三种典型地脚螺栓锚固能力探讨

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配重方案和锚固方案选择

配重方案和锚固方案选择

配重方案和锚固方案选择引言在建筑工程中,配重方案和锚固方案是非常重要的设计要素。

它们的选择直接影响到建筑物的稳定性和安全性。

本文将讨论配重方案和锚固方案的选择,并分析它们的优缺点。

配重方案选择配重方案是为了增加建筑物的重量,以增强建筑物的稳定性。

常见的配重方案包括水箱配重、混凝土配重和钢板配重。

水箱配重水箱配重是一种常见的配重方案。

它通过在建筑物内部设置水箱,并在需要增强稳定性时增加水的重量来实现。

水箱配重的优点包括:•成本相对较低。

水箱配重使用的材料成本相对较低,且施工相对简单;•调节性好。

可以根据需要自由增减水的重量,以满足不同的稳定性要求;•环保。

水箱配重使用的是自然资源水,不会产生污染。

然而,水箱配重也存在一些缺点:•占用空间较大。

水箱需要占用一定的建筑空间,这可能会对建筑物的功能性产生影响;•维护成本较高。

需要定期检查和清洗水箱,以保证其功能正常。

混凝土配重混凝土配重是通过在建筑物内部设置混凝土块来增加重量。

混凝土配重的优点包括:•重量稳定。

混凝土的密度较大,可以提供稳定的配重效果;•可靠性高。

混凝土配重的结构稳定性和耐久性较好,可以长期使用。

混凝土配重的缺点包括:•施工难度较大。

混凝土的浇筑和固化过程需要一定的施工工艺,并且需要一定的施工时间;•无法调节。

混凝土配重的重量无法调节,一旦施工完成,难以改变。

钢板配重钢板配重是通过在建筑物内部设置钢板来增加重量。

钢板配重的优点包括:•重量高。

钢板的密度较大,可以提供较大的配重效果;•构造灵活。

钢板可以根据需要进行组合,并且可以随时拆卸和更换;•可调节性好。

可以根据需要增减钢板的数量,以满足不同的配重要求。

钢板配重的缺点包括:•成本较高。

钢板的制造和安装成本较高;•维护困难。

钢板需要定期检查和维护,以保证其完好无损。

锚固方案选择锚固方案是为了增强建筑物的稳定性,防止其在地震等自然灾害中发生倾覆。

常见的锚固方案包括地脚螺栓锚固和混凝土桩锚固。

浅谈地脚螺栓的质量控制

浅谈地脚螺栓的质量控制

浅谈地脚螺栓的质量控制浅谈地脚螺栓的质量控制【摘要】在工业建筑中地脚螺栓的安装非常普遍也非常重要,个别螺栓预埋一旦产生较大的偏差,将直接影响各类设备的正常安装和调试,现本人就某电厂锅炉炉架基础地脚螺栓浅谈地脚螺栓质量控制。

【关键词】地脚螺栓质量控制一、工程概况1、工程简介:某自备电厂4×135MW机组主厂房锅炉炉架基础设计为钢筋混凝土筏板基础、柱下独立基础、柱下条形基础,JC1~JC9,由南向北方向依次为K1排、K2排、K3排、K4排、K5排、K6排,跨度分别为8400mm、11200mm、10300mm、4000?、7900?;由东向西方依次为1~22轴线,共计四台锅炉。

基础底标高均为-4.5米。

锅炉基础柱顶标高均为-0.55m锅炉基础分二次浇筑,第一次浇筑至-3.7m (JC-7浇筑至-2.9 m),调整并固定地脚螺栓安装架后再进行第二次浇筑至-0.55,柱脚安装调至就位后再进行二次灌浆,二次灌浆采用C40高强无收缩灌浆料。

锅炉基础同上部钢架之间通过地脚螺栓连接。

根据锅炉厂提供的图纸,一台机组共有地脚螺栓33套,L=1300?6套;L=1100?27套,一根螺栓配螺帽两个,结构模板一个,因进入现场的构件均为散件,必须在现场进行组装。

