幕墙锚栓计算

甘井子区华东路130号及周边宗地改造项目

32#楼幕墙化学锚栓

设 计 计 算 书

计算: 校核: 审核:

大连华威高级建筑师事务所有限公司

二〇一五年四月九日

设计计算书

一、 计算依据及说明

1. 工程概况说明

工程名称:[工程名称] 工程所在城市:大连市

工程所属建筑物地区类别:C类 工程所在地区抗震设防烈度:七度

2

工程基本风压:0.65kN/m 工程强度校核处标高:10m

2. 设计依据

序号 1 《建筑设计防火规范》 2 《混凝土结构后锚固技术规程》 3 《混凝土结构加固设计规范(附条文说明)》 4 《建筑结构荷载规范》 5 《建筑陶瓷薄板应用技术规程》 6 《铝合金建筑型材隔热型材》 7 《建筑工程用索》 8 《干挂空心陶瓷板》 9 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 10 《混凝土结构设计规范》 11 《吊挂式玻幕墙支承装置》 12 《点支式玻幕墙支承装置》 13 《铝合金门窗工程技术规范》 14 《建筑抗震设计规范》 15 《建筑制图标准》 16 《建筑抗震加固技术规程》 17 《建筑玻璃应用技术规程》 18 《公共建筑节能改造技术规范》 19 《建筑用安全玻璃防火玻璃》 20 《陶瓷板》 21 《天然花岗石建筑板材》 22 《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》 23 《平板玻璃》 24 《石材幕墙接缝用密封胶》 25 《夹层玻璃》 26 《浮法玻璃》 27 《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》 28 《耐候结构钢》 ﹒第1页﹒

标准名称 标准号 GB 50016-2014 JGJ 145-2013 GB50367-2013 GB 50009-2012 JGJ/T 172-2012 GB/T 5237.6-2012 JG T 330-2011 GB/T 27972-2011 GB 3098.1-2010 GB 50010-2010 JG 139-2010 JG 138-2010 JGJ 214-2010 GB 50011-2010 GB/T 50104-2010 JGJ/T116-2009 JGJ 113-2009 JGJ176-2009 GB 15763.1-2009 GB/T23266-2009 GB/T 18601-2009 YS/T 437-2009 GB11614-2009 GB/T 23261-2009 GB15763.3-2009 GB11614.2-2009 GB/T13790-2008 GB/T4171-2008 29 《铝合金建筑型材粉末喷涂型材》 30 《铝合金建筑型材电泳涂漆型材》 31 《铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材》 32 《铝合金建筑型材基材》 33 《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算和测定》 34 《塑料门窗工程技术规程》 35 《建筑玻璃采光顶》 36 《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》 37 《铝合金建筑型材氟碳漆喷涂型材》 38 《半钢化玻璃》 39 《中国地震烈度表》 40 《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》 41 《热轧型钢》 42 《冷弯型钢》 43 《普通装饰用铝塑复板》 44 《小单元建筑幕墙》 45 《建筑物防雷检测技术规范》 46 《铝合金门窗》 47 《民用建筑能耗数据采集标准》 48 《不锈钢棒》 49 《百页窗用铝合金带材》 50 《建筑幕墙用瓷板》 51 《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》 52 《中空玻璃用复合密封胶条》 53 《铝合金结构设计规范》 54 《不锈钢和耐热钢牌号及化学成份》 55 《建筑用不锈钢绞线》 56 《建筑幕墙》 57 《绿色建筑评价标准》 58 《铝及铝合金轧制板材》 59 《干挂饰面石材及其金属挂件》 60 《建筑结构用冷弯矩形钢管》 61 《钢化玻璃》 62 《建筑隔声评价标准》 63 《建筑用隔热铝合金型材穿条式》 64 《建筑用硬质塑料隔热条》 65 《公共建筑节能设计标准》 66 《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 67 《钢结构设计规范》 68 《玻璃幕墙工程技术规范》 69 《中空玻璃》 70 《建筑结构可靠度设计统一标准》 71 《全玻璃幕墙工程技术规程》 ﹒第2页﹒

