后补埋件计算.docx

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后补埋件计算

后补埋件

设计计算书

设计：

校对：

审核：

批准：

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二〇一七年十月十九日

幕墙后锚固计算

1计算引用的规范、标准及资料

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001

《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004

2幕墙埋件计算（后锚固结构-特殊倒锥形化学锚栓）

2.1埋件受力基本参数

V=3398.063N

N=6177.6N

M=0N·mm

选用锚栓：

慧鱼-化学锚栓,FHB-A12×100/100

锚栓排数×列数：

2×2；

锚栓最外排间距×最外列间距：

150mm×200mm；

混凝土等级：

C30；；

2.2锚栓群中锚栓的拉力计算

按5.2.2[JGJ145-2013]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下（下图所示），进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：

　　1：

当N/n-My1/Σyi2≥0时：

5.2.2-1[JGJ145-2013]

　　　　Nsdh=N/n+My1/Σyi25.2.2-2[JGJ145-2013]

　　2：

当N/n-My1/Σyi2<0时：

　　　　Nsdh=（NL+M）y1//Σyi/25.2.2-3[JGJ145-2013]

在上面公式中：

　　M：

弯矩设计值；

　　Nsdh：

群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；

　　y1，yi：

锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；

　　y1/，yi/：

锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；

　　L：

轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；

在本例中：

　　N/n-My1/Σyi2

　=6177.6/4-0×75/22500

　=1544.4

因为：

1544.4≥0

所以：

Nsdh=N/n+My1/Σyi2=1544.4N

按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的Nsdh再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。

另外，我们接着分析一下锚栓群受拉区的总拉力：

当N/n-My1/Σyi2≥0时：

螺栓群中的所有锚栓在组合外力作用下都承受拉力，中性轴在锚栓群形心位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：

Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N

而当N/n-My1/Σyi2＜0时：

最下排的锚栓底部埋板部分为结构受压区，螺栓群的中性轴取最下一排锚栓位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：

Nsdg=ΣNsi5.2.3-1[JGJ145-2013]

Nsi=Nsdh·yi//y1/5.2.3-2[JGJ145-2013]

对上两个公式整理后，得：

Nsdg=（NL+M）Σyi//Σyi/2

本例中，因为：

1544.4≥0

所以：

Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N=6177.6N

2.3群锚受剪内力计算

按5.3.1[JGJ145-2013]的规定，计算钢材破坏或混凝土剪撬破坏时，应按群锚中所有锚栓均承受剪力进行计算，也就是：

Vsdh=3398.063/4=849.516N

2.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算

　　NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2013]

　　NRk,s=fykAs6.1.2-2[JGJ145-2013]

上面公式中：

　　NRd,s：

锚栓钢材破坏时的受拉承载力设计值；

　　NRk,s：

锚栓钢材破坏时的受拉承载力标准值；

k：

地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；

　　As：

锚栓应力截面面积；

　　fyk：

机械锚栓屈服强度标准值；

　　γRS,N：

锚栓钢材受拉破坏承载力分项系数,按规范表4.3.10，取：

γRS,N=1.2；

　　NRk,s=Asfyk

　　=84.3×400

　　=33720N

NRd,s=kNRk,s/γRS,N

　　=1×33720/1.2

　　=28100N≥Nsdh=1544.4N

锚栓钢材受拉破坏承载力满足设计要求！

2.5混凝土锥体受拉破坏承载力计算

因锚固点位于结构受拉面，而该结构为普通混凝土结构，故锚固区基材应判定为开裂混凝土。

混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值NRd,c应按下列公式计算：

NRd,c=kNRk,c/γRc,N6.1.3-1[JGJ145-2013]

　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]

对于开裂混凝土土：

NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-3[JGJ145-2013]

对于不开裂混凝土土：

NRk,c0=9.8×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-4[JGJ145-2013]

在上面公式中：

　　NRd,c：

混凝土锥体破坏时的受拉承载力设计值；

　　NRk,c：

混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；

k：

地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；

γRc,N：

混凝土锥体破坏时的受拉承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.8；

NRk,c0：

开裂混凝土单锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；

fcu,k：

混凝土立方体抗压强度标准值，当其在45-60MPa间时，应乘以降低系数0.95；

hef：

锚栓有效锚固深度；

NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.5

=7.0×300.5×1001.5

=38340.579N

　　Ac,N0：

混凝土理想锥体破坏投影面面积，按6.1.4[JGJ145-2013]取；

scr,N：

混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间矩。

scr,N=3hef

=3×100

=300mm

　　Ac,N0=scr,N26.1.4[JGJ145-2013]