锅炉基础地脚螺栓要求精度高,要求在施工锅炉基础地脚螺栓的人员在施工中,要集中精力,精益求精。

2、工程特点:锅炉地脚螺栓安装精度高。

二、施工依据1、设计图纸及图纸会审记要。

2、《电力建设施工质量验收及评定规程第1部分:土建工程》DL/T5210.1-2005。

3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-20024、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001。

三、施工准备1、施工前,由监理公司、业主、设计院及施工单位共同进行图纸交底会审工作,将图纸的设计意图及存在的错误或疑问在正式开工前必须给予交底和明确答复。

2、施工前,必须请监理对已做好的轴线桩及轴线控制桩进行复核后方准正式施工。

地脚螺栓的锚固方法

地脚螺栓的锚固方法

地脚螺栓的锚固方法三十年代前,机器基础采用砖石砌体时,是采用地脚螺栓楔柱的方法把机器固定到基础上。

地脚螺栓的埋入部分做成方形台椎体或圆形椎体,有的在侧面还做成一些倒刺。

这样,地脚螺栓埋入基础内的深度就较大。

现如今,大部分采用了混凝土设备基础,锚固方法就转变为地脚螺栓与混凝土的粘结以及采用锚板或其他形式的方法。

传统的地脚螺栓锚固方法基本上有三种:预埋螺栓法,主要用于弯钩螺栓、爪肢螺栓和锚板螺栓等死螺栓的锚固;预埋锚板法,用于丁头螺栓、对拧螺栓和拧入螺栓等活螺栓锚固;预留孔法,用于一些弯钩螺栓等形式的死螺栓锚固。

