混凝土后锚固技术.doc

混凝土后锚固技术中国科学院大连化物所凯华公司（王文军 2005年5月）教 学 相 长相 互 学 习相 互 交 流共 同 提 高企 业 介 绍大连凯华新技术工程有限公司隶属于中国科学院大连化学物理研究所，是主要从事系列建筑结构胶粘剂和其它胶粘剂的研究、开发、生产销售及建筑结构加固、建筑防水保温和防腐工程施工的高新技术企业，已通过ISO9001：2000国际质量管理体系认证。大连凯华新技术工程有限公司系中国胶粘剂工业协会理事单位，中国工程胶粘剂委员会核心组成员单位，中国环氧树脂应用技术学会会员单位和全国建筑物鉴定与加固专业委员会委员单位。公司主要产品-凯华牌JGN型环氧树脂类建筑结构胶粘剂是由建设部和中国科学院联合鉴定的高新技术产品，首创中国建筑结构胶、首开中国化学法粘钢加固之先河，获中国科学院重大科研成果奖和全国第六届发明展览会金奖，被混凝土结构加固技术规范 CECS 25：90列为指定推广产品。凯华牌JGN型系列建筑结构胶粘剂品种主要有：用于粘钢加固的结构胶、动载荷加固胶、修补胶、灌缝胶；用于碳纤维加固的碳纤维结构胶；用于钢筋螺栓植筋锚固的植筋胶；用于特殊工程的耐热胶、高温胶等。以凯华牌JGN型系列建筑结构胶产品为基础开发的粘钢加固技术、碳纤维加固技术、植筋锚固技术、灌缝技术等被广泛应用于工业民用建筑、公路铁路桥梁、有化学腐蚀的化工农药冶金建筑、高温建筑、不停产的工业厂房等加固中。为更好地推广结构加固新技术新方法，我公司成立了混凝土加固施工专业队伍，已获得建设部批准的特种工程专业承包资质。公司还设有研制部，为提高公司产品质量及搞好新产品的开发，提供了有力的技术保障。公司开发的单组份环氧树脂胶粘剂、水性聚氨酯胶粘剂和建筑装修胶粘剂等产品，已陆续投放市场。创新是发展之源，质量是成功之本。我公司以雄厚的技术实力，高质量、高性能的产品，严肃认真的工作态度，竭诚为广大用户提供优质服务。大连凯华新技术工程有限公司地 址：大连市中山路161号网 址：电 话：0411836977973邮 编：116011一、混凝土后锚固技术规程介绍（行业标准）混凝土加固工程施工验收规范相关内容介绍（国家标准）、混凝土加固技术规范相关内容介绍（国家标准）1、后锚固技术概况 什么是后锚固 ( 定义)？后锚固是相对于浇筑混凝土时预先埋设其中先锚固而命名，是在已经硬化的既有混凝土结构上通果相关技术手段的锚固。（见规程P58页） 后锚固的种类按锚固力产生机理主要分为两大类：机械锚固和化学锚固机械锚固：膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学锚固：化学植筋（胶粘剂和钢筋）、化学锚栓（胶粘剂和螺杆） 后锚固技术的应用随着城市建设的发展，旧建筑物加固改造工程的增多，建筑装修的普及，后锚固技术也得到了广泛的应用。具体应用领域：建筑物中设备安装、玻璃幕墙安装、外挂石材（石材干挂）、管道支架、建筑装饰、既有建筑物加固、改造、道路、桥梁、地铁（轻轨）、水利、核电站 后锚固技术在中国的发展混凝土后锚固技术在我国的应用始于20世纪70年代后期，首先在核电工程中采用，核电工程中设备和管道数量之多，以至于用传统的预埋件难以进行设计和施工，到了90年代，由于多家国外锚栓生产厂（例如HILTI）进入国内市场，促进了后锚固技术在土木工程中的快速发展，特别是化学锚固技术，在新建工程和维修、改造工程中应用数量最多。国内许多研究单位和企业也纷纷加入到锚固产品和工程应用及研究的“热潮”中来，十多年来，国产锚固产品如雨后春笋纷纷面世，并且已经大量应用在实际工程中。 制定混凝土后锚固技术标准的必要性背景：目前进口的锚固产品（德国、瑞士、日本、美国等）与国产产品激烈竞争、混用，市场缺乏标准、规范约束，致使生产与使用严重脱节，工程事故时有发生。