单排式锚栓后置埋件的设计与研究
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摘要：后补埋件在工程上应用是一种普遍的情况。本文对单排式锚栓后置埋件的设计和施工做了简单的介绍。
关键词：单排化学锚栓、后补埋件
中图分类号：S611文献标识码： A
一、引言
在平常对栏杆结构设计中，连接栏杆立柱一般设计为悬臂杆件，埋件承受较大的剪力和弯矩，按平常的后补埋件受力的计算方法一般不考虑锚板与混凝土接触面间的混凝土承受压应力影响，通常设计为由化学锚栓组成的锚栓群（图-1）来抵抗埋件所承受的剪力和弯矩。但连接栏杆立柱的埋件一般布置在截面宽度较窄的混凝土反梁上（反梁宽一般为100mm~150mm），在混凝土反梁面布置化学锚栓常出现由于考虑锚栓间距和锚栓到混凝土边缘距离满足不了化学锚栓间的最小间距和最小边距构造要求而将化学锚栓布置在混凝土反梁的两侧面，按此方式处理增加不少工程成本造价和给施工增加了不少的困难。因此，本文主要针对以上的问题将埋件设计为两个化学锚栓
（图-2）抵抗埋件所承受的剪力和弯矩。
图-1图-2
二、单排式锚栓后置埋件锚栓设计
1、 基本假定：在讨论锚栓受力分析的方法之前，这里先做如下的假定：
后补埋件锚板在承受作用前，其与砼表面是紧密贴合的，承受作用后，其间只能传递压力，而其间的拉力由受拉锚栓承担。
砼及锚栓在承载过程中, 始终处于弹性状态, 后补埋件锚板有足够刚度, 承受作用前是平板,承受作用后仍然保持为平板,而贴合面间的压应力承线性分布, 即锚板在贴合面处符合平截面假定。
2、 埋件的分类: 为方便分析, 可按埋件的受力状态, 将其分为以下两类:
（1）.纯受弯、剪单排锚栓埋件受力分析
受力分析简图
设混凝土的弹性模量为Ec,则埋板边缘处混凝土的应变为：
(1-1)
设锚栓的弹性模量为E,则锚栓应变为：
(1-2)
当混凝土受压区长度为xn时，则按平截面假定，由变形协调条件，得：
(1-3)
将式(1-1)、(1-2)代入(1-3)，整理得（其中：）
(1-4)
令锚栓的面积为As,则Ta=σsAs
由力的平衡条件
整理得：
xn2・B+2αE・As・xn-2αE・As・(L-lt)=0
求出xn（0
再对受压区混凝土合力作用点取矩
Ta・(L-lt-xn/3)=M
由此求出Ta
然后按锚栓承受拉、受剪进行校核。
（2）.受压、弯、剪单排锚栓埋件受力分析
埋件边缘所受的应力为：
2.1、若σmin≥0，埋板和混凝土结合面全受压力，压力和弯矩由埋板与混凝土接触面产生的压力承受，埋件按纯受剪埋件进行考虑。
2.2、若σmin0，表示埋件混凝土部分受压。
令
2.2.1、当e≤L/6时，埋件全截面受压，埋件的受力情况按
σmin≥0 工况考虑。此时埋板边缘的混凝土所受的压应力为。
埋板全截面受压
2.2.2、当L/6
埋板部分截面受压
2.2.3、当e>(L/6+lt/3)时，埋件部分截面受压，埋件的受力情况可参照纯受弯单排锚栓埋件考虑。
对N的作用点取矩，得：
σs・As・(e+L/2-lt)=0.5σc・xn・B・(e-L/2+ xn/3)
连立（1-4），整理得：
xn3+3（e-L/2）・xn2 -6αE・As・(e+L/2-lt)(L-lt-xn)/B=0
求出xn（0
再根据力的平衡条件：
Ta+N=0.5σc・xn・B
求出σs后，再求出Ta=σs・As 和
即,
然后埋件锚栓按受拉、受剪进行校核。
埋板部分截面受压
2.构造要求:
化学锚栓的破坏形式有多种, 当锚栓自身强度不足时, 锚栓可能被拉断; 当粘结剂承载力不足时, 锚栓可能被从锚栓孔中拔出；或当锚栓布置不当造成锚固力不足时连砼一起被拉脱。
通过前一节的讨论，可见，当根据受力大小正确选定锚栓的材质和规格时，其强度是可以得到保证的。为了防止粘结不牢，除应选用锚栓厂家配套的合格产品外，精心施工，保证孔径和孔深符合要求也是致关重要的。而锚栓在砼中的锚固力除与砼的强度等级有关外，还和锚栓的间距及锚栓中心至砼构件边缘距离的大小有很大的关系，当这些尺寸不足时，均会使锚固力降低，这极需设计人员的重视。
3．后补埋件化学粘结锚栓的施工:
施工时，按设计分格图和现场实际情况，在建筑结构上，根据埋件位置（平面及竖向）精确放线，定出水平及垂直中心，并确定幕墙安装面，据此抄平后补埋件贴合面。把安装埋件锚板范围内高出埋件贴合面的砼表面凿平、凿毛；对低于埋件贴合面的部分用水泥砂浆抹平；然后，划出锚栓中心位置，用与锚栓规格对应的（直径和钻深）钻具冲钻锚栓孔，经清孔后即可放入粘结剂并拧入锚栓，待粘结剂固化后即可安装锚板了。固化时间视具体固化剂的种类和安装时气温而定，一般应严格遵照厂家说明。而锚板与砼表面间应座浆。一般，由于锚板紧固后再不宜在其上进行动火、施焊等作业，所以连接角码等要事先与锚板焊好，因此，后补埋件的定位精度是很重要的，否则对以后安装的顺利进行将带来不利影响！
4．拉拔试验：
为确保后补埋件化学粘结锚栓的实际承载力，按规定对后补埋件化学粘结锚栓进行现场拉拔试验是完全必要的，试验的主要目的是检测锚栓的综合承载力，检验在后补埋件现场工作条件下锚栓的承载表现，如强度、变形、破坏形式等。试验条件，原则上应与后补埋件的实际工作条件相符。对试验结果的评定：锚栓的极限承载力应大于承载力设计值的两倍。
参考文献：
1.《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中国建筑工业出版社