1、预埋螺栓法预埋螺栓法就是先把地脚螺栓安置在规定位置,用固定架固定好,然后在基础位置浇灌土将地脚螺栓锚固。

预埋螺栓发的安装过程大致如下:1).固定架的设计和制作:根据地脚螺栓规格、数量和位置以及与基础的相互关系,进行固定架的平面布置及结构设计和制作。

固定架包括工作架和固定横梁,均要求有较好的稳定性。

工作架一般由型钢或钢筋混凝土构件制成,做成构架式。

固定横梁大多用型钢,也可用钢板制成。

螺栓较小时,可用木材制作。

固定横梁用于吊挂地脚螺栓。

对于直径、重量较大的地脚螺栓,在螺栓下部应另加支撑托架。

2).固定架的安装:按设计测量定出工作架的位置,然后把立柱安装固定在埋于垫层内的柱脚上,装配成构架,再根据地脚螺栓的位置安设固定横梁。

固定横梁上设有吊挂螺栓的孔,孔的位置就是螺栓的位置。

校正孔的位置之后,将横梁焊牢在工作架上,必要时再加上一些连系杆件。

3).安装地脚螺栓:将清理好的地脚螺栓按要求放在横梁的孔内,用螺母挂住。

通过测量校正螺栓的平面位置和顶部标高,并用吊锤校正螺栓的垂直度。

达到要求后,用点焊将它与横梁固定,螺栓下部再用拉杆与固定架固定。

安装完毕后,在浇灌基础混凝土的过程中,还需经纬仪反复校验,严格控制,直至基础混凝土凝固。

2、预埋锚板法在浇灌基础混凝土之前,先将锚板和固定在他上面的套管安设在地脚螺栓的位置,地脚螺栓留待安装机器设备时安装,这种施工方法叫预埋锚板法。

u型锚固螺栓和几型锚固螺栓_解释说明

u型锚固螺栓和几型锚固螺栓_解释说明

u型锚固螺栓和几型锚固螺栓解释说明1. 引言1.1 概述本文将对U型锚固螺栓和几型锚固螺栓进行详细介绍和比较分析。

锚固螺栓作为一种重要的连接件,在建筑、机械、交通等领域广泛应用,具有很高的实用性和经济性。

1.2 文章结构本文共分为五个部分,除了引言外,还包括对U型锚固螺栓和几型锚固螺栓的定义、原理以及应用领域的介绍。

对比分析部分将会对两种类型的锚固螺栓进行结构和设计差异、使用效果以及成本与可靠性方面的比较。

最后,文章总结各种锚固螺栓的特点,并展望未来的研究方向。

1.3 目的本文旨在全面了解U型锚固螺栓和几型锚固螺栓,并通过对其原理、优点、特点以及适用场景的介绍,帮助读者更好地选择合适的锚固螺栓类型。

同时,通过对两种类型锚固螺栓进行详细对比分析,揭示其在结构、设计、使用效果以及成本与可靠性等方面的异同,为工程领域的实践者提供参考依据。

最后,通过总结和展望,为未来研究提供一定的借鉴和思路。

2. U型锚固螺栓:2.1 定义和原理:U型锚固螺栓是一种常用的连接件,其形状呈"U"字形。

它通常由弯曲的金属条制成,两端带有螺纹。

通过将螺栓穿过预先钻好的孔洞,并使用螺母进行紧固,U型锚固螺栓可以牢固地将结构物与基础材料连接在一起。

U型锚固螺栓的原理是利用其特殊形状和材质来提供稳定的连接力。

当螺母被拧紧时,U型锚固螺栓的两侧会分别受到压力,这种压力使得锚固螺栓与基础材料之间产生摩擦力和张力,使得连接更加牢固。

2.2 优点和特点:U型锚固螺栓具有以下优点和特点:- 简单易用: U型锚固螺栓安装方便快捷,只需要穿过孔洞并拧紧即可完成连接。

- 承载能力高: U型锚固螺栓由于其特殊形状和材质,能够承受较大的拉力和剪力。

- 适用范围广: U型锚固螺栓适用于各种材料的连接,包括混凝土、砖石、钢结构等。

- 可重复使用: 与一些其他类型的锚固螺栓相比,U型锚固螺栓可以多次拆卸和重装,具有一定的可重复利用性。

2.3 应用领域:U型锚固螺栓在建筑、桥梁、道路和机械设备等领域有广泛应用。

关于地脚螺栓的锚固强度浅析

关于地脚螺栓的锚固强度浅析

关于地脚螺栓的锚固强度浅析摘要:地脚螺栓作为紧固构件,广泛应用于钢结构柱脚及各类设备的埋置固定,它可以把作用在钢结构及设备上的力有效传至基础混凝土,是建筑结构基础设计的重要组成部分。

地脚螺栓埋置的好坏,直接影响到设备能否正常运行。

本文结合实际工程将这些问题作出计算研究并指导实施。

关键词:地脚螺栓锚固引言在节能降耗,大力提倡低碳经济大趋势下,绿色能源之一的风力发电成为国家战略能源长期发展的重要方向,随着风能利用需求的增长及风电技术的发展,风力发电机组日益大型化,对其安全性和经济性提出了更高的要求。

因此,叶片的全尺寸测试是我国叶片产业无法回避的问题,为了配合某公司完成风电叶片试验,需要为试验台配备基础,由于该设备运行过程中产生了巨大的上拔力,对承力点处地脚螺栓的锚固提出很高的要求。

针对地脚螺栓的锚固强度,设计人员经过大量调研、数据分析,突破以往采用的常规设计方案,综合各种因素,采用更加完善的理论计算,提出了新的技术措施,论证了该设备基础的安全性并完成了施工图设计。

1、项目背景地脚螺栓作为紧固构件,广泛应用于钢结构柱脚及各类设备的埋置固定,它可以把作用在钢结构及设备上的力有效传至基础混凝土,是建筑结构基础设计的重要组成部分。

地脚螺栓埋置的好坏,直接影响到设备能否正常运行。

我国现行建筑结构设计规范和手册对其设计方法和构造要求都有具体的规定,设计人员可以按照这些规定设计出满足要求的地脚螺栓直径尺寸、埋置长度、间距和边距(如图1)。

但是,这些规范和手册对一些问题并没有给出确切的解释,设计方法与实际受力机理有所偏差,这样导致地脚螺栓直径变大、埋置长度变长,不仅影响基础的钢筋绑扎和设置,甚至会增大基础的尺寸,造成不必要的经济损失,本文结合实际工程将这些问题作出计算研究。

图12、项目概况某公司风电叶片试验台承力点布置如图2,单个承力点上拔力约20吨左右;下文以该项目为依托,按照国家规范与设计方,并参考有关文章,对地脚螺栓的做法进行完善,有助于提高结构的安全性、经济性。