锚固规程编制由来：建设部标准定额研究所于 1998 年下达了对混凝土结构后锚固技术规程的编制任务。由中国建筑科学研究院结构所负责会同有关科研、设计、施工、高校、质检等单位的专家于 2002 年底共同完成了该规程编制任务。建设部第 307 号公告批准发布了该规范，并通知于 2005 年 3 月 1 日起实施。制定标准目的：正确、有序引导我国后锚固技术的健康发展。使混凝土结构后锚固连接设计与施工验收做到技术先进、安全可靠、经济合理。 学习与贯彻执行标准2、混凝土结构后锚固技术规程介绍 主要内容：设计、施工、验收 基本概念和术语几个基本概念：混凝土结构、轻混凝土、素混凝土、混凝土强度等级、结构构件、非结构构件、承重结构、非承重结构、抗震设防烈度、生命线工程术语解析：锚固形式、锚固破坏模式 锚固形式列表如下：（表 1）表 1 锚 固 形 式化学锚固化学锚栓（胶粘剂金属螺杆）胶粘剂包装形式：塑料管、玻璃管化学植筋（胶粘剂钢筋）注射式植筋现场配制机械锚固膨胀型锚栓扩孔型锚栓其他类型锚栓根据工程需要和设计选择适当的锚固形式（施工方案） 锚固破坏模式列表如下：（表 2）表 2 锚 固 破 坏 模 式锚栓破坏拉 断剪 断砼破坏锥体破坏边缘破坏剪撬破坏劈裂破坏拔出破坏化学锚固胶筋界面拔出胶混界面拔出机械锚固锚栓整体拔出锚栓穿出混合破坏砼锥体破坏拔出破坏（化学植筋受拉时）破坏模式特点及原因分析为后锚固设计提供依据 符号（与设计相关）符号来源及意义符号辨识符号分类：力（力矩）（单位N或N.m，设计值、标准值）、材料强度（单位N/mm2，标准值）、几何特征值（长度单位或面积单位）、系数（分项系数和计算系数，无单位） 材料及性能要求混凝土基材金属锚栓钢筋及螺杆锚固（植筋）胶粘剂 设计“混凝土后锚固技术规程”参照及引用的国内外标准1、 欧洲技术指南混凝土用金属锚栓（ETAG）（Guideline for European Technical Approval of Metal Anchors for Use in Concrete2、 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 5006820013、 建筑结构荷载规范 GB 500094、 混凝土结构设计规范 GB 500105、 建筑抗震设计规范 GB 500116、 混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG 1607、 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.1-828、 工程结构设计基本术语和通用符号 GBJ 13290注：其中28与设计相关 基本规定 锚固形式的适用范围（结构构件、非结构构件）锚栓适用范围列表如下：（表 3）表 3 锚 栓 适 用 范 围锚栓 受力性质及连接 结构有无抗震设防要求受拉、边缘受剪、拉剪复合受力非结构构件及受压、中心受剪、压剪复合受力之结构构件结构构件、生命线工程非结构构件非结构构件膨胀型锚栓有无扩孔型锚栓有无化学锚栓有无化学植筋有无砼螺钉有无射钉及砼钉有无注：适用，有条件应用，不适用。 