GB/T 5237.4-2008 GB/T 5237.3-2008 GB/T 5237.2-2008 GB/T 5237.1-2008 GB/T 22476-2008 JGJ 103-2008 JG/T 231-2008 JGJ/T 151-2008 GB/T 5237.5-2008 GB/T17841-2008 GB/T17742-2008 GB/T8484-2008 GB/T706-2008 GB/T6725-2008 GB/T22412-2008 JG/T 217-2008 GB/T21434-2008 GB/T 8478-2008 JG/T 154-2007 GB/T 1220-2007 YS/T621-2007 JG/T217-2007 JGJ/T 211-2007 JC/T 1022-2007 GB 50429-2007 GB/T20878-2007 JG/T 200-2007 GB/T 21086-2007 GB/T50378-2006 GB/T 3880-2006 JC830·1~830·2-2005 JG/T 178-2005 GB15763.2-2005 GB/T50121-2005 JG/T 175-2005 JG/T 174-2005 GB 50189-2005 JG 160-2004 GB 50017-2003 JGJ 102-2003 GB/T11944-2002 GB 50068-2001 DBJ/CT 014-2001 72 《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 73 《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 74 《混凝土接缝用密封胶》 75 《幕墙玻璃接缝用密封胶》 76 《中空玻璃用弹性密封胶》 77 《玻璃幕墙工程质量检验标准》 78 《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 79 《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》 80 《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》 81 《紧固件机械性能自攻螺钉》 82 《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 83 《紧固件机械性能不锈钢螺母》 84 《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 85 《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T 18575-2001 CECS 127-2001 JC/T 881-2001 JC/T 882-2001 JC/T 486-2001 JGJ/T 139-2001 GB/T 18250-2000 GB 3098.2-2000 GB 3098.4-2000 GB 3098.5-2000 GB 3098.6-2000 GB 3098.15-2000 JG/T133-2000 GB/T 16823.1-1997 3. 基本计算公式

(1).场地类别划分:

根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别: A类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;

B类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇; C类指有密集建筑群的城市市区;

D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区; [工程名称]按C类地区计算风压 (2).风荷载计算:

幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 8.1.1-2 采用 风荷载计算公式: wk=βgz×μsl×μz×w0 其中: wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m)

βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 条文说明8.6.1取定

z(-α)

根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=1+2gI10()

10

2

其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数 A类场地: I10=0.12 ,α=0.12 B类场地: I10=0.14 ,α=0.15 C类场地: I10=0.23 ,α=0.22 D类场地: I10=0.39 ,α=0.30

﹒第3页﹒

μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定, 根据不同场地类型,按以下公式计算: Z0.24

A类场地: μz=1.284×()

10Z0.30

B类场地: μz=1.000×()

10Z0.44

C类场地: μz=0.544×()

10Z0.60

D类场地: μz=0.262×()

10本工程属于C类地区

μsl---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定 w0---基本风压,按全国基本风压图,大连市地区取为0.65kN/m (3).地震作用计算: qEAk=βE×αmax×GAk

其中: qEAk---水平地震作用标准值 βE---动力放大系数,按 5.0 取定

αmax---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定: 6度(0.05g): αmax=0.04 7度(0.1g): αmax=0.08 7度(0.15g): αmax=0.12 8度(0.2g): αmax=0.16 8度(0.3g): αmax=0.24 9度(0.4g): αmax=0.32

大连市地区设防烈度为七度,根据本地区的情况,故取αmax=0.08 GAk---幕墙构件的自重(N/m)

(4).荷载组合:

结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：

﹒第4页﹒

2

2

γGSG+γwψwSw+γEψESE+γTψTST

各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震 水平荷载标准值: qk=Wk+0.5×qEAk，维护结构荷载标准值不考虑地震组合 水平荷载设计值: q=1.4×Wk+0.5×1.3×qEAk

荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:

①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：

a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35

b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；

②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4

二、 荷载计算

1. 风荷载标准值计算

Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m) z : 计算高度10m

μz: 10m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2012 条文说明8.2.1) z0.44

μz=0.544×()=0.544 由于0.544<0.65,取μz=0.65

10

I10: 10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。 (GB50009-2012 条文说明8.4.6)