机械设备地脚螺栓安装时应注意的几个问题

机械设备地脚螺栓安装时应注意的几个问题

机械设备地脚螺栓安装时应注意的几个问题在许多机械设备安装工程中,地脚螺栓是不可缺少的附件之一,它的作用是将设备与基础牢固地连接起来,以免设备在工作时发生位移和倾覆。

地脚螺栓主要包括死地脚螺栓、活地脚螺栓、锚固式地脚螺栓三类。

死地脚螺栓通常用于固定在工作时无冲击和振动或振动很小的中小型设备;活地脚螺栓一般用来固定工作时有强烈振动和冲击的重型设备;锚固式地脚螺栓又称膨胀螺栓,主要用于无振动的轻小型设备。

现结合安装行业的一些情况,对地脚螺栓在安装施工中易于产生质量问题的因素进行探讨:一、地脚螺栓的长度应按施工图纸的规定,如无规定,可按下式确定:L=15D+S+(5~10)mm式中L——地脚螺栓的长度(mm)D——地脚螺栓的直径(mm)S——垫铁高度、设备底座和螺母厚度以及预留余量的总和(mm)二、地脚螺栓的安装(一)地脚螺栓垂直度地脚螺栓安装时应垂直,无倾斜。

如果安装不垂直,必定会使螺栓的安装坐标产生误差,给安装造成一定的困难,如果螺栓孔的底座很厚时,甚至无法进行安装。

由于螺栓不垂直,使其承受外力的能力下降。

现对其受力情况具体分析如下:图一垂直安装图二倾斜安装假设安装设备所需的压力为F(即地脚螺栓垂直方向所受的拉力为F),螺栓的截面面积为A。

则:1.螺栓垂直安装时所受拉力为:F,螺栓的应力为σ=F/A;2.地脚螺栓倾斜安装时所受拉力为:F1,拉应力为:σ1= F1 F1/A=F/Acosa ;同时还产生一个水平分力F2,该力作用在O点的而产生的弯曲应力为σ2= F2 L/W=FLtga/W(W为抗弯截面模量);则总应力为σ=σ1 +σ2。

很明显,F1 >F,相对来说,在这种受力情况下,地脚螺栓的能力变小,更容易被破坏或断裂。

同时,水平分力的作用会使机座沿水平方向转动,因此设备不易固定。

有时已安装好的设备,在二次灌浆前很可能由于这种分力的作用而改变位置,造成返工或质量事故。

同时,由于存在水平分力,一旦遇到外力,就有可能使已找正的设备产生误差,这是不允许的,因此安装地脚螺栓时,一定要安装垂直,避免倾斜现象的产生。

地脚螺栓

地脚螺栓

地脚螺栓地脚螺栓一般用Q235钢,即为光圆的。

螺纹钢(Q345)强度大,做螺母的丝扣没有光圆的容易。

对于光圆地脚螺栓而言,埋深一般为其直径的25倍,然后做一个120mm左右长的90度弯钩。

如果螺栓直径很大(如45mm)埋深太深的话,可以在螺栓端部焊方板,即做一个大头就可以了(不过也是有一定要求的)。

埋深和弯钩都是为了保证螺栓与基础的摩擦力,不至于使螺栓发生拔出破坏。

1基本简介地脚螺栓的抗拉能力就是圆钢本身的抗拉能力了,大小等于截面面积乘以许用应力值(Q235B:140MPa, 16Mn or Q345:170MPA)就是设计时的允许抗拉承载力。

2分类地脚螺栓可分为固定地脚螺栓、活动地脚螺栓、胀锚地脚螺栓和粘接地脚螺栓。

3用途1、固定地脚螺栓又称为短地脚螺栓,它与基础浇灌在一起,用来固定没有强烈振动和冲击的设备。

2、活动地脚螺栓又称为长地脚螺栓,是一种可拆卸的地脚螺栓,用于固定工作有强烈振动和冲击的重型机械设备。

3、胀锚地脚螺栓往往被用于固定静置的简单设备或辅助设备。

胀锚地脚螺栓的安装应该满足下列要求:螺栓中心到基础边缘的距离不小于7倍的胀锚地脚螺栓直径;安装胀锚地脚螺栓的基础强度不得小于10MPa;钻孔处不得有裂纹,注意防止钻头与基础中的钢筋、埋管碰撞;钻孔直径和深度应与胀锚地脚螺栓相匹配。