=3002

　　=90000mm2

　　Ac,N：

混凝土实际锥体破坏投影面积，按6.1.5[JGJ145-2013]取：

当N/n-My1/Σyi2≥0时：

Ac,N=（min（c1,c1a）+s1+0.5×scr,N）×（c2+s2+0.5×scr,N）……情况一

当N/n-My1/Σyi2<0时：

若锚栓共有2排，则：

Ac,N=（c1a+0.5×scr,N）×（c2+s2+0.5×scr,N）……情况二

若锚栓共有3-4排，则：

Ac,N=（c1a+min（s1/2,scr,N）+0.5×scr,N）×（c2+s2+0.5×scr,N）……情况三

其中：

c1、c1a、c2：

方向1及2的边矩；

s1、s2：

方向1及2的间距；

ccr,N：

混凝土锥体破坏时的临界边矩，取ccr,N=1.5hef=1.5×100=150mm；

c1≤ccr,N

c1a≤ccr,N

c2≤ccr,N

s2≤scr,N

情况三时：

（s1/2）≤scr,N，其他时：

s1≤scr,N

所以，本计算为：

Ac,N=（min（c1,c1a）+s1+0.5×scr,N）×（c2+s2+0.5×scr,N）

=（100+150+0.5×300）×（150+200+0.5×300）

=200000mm2

　　ψs,N：

边矩c对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：

ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤16.1.6[JGJ145-2013]

　　其中c为边矩，当为多个边矩时，取最小值；

　　ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤1

　　=0.7+0.3×100/150

　　=0.9

　　所以，ψs,N取0.9。

　　ψre,N：

表层混凝土因为密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.7[JGJ145-2013]采用，当锚固区钢筋间距s≥150mm或钢筋直径d≤10mm且s≥100mm时，取1.0；

　　ψre,N=0.5+hef/200≤1

　　=0.5+100/200

　　=1

　　所以，ψre,N取1。

　　ψec,N：

荷载偏心eN对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.8[JGJ145-2013]采用；

ψec,N=1/（1+2eN/scr,N）=1

　　把上面所得到的各项代入，得：

　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N

　　=38340.579×200000/90000×0.9×1×1

　　=76681.158N

NRd,c=kNRk,c/γRc,N

　　=0.8×76681.158/1.8

=34080.515N≥Nsdg=6177.6N

所以，群锚混凝土锥体受拉破坏承载力满足设计要求！

2.6混凝土劈裂破坏承载力计算

当不满足6.2.14[JGJ145-2013]规定时，混凝土劈裂破坏承载力按下面公式计算：

NRd,sp=kNRk,sp/γRsp6.2.15-1[JGJ145-2013]

NRk,sp=ψh,spNRk,c6.2.15-2[JGJ145-2013]

ψh,sp=（h/hmin）2/36.2.15-3[JGJ145-2013]

上面公式中：

NRd,sp：

混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值；

NRk,sp：

混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值；

k：

地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；

NRk,c：

混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；

　　γRsp：

混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]取1.8；

　　ψh,sp：

构件厚度h对劈裂承载力的影响系数，不应大于（2hef/hmin）2/3；

h：

基材厚度厚度；

hmin：

锚栓安装过程中，不产生基材劈裂破坏的最小厚度，取为2hef，且不小于100mm；

　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]

其中：

NRk,c0=38340.579

　　按6.2.14[JGJ145-2013]：

ccr,sp=2hef=200

　　按6.2.15[JGJ145-2013]：

scr,sp=2ccr,sp=400

当N/n-My1/Σyi2≥0时：

Ac,N=（min（c1,c1a）+s1+0.5×scr,sp）×（c2+s2+0.5×scr,sp）……情况一

当N/n-My1/Σyi2<0时：

若锚栓共有2排，则：

Ac,N=（c1a+0.5×scr,sp）×（c2+s2+0.5×scr,sp）……情况二

若锚栓共有3-4排，则：

Ac,N=（c1a+min（s1/2,scr,sp）+0.5×scr,sp）×（c2+s2+0.5×scr,sp）……情况三

其中：

c1、c2：

方向1及2的边矩；

s1、s2：

方向1及2的间距；

c1≤ccr,sp

c1a≤ccr,sp

c2≤ccr,sp

s2≤scr,sp

情况三时：

（s1/2）≤scr,sp，其他时：

s1≤scr,sp

所以，本计算为：

Ac,N=（min（c1,c1a）+s1+0.5×scr,sp）×（c2+s2+0.5×scr,sp）

=（100+150+0.5×400）×（200+200+0.5