βgz: 阵风系数 : (GB50009-2012 8.1.1-2) z(-α) βgz= 1 + 2×g×I10×() (GB50009-2012 条文说明8.6.1)

1010(-0.22)

= 1 + 2×2.5×0.23×()

10

= 2.15 由于2.15>2.05,取βgz=2.05 (GB50009-2012 条文说明8.1.1) μsp1:局部正风压体型系数

μsn1:局部负风压体型系数,通过计算确定

μsz:建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3)取1 μsf:建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3-2)取-1

对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，按照(GB50009-2012 8.3.5)取-0.2或0.2

2

﹒第5页﹒

A

2

v:立柱构件从属面积取2.6475m A

2

h:横梁构件从属面积取0.6885m μ sa:维护构件面板的局部体型系数 μ

s1z=μsz+0.2 =1.2 μ

s1f=μsf-0.2

=-1.2

维护构件从属面积大于或等于25m2

的体型系数计算

μ

s25z=μsz×0.8+0.2 (GB50009-2012 8.3.4) =1

μ

s25f=μsf×0.8-0.2 (GB50009-2012 8.3.4) =-1

对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有 μ saz=1.2 μ saf=-1.2

同样，取立柱面积对数线性插值计算得到

μ μ 0.8-μ log(Av)

savz=sz+(μsz×sz)×1.4+0.2

=1+(0.8-1)×0.422836

1.4+0.2

=1.13959

μ μ log(A0.8-μ v)

savf=sf+(μsf×sf)×1.4-0.2

=-1+((-0.8)-(-1))×0.422836

1.4-0.2

=-1.13959 按照以上计算得到 对于面板有: μ

sp1=1.2 μ sn1=-1.2 对于立柱有:

﹒第6页﹒

μsvp1=1.13959 μsvn1=-1.13959 对于横梁有: μshp1=1.2 μshn1=-1.2

面板正风压风荷载标准值计算如下

Wkp=βgz×μsp1×μz×W0 (GB50009-2012 8.1.1-2) =2.05×1.2×0.65×0.65

2

=1.03935 kN/m Wkp<3kN/m,取Wkp=3kN/m

面板负风压风荷载标准值计算如下

Wkn=βgz×μsn1×μz×W0 (GB50009-2012 8.1.1-2) =2.05×(-1.2)×0.65×0.65

2

=-1.03935 kN/m Wkn>-3kN/m,取Wkn=-3kN/m

同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下

Wkvp=βgz×μsvp1×μz×W0 (GB50009-2012 8.1.1-2) =2.05×1.13959×0.65×0.65

2

=0.987032 kN/m Wkvp<3kN/m,取Wkvp=3kN/m 立柱负风压风荷载标准值计算如下

Wkvn=βgz×μsvn1×μz×W0 (GB50009-2012 8.1.1-2) =-0.987032 kN/m Wkvn>-3kN/m,取Wkvn=-3kN/m

同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下

Wkhp=βgz×μshp1×μz×W0 (GB50009-2012 8.1.1-2) =1.03935 kN/m Wkhp<3kN/m,取Wkhp=3kN/m 横梁负风压风荷载标准值计算如下

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

﹒第7页﹒

Wkhn=βgz×μshn1×μz×W0 (GB50009-2012 8.1.1-2) =-1.03935 kN/m Wkhn>-3kN/m,取Wkhn=-3kN/m

