机机械械式式膨膨胀胀螺螺栓栓选选型型计计算算 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。 一一、主主要要参参数数 1.1 主主要要输输入入条条件件 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 DiaM14mm螺栓计算直径 D14mm 膨胀螺栓名义长度 L130mm螺栓计算面积 As153.9mm2 混凝土强度等级C40螺栓特殊长度 L478.0mm 混凝土的厚度900mm混凝土的厚度900.00 mm 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 Metric UnitsUse English Units 一个螺栓四个螺栓 1-A 1-B 1-D 2-A2-A2-B2-B2-C2-C2-D2-D A A BCD 两两个个螺螺栓栓 HELP MEHELP ME！ 螺螺栓栓特特殊殊长长度度输输入入 1 of 8Print : 10/28/2014By Yehong 膨胀螺栓连接板的设计尺寸B1457.2mm457.2mm B2203.2mm203.2mm a1111mm111mm a2111mm111mm a3-mmmm a4-mmmm S1111mm111mm S2-mmmm C1127mm127mm C2127mm127mm 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）40040015001500250公斤力 400.0400.01500.01500.0250.0公斤力 设计地震设防裂度8YES 单个连接板设计荷载组合 Nd（见右图）3570公斤力 设计拉力与锚固地面的夹角 (o)45 o 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 说说明明： 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组合合五五 在本计算过程中产生最大荷载效应时，荷载组合具体类型如下： 1.2 * (恒恒荷荷载载 + 0.5 * 活活荷荷载载) + 1.4 * 风风荷荷载载_Factor * 风风荷荷载载 + 1.3 * 水水平平地地震震荷荷载载 说说明明：本本页页面面所所显显示示所所有有数数据据为为荷荷载载计计算算是是荷荷载载组组合合五五 的的数数据据及及计计算算结结果果。 单个螺栓的设计荷载组合值 FSD1785公斤力Metric 单个螺栓设计荷载 - 拉力设计值 NSD,012.62KNCurrently Input Using English Units 单个螺栓设计荷载 - 剪力设计值 VSD,012.62KN 4-A 4-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 8Print : 10/28/2014By Yehong 1.2 主主要要性性能能参参数数 螺栓杆体材料抗拉强度标准值 fstk700Mpa 螺栓杆体材料屈服强度标准值 fyk450Mpa 螺栓锚固有效长度 L120mm 锚固连接的安全等级二级重要性系数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 NSD13.88KN 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 VSD13.88KN 二二、膨膨胀胀螺螺栓栓及及混混凝凝土土结结构构构构造造检检查查 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NO 不不满满足足要要求求最小边距 127mm允许最小边距Cmin180mm 存存在在混混凝凝土土劈劈裂裂破破坏坏的的可可能能，请请参参见见3.3 混混凝凝土土的的劈劈裂裂破破坏坏承承载载力力计计算算 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 满满足足要要求求混凝土的厚度900允许最小厚度hmin180mm 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 不不满满足足要要求求最小间距111mm允许最小间距Smin120mm 存存在在螺螺栓栓群群混混凝凝土土锥锥体体整整体体受受拉拉破破坏坏的的可可能能性性，需需验验算算螺螺栓栓群群整整体体抗抗拉拉能能力力 详详见见 3.4 考考虑虑混混凝凝土土锥锥体体整整体体拉拉出出时时,整整体体破破坏坏验验算算(多多螺螺栓栓整整体体拉拉出出) 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 满满足足要要求求允许有效锚固长度与直径比11.9锚固长度与直径比 8.6 三三、膨膨胀胀螺螺栓栓及及混混凝凝土土受受拉拉承承载载能能力力验验算算（承承载载能能力力极极限限状状态态计计算算） 3.1. 锚锚栓栓受受拉拉钢钢材材破破坏坏计计算算 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 NRk,s= As x fstk107.76KN 锚栓钢材破坏受拉承载力设计值 NRd,s=NRk,s/ rRs,N53.29KN 抗震设计时，锚栓钢材破坏受拉承载力设计值 NRd,s = N,s x NRk,s 53.29KN 判断NSD是否小于 NRd,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 满满足足要要求求设计荷载效应与材料承载能力比值0.2606 3.2. 