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1、锚栓理论及应用,内容,锚栓是如何工作的? 什么是化学锚栓-什么是机械锚栓？ 锚栓工作原理 荷载说明和安全观念 锚栓失败模式和影响因素 腐蚀理论 防火理论,基材,锚栓传递荷载到基材 (e.g. columns) 这个荷载可能是恒定的 (静态的: 例如. 恒荷载、自重荷载) 、 也可能是变化的 (动态的: 例如. 机床、空调机),G1: 钢梁的自重,G2: 需要固定的荷载,锚栓能以拉力N 和剪力 V来传递很高的荷载,N拉力,V剪力,V,锚栓是怎么工作的,化学锚栓,水泥质或有机胶类的化合物 (螺杆或钢筋),优点: 大荷载和杰出的性能表现 可应用于多种基材 (注射方式) 小边距和小间距 很好的适应性:
2、 螺杆的直径很多, 耐腐蚀种类等,不利: 不能立即上荷载 (需要一定的凝固时间 10 min - 24 hours) 一般来说对潮湿环境和孔壁清理要求比较高 只能使用在非开裂混凝土 支撑时间 在不同的国家有不同的限制,注射方式,好处: - 根据实际情况打胶 - 可灵活控制用量,薄膜 or 玻璃 包装方式,好处: - 定量, 没有浪费 - 性能稳定 - 不是很敏感 (仅指薄膜包装),薄膜包装,工作原理:,荷载在整个孔洞的长度均匀传导- 小边距 - 小间距,主要失败模式: 拔出和混凝土破坏,高应力区,机械锚栓:,优点: 大荷载，优良的性能 立即紧固 对潮湿和清孔不敏感 没有国家的限制 不需要临时支
3、撑 多种应用种类和抗腐蚀性能,不足: 相比较化学锚栓边距和间距大约大50% 对基材的材质要求较高,自切底,膨胀式: 主要形式,膨胀式: 非主流,自攻式,尼龙,在很小的范围内有很高的应力,膨胀锚栓 (e.g. HSL),FEXP,F=1000kg,FEXP = 3000 kg,FEXP,化学锚栓 (e.g. HVU),F=1000kg,t, = 1000kg,化学锚栓和机械锚栓的比较,集中荷载出现在孔洞的底部，导致了比化学锚栓更大的应力影响区Concentrated load introduction at bore hole bottom lead to bigger expansion fo
4、rce in comparison to chemical anchors,高应力区,工作原理:,膨胀锚栓主要工作原理,摩擦力,拉力 N是被摩擦力 R传到基材上的， 摩擦力是由压力F产生的,拉力 N 与压力 R平衡, 压力 R作用在基材上,自切底锚栓主要工作原理,锁键力,粘结力,粘结力存在于螺杆（钢筋）和胶，胶和孔壁之间,化学锚栓主要工作原理,失败模式和影响因素,拉力,螺杆拉断:,影响因素,钢材强度,混凝土失败:,混凝土强度 胶粘结强度 拉力大小,拔出,劈裂,混凝土强度 基材厚度,混凝土锥体破坏,N,c,s,e,hef,混凝土强度 间距 s 边距 c 偏心 e 埋深 hef 裂缝 箍筋,剪力,
5、钢材失败:,钢材强度 stand-off distance e1,纯剪,有角度 的剪切,V,V,e1,混凝土失败:,C,s,c,b,e,混凝土强度 间距 s 边距 c 偏心 e 埋深 hef 受力方向 裂缝 箍筋,边距,组合荷载: 组合荷载的计算也是基 于以上的理论和计算方式,hef,失败模式和影响因素,影响因素,钢材强度,重型自切底锚栓,重负荷HEAVY-DUTY,高负载 套筒加强剪切强度 张力区，裂缝混凝土 在基材中膨胀应力很小 可以拆除，安装快捷 动负载、疲劳荷载、冲击地震荷载,摩擦型膨胀锚栓,大头预埋件,自切底锚栓,较小的应力区 小间距、小边距,混凝土中的应力分布,自切底类锚栓受力特点
6、,较大的应力区 大边距、大间距,产生自切功能的构造.,利用混凝土抗压强度高的特性,切底曲线与混凝土结合紧密,与预埋大头螺栓相类似的荷载位移曲线 ,工作荷载时极小变形,很好的延性,位移值,力值,大头预埋件,低质量自切底类锚栓,膨胀锚栓,锚栓拉力作用下的荷载-位移特性,极限荷载时有明显变形,自切底类锚栓,选择标准由现场试验得到Cmin0.8hef,不得由公式推导得出,应用实例,紧固钢结构地脚螺栓 在边缘处具有高抗拉 和抗剪强度,大型管道钢支架固定 具有高抗剪承载力,安装设备 抗震动性能,腐蚀理论,什么腐蚀: 腐蚀是一个自然过程.腐蚀就是金属从现在的状态回复到自然的趋势. 腐蚀有可见的也有不可见的.
7、,例如接触腐蚀 (不同的材料) :,腐蚀理论,抗腐蚀: 抗腐蚀是一种抵抗腐蚀的措施以提高材料的使用寿命 多种的措施来抗腐蚀:镀锌、喷塑、油漆、不锈钢、热浸锌、特殊合金等 喜利得提供以下的措施来抵抗腐蚀:,LOW,HIGH,耐腐蚀性,环境条件,干燥的室内 有足够厚的混凝土覆盖,室内潮湿环境 室外轻微腐蚀 偶尔暴露在腐蚀环境中,高腐蚀环境 隧道、游泳池等,室内轻型固定或者室外不暴露在氯化物环境,LOW,HIGH,耐腐蚀性,室内非重型固定或者室外不暴露在氯化物环境,防火：,失火时发生了什么: 对基材或被固定物来说: 混凝土/岩石: 在高温下会炸裂 钢材: 会失去强度除非有保护措施 木头: 会燃烧 (没有保护措施),会直接失去紧固力,2. 对锚栓来说:,金属锚栓,尼龙锚栓,承载力的折减基于: 温度和失火的时间 完全的防火是不存在的 !,化学锚栓,在一段时间内失去紧固力,
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