,焊缝高度不易小于6mm及0.5d(HPB235级钢筋)或0.6d(HRB335或HRB400级钢筋),d为锚筋直径。
2)预埋件制作规范要求预埋件制作钢筋焊接方法的规范要求在《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)中有详细规定,现摘录如下。
①钢筋混凝土电弧焊的规范要求4.4.8 预埋件钢筋电弧焊T型接头可分为角焊和穿孔塞焊两种。
装配和焊接时,应符合下列要求:1、当采用HPB235钢筋时,角焊缝焊脚(k)不得小于钢筋直径的0.5倍;采用HRB335和HRB400钢筋时,焊脚(k)不得小于钢筋直径的0.6倍。
2、施焊中,不得使钢筋咬边和烧伤。
4.4.9 钢筋与钢板搭接焊时,焊接接头应符合下列要求:1、HPB235钢筋的搭接长度(l)不得小于4倍钢筋直径,HRB335和HRB400钢筋搭接长度(l)不得小于5倍钢筋直径;2、焊缝宽度不得小于钢筋直径的0.6倍,焊缝厚度不得小于钢筋直径的0.35倍。
②预埋件钢筋埋弧压力焊的规范要求4.7.2 埋弧压力焊工艺过程应符合下列要求:1、钢板应平放,并于铜板电极接触紧密;2、将锚固钢筋夹于钳内,应夹牢;并应放好挡圈,注满焊剂;3、接通高频引弧装置和焊接电源后,应立即将钢筋上提,引燃电弧,使电弧稳定燃烧,再渐渐下送;4、迅速顶压对焊不得用力过猛;5、敲去渣壳,四周焊包凸出钢筋表面的高度不得小于4mm.。
二)后置埋件鉴于以下情况,也经常使用后加锚栓连接:1)预埋件位置偏差太大,用后加锚栓作为补救措施;2)旧建筑改造,后设幕墙;3)新建筑施工时未设置预埋件;4)补加连接点。
在2)、3)两种情况下,除采用后加锚栓作为连接措施外,宜每隔3~4层,采用其他较可靠的连接方式(如穿透螺栓、钢抱箍等)。
采用后加锚栓,应考虑满足以下要求:1)采用的锚栓质量必须可靠,有出厂检验书和合格证。
有原厂试验报告;2)材质应为不锈钢或热镀锌钢材;3)结构连接处混凝土强度不低于C30,而且宜作原位拉拔试验,确定其承载力。
4)锚栓直径不宜小于10mm,每个连接点锚栓不少于2个。
5)节点设计宜使锚栓受剪,尽量不设计成受拉状态(如下图)。
后加锚栓受力状态图6)锚栓要有足够的强度,受力不超过厂家规定的允许承载力,而且考虑各项修正因素。
1、后置埋件锚固机理:1)凸榫锚固凸形结合时,荷载通过锚栓与锚固基础的机械啮合拉传递。
柱锥式锚栓,如柱锥式重荷锚栓及柱锥式敲击重荷锚栓的作用原理均属凸型结合。
钻孔由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。
如下图。
2)摩擦锚固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(力控)或位移控制。
常见的膨胀螺栓有由重荷高强锚栓、重荷螺杆锚栓、螺杆锚栓、重荷锚栓、敲击式锚栓及敲击锚栓。
尼龙锚栓有万能框架尼龙锚栓、框架尼龙锚栓及敲击式尼龙锚栓。
3)化学材料粘结锚固其作用原理是材料结合。
即通过粘合将荷载传给锚固基础。
例如高强化学锚栓,由合成树脂砂浆粘合锚杆和孔壁。
2、后置埋件的优点1)工作较为可靠;2)可在潮湿情况下使用;3)对基材没有膨胀压力;4)高负载能力;5)可使用在边矩、间距小的情况;6)螺杆长度可依客户要求而不同。
三、埋件布置一)板式预埋件1、埋设预埋件的主体混凝土构件的混凝土强度不宜低于C30。
2、埋件埋设时应注意避开箍筋,且埋件的锚筋须位于构件外层主筋内侧。
3、埋件中心线距土建混凝土构件边缘距离c1为130mm(埋件短边方向),c2为180mm(埋件长边方向)。
见下图一、二。
4、预埋件埋设后,应与主筋点焊或绑扎固定,以防偏位。
5、一般情况下,在女儿墙顶可用膨胀螺栓或双筋预埋件固定收口板,见上图三。
6、预埋件埋设的位置偏差不能超过±20mm。
7、采用板式预埋件时,应根据连接情况特别计算锚板的厚度。
二)槽式预埋件1、埋设预埋件的主体混凝土构件的混凝土强度不宜低于C30。
2、埋设槽式预埋件时应注意避开箍筋,且槽式预埋件的支腿须位于构件外层主筋内侧。
3、槽式预埋件距土建混凝土构件边缘的距离应满足下图四、五的要求。
4、槽式预埋件设后,应与主筋点焊或绑扎固定,以防偏位。
5、槽式预埋件使用在女儿墙顶时,一般应埋设在女儿墙顶中间位置,见图六。
6、槽式预埋件埋设的位置偏差不能超过±20mm。
7、槽式预埋件应提供拉拔试验报告。
四、预埋件的质量检验及验收参照《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)等相关规范进行验收。
五、其他注意事项另注意玻璃幕墙的埋件布置是对缝,即幕墙分格的。
而石材幕墙的埋件则在横向不用对准分格,通常间距可布置不大于1200即可。