2

2

2

2. 风荷载设计值计算

W: 风荷载设计值: kN/m

γw : 风荷载作用效应的分项系数：1.4

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 5.4.2条规定采用 面板风荷载作用计算

2

Wp=γw×Wkp=1.4×3=4.2kN/m

2

Wn=γw×Wkn=1.4×(-3)=-4.2kN/m 立柱风荷载作用计算

2

Wvp=γw×Wkvp=1.4×3=4.2kN/m

2

Wvn=γw×Wkvn=1.4×(-3)=-4.2kN/m 横梁风荷载作用计算

2

Whp=γw×Wkhp=1.4×3=4.2kN/m

2

Whn=γw×Wkhn=1.4×(-3)=-4.2kN/m

2

3. 水平地震作用计算

GAK: 面板平米重量取0.3072kN/m αmax: 水平地震影响系数最大值:0.08

2

qEk: 分布水平地震作用标准值(kN/m) qEk=βE×αmax×GAK (JGJ102-2003 5.3.4) =5×0.08×0.3072

2

=0.12288kN/m

rE: 地震作用分项系数: 1.3

2

qEA: 分布水平地震作用设计值(kN/m) qEA=rE×qEk =1.3×0.12288

2

=0.159744kN/m

2

4. 荷载组合计算

幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合: Szkp=Wkp

2

=3kN/m Szp=Wkp×γw+qEk×γE×ψE =3×1.4+0.12288×1.3×0.5

2

=4.27987kN/m

考虑负风压、地震荷载组合: Szkn=Wkn

2

=-3kN/m Szn=Wkn×γw-qEk×γE×ψE =-3×1.4-0.12288×1.3×0.5

﹒第8页﹒

=-4.27987kN/m

综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算

2

采用面板荷载组合标准值为3kN/m

2

面板荷载组合设计值为4.27987kN/m

2

立柱承受风荷载标准值为3kN/m

2

横梁承受风荷载标准值为3kN/m

2

三、 化学锚栓计算

1. 锚栓计算信息描述

V: 剪力设计值: V=1588.5N

水平剪力设计值Vh = 0N N: 法向力设计值: N=5731.84N

e2: 锚栓中心与锚板平面距离: 0mm My: 弯矩设计值(N.mm): My=V×e2 =1588.5×0 =0N.mm

T: 扭矩设计值(N.mm): 0N.mm

当前计算锚栓类型: 化学锚栓 FHB-A 10*60/10 锚栓材料类型: 不锈钢锚栓-A2-70 锚栓直径: 12mm 锚栓底板孔径: 13mm

锚栓处混凝土开孔直径: 14mm 锚栓有效锚固深度: 120mm

锚栓底部混凝土级别: 混凝土-C25 底部混凝土为开裂混凝土 底部混凝土基材厚度: 400mm 混凝土开裂及边缘配筋情况: 1

锚栓锚固区混凝土配筋描述: 其它情况

2. 锚栓承受拉力计算

锚栓布置示意图如下:

5505010050550200化学锚栓布置示意图705012200100345070

d :锚栓直径12mm df:锚栓底板孔径13mm

在拉力和弯矩共同作用下,锚栓群有两种可能的受力形式。

﹒第9页﹒

首先假定锚栓群绕自身的中心进行转动，经过分析得到锚栓群形心坐标为[100,100]，各锚栓到锚栓形心点的Y向距离平方之和为 2

∑y=10000

y坐标最高的锚栓为4号锚栓，该点的y坐标为150，该点到形心点的y向距离为 y1= 150-100 = 50mm

y坐标最低的锚栓为1号锚栓，该点的y坐标为50，该点到形心点的y向距离为 y2= 50-100 = -50mm

所以锚栓群的最大和最小受力为： NM×y2

Nmin= + 2

n∑y

5731.840×(-50) = +

410000 =1432.96N NM×y1

Nmax= + 2

n∑y

5731.840×(50) = + 410000

=1432.96N

在拉力和各弯矩共同作用下，各锚栓承受的拉力如下表: 编号 1 2 3 4 X 50 150 50 150 Y 50 50 150 150 N(G) -0 -0 0 0 N(Mv) 1432.96 1432.96 1432.96 1432.96 N(Mv)×Cy 71648 71648 214944 214944 N(Mh) - - - - N(Mh)×Cx N(∑) - - - - 1432.96 1432.96 1432.96 1432.96 ∑(N×Coord)/∑N=(100,100),受拉锚栓形心(100,100) 偏心距eNx=0 偏心距eNy=1.42109e-014,重力产生的拉力0N 所有锚栓承受的拉力总和为5731.84N

