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混凝土结构后锚固计算

张芹老师对网友提问的综合回答(三)1.山东田兆峰E-mail tzf94d751@张芹老师:请介绍JGJ145《混凝土结构后锚固技术规程》应用算例。

张芹老师回答田兆峰先生:附上JGJ145《混凝土结构后锚固技术规程》应用算例供参考。

张芹2006年5月1日JGJ145《混凝土结构后锚固技术规程》应用算例(修改稿)例:250 mm×400 mm混凝土梁(带板,板厚200 mm),C35级砼,密集配筋,锚板200mm×300mm×6mm,采用四个8.8级FZA10×40M6/10扩孔型锚栓后锚固,h e f=40mm A S=20.1mm2 f StK=800N/mm2 ,风荷载标准值3226N/m2,地震作用标准值160 N/m2,分格宽1.2m层高3.6m.,作后锚固计算。

解:风荷载设计值W=1.4×3226=4516 N/m2地震作用设计值q E=1.3×160=208N/m2风荷载线荷载q w=1.2×4516=5419N/m地震作用线荷载q E=1.2×208=250N/m水平作用组合设计值q=5419+0.5×250=5544 N/m自重面荷载设计值G=1.2×400=480 N/m2重力作用设计值N=1.2×3.6×480=2074N一.锚板设楼板面上N压=2074 NV g s d =5544 NM=2074×230+5544×50=754220 N- mmA.锚栓内力分析a.受力最大锚栓拉力锚栓本身不传递压力,锚栓连接的压力通过被连接的锚板直接传给混凝土基材,N g s d =0∵N/n-My1/Σy i2=0/4-(754220×50)/(4×502 )= -3771N<0∴N h s d=(NL+M)y/1/Σy/i2=[(0×50+754220) ×100]/(2×1002 )=3771Nb.锚栓剪力螺杆C1=100mm<10h ef=10×40=400mm所以四个锚栓中只有边缘2个锚栓承受剪力,每个锚栓所受剪力为:V h sd= V g s d /2=5544/2=2772N。

B.锚固承载力计算a.锚栓钢材受拉破坏承载力锚栓钢材受拉破坏承载力标准值N RK·S=A S f StK =20.1×800=16080N锚栓钢材受拉破坏承载力分项系数γRS·N=1.2f S t K/f YK=1.2×800 /640=1.50锚栓钢材受拉破坏承载力设计值N Rd·S= N RK·S /γRS·N =16080/1.5=10720N>N h s d=3771Nb.混凝土锥体受拉破坏承载力因锚固点位于结构受拉面,而该结构为普通混凝土结构,故锚固区基材应判定为开裂混凝土。