设计原则（控制破坏型态） 强制性条文 锚固连接内力分析 一般规定 群锚受拉内力计算（轴心拉力、轴心拉力弯矩） 群锚受剪内力计算（剪力、扭矩、剪力扭矩） 承载能力极限状态计算 受拉承载力计算（破坏类型（4种）、锚固连接方式（单、群） 设计规定 锚栓 （含植筋钢筋）受拉破坏时，承载力设计值NRd,s 单锚或群锚混凝土锥体受拉破坏时，承载力设计值NRd,c 开裂混凝土单根锚栓，理想混凝土锥体破坏时，承载力标准值N0Rk,c (可查表) 混凝土劈裂破坏时，承载力设计值NRd,sp 单根锚栓受拉，混凝土理想化破坏锥体投影面面积A0c,N的计算 群锚受拉，混凝土破坏锥体投影面面积Ac,N的计算 相关的系数计算 受剪承载力计算（破坏类型（3种）、锚固方式（单、群） 设计规定 锚栓 （含植筋钢筋）受剪破坏时，承载力设计值VRd,s 构件边缘受剪（c120说明：将胶粘剂组分置于82烘箱中，胶粘剂的开始凝胶时间大于30min，相当于胶粘剂的常温储存期大于1年。325 KHCP98锚固胶粘剂的综合性能表5 KHCP98性能列表项目检测条件检测结果拉伸剪切强度（MPa）802，168h23.34冻融循环50次22.48人工老化2000h22.87胶体抗压缩强度（MPa）常温96.364结束语本文研制成功的KHCP98已批量生产，在实际工程中得到应用，效果良好。参考文献CP98新型丙烯酸酯胶粘剂的研制及鉴定报告，中国科学院大连化学物理研究所内部资料固特邦快固化锚固胶性能如下：JN-S的主要技术参数 施工温度 可操作时间 固化时间 -5 20min 300min 5 12min 90min 15 5min 45min 25 3min 25min 35 2min 15min JN-S单个锚栓设计及安装参数螺杆尺寸 螺杆应力截面积，mm2 建议设计抗拉力，KN 建议设计抗剪力，KN 平均破坏锚固力，KN(破坏形态为锚断裂） 钻孔直径D，KN 钻孔深度h,mm 最大安装厚度t,mm M10130 58.0 11.2 12.2 52 12 90 20 M12160 84.3 17.4 17.8 70 14 110 25 M16190 157 24.0 33.0 120 18 125 35 M20260 245 43.2 51.9 185 24 170 60 M24300 353 60.0 74.2 230 28 210 65 M30380 561 79.1 120.0 370 35 280 65 注：1.表中数据采用固特邦5.8级镀锌螺杆，屈服强度400MPa，抗拉强度500MPa；2.基材为未开裂C30钢筋混凝土；3.锚固力受很多因素影响，除孔洞表面状况、孔径大小、锚栓直径、锚固长度外，设计时尚须考虑锚固间距和边距、混凝土实际强度和配筋、锚固破坏形式、施工工艺等因素，具体可参见国家相关标准，表中数值仅供参考；4.特殊环境及要求，可配合使用固特邦不锈钢螺杆；5.为保证工程质量，建议您进行现场抗拔试验以确定其锚固力。 国外品牌（以德国Fisher fisv360s、瑞士Hilti Hy150为代表）产品包装形式：（单管配锚栓（玻璃管、塑料管），双管（机械注入式、化学植筋）适用的性能测试标准和方法：（与环氧树脂有区别）不饱和聚酯树脂类（与乙烯基酯树脂在使用形式上完全相同）什么是不饱和聚酯树脂？聚酯树脂可分为两类：一类是饱和聚酯树脂，其分子结构中没有非芳香族的不饱和键（即CC双键），如对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶），它是一种热塑性树脂；另一类是不饱和聚酯树脂，其分子结构中含有非芳香族的不饱和键，可用适当的引发剂引发交联反应而成为一种热固性塑料。合成不饱和聚酯树脂的原料：主要是不饱和二元酸和二元醇锚固胶的组成：组分分析、一般含苯乙烯固化机理：与乙烯基酯树脂固化机理相同优点：价格便宜缺点：收缩大、耐久性差国内主流产品性能介绍：（安徽美亚），在欧洲国家已禁用4、有机锚固胶比较（列表）5、实验及应用中的体会（轻轨螺旋道钉）锚固胶产品性能指标要求介绍（见扫描文件（28）（粘接性能、本体性能、耐久性能、工艺性能）锚固胶产品性能指标检测相关国家标准介绍(剪切、拉伸等)其他加固材料、加固用胶