后置埋件

后置埋件————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ第二章后置埋件2.１概述2.１．1基本概念后置埋件是指安装在结构上的埋置锚固件，其中涉及到三种客体：结构基材、锚固件和被连接体。

锚固件不但要完成被锚固件与原结构的连接作用,更重要的是能有效的将外加荷载直接传递到原结构上，从而达到安全、可靠的功效。

近几年许多既有建筑需要进行加固,或者是被赋予了新的功能，需要进行改造,或是在原建筑物上添加新的建筑。

在这些情况下,需要在建筑本身建好以后再使用一些方法将新的结构、构件、设备连接到这些建筑主体或者建筑上来,这样的方法称之为后锚固技术。

后锚固是指通过相关技术手段在既有混凝土结构上的锚固。

该方法具有施工简单、使用灵活，既可用于加固改造工程也可用于新建建筑物,但其受力状态复杂破坏类型较多，失效概率较大。

影响后置埋件可靠性的影响因素主要有两个，一是锚固件本身的质量，二是后埋置技术。

后置埋件作用原理可以分为凸形结合(机械锁定嵌固结合)，摩擦结合和材料结合。

凸形结合时，荷载通过锚栓与锚固基础间的机械啮合来传递。

此类结合的钻孔须专门与锚栓匹配的钻头进行拓孔,锚栓在拓孔部分与锚固基础形成凸形结合，通过啮合将荷载传给锚固基底。

此类锚栓在混凝土结构中具有良好的抗震、抗冲击性能，可以在混凝土受拉区中使用。

膨胀式锚栓的作用原理属摩擦结合，膨胀片张开后,使锚栓与孔壁间形成摩擦力。

膨胀力可由两种途径产生：扭矩控制和位移控制。

扭矩控制是用力矩板手达到规定的安装扭矩后，膨胀片张开。

位移控制是把扩充锥体敲击入膨胀套管内,达到规定的打入行程后,膨胀片张开。

第三种是材料结合。

即通过胶合体将荷载传给锚固基础,如当今应用很广泛的植筋技术。

２.１.2后置埋件分类后置埋件锚固的方法有很多，总的可以分为两大类:植筋和使用锚栓锚固。

锚栓是将被连接件锚固到混凝土基材上的锚固组件，可分为机械锚栓和粘结型锚栓;按受力锚栓的个数可分为单锚、双锚以及群锚。

锚栓按工作原理以及构造的不同可分为:膨胀型锚栓（按照形成膨胀力来源分为扭矩控制式和位移控制式）、扩孔型锚栓（按照扩孔方式可分为自扩孔和预扩孔)、化学植筋以及长螺杆等。

1、膨胀型锚栓：利用膨胀件挤压锚孔孔壁形成锚固作用的锚栓(图4-2-1,图4－2－2）。

2、扩孔型锚栓：通过锚孔底部扩孔与锚栓膨胀件之间的锁键形成锚固作用的锚栓（图４－２-3）。

图4-２-1扭矩控制式膨胀型锚栓图4－2-2位移控制式膨胀型锚栓ａ)预扩孔普通栓图4-2-3扩孔型锚栓3、化学植筋:以化学粘结剂—锚固胶,将带肋钢筋及长螺杆等胶结固定于混凝土基材锚孔中的一种后锚固生根钢筋（图4-2-4）。

图4-2-4化学植筋2.1．3后锚固方式选用原则1、各类锚固件的选用除考虑锚固件本身性能差异外，尚应考虑结构基材性能、锚固连接的受力性质、被连接结构类型、有无抗震设防要求等因素的综合影响。

膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋可用作非结构构件的后锚固连接，也可用作受压、中心受剪(c≥１0ｈef）、压剪组合之结构构件的后锚固连接。

各类锚栓的特许适用和限定范围，应满足第2条有关规定。

注：非结构构件包括建筑非结构构件(如围护外墙、隔墙、幕墙、吊顶、广告牌、储物柜架等)及建筑附属机电设备的支架（如电梯，照明和应急电源，通信设备,管道系统,采暖和空调系统，烟火监测和消防系统,公用天线等)等。