4、粘接地脚螺栓为近几年常用的一种地脚螺栓,其方法和要求同胀锚地脚螺栓。

但粘接时注意把孔内杂物吹净,并不得受潮。

4地脚锚栓别名加劲锚板地脚螺栓、焊接地脚螺栓、锚爪式地脚螺栓、筋板式地脚螺栓、地脚栓、地脚螺丝、地脚丝等。

专供埋于混凝土地基中,作固定各种机器、设备的底座用。

7字地脚螺栓为地脚螺栓中较常用的一款。

一般采用Q235钢材制作,强度高的使用Q345B或16Mn 材质加工,也有用40Cr材质加工8.8级强度的产品,偶尔也有用二级或三级螺纹钢加工。

地脚螺栓有毛料、粗杆、细杆不同形式之分。

毛料即原材料钢材不经改制,用圆钢或线材直接加工而成;粗杆或称为A型,细杆或称为B型,都由钢材改制成相应要求的杆径后加工而成。

液压机常用地脚螺栓锚固方法

液压机常用地脚螺栓锚固方法

液压机常用地脚螺栓锚固方法I. 引言- 液压机常用地脚螺栓锚固的作用和重要性- 目前液压机常用的地脚螺栓锚固方法II. 常规地脚螺栓锚固方法- 直接螺栓定位法- 墙壁孔壁角固定法- 膨胀螺栓固定法- 螺栓锚固胶固定法III. 高强度地脚螺栓锚固方法- 预应力螺栓锚固法- 圆钢束锚固法- 锚杆加强法IV. 地脚螺栓锚固方法的选用和施工技巧- 选用地脚螺栓锚固方法的考虑因素- 施工前的准备工作- 施工过程中的注意事项- 施工后的检查和维护V. 结论- 液压机常用地脚螺栓锚固方法的适用范围和优缺点- 发展趋势和建议附:参考文献第一章引言液压机作为一种常用的机械设备,在工业生产和农业生产中扮演着重要的角色。

液压机的主要特点是具有高压大功率、可控性好、传动效率高以及抗干扰性能强等优点。

在液压机使用中,液压机的地脚螺栓锚固技术是非常关键的。

地脚螺栓的安装质量直接影响机器的性能和使用寿命。

因此,选择适合的地脚螺栓安装方法是非常重要的。

目前,液压机常用的地脚螺栓锚固方法包括直接螺栓定位法、墙壁孔壁角固定法、膨胀螺栓固定法和螺栓锚固胶固定法等。

因不同的安装条件和机器要求,选择不同的地脚螺栓锚固方法逐渐成为了一种趋势。

然而,由于机器本身的特点和使用环境的不同,不同的安装方法存在相应的优缺点和适用范围,选择适合的地脚螺栓安装方法是非常关键的。

本文将介绍液压机常用的地脚螺栓锚固方法,包括常规地脚螺栓锚固方法和高强度地脚螺栓锚固方法,以及地脚螺栓锚固方法的选用和施工技巧。

希望可以给使用液压机的企业和个人提供参考。

第二章常规地脚螺栓锚固方法1. 直接螺栓定位法直接螺栓定位法是一种常规的地脚螺栓锚固方法。

该方法主要是通过螺栓将机器固定在基础上,固定效果主要由两个方面决定:螺栓自身的材料和直径和埋藏深度。

直接螺栓定位法简单、操作方便、成本低、可靠性较高,是许多中小型液压机使用的常用方法。

但是,该方法需要充分考虑基础的条件、土壤质地、螺栓的规格等因素。

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三种典型地脚螺栓锚固能力探讨摘要:本文对三种典型地脚螺栓端头形式的抗拉承载力进行了计算,重点考虑了不同端头形式与埋置深度的关系;并在埋置深度一定时,计算抗拉承载力大小;在抗拉承载力一定的情况下,计算埋置深度的大小。

