化学锚栓选用设计计算大纲

2/2化学锚栓选用设计计算大纲一、编制依据与适用范围1.1编制依据本大纲严格遵循现行国家及行业后锚固、化学锚栓相关规范标准，所有计算方法、公式及参数取值均以规范条文与工程通用理论为依据，确保计算结果的科学性与合规性，主要依据包括：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）《化学锚栓》（GB/T16939-2016）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010，2015年版）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010，2016年版）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）《锚固用胶粘剂》（GB50728-2011）1.2适用范围本大纲适用于建筑、工业、市政等领域的普通混凝土结构后锚固连接中，化学锚栓的选型、设计与验算工作，涵盖普通化学锚栓、特殊倒锥形化学锚栓等类型，适用于设备固定、幕墙连接、钢结构柱脚、结构加固、管线支架固定等各类工况，可作为化学锚栓选用设计阶段计算工作的统一指导框架，与其他结构、设备设计大纲形成完整的工程设计体系。本大纲适用于基材为普通混凝土（强度等级C15~C60）的工况，不得用于砌体、岩石等其他基材，不得用于严重腐蚀、高温长期作用的特殊工况（特殊专用锚栓除外）。二、基础设计参数计算2.1锚栓钢材性能参数化学锚栓的螺杆钢材性能，是强度计算的核心基础，常规类型的参数取值如下：4.8级螺栓：屈服强度fyk=320MPa，抗拉强度fuk=400MPa8.8级螺栓：屈服强度fyk=640MPa，抗拉强度fuk=800MPaQ235钢锚栓：屈服强度fyk=235MPa，抗拉强度Q355钢锚栓：屈服强度fyk=355MPa，抗拉强度2.2锚固胶性能参数锚固胶的粘结性能，是化学锚栓粘结承载力的核心，常规环氧型锚固胶的参数取值如下：抗拉粘结强度标准值τRk：C30混凝土下取10\15MPa，C50混凝土下取15\20MPa剪切粘结强度标准值τRk,v：取抗拉粘结强度的0.8倍，即导热系数λad=0.2∼0.3W/(m固化时间：常温（20\25℃）下24h，低温（5\10℃）下72h，负温下需采用专用低温胶2.3基材混凝土性能参数基材混凝土的力学参数，是混凝土破坏承载力的计算基础，常规强度等级的参数取值如下：混凝土强度等级：C15~C60，化学锚栓不得用于低于C15的基材轴心抗压强度标准值fck：C15取10.0MPa，C20取13.4MPa，C30取20.1MPa，C40取26.8MPa，C50取轴心抗拉强度标准值ftk：C15取1.27MPa，C20取1.54MPa，C30取2.01MPa，C40取2.39MPa，C50取弹性模量Ec：C15取2.2×104MPa，C30取3.0×104MPa，2.4几何设计参数锚栓的几何参数，是所有承载力计算的输入基础，常规取值与要求如下：锚栓公称直径dnom：常规M8~M30，常用M12、M16、M20、锚栓有效截面积As：M8取39.7mm²，M10取58.0mm²，M12取84.3mm²，M16取157mm²，M20取245mm²，M24取353mm²，M30取有效锚固深度hef：普通化学锚栓取10\20d，特殊倒锥形取8\15d，最小取边距c：锚栓中心到基材边缘的距离，受拉最小边距取1.0hef，受剪最小边距取1.5间距s：相邻锚栓中心的距离，最小取2.0hef三、单个锚栓受拉承载力计算单个锚栓受拉承载力需分别验算所有可能的破坏模式，取最小值作为设计控制值，确保所有破坏模式均满足安全要求。3.1锚栓钢材破坏受拉承载力锚栓钢材破坏是指锚栓螺杆本身发生屈服拉断的延性破坏，为最理想的破坏模式，承载力计算公式：

标准值：NRk,s=A参数说明：NRk,s：锚栓钢材破坏受拉承载力标准值（NNRd,s：锚栓钢材破坏受拉承载力设计值（NAs：锚栓螺杆的有效截面积（mm²fyk：锚栓钢材的屈服强度标准值（MPaγRs,N：锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.1.1条3.2混凝土锥体破坏受拉承载力混凝土锥体破坏是指锚栓受拉时，带动基材表面形成45°混凝土锥体拔出的脆性破坏，承载力计算公式：

标准值：NRk,c=k参数说明：NRk,c：单锚混凝土锥体破坏受拉承载力标准值（NNRd,c：单锚混凝土锥体破坏受拉承载力设计值（Nk1：锥体破坏系数，开裂混凝土取7.2，非开裂混凝土取fck：混凝土轴心抗压强度标准值（MPahef：锚栓的有效锚固深度（mmψs,N：边距修正系数，当边距大于临界边距时取1.0ψre,N：表层钢筋修正系数，当基材有配筋时取ψec,N：偏心荷载修正系数，当受拉荷载有偏心时取γRc,N：混凝土锥体破坏受拉承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.2.2条3.3粘结破坏受拉承载力粘结破坏是指锚栓与锚固胶、锚固胶与混凝土之间的粘结界面发生拔出的破坏，是化学锚栓的核心破坏模式，承载力计算公式：

标准值：NRk,ad=τ参数说明：NRk,ad：单锚粘结破坏受拉承载力标准值（NNRd,ad：单锚粘结破坏受拉承载力设计值（NτRk：锚固胶的粘结强度标准值（MPadnom：锚栓的公称直径（mmψs,adψre,adγRad,N：粘结破坏受拉承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.2.3条3.4混合破坏受拉承载力混合破坏是普通化学锚栓特有的破坏模式，指同时发生混凝土锥体破坏与粘结拔出破坏的组合破坏，多发生在中等锚固深度的工况，承载力计算公式：