2、膨胀型锚栓和扩孔型锚栓不得用于受拉、边缘受剪(ｃ<10ｈef)、拉剪复合受力的结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接。

满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆(图4-２－4)，可应用于抗震设防烈度≤8度之受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件及非结构构件的后锚固连接。

２.1.4锚固设计基本理论1、后锚固设计原则采用以试验研究数据和工程实践经验为依据,以分项系数为表达形式的极限状态设计方法。

后锚固连接设计所采用的设计使用年限应与整个被连接结构的设计使用年限一致。

根据锚固连接破坏后果的严重程度,后锚固连接划分为二个安全等级。

混凝土结构后锚固连接设计，应按表4-2-1的规定,采用相应的安全等级,但不应低于被连接结构的安全等级。

表4-2－１锚固连接安全等级安全等级破坏后果锚固类型一级很严重重要的锚固二级严重一般的锚固后锚固连接承载力应采用下列设计表达式进行验算：无地震作用组合γA S≤ Ｒ（4－2-1)有地震作用组合S ≤ kR/ γRＥ（4-2-２）R ＝R k/ γＲ(4-２-3）式中γA——锚固连接重要性系数，对一级、二级的锚固安全等级,分别取１.2、1.1；且γＡ≥γ0 ,γ0为被连接结构的重要性系数;S ——锚固连接荷载效应组合设计值,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB500０９ 和《建筑抗震设计规范》ＧB5001１ 的规定进行计算; R ——锚固承载力设计值; Ｒk ——锚固承载力标准值；k ——地震作用下锚固承载力降低系数； γR Ｅ ——锚固承载力抗震调整系数; γR ——锚固承载力分项系数。

后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚固件类型的不同,对其破坏型态加以控制。

对受拉、边缘受剪、拉剪组合之结构构件及生命线工程非结构构件的锚固连接,应控制为锚固件或植筋钢材破坏，不应控制为混凝土基材破坏；对于膨胀型锚栓及扩孔型锚栓锚固连接，不应发生整体拔出破坏，不宜产生锚杆穿出破坏；对于满足锚固深度要求的化学植筋及长螺杆,不应产生混凝土基材破坏及拔出破坏(包括沿胶筋界面破坏和胶混界面破坏）。

混凝土结构后锚固连接承载力分项系数γＲ ，应根据锚固连接破坏类型及被连接结构类型的不同,按表4-２-2采用。

当有充分试验依据和可靠使用经验,并经国家指定的机构技术认证许可后,其值可作适当调整。

未经有资质的技术鉴定或设计许可，不得改变后锚固连接的用途和使用环境。

表４-２-2 锚固承载力分项系数γR项次 符号被连接结构类型锚固破坏类型结构构件 非结构构件 1 ,Rc N γ混凝土锥体受拉破坏 3．0 ２．15 2 ,Rc V γ 混凝土楔形体受剪破坏2．5 1.8 3 Rp γ锚栓穿出破坏 3.0 ２.1５ 4 Rsp γ 混凝土劈裂破坏 3.0 2.15 ５ Rcp γ混凝土剪撬破坏 2.51.8 6,Rs N γ锚栓钢材受拉破坏1.3 1.55stk yk f f ≥1.2 1.4stk yk f f ≥7,Rs V γ锚栓钢材受剪破坏1.3 1.4stk yk f f ≥(800stk f MPa ≤且0.8yk stk f f ≤)1.2 1.25stk yk f f ≥(800stk f MPa≤且0.8yk stk f f ≤)表中:f ｙk ——锚杆或钢筋强度标准值;ｆs ｔk ——锚杆或钢筋极限抗拉强度。

2、 地震对后置锚固件锚固的影响地震荷载会造成锚固承载力下降,JGJ145－２00４规程通过规定选用锚固件类型、锚固件布置位置、最小有效锚固深度、地震状态下锚固件受力的性质以及破坏状态、引入锚固承载力降低系数等措施消除地震对后锚固的不利影响。