3. 锚栓承受剪力计算

锚栓承受剪力按照破坏模式计算如下 1) 锚栓钢材破坏或混凝土剪撬破坏时 单独考虑竖向剪力作用, Vy :1588.5N Vx :0N

ny:参与竖向剪力V受剪的锚栓数目为4个 nx:参与水平剪力V受剪的锚栓数目为4个

VyV

VSy = (JGJ145-2013 5.3.3-2)

ny

﹒第10页﹒

1588.5

= = -397.125N

4

VxV

VSx = (JGJ145-2013 5.3.3-1)

nx0

= = 0N

4

所以锚栓群在剪力作用下,锚栓的最大剪力设计值为 VSmax = VS= 397.125N 故Vsd = VSmax = 397.125N

群锚总剪力设计值为Vsdx=0N,Vsdy=-1588.5N,Vsd=1588.5N

2) 混凝土边缘破坏时

根据边距分析可知,竖向剪力垂直于基材边缘,水平剪力平行于基材边缘

按照规范要求,垂直于基材边缘时,按照部分承受剪力设计,否则按照全部承受剪力设定 (JGJ145-2013 5.3.1.2)

ny:参与竖向剪力V受剪的锚栓数目为2个 nx:参与水平剪力V受剪的锚栓数目为4个 单个锚栓承受的竖向剪力为 VyV

VSy =

ny

1588.5

= =-794.25N

2VxV

VSx =

nx

0

= =0N

4

所以锚栓群在剪力作用下,锚栓的最大剪力设计值为 VSmax = VS= 794.25N 故Vsd = VSmax = 794.25N

群锚总剪力设计值为: (将反向剪力不考虑)

剪切边缘为水平下边时,相应荷载为Vsdx1=0N,Vsdy1=-1588.5N,Vsd1=1588.5N

g

g

g

h

V

g

g

g

h

V

﹒第11页﹒

4. 锚栓受拉承载力校核

校核依据NSd≤NRds (JGJ145-2013 6.2.1-5)

其中NSd : 锚栓群中拉力最大的锚栓的拉力设计值,根据上面计算取1432.96N NRds : 锚栓钢材破坏受拉力设计值 D : 锚栓直径为12mm As: 锚栓截面面积为84.2965mm fyk:锚栓屈服强度标准值

NRks:锚栓钢材破坏受拉承载力标准值

γRs.N:锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数,按表4.3.10采用 fyk = 450N/mm NRks = As×fyk = 84.2965×450 = 37933.4N

2

h

h

2

NRds = γRs.N37933.4

= 1.3 = 29179.5N

由于NSd=1432.96N≤NRds,所以锚栓钢材满足强度要求

考虑拉拔安全系数2,则锚栓拉拔试验强度值最少要求达到2.86592kN

h

NRks

5. 锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核

校核依据NSd≤NRdc (JGJ145-2013 6.2.1-7) 其中NSd : 锚栓群受拉区总拉力设计值,根据上面计算取5731.84N NRdc : 混凝土锥体破坏受拉承载力设计值

锚固区基材按照开裂混凝土考虑。混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值NRdc应按下列公式计算：

g

g

﹒第12页﹒

NRdc=

NRkc

γRcN

AcN

0 NRkc= NRkc×0×ψsN×ψreN×ψecN

AcN在上面公式中：

NRkc：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；

γRcN：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3； NRkc：单锚栓受拉时，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；

对于开裂混凝土,NRkc=7.0×fcu.k×hef (JGJ145-2013 6.1.3-3) 对于不开裂混凝土,NRkc=9.8×fcu.k×hef (JGJ145-2013 6.1.3-4)

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；本处混凝土为混凝土-C25,fcu.k取25N/mm

hef：锚栓有效锚固深度，对于膨胀型及扩底型锚栓，为膨胀锥体与孔壁最大挤压点的深度；取120mm NRkc=7.0×0

2

0

0

0.5

1.5

0

0.5

1.5

fcu.k×hef

0.5

1.5

1.5

=7.0×25×120 =46008.7N

AcN：混凝土破坏锥体投影面面积，按6.1.4[JGJ145-2013]取；

scrN：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。 scrN=3×hef=360mm AcN=scrN=129600mm

AcN：混凝土实际破坏锥体投影面积，按6.1.5[JGJ145-2013]取, 其中：

c1、c2、c3、c4：方向1及2距混凝土边的边矩；

﹒第13页﹒

0

2

2

0

s1、s2：竖直方向和水平方向锚栓最大的间距，分别为100mm和100mm；

ccrN：无间距效应和边缘效应情况下混凝土锥体破坏时的临界边矩，取ccrN=1.5×hef=180mm； AcN=156400mm

具体示意图如下(受压锚栓不计入面积)：

2

3412混凝土破坏投影面积示意图(460X340)

