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定型化学锚栓详解

锚固技术可以分为两种:一种是预埋式锚固,即在混凝土浇注前于现在模板内埋置锚固件;另一种是后锚固技术,即在已硬的混凝土构件上钻孔,将锚栓置入混凝土孔洞中,利用锚栓的自锁健原理或化学粘结作用,使新增结构构件与原结构有效连接。

我国靠前本加固方面的国家标准规范是2006年面世的《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006。条文13.1.3规定:承重结构用的锚栓,应采用农业生产体系械锁键效应的后扩底锚栓,也可采用适应开混凝土性能的定型化学锚栓。对于定型化学锚栓的定义,条文说明给出了明确的解释:由于目前化学锚栓(也称粘结型锚栓)在市场上品牌多,存在着鱼龙混杂的现象,兼之不少单位在设计概念和设计方法上还很混乱,因而不能任其在承载结构中滥用。为此,本规范经过筛选仅纳入一种能适应开裂混凝土性能的“定型化学锚栓”。

为什么要说是“定型”呢:一个当然是为了其他化学锚栓相区别。二是目前能安全地用于承重结构的化学锚栓,均是经过定型设计和安全认证后才投入批量生产的。从承载原理而言,通过材料粘合和具有挤紧作用的键形嵌合来共同承载,从而达到提高锚固安全性的目的。因此,基于“定型设计和认证”这一前提,才能制定其性能和质量的标准,也才能做出如何进行抽样检验的规定。

受力原理

锚栓的破坏模式大致可以分为锚栓钢材破坏、混凝土锥体-粘结复合型破坏、混凝土基材破坏、拔出破坏和粘结破坏五种。除锚栓本身钢材破坏外,其它四种破坏均为脆性破坏,破坏前没有明显的征兆,而且锚栓承载力没有充分发挥,国内外规范均规定锚栓连接应控制为钢材延性破坏,避免混凝土锥体破坏和拔出破坏。

大量的试验表明,倒锥形螺杆的粘结锚栓承载机理为扭矩控制型粘结锚栓,其设计原理是:螺杆和胶体之间粘合力需小于胶体和孔壁之间的附着力,以保证螺杆能在粘结剂结合和面间产生位移;因位移产生的应变,使螺杆通过胶粘剂作为载体对混凝土基材孔壁产生应力;由于螺杆的倒锥形形状,能在混凝土基材中产生类似于后扩底锚栓的锁键力;同时如果粘结剂的流动性良好,并具备一定的混凝土渗透和灌缝能力,将在注射后,在一定的扩散半径内提高此区域内混凝土的整体强度,减少或避免了此区域内裂缝的发生和扩张。



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