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植筋锚栓安装技术手册化学螺栓安装技术手册一、 植筋胶安装步骤、建议钻孔直径、固化时间1-1 使用植筋胶安装步骤1、先采用冲击钻或无损取孔钻一个孔径、深度适当的孔。2、用刷子将孔壁的尘屑反复清刷。3、用强风彻底清洁孔壁。再重复第2及第3步至少三次以上，不要留下尘土或泥浆。4、使用新的腔筒或喷嘴时，先挤出锚固剂待其成均匀灰色后方可开始使用。把喷嘴伸至洞底，挤出锚固剂达一半洞深。5、用手将备好的钢筋或螺杆旋转着缓缓插入洞底，使得锚固剂均匀地附着在钢筋或螺杆表面及缝隙中。6、参考植筋胶固化时间表进行安装。到达推荐固化时间后，可进行混凝土浇筑或螺栓安装紧固。1-2 安装钢筋时建议钻孔直径钢筋直径（mm）1012141618202225283240建议钻孔直径D（mm）1316182022252832354050备注：建议钻孔直径是使用植筋胶时的最佳推荐值，可根据实际情况选用最接近钻头。1-3植筋胶安装固化时间表环境温度允许安装时间Min（分钟）允许拉力承载时间Hr（小时）允许拧紧安装时间Hr（小时）完全固化时间Hr（小时）3251324207132416101.53.524102024364453548备注：1、允许拉力承载时可达锚固结合力的50%；2、固化时间已考虑最大工作载荷2倍的安全系数；3、基材潮湿时，承载及固化时间需相应延长（通常为基材干燥时的2倍）。二、受力安全概念2-1 安全概念理论/欧洲规范在本手册中，我们使用了两种安全概念：普遍安全概念（混凝土和其他材料）分项安全概念（仅针对混凝土）2-1-1 普遍安全概念根据这一概念，我们须证明锚固件荷载推荐值Frec大于实际作用荷载Sact即： SactFrec （2-1-1）其中： Frec= N （2-1-2） Rk：抗力特征值：普遍安全因子2-1-2 分项安全概念（欧洲规范2和3）总则：对于锚固件的计算，采用分项安全因子，我们须证明荷载设计值Sd小于抗力设计值RdSdRd （2-1-3）其中： Sd =Sk*F N （2-1-4） Sk：荷载特征值F：分项安全因子抗力设计值Rd是用来计算混凝土破坏和钢材破坏时的拉力、剪力及合力荷载的Rd = N （2-1-5）Rk：抗力特征值 M：分项安全因子2-2 荷载的分类作用在锚固系统上的荷载通常分静态荷载和可变荷载：a、静态荷载荷载恒定，不随时间变化而改变b、可变荷载荷载随时间的变化而改变，根据其振幅和频率又可分为振动荷载，即低振幅、高频率的可变荷载（如机械设备马达的振动）动态荷载，即随时间的变化产生高振幅或负荷载的或变荷载（如风动的影响）冲击荷载，即瞬间施加的荷载而根据荷载的作用方式，以上荷载还可分为永久荷载和偶然荷载永久荷载，即持续作用的荷载偶然荷载，即在一次或几次有限时间内产生的荷载永久荷载与偶然荷载在考虑安全因子时将予以区别对待2-3 锚固系统的破坏状况化学粘结锚固系统包括紧固元件（钢筋或螺栓）和化学粘结剂。双组份化学成份经充分混合后注入钻孔中，固化后与紧固元件和基材间产生两部分结合力：紧固件与化学粘结剂之间的粘结化学粘结剂与构件基材之间的粘结这种化学粘结锚固形式对基材不会产生应力附加挤压作用在锚固系统中，锚件的破坏形式通常有三种状况，即钢材的破坏、锚固粘结剂的破坏以及混凝土基材的破坏。对于在钢筋混凝土中种植钢筋来说，依据欧洲规范，在确保锚固基本埋植深度（最小值为10倍钢筋直径）时，锚固系统一般将出现钢材及粘结剂的破坏形式。2-4 基材构件的不同状况2-4-1 基材构件为钢筋混凝土在使用植筋胶锚固剂进行植筋时，都将基材构件当作钢筋混凝土来考虑。而对于钢筋混凝土构件，其拉力是由连接钢筋通过钢筋与混凝土之间的粘结力传递给预埋钢筋的，因此间距与边距并非重要因素。换句话说，在浇筑混凝土时，须保证混凝土在钢筋之间能够充分通过且很好地与钢筋进行粘结，以保证植筋在混凝土中有效地传递粘结力。因此，间距与边距须满足钢筋混凝土本身的要求。植筋的最小净边距为混凝土的池小保护层厚度；而钢筋间的最小净距则须大于或等于钢筋的直径或最小20mm，当钻孔直径超过32mm时，此净距则须大于或等于钻孔直径加5mm。至于基材构件的最小厚度，则需满足下列关系：当钻孔直径 D12mm th+40mm12D25mm th+50mm25D35mm th+60mm35D40mm th+70mm40D50mm th+80mmD50mm th+100mm2-4-2 基材构件为素混凝土在使用植筋胶锚固剂进行螺杆锚固，或当基材构件为素混凝土，或不能确定是否为钢筋混凝土时，我们将上述情况作为锚固理论进行考虑。即锚件的受力是通过连接锚件直接传递给混凝土的，因此，受力值在传递过程中将受混凝土强度、锚件的埋植深度、间距及边距的影响。这些影响关系参见后面4-2-4、4-2-5、4-2-6和4-2-7节。对于基材构件的最小厚度，则与2-4-1节中钢筋混凝土的情况相同。