ψsN：边矩c对受拉承载力的影响系数，按6.1.6[JGJ145-2013]采用： 0.3×c

ψsN=0.7 + ≤1 (JGJ145-2013 6.1.6)

ccrN 其中c为边矩，当为多个边矩时，取最小值，取为120mm 0.3×c

ψsN=0.7 +

ccrN0.3×120

=0.7 + 180 =0.9

所以，ψsN取0.9。

ψreN：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；

当前锚固区属于其它类型,需要按照下式计算 ψreN=0.5 + ≤1

200120

=0.5 +

200 =1.1>1,取1.0

hef

﹒第14页﹒

ψecN：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； ψecN= ψecN1×ψecN2≤1 =

1

× 2×eNx2×eNy 1 + 1 +

scrNscrN

1

11

=×

2020 1 + 1 +

360360 =1 所以，ψecN取1。

把上面所得到的各项代入，得： AcN

0 NRkc= NRkc×0×ψsN×ψreN×ψecN

AcN

156400

=46008.7 ×× 0.9 × 1 × 1

129600 =49970.6N

NRdc=k×

γRcN

49970.6

=0.7× 3 =11659.8N

由于γ0×NSd=6305.02≤NRdc,所以群锚混凝土锥体受拉破坏承载力满足设计要求！

g

NRkc

6. 混凝土劈裂破坏承载力校核

校核依据NSd≤NRd.sp (JGJ145-2013 6.2.1-8) NRd.sp : 混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值

混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值NRd.sp应按下列公式计算：

NRk.sp

NRd.sp= (JGJ145-2013 6.2.15-1)

γRspNRk.sp=ψh.sp×NRk.cp (JGJ145-2013 6.2.15-2)

﹒第15页﹒

g

Ac.N

0

NRk.cp=NRk.c×0×ψs.N×ψre.N×ψec.N (JGJ145-2013 6.1.3)

Ac.N

2×h 

ef(2/3)

ψh.sp: 构件厚度h对劈裂承载力的影响系数,不应大于 

hmin

下面分项计算

h(2/3) ψh.sp=

hmin



=

400(2/3)

 240

=1.40572 取1

ccr.sp：混凝土劈裂破坏的临界间矩

ccr.sp=2×hef =240mm (JGJ145-2013 6.2.14) scr.sp=2×ccr.sp=480mm (JGJ145-2013 6.2.15) Ac.N=scr.sp =230400mm Ac.N=197200mm

具体示意图如下(受压锚栓不计入面积)：

2

0

22

3412混凝土破坏投影面积示意图(580X340)

0.3×c

ψs.N=0.7+ ccr.sp0.3×120

=0.7+

240 =0.85

所以，ψs.N取0.85。

﹒第16页﹒

ψec.N=ψec.N1×ψec.N2≤1 =

1

× 2eNx2eNy

1 + 1 +

scr.spscr.sp11× 2×02×01+ 1+480480

1

=

=1 所以，ψec.N取1。

把上面所得到的各项代入，得：

Ac.N

0 NRk.cp=NRk.c×0×ψs.N×ψre.N×ψec.N

Ac.N197200

=46008.7××0.85×1×1

230400 =33472.1N NRk.sp=ψh.sp×NRk.cp =1×33472.1 =33472.1 NRk.sp

NRd.sp=k×

γRsp

33472.1

=0.7× 3 =7810.16N

由于γ0×NSd=6305.02≤NRd.sp,所以混凝土劈裂破坏受拉承载力满足设计要求！

g

7. 锚栓钢材受剪破坏校核

校核依据VSd≤VRds (JGJ145-2013 6.2.16-4)

其中VSd : 锚栓群中剪力最大的锚栓的剪力设计值,根据上面计算取397.125N VRds : 锚栓钢材破坏受剪承载力设计值 As: 锚栓应力截面面积为84.2965mm fyk:锚栓屈服强度标准值

