膨胀螺栓选型计算_20141128
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机械式膨胀螺栓选型计算
本计算的主要依据为《JGJ 145 - 2004 混凝土结构后锚固技术规程》,所采用的膨胀螺栓尺寸
及规格符应合《GB/T 22795 - 2008 混凝土用膨胀锚栓 型式与尺寸》,本计算中采用膨胀螺栓的称呼主
要目的与习惯上的描述一致,在以下计算中可简称为膨胀螺栓或螺栓或锚栓。本计算中所适用的膨胀螺栓主要结构如下图所示。一、主要参数1.1 主要输入条件膨胀螺栓螺杆材质SS304膨胀螺栓螺杆力学性能等级70膨胀螺栓螺杆名义直径 DiaM16mm螺栓计算直径 D16mm
膨胀螺栓名义长度 L175mm螺栓计算面积 As150.3mm2
混凝土强度等级C30螺栓特殊长度 L140.0mm
混凝土的厚度300mm混凝土的厚度300.00mm
膨胀螺栓连接板在混凝土结构表面上的位置及尺寸参数
单个连接板上膨胀螺栓的数量单个连接板螺栓数量2
连接板类型A
根据连接板与混凝土的位置不同,连接板的类型(具体见下简图)Use English Units
一个螺栓四个螺栓
1-A1-B1-D
2-A2-B2-C2-DABCD两个螺栓HELP ME!
螺栓特殊长度输入
1 of 8 Print : 2014-11-28By Yehong膨胀螺栓连接板的设计尺寸B1457.2mm457.2mm
B2203.2mm203.2mm
a1254mm254mm
a2254mm254mm
a3--mmmm
a4--mmmm
S1152.4mm152.4mm
S2--mmmm
C1406.4mm406.4mm
C2406.4mm406.4mm
地震荷载
恒荷载活荷载风荷载水平地震竖向地震
单个连接板设计荷载 N(见右图)45452309365645公斤力
45.445.42309.03655.945.4公斤力
设计地震设防裂度8YES
单个连接板设计荷载组合 N
d(见右图)7027公斤力
设计拉力与锚固地面的夹角 α (o)45o
当前设计荷载组合是否已经包含地震荷载组合Yes
检查数据是否完整YES
最终结果YES
说明: 以上荷载组合根据《GB 5009-2012 建筑结构荷载规范》及《GB 50011-2010 建筑抗震设计规范》
相关条文规定,选取可能的最不利的荷载组合类型,分别按荷载组合数据计算。
根据以上各项荷载组合类别分别计算,产生最大效应时对应的组合是荷载组合五
在本计算过程中产生最大荷载效应时,其荷载组合具体类型如下:
1.2 * (恒荷载 + 0.5 * 活荷载) + 1.4 * 风荷载_Factor * 风荷载 + 1.3 * 水平地震荷载
说明:本页面所显示所有数据为荷载计算是荷载组合五的数据及计算结果,荷载组合如下:
1.2 * (恒荷载 + 0.5 * 活荷载) + 1.4 * 风荷载_Factor * 风荷载 + 1.3 * 水平地震荷载
单个螺栓的设计荷载组合值 F
SD3513.5公斤力Metric
单个螺栓设计荷载 - 拉力设计值 N
SD,024.84KNCurrently Input Using English Units
单个螺栓设计荷载 - 剪力设计值 V
SD,024.84KN
1.2 主要性能参数
螺栓杆体材料抗拉强度标准值 f
stk800 Mpa
螺栓杆体材料屈服强度标准值 f
yk640 Mpa
螺栓锚固有效长度 L160mm4-A4-B4-D
第一种荷载组合
第二种荷载组合
第三种荷载组合
第四种荷载组合第五种荷载组合
第六种荷载组合
第七种荷载组合
第八种荷载组合清除所有计算数据
快速计算所有荷载组合检查输入数据是否完整
2 of 8 Print : 2014-11-28By Yehong锚固连接的安全等级二级重要性系数γ
A1.1
当设计荷载组合包含地震荷载组合时,承载能力调整系数(非地震组合时不考虑)0.85
经安全性系数调整之后单个螺栓设计荷载 - 拉力设计值 N
SD27.33KN
经安全性及地震荷载系数系数调整之后单个螺栓设计荷载 - 剪力设计值 V
SD27.33KN
二、膨胀螺栓及混凝土结构构造检查
构造检查
2.1 螺栓中心至混凝土结构外边缘最小边距C是否符合标准要求YES
满足要求最小边距406.4mm允许最小边距C
min240mm
2.2 混凝土厚度是否满足锚栓所需要的最小厚度的要求YES
满足要求混凝土的厚度300允许最小厚度h
min240mm
2.3 同一连接板上两个螺栓间距离是否满足标准最小值要求NO
不满足要求最小间距152.4mm允许最小间距S
min160mm
存在螺栓群混凝土锥体整体受拉破坏的可能性,需验算螺栓群整体抗拉能力0.15
详见 3.4 考虑混凝土锥体整体拉出时,整体破坏验算(多螺栓整体拉出)
2.4 抗震设计条件下,螺栓有效锚固长度与直径比值是否满足最小规定YES
满足要求允许有效锚固长度与直径比11.9锚固长度与直径比10.0
三、膨胀螺栓及混凝土受拉承载能力验算(承载能力极限状态计算)
3.1. 锚栓受拉钢材破坏计算
本条计算主要根据《JGJ 145 - 2004 混凝土结构后锚固技术规程》第6.1.1、6.1.2条
锚栓钢材破坏受拉承载力标准值 N
Rk,s = As x f
stk120.26KN
锚栓钢材破坏受拉承载力设计值 N
Rd,s =N
Rk,s / r
Rs,N74.01KN
抗震设计时,锚栓钢材破坏受拉承载力设计值 N'Rd,s = ηN,s x NRk,s 74.01KN
判断N
SD是否小于 N
Rd,s ,即锚栓的设计受拉荷载是否小于锚栓钢材破坏受拉承载力设计值YES
满足要求设计荷载效应与材料承载能力的比值0.3693
3.2. 混凝土锥体受拉破坏验算
本条计算主要根据《JGJ 145 混凝土结构后锚固技术规程》6.1.3条