三、植筋胶植筋技术资料3-1 概述在前面2-3节中，对锚固系统中锚件的破坏形式作了简单的讨论。在钢筋混凝土中进行植筋时，依据欧洲规范，在确保钢筋锚固的基本埋植深度（最小值为10倍钢筋直径）时，锚固系统一般将出现钢材及粘结剂的破坏形式，这里我们将对上述两种破坏形式的锚固力进行理论计算。而对于锚固系统的剪力值，是由钢筋材质的剪力值所决定的，因此，在这部分中仅讨论拉力值。3-2 理论计算钢材破坏及粘结剂破坏时，锚固力的理论计算公式详见如下：3-2-1 钢材破坏时轴向拉力特征值：NRK，s=AO*fuk=*（d/2）2*fuk=/4*d2*fuk （3-2-1）其中： d钢筋直径（mm）fuk钢筋屈服拉力特征值（N/mm2）3-2-2 粘结剂破坏时在化学锚固系统中，锚固粘结破坏通常可能由两个方面造成的，一是紧固元件（钢筋或螺杆）与粘结剂之间的界面发生破坏，另一是粘结剂与构件基材孔壁之间界面发生破坏。在植筋胶粘结剂锚固钢筋时，其粘结强度是由粘结剂与构件基材孔壁的接触面积起控制作用的。可由下列公式计算得出：锚固结合力特征值Fk=*D*L*A （3-2-2）其中：D钻孔直径（mm）L埋植深度（mm）A综合相关因子（N/mm2） 与基材强度等级和植筋胶有关上述公式中，综合相关因子A可由下表查出：混凝土强度等级C16/20C20/25C25/30综合相关因子A（N/mm2）6.06.98.0注:综合相关因子A与混凝土构件(圆柱体)抗压强度fck，cyl有关，A=0.94*3-3 植筋胶在钢筋混凝土中种植钢筋时锚固力特征值、设计值及推荐值3-3-1 特征值植筋胶锚固力特征值可根据前面公式（3-2-2）得出，即：Fk=*D*L*A N （3-3-1）对于锚固系统来说，其特征值应取锚固力特征值与钢筋屈服拉力特征值NRK，s（3-2-1）中的较小值，即：Rk=MINFk，NRk，s （3-3-2）3-3-2 设计值根据公式（2-1-5），植筋胶锚固力设计值可得出：Fd=Fk/b=*D*L*A/b N （3-3-3）钢筋屈服拉力设计值为NRk，s = NRk，s / s N （3-3-4）其中分项安全系数b=1.5，s=1.15对于锚固系统来说，其设计值应取锚固力特征值与钢筋屈服拉力设计值NRk，s中的较小值，即，Rd=MINFk，NRk，s （3-3-5）3-3-3 推荐值将设计值荷载分项安全因子，即可得到推荐适用荷载，取G =Q =1.5。Frec=Rd/Q （3-3-6）由此，可根据上述公式（3-3-2）、（3-3-4）、（3-3-5），列出植筋胶锚固力特征值、设计值以及推荐适用荷载三个表。四、植筋胶螺杆锚固技术资料4-1 基本技术数据对于在C30（fyk，cub 150=30N/mm2）的素混凝土中，安装G5.8级螺杆时的拉力及剪力的特征值、设计值和推荐值见下表：螺杆直径（mm）钻孔直径（mm）埋植深度（mm）荷载特征值（N/mm2）荷载设计值（N/mm2）荷载推荐值（N/mm2）拉力NRK，C剪力VRK，C拉力NRd，C剪力VRd，C拉力Nrec剪力VrecM8108017.010.210.67.97.64.6M10129027.516.517.212.612.37.4M121411040.024.025.018.317.910.7M161812575.545.347.234.633.720.2M2025170118.070.873.854.052.731.6M2428210170.0102.0106.377.875.945.5M3035280271.9163.1169.9124.6121.472.84-2 锚栓的设计4-2-1 锚栓受力值的计算在锚固系统中，螺栓的轴向拉力为Nd，剪力为Vd，合力为Fd，合力角度为，有下列关系：Fd=（Nd2+Vd2）1/2 （4-2-1）=arctg（Vd/Nd） （4-2-2）为了方便，我们将合力的角度简化定义如右图：4-2-2 合力速查表FRdFd由锚栓受力的合力值及合力角度可在速查表中直接选取相应的锚栓。 （4-2-3）4-2-2-1 镀锌碳钢螺杆（G5.8级）合力速查表 11.8 钢材破坏螺杆直径(mm)埋植深度(mm)合力特征值FRk(mm)合力设计值FRd(mm)30合力45合力60合力30合力45合力60合力C20 / 25C30 /37C20 /25C30 /37C20 /25C30 /37C20 /25C30 /37C20 /25C30 /37C20 /25C30 /37M88011.811.810.310.39.39.37.47.46.46.45.85.8M109019.119.116.716.715.015.011.911.910.410.49.49.4M1211027.727.724.324.321.821.817.317.315.215.213.613.6M1612544.852.439.845.837.041.220.832.818.528.617.225.8M2017070.081.862.171.657.864.432.651.128.944.826.940.3M24210100.8117.989.5103.183.292.746.973.741.664.438.757.9M30280162.1188.5143.6164.8133.4148.375.4117.868.8103.062.092.74-2-2-2 不锈钢（A4）螺杆合力速查表合力特征值速查表： 15.9 钢材破坏螺杆直径(mm)埋植深度(mm)合力特征值FRk(mm)30合力45合力60合力C20 / 25C30 /37C40 /50C20 / 25C30 /37C40 /50C20 / 25C30 /37C40 /50M88015.915.915.913.913.913.912.512.512.5M109025.625.625.622.422.422.420.220.220.2M1211037.437.437.432.732.732.729.429.429.4M1612550.956.770.548.051.561.746.948.855.5M2017079.588.6110.275.080.496.373.276.286.7M24210114.6127.6158.6108.0115.9138.7105.5109.7124.8M30280181.2181.2181.2158.5158.5158.5142.6142.6142.6合力设计值速查表:螺杆直径(mm)埋植深度(mm)合力特征值FRd(mm)30合力45合力60合力C20 / 25C30 /37C40 /50C20 / 25C30 /37C40 /50C20 / 25C30 /37C40 /50M8808.08.08.07.07.07.06.36.36.3M109012.812.812.811.211.211.210.110.110.1M1211018.718.718.716.416.416.414.714.714.7M1612523.726.435.322.324.030.921.822.727.8M2017037.041.255.134.937.448.234.035.443.4M2421053.359.379.350.253.969.449.151.062.4M3028090.690.690.679.379.379.371.371.371.34-2-3 影响因素根据植筋胶锚固理论，在素混凝土中，锚栓的受力是由所安装的锚件传递到混凝土中的。在混凝土破坏极限状况下，其传递的受力值与混凝土锥形破坏时的尺寸有关，即受到混凝土强度等级、锚固深度、边距及间距等因素有关。FRd，c=Frec*fT*fB，N*fs*fc （4-2-4）其中： fT，锚件埋深影响系数 fB，N，混凝土强度影响系数 fs，锚件间距影响系数 fc，锚件边距影响系数4-2-4 埋深影响系数fT锚固受力的影响系数与锚件的埋深有下列关系：fT=hact/hef 其中： hact，锚件实际埋深 hef，锚件基本埋深 满足： hefhact2 hef4-2-5 混凝土影响系数fB，N混凝土基材的强度等级对锚固受力的影响系数见下表：混凝土强度等级圆柱体抗压强度fck，cyl（N/mm2）立方体抗压强度fck，cub（N/mm2）影响系数fB，NC20/2520250.95C25/3025301.00C30/3730371.05C35/4535451.12C40/5040501.20C45/5545551.25C50/6050601.304-2-6 锚固间距影响系数fs在锚固安装中，两锚件轴向中心线之间的距离称为间距S，根据植筋胶锚固安装理论，最小间距Sm为基本埋深hef的一半时，锚固间距的影响系数为fs=0.7；间距大于基本埋植深度hef的1.5倍时，影响系数fs=1，有以下关系：fs=0.55+0.3S/hef 螺杆直径基本埋深边距S（mm）M8804053668093104120M109045607490104117135M12110557391110127143165M161256383103125145162187M2017085102141170197221255M24210105126147210243273315M30280140187234280327374420fs0.70.750.800.850.900.951.004-2-7 锚固边距影响系数fcfC=fC1*fC2在锚固安装中，单个锚件轴向中心线与构件最近边缘之间的距离称为边距C。边距又分为两种情况：锚件中心到不承受荷载边缘的距离为边距C1，而到承受荷载边缘的距离为边距C2。 