单根锚栓理想混凝土锥体受拉破坏承载能力标准值:N0RK·C=7.0(f C U·K)0.5 h ef1.5 =7.0×35 0.5×401. 5=10477NS C r·N=3 h ef =3 ×40=120mm C C r·N= 1.5h ef =1.5 ×40=60mm C C r·SP= 2h ef =2 ×40=80mmC1=100mm>C c r·N=60mm 取C1=C c r·N=60mmψS·N =0.7+0.3(C1/C C r·N)=0.7+0.3×60/60=1.0ψr e·N=0.5+ h ef /200=0.5+40/200=0.7N g s d =0 偏心距e N =0 ψe c·N=1/ (1+2 e N)=1/ (1+2×0)= 1.0开裂混凝土ψu c r·N 取1.0A0C·N = S C r·N 2=1202=14400mm2S1=100mm<S c r·N=120mm 取S1=100mmS2=200mm>S c r·N=120mm 取S2=S c r·N=120mmC1=100mm>C c r·N=60mm 取C1=C c r·N=60mm取C2=C c r·N=60mmA C·N =( C1+ S1+0.5×S c r·N) ×(C2+ S2+0.5×S c r·N)=(60+100+0.5×120) ×(60+120+0.5×120)=52800mm2群锚混凝土锥体受拉承载力标准值N RK·C= N 0RK·C(A C·N / A0C·N)ψS·N ·ψre·N ·ψe c·N·ψu c r·N=10477×(52800/14400) ×1.0×0.7×1.0×1.0=26891N混凝土锥体受拉破坏承载力分项系数γRC·N=2.15群锚混凝土锥体受拉破坏承载力设计值N Rd·C= N RK·C/γRC·N=26891/2.15=12507N>N g s d =0 (锚栓本身不传递压力,锚固连接的压力通过被连接的锚板直接传递给混凝土基材)C.混凝土劈裂破坏承载力C cr·S P=2h ef=2×40=80mmC1=100mm>C cr·S P=80mm 取C1=80mm取C2=C c r·S P =80mmS cr·S P=2 C cr·S P=2×80=160mmS1=100mm<S c r·S P =160mm 取S1=100mmS2=200mm>S c r·S P =160mm 取S2=S c r·S P =160mmA0C·N = S cr·S P2=1602=25600mm2A C·N =( C1+ S1+0.5×S c r·S P) ×(C2+ S2+0.5×S c r·S P)=(80+100+0.5×160) ×(80+160+0.5×160)=83200 mm2ψh·SP=h/2h ef =(400/80)2/3=2.92>1.5 采用1.5N0RK·C=7.0×f c u. .k0.5×h ef1.5=7.0×35 0.5×401. 5=10477NN RK·C= N0RK·C(A C·N / A0C·N)ψS·N ·ψre·N ·ψe c·N·ψu c r·N=10477×(83200/25600) ×1.0×0.7×1.0×1.0=23835NN RK·SP= N RK·C ·ψh·SP =23835×1.5=35753NN Rd·SP= N RK·SP/γRSP=35753/2.15=16629N>N g s d =0d.锚栓钢材受剪破坏承载力锚栓钢材受剪承载力标准值V Rd·C=0.5 A S f StK =0.5×20.1×800=8040N锚栓钢材受剪承载力分项系数γRV·S=1.2f StK/f YK 1.2×800/640=1.5锚栓钢材受剪承载力设计值V Rd·S= V Rd·C/ γR V·S=8040/1.5=5360N>V h sd=2772Ne.混凝土楔形体受剪破坏承载力取C1=C2=C c r·N=60mmV0RK·C=0.45(d n 0 m )0.5(L f/d n 0 m)0.2(f C u .K)0.5C11.5=0.45×60.5×(40/6)0. 2×350.5×601 . 5=4429N ψS·V=0.7+0.3(C2/1.5C1)=0.7+0.3×[60/(1.5×60)]=0.9ψh·V=(1.5C1/h)1/3=(1.5×60/400)1/3=0.61 取1ψα·V=1.0e V =50 mm ψec·V=1/(1+2 e V /3 C1)=1/[1+2×50/(3×60)]=0.47ψucr·V=1.0A0C·V=4.5C12=4.5×602=16200mm2A C·V=(1.5 C1+S2+C2)×h=(1.5×60+160+60)×400=124000mm2群锚砼楔形体破坏时的受剪承载能力标准值V RK·C= V0RK·C(A C·V/A0C·V)ψS·V·ψh·V·ψα·V·ψec·V·ψucr·V=4429×(124000/16200) ×0.9×1.0 ×1.0×0.47×1.0=14340N砼楔形受剪承载能力分项系数γRe·V=1.8群锚砼楔形破坏时的受剪承载能力设计值V Rd·C= V RK·C/γRC·V=14340/1.8=7967N>V g s d =5544Nf. 砼剪撬破坏承载能力h e f =40 mm<60 mm 取K=1砼剪撬破坏承载能力标准值V RK·CP= K N R K·C=1×26891=26891N砼剪撬破坏承载能力分项系数γRCP=1.8砼剪撬破坏承载能力设计值V Rd·CP= V RK·CP/γR CP =26891/1.8=14939N>V g s d =5544Ng.拉剪复合受力承载力钢材破坏时: (N h Sd/N Rd·S)2+(V h Sd/V Rd·S)2=(3771/10720)2+(2772/5630)2=0.37<1砼破坏时: (N g Sd/N Rd·C)1.5+(V g Sd/V Rd·C)1.5=0+(5544/7967)1.5=0.58<1二.锚板设梁侧面N g s d =5544 NV g s d =2074 NM=2074×80=165920 N- mmA.锚栓内力分析a.受力最大锚栓拉力N g s d =5544 N∵N/n-My1/Σy i2=5544/4-(165920×50)/(4×502 )= 1386-830=556N>0∴N h s d= N/n +My/1 /Σy/i2=5544/4+(165920 ×100)/(2×1002 )=1386+830=2216Nb.锚栓剪力螺杆C1=150mm<10h ef=10×40=400mm所以四个锚栓中只有边缘2个锚栓承受剪力,每个锚栓所受剪力为:V h sd= V g s d /2=2074/2=1037N。

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