根据螺栓对应参数表可查得理想混凝土锥体破坏承载力标准值N0
RK,c (KN)77.6KN
混凝土锥体破坏时理想临界边距0.5s
CR,N,(s
CR,N = 3h
ef)100mm
混凝土锥体破坏时理想临界边长s
CR,N,(s
CR,N = 3h
ef)200mm
理想化破坏锥体投影面面积A0
C,N = s
CR,N2A0
C,N = s
CR,N240000mm2
根据螺栓及连接板确定的破坏锥体投影面面积A
C,N = (C1 + 1/2 x s
CR,N2) x s
CR,N270480mm2
螺栓至连接板最小边距C对受拉承载力的降低系数φ
s,N=0.7+0.3 x C / C
CR,N1.00
表层混凝土因密集配筋剥离对受拉承载力的降低系φ
re,N=0.5+h
ef / 2001.00
荷载偏心对受拉承载力的降低系数φ
ce,N= 1 / (1 + 2 e
N/S
cr,N)1.00e
N
未裂混凝土对受拉承载力的提高系数 φ
ucr,Nφ
ucr,N1.40
混凝土锥体破坏时受拉承载力标准值N
RK,c = N0
RK,c x A
C,N /A0
C,N x φ
s,N x φ
re,N x φ
ce,N x φ
ucr,N
N
RK,c=191.42
KN
3 of 8 Print : 2014-11-28By Yehong混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 N
Rd,c =N
Rk,c / r
RcN63.808KN
抗震设计时,混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 N'Rd,c = ηN,c x NRd,c 52.548KN
判断N
SD是否小于 N
Rd,c ,即设计受拉荷载是否小于混凝土锥体破坏受拉承载力设计值YES
满足要求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力的比值0.5201
3.3 混凝土的劈裂破坏承载力
根据螺栓在混凝土中的位置,检查是否需要进行劈裂破坏承载力计算No
最小边距406.4mm不计算劈裂破坏允许最小边距 C
min240mm
混凝土劈裂破坏时理想破坏体临界边长,sCR,sp = 2hef200mm
混凝土劈裂破坏时理想临界边距(间距),0.5s
CR,sp100mm
劈裂破坏理想化破坏锥体投影面面积A0‘
C,N = s
CR,sp240000mm2
根据连接板确定的劈裂破坏锥体投影面面A
C,sp = (C1 + 1/2 x s
CR,sp2) x s
CR,sp240000mm2
混凝土构件厚度h对劈裂破坏承载力影响系数 φ
h,sp = (h/h
ef)2/3 <≤ 1.50.958
计算劈裂破坏中,混凝土锥体破坏受拉承载力标准值 N'
RK,c = N0
RK,c x AC,sp /A0
C,sp x φs,N x φre,N x φce,N x φucr,N
N'
RK,c=108.64KN
经修正之后混凝土劈裂破坏破坏时受拉承载力标准值N
Rd,sp =N'
Rk,c / φ
h,sp104.06KN
混凝土劈裂破坏时受拉承载力设计值N
Rd,sp =N
Rk,sp / r
Rsp34.688KN
抗震设计时,混凝土劈裂破坏时受拉承载力设计值 NRd,sp =NRk,sp / rRsp28.567KN
判断N
SD是否小于 N
Rd,sp,即设计受拉荷载是否小于混凝土混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值YES
满足要求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力比值0.9567
3.4. 考虑混凝土锥体的螺栓群整体拉出时, 整体破坏验算(多螺栓整体拉出)
是否考虑X方向的混凝土锥体整体拉出破坏(多螺栓整体拉出)YES
是否考虑Y方向的混凝土锥体整体拉出破坏(多螺栓整体拉出)NO
混凝土锥体多螺栓整体拉出时,X方向的破坏长度798.8mm
混凝土锥体多螺栓整体拉出时,Y方向的破坏长度--mm
混凝土多螺栓整体拉出破坏时理想破坏体临界边长,X方向632.4mm
混凝土多螺栓整体拉出破坏时理想破坏体临界边长,Y方向480mm
根据螺栓对应参数表可查得理想混凝土锥体破坏承载力标准值N0RK,c (KN)155.2KN
混凝土锥体破坏时理想临界边距100mm
混凝土锥体破坏时理想临界边长--mm
理想化破坏锥体投影面面积A0C,N = sCR,N2303552mm2
根据螺栓及连接板确定的破坏锥体投影面面积383424mm2
螺栓至连接板最小边距C对受拉承载力的降低系数1.208
表层混凝土因密集配筋剥离对受拉承载力的降低系数1
荷载偏心对受拉承载力的降低系数1
未裂混凝土对受拉承载力的提高系数 φucr,N1.4
混凝土锥体破坏时受拉承载力标准值
331.54KN
混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 NRd,c =NRk,c / rRcN110.51KN
抗震设计时,混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 N'Rd,c = ηN,c x NRd,c 91.01KN
判断NSD是否小于 NRd,c ,即设计受拉荷载是否小于混凝土锥体破坏受拉承载力设计值Yes
满足要求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力的比值0
.1501
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