分析了端头形式对抗拉承载力的影响,认为对于锚板式地脚螺栓,在相同的抗拉承载力作用下,其埋置深度要小于其余两种形式的地脚螺栓,并通过实际算例,证明了锚板式地脚螺栓布置更加灵活,对地脚螺栓的设计与施工有一定的指导意义。

关键词:地脚螺栓;端部形式;抗拉强度;埋置深度1.概述地脚螺栓的作用是将设备牢固地连接起来,防止设备工作时发生移动或倾覆,并使设备在运行时所产生的不平衡力和振动传递到基础上去,保证设备的正常运转。

在美国核安全相关混凝土结构规范即ACI 349-06中对于锚板式地脚螺栓,参考附录D 混凝土锚固中的计算方法和过程,可以设计出符合要求的锚板式地脚螺栓。

对于弯钩式地脚螺栓和直勾式地脚螺栓,大多依靠设计经验或者直接从相应的国标GB 799《地脚螺栓》中选取。

在核电站的应用过程中,仅依靠设计经验等方式选择的以上两种地脚螺栓过于保守,地脚螺栓需要埋入混凝土中的部分深度很深;而现在核电站的设计需要考虑其建造的经济性,往往设备的布置空间紧凑,设备的混凝土基础的深度可能无法满足地脚螺栓所需埋深,需要在计算地脚螺栓实际所需埋置深度的基础上适当调整便于布置。

本文采用GB 50696-2011《钢铁企业冶金设备基础设计规范》中对地脚螺栓锚固设计的方法,应用到弯钩式地脚螺栓、直钩式地脚螺栓和锚板式地脚螺栓计算当中,对三种地脚螺栓的抗拉承载力、埋置深度进行对比分析;根据GB 50010中相关的条文说明,对三种地脚螺栓端头形式的锚固能力进行了理论分析,得出结论。

三种典型的埋置式地脚螺栓示意图见图1。

图12.地脚螺栓抗拉承载力计算公式在GB 50696-2011附录D D.0.3,地脚螺栓抗拉承载力设计值,应取按螺栓本身受拉破坏、混凝土锥体破坏及螺栓与混凝土粘结破坏三种破坏模式计算得出的承载力设计值中的最小值。

根据GB 50696-2011附录D D.0.6的条文说明,当地脚螺栓为非直杆螺栓时,则不考虑螺杆与混凝土之间的粘结力的作用。

针对本文中三种形式的地脚螺栓,假设三种地脚螺栓表面光滑,即混凝土对螺栓没有粘结力作用。

则地脚螺栓抗拉承载力设计值,应取按螺栓本身受拉破坏、混凝土锥体破坏得出的抗拉承载力设计值中的最小值。

2.1 地脚螺栓受拉破坏承载力设计值计算公式地脚螺栓本身受拉承载力设计值计算公式:——单个地脚螺栓抗拉承载力设计值,;——地脚螺栓的抗拉强度设计值,;——地脚螺栓的公称直径,。

对于钢材材质一定,地脚螺栓公称直径一定的条件下,对应地脚螺栓的受拉承载力设计值是确定的,故不作展开分析。

2.2 地脚螺栓锥体破坏抗拉承载力设计值计算公式为了计算混凝土锥体破坏时地脚螺栓抗拉承载力,先做以下假设:地脚螺栓锥体范围内无钢筋配置;地脚螺栓受拉而引起混凝土破坏时,破坏模式为沿地脚螺栓破坏端头底面外沿向上45°方向扩展;针对单个地脚螺栓进行分析。

根据以上的假设,计算混凝土锥体破坏时地脚螺栓抗拉承载力设计值的公式如下:——混凝土锥体破坏时地脚螺栓抗拉承载力设计值,;——地脚螺栓端部有效直径,;——混凝土轴心抗拉强度设计值,;——地脚螺栓有效锚固长度,;——混凝土锥体实际投影面积,;——混凝土锥体理想完整投影面积,。

对某一种核电站来说,混凝土的等级不小于C35,这里保守认为是C35,则混凝土的轴心抗拉强度设计值=1.57。

根据GB 50696-2011 附录D D.0.5的条文说明,对于地脚螺栓端部有效直径的取值,当地脚螺栓为弯钩式或直勾式时,可取为地脚螺栓的直径;当地脚螺栓为锚板式时,可取为锚板的直径或边长。