标准值：NRk,m=N参数说明：NRk,m：单锚混合破坏受拉承载力标准值（NNRd,m：单锚混合破坏受拉承载力设计值（NNRk,cγRm,N：混合破坏受拉承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.2.4条3.5单个锚栓受拉承载力取值单个锚栓的受拉承载力设计值，取上述四种破坏模式承载力的最小值，即：

N四、群锚受拉承载力计算当采用多个锚栓共同受力时，需按群锚整体进行验算，考虑群锚的整体破坏效应与受力不均匀性。4.1群锚受拉内力分配群锚连接中，由于锚栓的受力不均匀，拉力在各个锚栓之间的分配需考虑不均匀系数，计算公式：

N参数说明：Nsd,i：单个锚栓承受的拉力设计值（NNsd：群锚连接承受的总拉力设计值（Nn：群锚的锚栓数量k1：锚栓受力不均匀系数，取1.1规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第5.2.1条4.2群锚混凝土锥体破坏受拉承载力群锚的混凝土锥体破坏为整体的大锥体，包含所有锚栓，承载力计算公式：

标准值：NRk,c,g=k参数说明：NRk,c,g：群锚混凝土锥体破坏受拉承载力标准值（NAc,N：群锚的混凝土锥体破坏的投影面积（mm²），即群锚Ac,N0：单锚的混凝土锥体破坏的投影面积（mm²k3：群锚锥体破坏系数，同单锚的其余参数同单锚混凝土锥体破坏的参数规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.2.5条4.3群锚粘结破坏受拉承载力群锚的粘结破坏为各个锚栓独立的粘结破坏，当锚栓间距大于5d时，无相互影响，承载力为所有单个锚栓粘结承载力的总和：

N当间距小于5d时，需考虑相互影响，对粘结承载力进行折减。4.4群锚受拉承载力取值群锚的总受拉承载力设计值，取群锚整体破坏与单个锚栓破坏的最小值，即：

N五、单个锚栓受剪承载力计算单个锚栓受剪承载力需分别验算所有可能的剪切破坏模式，取最小值作为设计控制值。5.1锚栓钢材破坏受剪承载力锚栓钢材受剪破坏是指螺杆发生剪切屈服的延性破坏，承载力计算公式：

标准值：VRk,s=A参数说明：VRk,s：单锚钢材破坏受剪承载力标准值（NVRd,s：单锚钢材破坏受剪承载力设计值（NAs：锚栓的有效截面积（mm²fyk：钢材屈服强度标准值（MPa3：钢材第三强度理论的剪切强度修正系数，即抗剪强度为抗拉的1/γRs,V：钢材破坏受剪承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.1.10条5.2混凝土楔形体破坏受剪承载力混凝土楔形体破坏是指锚栓受剪时，带动混凝土形成楔形体拔出的脆性破坏，承载力计算公式：

标准值：VRk,c=k参数说明：VRk,c：单锚混凝土楔形体破坏受剪承载力标准值（NVRd,c：单锚混凝土楔形体破坏受剪承载力设计值（Nk4：楔形体破坏系数，开裂混凝土取1.4，非开裂取dnom：锚栓公称直径（mmhef：有效锚固深度（mmψs,Vψh,Vψα,VγRc,V：混凝土楔形体破坏受剪承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.2.7条5.3粘结剪切破坏受剪承载力粘结剪切破坏是指粘结界面发生剪切破坏的模式，承载力计算公式：

标准值：VRk,ad=τ参数说明：VRk,ad：单锚粘结剪切破坏承载力标准值（NVRd,ad：单锚粘结剪切破坏承载力设计值（NτRk,v：剪切粘结强度标准值（MPa），取抗拉粘结强度的0.8γRad,V：粘结剪切破坏承载力分项系数，取规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.2.8条5.4单个锚栓受剪承载力取值单个锚栓的受剪承载力设计值，取上述三种破坏模式承载力的最小值，即：

V六、群锚受剪承载力计算群锚受剪承载力需考虑整体剪切破坏与受力不均匀性，进行整体验算。6.1群锚受剪内力分配群锚受剪时，剪力在各个锚栓之间的分配需考虑不均匀系数，计算公式：

V参数说明：Vsd,i：单个锚栓承受的剪力设计值（NVsd：群锚连接承受的总剪力设计值（N其余参数同群锚受拉的内力分配参数6.2群锚混凝土楔形体破坏受剪承载力群锚的混凝土楔形体破坏为整体的破坏，承载力计算公式：

标准值：VRk,c,g=k参数说明：Ac,VAc,V其余参数同单锚的参数6.3群锚受剪承载力取值群锚的总受剪承载力设计值，取整体破坏与单个锚栓破坏的最小值，即：

V七、拉剪复合受力承载力计算当锚栓同时承受拉力与剪力的复合作用时，需分别验算钢材破坏与混凝土破坏的拉剪复合承载力。7.1锚栓钢材破坏的拉剪复合验算钢材的拉剪复合承载力需满足第三强度理论，计算公式：

N参数说明：Nsd：锚栓承受的拉力设计值（NVsd：锚栓承受的剪力设计值（NNRd,s：锚栓钢材受拉承载力设计值（NVRd,s：锚栓钢材受剪承载力设计值（N规范依据：《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）第6.1.28条7.2混凝土破坏的拉剪复合验算混凝土的拉剪复合承载力为线性相互作用，计算公式：

N参数说明：NRd,c：混凝土受拉承载力设计值（NVRd,c：混凝土受剪承载力设计值（N）

说明：混凝土的拉剪复合为线性相互作用，允许两者的和不超过1.2规范依据