预埋件及化学锚栓计算

后置埋件及化学螺栓计算

一、设计说明

与本部分预埋件对应的主体结构采用混凝土强度等级为C30。在工程中尽量采用预埋件，但当实际工程中需要采用后置埋件，需对后置埋件进行补埋计算。本部分后置埋件由4-M12×110mm膨胀、扩孔锚栓，250×200×10mm镀锌钢板组成，形式如下：

埋件示意图

当前计算锚栓类型：后扩底机械锚栓；

锚栓材料类型：A2-70；

螺栓行数：2排；

螺栓列数：2列；

最外排螺栓间距：H=100mm；

最外列螺栓间距：B=130mm；

螺栓公称直径：12mm；

锚栓底板孔径：13mm；

锚栓处混凝土开孔直径：14mm；

锚栓有效锚固深度：110mm；

锚栓底部混凝土级别：C30；

二、荷载计算

V x ：水平方轴剪力； V y ：垂直方轴剪力； N ：轴向拉力；

D x ：水平方轴剪力作用点到埋件距离，取100 mm ； D y ：垂直方轴剪力作用点到埋件距离，取200 mm ； M x ：绕x 轴弯矩； M y ：绕y 轴弯矩；

T ：扭矩设计值T=500000 N ·mm ； V x =2000 N V y =4000 N N=6000 N

M x1=300000 N·mm

M x2= V y D x =4000×100=400000 N ·mm M x =M x1+M x2=700000 N·mm M y = 250000 N·mm

M y2= V x D y =2000×200=400000 N·mm M y =M y1+M y2=650000 N·mm

三、锚栓受拉承载力计算 (一)、单个锚栓最大拉力计算

1、在轴心拉力作用下，群锚各锚栓所承受的拉力设计值：

1/sd N k N n ；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.1条)

式中，sd N ：锚栓所承受的拉力设计值； N ：总拉力设计值； n ：群锚锚栓个数；

1k ：锚栓受力不均匀系数，取1.1。

1/ 1.16000/41650sd N k N n N ==⨯=

2、在拉力和绕y 轴弯矩共同作用下，锚栓群有两种可能的受力形式，具体如下所示；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.2条)

假定锚栓群绕自身的中心进行转动，经过分析得到锚栓群形心坐标为(125，100)，各锚栓到锚栓形心点的x 向距离平方之和为：∑x 2=4×652=16900 mm 2；

x 坐标最高的锚栓为4号锚栓，该点的x 坐标为190，该点到形心点的x 轴距离为：x 1= 190-125=65mm ；

x 坐标最低的锚栓为1号锚栓，该点的x 坐标为60，该点到形心点的x 轴距离为：x 2= 60-125=-65mm ；

锚栓群的最大和最小受力分别为：

2min 2

600065000065-1000 N 416900y M x N N n x ⨯=+=-=∑ 1max 26000650000654000 N 416900

y M x N N n x ⨯=+=+=∑

由于N min <0，说明连接下部受压，在弯矩作用下构件绕最左排锚栓转动，此时，分析计算得到各锚栓到左排锚栓的x 轴距离平方之和为：∑x d 2=33800 mm 2；

最右锚栓点到最左锚栓点的x 轴距离为：x d =190-60=130 mm ； L y ：轴力N 作用点至受压一侧最外棑锚栓的垂直距离，取65 mm ； 那么，锚栓所受最大拉力实际为：

min 2

130

()

(650000600065)4000 N 33800

d y y d x N M NL x =+=+⨯⨯=∑ 综上，锚栓群在拉力和垂直弯矩共同作用下，锚栓的最大拉力设计值为4000 N 。 3、在拉力和绕x 轴弯矩共同作用下，锚栓群有两种可能的受力形式，具体如下所示；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.2条)

假定锚栓群绕自身的中心进行转动，各锚栓到锚栓形心点的y 向距离平方之和为：

∑y 2=4×502=10000 mm 2；

y 坐标最高的锚栓为4号锚栓，该点的y 坐标为150，该点到形心点的y 轴距离为：y 1= 150-100 = 50mm ；

y 坐标最低的锚栓为1号锚栓，该点的y 坐标为50，该点到形心点的y 轴距离为：y 2= 50-100 = -50mm ；

锚栓群的最大和最小受力分别为：

2min 2600070000050

2000 N 410000

x h M y N N n y ⨯=

-=-=-∑ 1min 26000700000505000 N 410000

x M y N N n y ⨯=

+=+=∑ 由于N hmin <0，说明连接下部受压，在弯矩作用下构件绕最下排锚栓转动，此时，分析计算得到各锚栓到下排锚栓的y 轴距离平方之和为：∑y d 2=20000；

最上锚栓点到最下锚栓点的y 轴距离为：y d = 150-50 = 100mm ； L x ：轴力N 作用点至受压一侧最外棑锚栓的垂直距离，取50mm ； 因此，锚栓所受最大拉力实际为：

min 2

100

()

(700000600050)5000 N 20000

d h x x d y N M NL y =+=+⨯⨯=∑ 综上，锚栓群在拉力和水平弯矩共同作用下，锚栓的最大拉力设计值为5000 N 。

(二)、锚栓受拉区总拉力计算

计算依据：g sd

si N N =∑，//1/h si d i N N y y =；(依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第5.2.3条)

式中，g

sd N ：锚栓受拉区总拉力设计值；

si N ：锚栓中受拉锚栓i 的拉力设计值；