3. 三种典型的地脚螺栓抗拉承载力的计算3.1 地脚螺栓埋置深度为定值,计算抗拉承载力根据第2节所述,这里用混凝土锥体破坏模式的公式来计算三种典型地脚螺栓的抗拉承载力。

对于单个地脚螺栓来讲,混凝土锥体实际投影面积与混凝土锥体理想完整投影是相等的,故两者的比值为1;其余设计参数见下表:对于直勾式和弯钩式两种地脚螺栓,这里忽略了端头形式对抗拉承载力的贡献,相对保守;三种地脚螺栓计算抗拉承载力计算结果如下:从上面表格中的计算结果来看,锚板式的地脚螺栓在相同埋入深度的情况下,其地脚螺栓的抗拉承载力最大,有一定的优势。

3.2 地脚螺栓的抗拉承载力为定值,计算埋置深度在实际地脚螺栓设计过程中,往往要获知设备对地脚螺栓的支反力,故在抗拉承载力一定的时候,对比三种地脚螺栓的埋入深度。

根据3.1节计算的结果,这里假定=500kN,则原埋置深度为400mm的三种地脚螺栓的抗拉承载力均为满足要求,如果在抗拉承载力一定的情况下,计算三种地脚螺栓的埋置深度并进行对比,公式中其余参数维持不变。

三种地脚螺栓的埋置深度计算结果如下:对比埋置深度的大小可知,显然锚板式地脚螺栓所需的埋置深度值最小,有利于设备的布置。

3.3 地脚螺栓抗拉承载力计算值与试验的对比文献《带锚固板钢筋机械锚固强度的拉拔试验研究》中,通过115个试件的拉拔试验,研究了带锚固板钢筋的机械锚固强度,并与传统的带90°弯折钢筋的锚固性能试验进行了比较。

在埋置深度一定的情况下,试验结果表明锚板锚固比弯折锚固能力强;同样的,在锚固能力相同的情况下,试验结果表明锚板锚固对应的埋置深度要小于弯折锚固的埋置深度,这与根据3.1、3.2节公式的计算结果所得出的结论相吻合。

4.端头形式对抗拉承载力影响分析在计算椎体破坏地脚螺栓抗拉承载力的时候,计算公式中为地脚螺栓端部有效直径,并且对于锚板式地脚螺栓,并不等于地脚螺栓的公称直径,而取为锚板端部的边长或直径;而对于另外两种形式的地脚螺栓,取值为螺栓的公称直径。

本文不考虑地脚螺栓端头部分受剪力的作用。

根据D.0.5中所述的试验结果,地脚螺栓混凝土椎体破坏的抗拉承载力设计值可按现行国家标准GB50010《混凝土结构设计规范》中所受冲切承载力的计算方法进行简化,以冲切承载力代替锥体破坏抗拉承载力。

GB50010中6.5节描述了受冲切承载力的计算公式,如下:——截面高度影响系数;——计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值;不考虑预应力对受冲切承载力的有利影响,故=0——计算截面周长;——截面有效高度;——影响系数;这里=1。

为了更好的对比分析三种地脚螺栓端头形式的作用,对于公式中的各项常数进行简化合并,得到如下公式:式中——计算常数。

由上式分析可以得知,抗拉承载力与,相关;且与成反比关系;根据本文第2小节假设b,等于地脚螺栓的埋置深度。

在一定的情况下,埋置深度越浅,端头锚板对应的周长越大,也就是说端头锚板越大;反之,若埋置深度越深,端头锚板越小。

若在埋置深度相同的情况下,可以认为地脚螺栓端头锚板的越大,对应的也就越大。

接下来,对于三种不同形式的地脚螺栓,分析其的大小;的取值为距离局部载荷或集中反力作用面积周边处板垂直截面的最不利周长。

对于锚板式地脚螺栓,其计算截面周长。

取端头锚板为正方形,边长为b,锚栓公称直径为d,故为:对于弯钩式地脚螺栓,在弯钩的内径部分,通常增加一个圆形钢棒,这里认为钢棒的长度为L,钢棒的直径为D。

在计算弯钩式地脚螺栓的时候,其端部的局部载荷作用面积认为是一个矩形,根据GB50010条文说明中6.5.1第3款,矩形的长边与短边尺寸的比值不宜大于2,即这里取L=2D。