混混凝凝土土锥锥体体受受拉拉破破坏坏验验算算 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N0RK,c(KN)58.2KN 混凝土锥体破坏时理想临界边距0.5sCR,N，(sCR,N= 3hef)150mm 混凝土锥体破坏时理想临界边长sCR,N，(sCR,N= 3hef)300mm 理想化破坏锥体投影面面积A0C,N= sCR,N2A0C,N= sCR,N290000 mm2 根据螺栓及连接板确定的破坏锥体投影面面积AC,N= (C1 + 1/2 x sCR,N2) x sCR,N107476 mm2 螺栓至连接板最小边距C对受拉承载力的降低系数 s,N=0.7+0.3 x C / CCR,N0.76 表层混凝土因密集配筋剥离对受拉承载力的降低系数re,N=0.5+hef/ 2001.00 3 of 8Print : 10/28/2014By Yehong 荷载偏心对受拉承载力的降低系数ce,N= 1 / (1 + 2 eN/Scr,N)1.00eN 未裂混凝土对受拉承载力的提高系数 ucr,Nucr,N1.40 混凝土锥体破坏时受拉承载力标准值NRK,c= N0RK,cx AC,N/A0C,N x s,N x re,N x ce,N x ucr,N NRK,c=74.29 KN 混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 NRd,c=NRk,c/ rRcN24.763 KN 抗震设计时，混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 NRd,c = N,c x NRd,c 20.393 KN 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 满满足足要要求求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力比值 0.6808 3.3 混混凝凝土土的的劈劈裂裂破破坏坏承承载载力力 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YES 最小边距127mm不计算劈裂破坏允许最小边距 Cmin180mm 混凝土劈裂破坏时理想破坏体临界边长 ，sCR,sp = 2hef240mm 混凝土劈裂破坏时理想临界边距（间距 ，0.5sCR,sp120mm 劈裂破坏理想化破坏锥体投影面面积A0C,N= sCR,sp257600 mm2 根据连接板确定的劈裂破坏锥体投影面面积AC,sp= (C1 + 1/2 x sCR,sp2) x sCR,sp257600 mm2 混凝土构件厚度h对劈裂破坏承载力影响系数 h,sp= (h/hef)2/3 1.51.500 计算劈裂破坏中，混凝土锥体破坏受拉承载力标准值NRK,c= N0RK,cx AC,sp/A0C,sp x s,N x re,N x ce,N x ucr,N NRK,c=62.21 KN 经修正之后混凝土劈裂破坏破坏时受拉承载力标准值NRd,sp=NRk,c / h,sp93.315 KN 混凝土劈裂破坏时受拉承载力设计值NRd,sp=NRk,sp/ rRsp31.105 KN 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 / rRsp25.616 KN 判断NSD是否小于 NRd,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 满满足足要要求求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力比值 0.5420 3.4. 考考虑虑混混凝凝土土锥锥体体的的螺螺栓栓群群整整体体拉拉出出时时, 整整体体破破坏坏验验算算(多多螺螺栓栓整整体体拉拉出出) 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X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418 mm 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471 mm 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360 mm 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)116.4 KN 混凝土锥体破坏时理想临界边距150 mm 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,N2169560 mm2 根据螺栓及连接板确定的破坏锥体投影面面积150480 mm2 螺栓至连接板最小边距C对受拉承载力的降低系数0.9117 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 ucr,N1.4 4 of 8Print : 10/28/2014By Yehong 混凝土锥体破坏时受拉承载力标准值 131.85 KN 混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 NRd,c =NRk,c / rRcN38.8 KN 抗震设计时，混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 NRd,c = N,c x NRd,c 20.393 KN 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 满满足足要要求求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力比值 0.1914 四四、膨膨胀胀螺螺栓栓及及混混凝凝土土受受剪剪承承载载能能力力验验算算（承承载载能能力力极极限限状状态态计计算算） 4.1 螺螺栓栓受受剪剪承承载载钢钢材材破破坏坏计计算算 本条计算主要依据为JGJ 145 混凝土结构后锚固技术规程6.2.2条 螺栓破坏时受剪承载力标准值 VRk,s，计算过程如下螺栓受剪状态1) 根据螺栓与连接件及混凝土表面是否存在杠