(1)有抗震设防要求的锚固连接所用锚固件，应选用化学植筋和能防止膨胀片松驰的扩孔型锚栓或扭矩控制式膨胀型锚栓，不应选用锥体与套筒分离的位移控制式膨胀型锚栓。

(2）抗震设计锚固件布置，除应遵守JG Ｊ１4５-2004第８章有关规定外，宜布置在构件的受压区、非开裂区，不应布置在素混凝土区;对于高烈度区一级抗震的重要结构构件的锚固连接，宜布置在有纵横钢筋环绕的区域。

（3)抗震锚固连接锚栓的最小有效锚固深度宜满足表4－2-3的规定,当有充分试验依据及可靠工程经验并经国家指定机构认证许可时可不受其限制。

表4-２-３锚栓最小有效锚固深度h ef,min／d锚栓类型设防烈度锚栓受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件连接及生命线工程非结构构件连接非结构构件连接及受压、中心受剪、压剪复合受力之结构构件连接C20 C３0 ≥C4０C2０C3０≥C40化学植筋及螺杆≤62６22 １９24 ２0 17 7～8 29 24 21 ２6 22 19扩孔型锚栓≤６不得采用47 ５8 6膨胀型锚栓≤6 5 7 6 ８７注:植筋系指HＲB335级钢筋,螺杆系指5.6 级钢材,对于非HRB33５级和5.6 级钢材，锚固深度应作相应增减；d为螺杆或植筋直径，d ≤25mm。

(4）锚固连接地震作用内力计算应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB５0０11进行。

（５)抗震设计时，地震作用下锚固承载力降低系数k应由锚固件生产厂家通过国家相关职能部门系统的试验认证后提供，在无系统试验数据和结论的情况下,可按表4-２-4采用;承载力抗震调整系数γＲE，取１.0。

表4-2-4 地震作用下锚固承载力降低系数ｋ受力性质破坏型态及锚栓类型受拉受剪锚栓或植筋钢材破坏 1.0 １.0混凝土基材破坏扩孔型锚栓0．８0.7 膨胀型锚栓0．7 0．6（６）锚固连接抗震设计,应合理选择锚固深度、边距、间距等锚固参数，或采用有效的隔震和消能减震措施，控制为锚固连接系统延性破坏。

对于受拉、边缘受剪、拉剪组合之结构构件,不得出现混凝土基材破坏及锚栓拔出破坏。

（７)除化学植筋外，地震作用下锚栓应始终处在受拉状态下，锚栓最小拉力N sk,miｎ宜满足下式要求：N sｋ, min≥0.2Ｎiｎst式中N iｎｓt——考虑松驰后，锚栓的实有预紧力。

(８)新建工程采用后置锚固件锚固连接时,锚固区应具有下列规格的钢筋网:对于重要的锚固,直径不小于8mm,间距不大于１50mｍ；对于一般锚固，直径不小于6mm,间距不大于1５0mm。

3、构造措施（1）混凝土基材的厚度ｈ应满足下列规定:i）对于膨胀型锚栓和扩孔型锚栓,h≥1.5ｈef且h ＞10０ｍm;ｉi)对于化学植筋,h≥hｅf+２ｄo且ｈ>100mm,其中h ef为锚栓的埋置深度，d０为锚孔直径。

（２）群锚锚栓最小间距值ｓmin和最小边距值c mｉn，应由厂家通过国家授权的检测机构检验分析后给定，否则不应小于下列数值：ｉ）膨胀型锚栓:sｍｉｎ≥10d noｍ;ｃmiｎ≥12ｄnom；ii）扩孔型锚栓:s mｉn≥8dｎom;ｃｍiｎ≥10ｄnom；iｉi)化学植筋:ｓmin≥5d；ｃｍin≥5d。

其中ｄｎom为锚栓外径。

(3) 锚栓在混凝土结构中所产生的附加剪力V Sｄ,a及锚栓与外荷载共同作用所产生的组合剪力VＳd,应满足下列规定:V Sｄ,ａ≤0.16fｔbｈ0Ｖsd≤V Rd,b式中V Rd,ｂ——混凝土构件受剪承载力设计值；f t——混凝土轴心抗拉强度设计值;b ——构件宽度；h0——构件截面计算高度。