﹒第17页﹒

2

h

h

VRks:锚栓钢材破坏受剪承载力标准值

γRsV:锚栓钢材破坏受剪承载力分项系数,按表4.3.10采用 实际选取γRsV=1.3； 不考虑杠杆臂的作用有 VRks = 0.5×As×fyk = 0.5×84.2965×450 = 18966.7N

VRds =

γRsV18966.7

= 1.3 = 14589.8N

由于VSd=397.125N≤VRds,所以锚栓钢材满足抗剪强度要求

h

VRks

8. 构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核

c: 锚栓到混凝土边距,取c=120mm hef:锚栓有效锚固深度为120mm h: 混凝土基材厚度为400mm

由于c≤10hef,c≤60d,所以需要效核混凝土承载力

根据上面计算可知,对于该处混凝土自由边缘的相应剪力为1588.5N,剪力与垂直于构件自由边方向轴线的夹角为0度,剪力合力作用点与受剪锚栓中心偏心距离为0mm,此时,边部锚栓到自由边距离为120mm

校核依据VSd≤VRdc (JGJ145-2013 6.2.16-5) 其中VSd : 锚栓群总剪力设计值

VRdc : 混凝土楔形体破坏时的受剪承载力设计值

VRkc

g

g

VRdc = k × (JGJ145-2013 6.2.18-1)

γRcVAcV

0 VRkc =VRkc×0×ψsV×ψhV×ψaV×ψecV×ψreV (JGJ145-2013 6.2.18-2)

AcV

﹒第18页﹒

上式中

k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9(JGJ145-2013)选取； VRkc :构件边缘混凝土破坏时受剪承载力标准值

γRcV :构件边缘混凝土破坏时受剪承载力分项系数,按4.3.10取用,对于结构构件,取2.5 VRkc:单根锚筋垂直构件边缘受剪,混凝土理想破坏时的受剪承载力标准值 AcV :单根锚筋受剪,混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面面积 AcV :群锚受剪,混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面面积 c2

ψsV :边距比对受剪承载力的降低影响系数

c1c1

ψhV :边距与厚度比对受剪承载力的提高影响系数

hψaV :剪力角度对受剪承载力的影响系数

ψecV :荷载偏心eV对群锚受剪承载力的降低影响系数 ψreV:锚区配筋对受剪承载力的影响系数,当前为1,取1 以下分别对各参数进行计算 VRkc = 1.35×dа×hef

()

00

0

(β)

×

fcu.k×c1 (JGJ145-2013 6.2.19)

1.5

h 

1200.5

ef0.5 = 0.1×а = 0.1× = 0.1

120c1d0.2 = 0.1×120.2 = 0.0630957 β = 0.1×c1120

Vrkc0 = 1.35×dа×hef

()0.1

(β)

×

fcu.k×c1 ×25×120

1.5

1.5

= 1.35×12×120

= 15388N

0

2

0.0630957

AcV = 4.5×c1 (JGJ145-2013 6.1.17) = 4.5×120

2

= 64800mm

本处通常考虑群锚作用,故 AcV = 82800mm

0.3×c2

ψsV = 0.7+ (JGJ145-2013 6.1.19)

1.5×c1

2

2

﹒第19页﹒

0.3×600

= 0.7+ 1.5×120 =1.7>1,按照规范取1 ψhV = 

1.5×c1(1/2)

(JGJ145-2013 6.1.20) h

1.5×120(1/2)

400

= 

= 0.67082<1,按照规范取1

由于剪力与垂直于构件自由边方向轴线的夹角为0°,所以,按照规范JGJ145-2013 6.1.21有 ψaV = = 1

eV :剪力合力点到受剪锚筋重心的距离为0mm ψecv =

1

2eV

1

sinα2

(cosα)+2.5

2

(JGJ145-2013 6.1.22)

1 +

3c1

=

1

2×01 +

3×120

= 1

所以得到

AcV

0 VRkc =VRkc×0×ψsV×ψhV×ψaV×ψecV×ψreV (JGJ145-2013 6.2.18-2)

AcV82800

=15388××1×1×1×1×1

64800 =19662.4N

VRdc = k× (JGJ145-2013 6.2.18-1)

