膠粘型錨栓的應用與設計

1、膠粘型錨栓的應用與設計膠粘型錨栓的應用與設計本文回顧了膠粘型錨栓的發(fā)展歷史，對特殊倒錐形螺桿的受力機理、破壞模式和抗震應用做了詳細的闡述。結合新出版《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB503672013，對某一加固案例做了抗拉、抗剪承載力的計算和結構構造校核。錨固技術可分為預埋式錨固和后錨固技術預埋式錨固技術是在混凝土澆注前預先在模板內(nèi)埋置錨固件，稱為預埋技術；后錨固則是在已硬化的混凝土構件上鉆孔，將錨栓置入混凝土孔洞中，利用錨栓的自鎖鍵原理

2、或化學粘結作用，使新增結構構件與原結構有效連接。后錨固連接構件按工作原理和構造的不同，可分為機械式錨栓（如膨脹型錨栓、擴孔型錨栓、模擴底錨栓、膠粘模擴底錨栓）和粘結式錨栓（化學錨栓、化學植筋或螺桿等）。機械錨栓主要依靠錨栓端頭的機械內(nèi)鎖作用將荷載傳遞到周圍混凝土中，機械式錨栓安裝快捷，適用范圍廣泛，對施工要求不高，但該類錨栓安裝和使用過程中會引起基材混凝土內(nèi)部開裂從而降低其承載力，耐久性差，不適用于結構構件中，一般用于幕墻、設備等非結構

3、構件。粘結錨栓是通過化學膠體的粘結作用傳遞荷載，化學錨栓與機械錨栓一般長度固定，化學植筋（螺桿）與化學錨栓的作用機理相近，只是埋置深度可以根據(jù)需要靈活設置。因此，承重結構用的膠粘型錨栓已大量用于工業(yè)與民用建筑、道路橋梁、水電工程和海洋工程。規(guī)范知識規(guī)范知識1與廣泛的工程應用相比，我國后錨固技術的理論研究相對滯后，工程應用中多依據(jù)產(chǎn)品說明或僅憑經(jīng)驗，且目前市場上的錨栓與粘結劑良莠不齊。2006年我國第一本加固方面的國家標準規(guī)范《混凝土結構

4、加固設計規(guī)范》GB503672006面世，可以說在加固應用技術領域有了指導性標準。條文13.1.3規(guī)定：承重結構用的錨栓，應采用有機械鎖鍵效應的后擴底錨栓，也可采用適應開裂混凝土性能的定型化學錨栓。對于定型化學錨栓的定義，條文說明給出了明確的解釋：由于目前化學錨栓（也稱粘結型錨栓）在市場上品牌多，存在著魚龍混雜的現(xiàn)象，兼之不少單位在設計概念和設計方法上還很混亂，因而不能任其在承載結構中濫用。為此，本規(guī)范經(jīng)過篩選僅納入一種能適應開裂混凝土

5、性能的“定型化學錨栓”。其所以冠以“定型”作為定語，一是因為需要與其他化學錨栓相區(qū)別；二是因為目前能安全地用于承重結構的化學錨栓，均是經(jīng)過定型設計和安全認證后才投入批量生產(chǎn)的，雖然有不同品牌，但其承載原理都是“膠粘型錨栓”；二是在經(jīng)過篩選后，僅納入能適應開裂混凝土性能的“特殊倒錐形膠粘型錨栓”。受力機理受力機理2錨栓的破壞模式大致可以分為錨栓鋼材破壞、混凝土錐體粘結復合型破壞、混凝土基材破壞、拔出破壞和粘結破壞五種。除錨栓本身鋼材破壞外

6、，其它四種破壞均為脆性破壞，破壞前沒有明顯的征兆，同時錨栓承載力沒有充分發(fā)揮，國內(nèi)外規(guī)范均規(guī)定錨栓連接應控制為鋼材延性破壞，避免混凝土錐體破壞和拔出破壞。大量的試驗表明，倒錐形螺桿的粘結錨栓承載機理為扭矩控制型粘結錨栓，其設計原理是：螺桿和膠體之間粘合力需小于膠體和孔壁之間的附著力（見圖2），以保證螺桿能在粘結劑結合面間產(chǎn)生位移；因位移產(chǎn)生的應變，使螺桿通過膠粘劑作為載體對混凝土基材孔壁產(chǎn)生應力；由于螺桿的倒錐形形狀，能在混凝土基材中產(chǎn)