故弯钩式地脚螺栓,其计算截面周长:将L=2D带入得到:对于直钩式地脚螺栓,认为其弯折部分的长度为L,直径为d,其计算截面周长:对比弯钩式和直钩式地脚螺栓其端部计算截面周长可知,若依照GB 799《地脚螺栓》中给出的弯钩式地脚螺栓D的取值,则D>d,故弯钩式地脚螺栓计算截面周长大于直钩式地脚螺栓计算截面周长。

而对于锚板式地脚螺栓,b值可根据地脚螺栓实际所受抗拉承载力和埋置深度的限制来进行设计计算,调整更加灵活;通常来讲,锚板式地脚螺栓的边长b要远大于弯钩式地脚螺栓的D值,故锚板式地脚螺栓计算截面周长的数值往往更大。

5 实际算例典型的三代非能动核电堆型中,乏燃料池冷却系统热交换器位于厂房地板上,该设备有7个地脚螺栓,本节应用2.2节所述计算公式进行验算。

5.1设计参数设备基础在混凝土地板上,标号C35。

混凝土轴心抗拉强度设计值为1.57。

设备基础图如图2所示。

地脚螺栓开孔为200mmX200mm的方孔,螺栓间距为590mm;地脚螺栓的直径为M24,共7个。

锚固式地脚螺栓的锚固板尺寸为100mmX100mm。

因该设备为非核级设备,故地脚螺栓材料取为商品级8.8级,对应材料的抗拉强度为800Mpa。

单个螺栓在工况I类和工况II类下最大的拉力值为200kN。

图25.2抗拉承载力验算根据2.2节混凝土锥体破坏时地脚螺栓抗拉承载力计算公式,暂定埋置深度为410mm(包括设备基础高度110mm)时,锚板式地脚螺栓抗拉承载力计算如下:=651kN弯钩式地脚螺栓拉承载力计算如下(取D=24mm):=606kN直勾式地脚螺栓拉承载力计算如下:=606kN三种地脚螺栓的抗拉承载力均大于单个地脚螺栓在工况I类和工况II类下最大的拉力值200kN,满足要求。

在实际应用过程中,若不考虑地脚螺栓埋置深度中包含设备基础高度110mm的情况下,地脚螺栓实际可用的埋置深度仅为300mm,那么需要由单个螺栓最大的拉力值来计算三种地脚螺栓所需的埋置深度;考虑到结构的因素,实际取拉力值为400kN进行验算。

三种地脚螺栓埋置深度计算结果如下:从上式的计算结果可以看出,三种地脚螺栓的埋置深度都大于300mm;所以,这里改变锚板式地脚螺栓锚固板的尺寸,由边长100mm改为边长200mm;计算结果显示修改后锚板式地脚螺栓的埋置深度缩短为295mm<300mm,满足布置要求。

6 结语通过对三种不同端头形式地脚螺栓的计算与分析,我们可以得知:当D=d时,弯钩式和直钩式地脚螺栓的抗拉承载力与两者的端头形式无关,只与地脚螺栓公称直径和埋置深度有关。

故两种形式地脚螺栓的抗拉承载力是一样的。

当D>d时,在埋置深度一定的情况下,三种地脚螺栓抗拉承载力由大到小依次为锚板式、弯钩式和直钩式地脚螺栓。

在地脚螺栓抗拉承载力一定的情况下,三种地脚螺栓埋置深度由深到浅依次为直钩式、弯钩式和锚板式地脚螺栓。

根据第5节的计算结果可以得知,当埋置深度不满足要求时,锚板式地脚螺栓可以通过调整锚固板的尺寸来满足;而其余两种地脚螺栓只能通过增大螺栓直径来进行调整,适应能力相对较弱。

在具体设计地脚螺栓的时候,需要对地脚螺栓周围的布置进行核实,根据实际情况再进行地脚螺栓的选用。

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