γRcV19662.4

= 0.6× 2.5 = 4718.98N

由于VSd≤VRdc,所以混凝土边缘破坏受剪承载力满足要求

g

VRkc

﹒第20页﹒

9. 混凝土剪撬破坏承载能力计算

VRkcp

VRdcp=K × (JGJ145-2013 6.1.26-1)

γRcp

VRkcp=κ×NRkc (JGJ145-2013 6.1.26-2) 在上面公式中：

K：地震作用下承载力降低系数；

VRdcp：混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值； VRkcp：混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值；

γRcp：混凝土剪撬破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.3.10取CHMBOLTγrcp； κ：锚固深度hef对VRkcp的影响系数，当hef<60mm时取1.0，否则取2.0,本处取2。 VRkcp=κ×NRkc =2×49970.6 =99941.1N VRkcp

VRdcp=K × γRcp

99941.1

=0.6 × 2.5 =23985.9N

由于 Vgsd=1588.5N≤VRdcp,所以混凝土剪撬破坏强度满足计算要求！

10. 拉剪复合受力承载力计算

1)拉剪复合受力下锚栓钢材破坏时的承载力,按照下面公式计算

NhVh

Sd2 + Sd2≤ 1 (JGJ145-2013 6.1.28-1) N  V  RdsRds

NRds = (JGJ145-2013 6.1.28-2)

γRs.N

VRks

NRks

VRds = (JGJ145-2013 6.1.28-3)

γRs.V

﹒第21页﹒

NSd : 锚栓群中拉力最大的锚栓的拉力设计值,根据上面计算取1432.96N NRds : 锚栓钢材破坏受拉力设计值为29179.5N

VSd : 锚栓群中剪力最大的锚栓的剪力设计值,根据上面计算取397.125N VRds : 锚栓钢材破坏受剪承载力设计值

h

h

NhVhSd2 + Sd2 N  V  RdsRds

=

1432.962397.1252

 + 

29179.5 14589.8

=0.00315253≤1

所以锚栓在拉剪复合受力下承载力满足要求

2)拉剪复合受力下混凝土破坏时的承载力,按照下面公式计算

NgVg

Sd1.5 + Sd1.5≤ 1 (JGJ145-2013 6.1.29-1) N  V  RdcRdc

NRdc = (JGJ145-2013 6.1.29-2)

γRcN

VRkc

NRkc

VRdc = (JGJ145-2013 6.1.29-3)

γRcV分别代入各参数,计算如下：

NgVgSd1.5 + Sd1.5 N  V  RdcRdc

=

5731.841.51588.51.5

 + 4718.98

11659.8 

=0.539974≤1

所以拉剪复合受力下混凝土破坏时的承载力满足要求

11. 锚栓构造要求校核

1)混凝土基材厚度应满足下列要求:

对于化学锚栓,h ≥hef + 2d0且 h>100mm , d0为锚孔直径 (JGJ145-2013 7.1.1) 当前,h为400mm≥hef+2d0=146mm,满足构造要求

﹒第22页﹒

且 h >100mm,满足构造要求

2)群锚最小间距值smin以及最小边距值cmin构造要求:

对于化学锚栓: s≥ 6d,c≥ 6d; (JGJ145-2013 7.1.2)

minnomminnoms

min : 锚栓最小间距100mm d : 锚栓直径 12mm

s min≥ 6×d = 72mm ,满足构造要求 c min=120mm ≥ 6×d = 72mm ,满足构造要求 所以群锚最小间距值s

min满足构造要求 群锚最小边距值c

min满足构造要求

3)化学锚栓最新小锚固深度要求: (JGJ145-2013 7.1.7) 按照7.1.7规定,锚固深度需要满足如下要求 当d ≤ 10 ,最小锚固深度要大于60mm; 当d = 12 ,最小锚固深度要大于70mm; 当d = 16 ,最小锚固深度要大于80mm; 当d = 20 ,最小锚固深度要大于90mm; 当d ≥ 24 ,最小锚固深度要大于4d; 当前锚固深度为120mm,满足要求!

12. 锚锚栓拉拔试验强度值

综上所述，锚栓拉拔试验强度值区间为8～10kN。

﹒第23页﹒