4-2-7-1 边距C1的影响系数fC1对于边距C1，根据植筋胶锚固安装理论，最小边距C1min为锚件基本埋深hef的一半时，锚固边距C1的影响系数为fC1=0.6；而边距大于基本埋植深度hef时，影响系数fC1=1，有以下关系：fC1=0.2+0.8 C1/hef 螺杆直径基本埋深边距C1（mm）M8804050607080M10904556677990M1211055698296110M16125637894109125M2017085106127149170M24210105131157184210M30280140175210245280fC10.60.70.80.91.04-2-7-2 边距C2的影响系数fC2对于边距C2，根据植筋胶锚固安装理论，最小边距C2min为锚件基本埋深hef一半时，锚固边距C2的影响系数为fC2=0.4；而边距大于基本埋植深度的1.3ef时，影响系数fC2=1，有以下关系：fC2=0.025+0.75C2/hef 螺杆直径基本埋深边距S（mm）M880405161728393104M10904557698193105117M1211055708499114128143M16125638096113129146162M2017085108130153176198221M24210105133161189217245273M30280140177215252289327364fs0.40.50.60.70.80.91.04-3 锚固锚栓抗力的验算在锚栓系统设计时，结合4-2-3节中所讨论的影响系数，对锚栓的抗拉力设计值、抗剪力设计值及合力设计值进行验算。4-3-1 抗拉力设计值NRd，c=NR，rec*fT*fB，N*fs*fc （4-3-1）NRd=Min NRd，c ，NRd，s （4-3-2）4-3-2 抗剪力设计值 V Rd，c=VR，rec* fs*fc （4-3-3） VRd=Min VRd，c ，VRd，s （4-3-4）4-3-3 抗力的验算VdVRdNdNRd抗拉力： 抗剪力： 合力： 4-4 螺杆的机械性能材质M8M10M12M16M20M24M30受力截面积As（mm2）-32.752.877.0125.3227.0326.9522.8弹性截面模数Wel（mm3）-26.354.195.3247.0482.3833.51686.0极限抗拉强度fuk（N/mm2）G5.8520520520520520520520A4700700700700700700700屈服强度fyk（N/mm2）G5.8420420420420420420420A4350350350350350350350弯矩特征值Mork，s（Nm）G5.816.433.859.4154.1301.0520.11052.1A422.145.580.0207.4405.2700.11011.6弯矩推荐值M（Nm）G5.87.815.627.369.4135.0234.0469.0A49.418.732.883.3162.0252.0313.0抗拉力设计值NRd，s（KN）G5.811.919.328.145.882.9119.4190.9A410.016.123.438.169.199.5159.1抗剪力设计值VRd，s（KN）G5.87.211.616.927.549.771.6114.6A46.09.614.122.941.559.795.5螺杆材质：G5.8，即指G5.8级镀锌碳钢，符合标准：NF EN20898-1A4，即指不锈钢A4-7 AISI 316L/ISO A4，符合标准：NF EN25100-0抗拉力、抗剪力设计值计算：NRd，s=As*fyk/1.15；VRd，s=0.6*As*fyk/1.154-5 螺杆安装技术资料M8M10M12M16M20M24M30钻孔直径D（mm）10121418252835基本埋植深度hef（mm）8090110125170210280构件最小厚度tmin（mm）120130160175220270340被固定物最大厚度tfix（mm）15202535656370被固定物开口直径df（mm）9-1112-1314-1518-1922-2626-2933-36最小安装间距S（mm）4045556385105140最小安装边距C1，C2（mm）4045556385105140最大拧紧力矩Tinst（Nm）10203060120200400五、 其他资料5-1 植筋胶用量计算在使用植筋胶化学植筋锚固剂时，可根据钻孔直径D、埋植深度L以及钢筋或螺杆直径d的大小，计算出其理论用量V（体积）。V=/4*（D2-d2）*L10-3 ml （5-1-1）但在操作时，我们推荐将胶水注入钻孔深度的一半，即实际注胶量为钻孔容积的一半。另外由于施工条件、操作的熟练程度不同，在实际安装过程中会产生一些损耗。当考虑15%的损耗时，下列公式可计算出每个锚固孔所需实际用量。每个锚固孔实际所需的用量为：V=1.15*0.5*/4*D2*L10-3 ml （5-1-2）化学螺栓的计算资