混凝土结构预埋件受力计算简化探析

1、关键词：混凝土构件；预埋件；受力探析混凝土结构设计规范GBJ10-8 9预埋件设计规范，给出了由锚板和对称的直锚筋所组 成的受力预埋件，其锚筋的总截面面积As的计算公式，以及由锚板和对称配置的弯折锚筋与直 锚筋共同承受剪力的预埋件，其弯折锚筋的截面面积Asb的计算公式。在预埋件的设计中，发 现规范公式系数及计算步骤繁多，过程繁杂，受力与设计选材关系不够直接，容易产生错误。为 此，先对预埋件锚筋、混凝土材料等作具体设定，直接求出预埋件在各种受力状态下的允许值， 再根据预埋件的构造要求以补加系数的办法，对预埋件的受力作一般性的推广，从而简化了计算 公式、计算步骤和设计过程。1预埋件设计选材当锚筋选

2、热轧II级钢筋，混凝土选C20时，则fy=310N/mm2，fc=10N/mm2；当锚筋与混凝土选用其它材料时，最大设计受力拉力Nmax及弯矩力Mmax按常用 直径单根锚筋预埋件允许承受的最大应力表中数值见表1，分别乘以系数fy/31 0；同样， 最大设计剪力Vmax按表1Vmax对应的乘，fc、fy分别为预埋件设计采用的其它等级 的混凝土及钢筋级别时，混凝土的轴心抗压强度设计值及钢筋的抗拉强度设计值见表1注2。2 锚板厚度与锚筋直径的比例关系(1)当锚板厚度与锚筋直径的比例关系t/d=0.8时，则直接查 表计算。当锚板厚度与锚筋直径取其它比例关系时，表1中的Nmax、Mmax乘“0.75+0

3、.315 t/d”系数，见表1注2。当采取措施防止锚板弯曲变形时，表1中的Nmax、Mmax乘系数1.25,见表1注2。 3简化公式的推导及简化过程(1)当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时见图1，由下列规范公式 计算，并取其中的较大值： 式中：V一剪力设计值；N一法向拉力或法向压力设计值；法向压 力设计值应符合N0.7 时，取 av= 0.7d 一锚筋直径(mm)；ab 一锚板 弯曲变形折减系数，ab= 0.6+0.25。当采取措施防止锚板弯曲变形时，取ab = 1t锚板 厚度；Z外层锚筋中心线之间的距离。(2)预埋件仅受单向应力时，所能承受的最大设计应力：假定预埋件所承受的设计应力V、N、

4、M中，任意取其它二维应力为零，则由公式(1)及(2)并取A s最大时，分别得预埋件在单向作 用下的受力计算公式：i(5)堞蛔雄fLI戡钢筋时.M版心 C2D,及取1/虹。一S时， f, = JIDXZnmi ,( = UJN/nmf ,=0.6 + U.25y O.K. 代入上述舶向受力公式,整理轴： TOC o 1-5 h z =43,43(4rO-ILOd) /叫(6)VwNj 二(7)MwJ =77.91皿(8)为了设计计算方便，列出常用直径钢筋单根锚筋(当其它锚筋根数时，表1数值乘以根数n), 锚筋层数为二时的最大承受应力设计值见表1。表1常用直轻单根铜筋预埋件允许承受的甚大成力聚(N

5、X (kN)gQ-UW4.9MZ1013.W15.5327.就 IE12igm22.4381I.2I9Z14也耕30.54115r270ZIti30.45039.89014.94SZIB卸.姒15,242041.31,16422247.41075.417P.7Q8Z25Si. Ml97.3SS注：Z的单位为m；此表是按锚筋为，混凝土为C20,锚板厚度与锚筋直径的比例关系t/d= 时计算的。 对其它等级的混凝土及锚筋，最大设计应力：；剪力Vmax乘此时，应符合，例如：锚筋为II 级钢筋时，混凝土等级取C25及其以下；锚筋为I级钢筋时，混凝土等级取C15及其以下。其它 情形，当av=(4.0-0.

6、08d).，这时Vmax对应表Vmax乘以；当锚板厚度和锚筋直径取其 它直径的比例关系时，乘0.75+0.315 t/d，当采取措施防止锚板弯曲变形时，、乘系数1.25。 以上情况系数可连乘。(3)预埋件在二维应力作用下，预埋件所能承受的应力。假定预埋件所承受的设计应力V、N(拉 力)、M中，任意一种应力为零，则在二维应力作用下，预埋件所能承受的应力方程为：由公式(1)、(2)，公式两边同除As，再将分母分别置换成，Vmax，即单向应力时预埋 件所能承受的最大应力，则可推导出以下二维应力合力作用下的强度公式，取偏安全的线性相关 方程如下：拉剪状态： TOC o 1-5 h z 拉 状态：+(9

7、)拉弯状态：M】(10)豹弯状态：VY(U)并取：7时.曹弯线性相关；当7-0.7时, 则前弯不相关且MwM*预埋件在拉、弯、剪三维应力作用下，预埋件所能承受的应力强度公式，取偏安全的线性相关方程如下：以上4种受力状态可绘于坐标图见图2。由图2可知，在锥体表面及锥体内的点均满足预埋件的受力要求。当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，由下列规范公式计算，并取其中的较大值：,M0.4NZmF七辑矛US)当叱时.取M (UNE=O.同时N乓0.5(A.4冲 锚板面枳，将竭.V.代人上式*剧预埋件在压.鸯 珅 维成力作用下.雅埋件所承受的应方鼎按同时满足如下kA；M-MNZ 3.25正M 0.4NZ(17由锚板和对称配置的弯折锚筋与直锚筋共同承受剪力的预埋件见图3。由上式即可列出常用直径钢筋，单根弯折锚筋与同直径单根直锚筋的预埋件承受力的最大值 见表2。以上公式中的Vmax、Nmax、Mmax均取对应表1中相应锚筋直径时的应力设计值， 并乘以预埋件锚筋根数，对预埋件承受剪