一、化學錨栓概述

化學錨栓由金屬螺杆和錨固膠組成，通過錨固膠形成錨固作用的錨栓。化（huà）學錨栓（shuān）分為普通化學錨栓和特殊倒錐形化學錨栓。化（huà）學錨栓用於在（zài）已建成的（de）混凝土結構（gòu）上安裝（zhuāng）其他結構的連（lián）接件，用於各種（zhǒng）鋼結構、幕牆、大理石幹掛、設備及管道固定等施（shī）工中的後加埋件安（ān）裝，也可用（yòng）於設備安裝，公（gōng）路、橋梁護欄安裝，建築（zhù）物（wù）加固（gù）改造等場合。

二、化學（xué）錨栓選用

《混凝土結構加固設計規範》(GB 50367-2013 )16.1.4條、16.1.5條（tiáo）規定，在抗震設防區（qū）的結構中，以及直接承受動力荷載的構件中，不得使用膨脹螺栓作為承重結構的（de）連（lián）接件。在抗震（zhèn）設防區（qū）承重結構中使用錨栓時，應采用後擴底錨栓或（huò）特殊（shū）倒錐形膠黏型錨栓，且僅允許用於設防烈度不高於8度，或當8度時建於I、II類場地的建築物。

同（tóng）時，不得考慮非開裂混凝土對其承載力的提高作用。《混凝土結構後錨固技術規程》(JGJ 145-2013)4.1.1 錨栓（shuān）應（yīng）按（àn）照錨栓（shuān）性能、基材（cái）性狀、錨（máo）固連（lián）接的受力性質、被連接結構類型、抗震設防等要求選（xuǎn）用。錨栓用於結構構件連接時的適用範圍應符合表4.1.1-1的（de）規定：

表4.1.1-1 錨栓用於結（jié）構構件連接（jiē）時的適用範圍

4.1.2 金屬錨栓應（yīng）采取和使用環境類別相適應的防腐措施。碳素鋼、合金鋼機械錨栓表麵應進行（háng）鍍鋅防腐處理，電鍍鋅層平均厚度不應小於（yú）5μm，熱浸鍍鋅平均厚度不應小於（yú）45μm。在室外環境、常年潮濕的室（shì）內環境、海邊、高酸堿度的大氣環境中應使用不鏽鋼材質的錨栓，含氯離子的環境中應使用高抗腐不鏽鋼。不同環境條件下適用的（de）錨（máo）栓材（cái）質（zhì）類別可按表（biǎo）4.1.2選用。

表4.1.2 不同環境條件下適用的（de）錨栓材質類別（bié）

三、混凝土基材要求

《混凝土結構後錨（máo）固（gù）技術規（guī）程》(JGJ 145-2013)3.1.1 錨栓（shuān）錨固基材可為鋼筋混凝土、預應力（lì）混凝土或素混凝土構件。3.1.2 凍融受損（sǔn）混凝土、腐蝕受損混（hún）凝土、嚴重裂損（sǔn）混凝土、不密實混凝土等，不應作為（wéi）錨（máo）固基材。3.1.3 基材混（hún）凝土（tǔ）強度等級不應低於C20，且不（bú）得高於C60;安全（quán）等級為一級的後錨固連接，其基材混凝土強度等級不應低（dī）於C30。3.3.10 采用化學錨栓的混凝土結構，其錨固區基材的長期使用溫度不應高於50度。

四、化學錨栓設計計算

化學錨栓受拉承載力應按錨栓鋼材破壞、混合破壞、混（hún）凝土錐體受拉破壞、劈裂（liè）破等4種破壞類型，及單錨與群錨兩種錨固（gù）連接方式，共計8種情況分別進行計算。對於單錨連接，外力與抗力比較明確，計算較為簡單。對於群錨連接，情況較為複雜：當為（wéi）鋼材破壞時，破壞主要出（chū）現在（zài）某些受（shòu）力最大錨（máo）栓，因此（cǐ），一般隻計算受力最大(Nhsd)錨栓即可;當為（wéi）混合破壞、混凝土錐（zhuī）體破壞或劈裂破壞時，主要表現為群錨基材整體（tǐ）破壞，故取Ngsd進行整體（tǐ）錨固計算。後錨固連接破壞應（yīng）控製為錨栓鋼材受拉破壞（huài）或連（lián）接構件延性破壞。

下麵以某儲罐與基礎的連接為例進行設計計（jì）算：

工程概（gài）況：某六度區化工儲罐，工作溫度不超過35度，與（yǔ）本部分預埋件對（duì）應的主體結構采用混凝土強度等級為（wéi）C30。選（xuǎn）用8.8級倒錐形特殊（shū）膠粘型M30，hef=680mm。荷載條件（jiàn）：設備專業提單個螺栓承受最大拉力為70KN，不承擔彎矩和（hé）剪力。形式如下：

1、單個（gè）錨栓拉力設計（jì）值計算

由《混凝土結構後錨（máo）固技術規程》（JGJ 145-2013）

5.2.1 軸心拉力作用下，群錨各錨（máo）栓所承受的拉（lā）力設計值應按下式計算：

N_sd＝k₁N/n    (5.2.1)

2、受拉承載力計算

（1）計算N_Rd,s：

《混凝土結構後錨固技術規程》（JGJ 145-2013）

6.1.2 機（jī）械錨（máo）栓（shuān）鋼材破壞受拉承載力設計值N_Rd,s應（yīng）按下列公式計算：

N_Rd,s＝N_Rk,s/γ_Rs,N    (6.1.2-1)
N_Rk,s＝?_ykA_s    (6.1.2-2)

式中：N_Rk,s——機（jī）械錨栓鋼材破壞受（shòu）拉承載力標準值(N)；

γ_Rs,N——機械錨栓（shuān）鋼材破壞受拉承載（zǎi）力分項係數，按本規程表4.3.10 采用；
A_s ——機械錨栓應力截麵麵積(mm²)；
?_yk——機械錨栓屈服強度標準值(N/mm²)。

γ_Rs,N取值1.3，8.8級錨栓?_yk取值（zhí）640 N/mm²

N_Rk,s＝?_ykA_s =640*561=359KN      

N_Rd,s＝N_Rk,s/γ_Rs,N=359/1.3=276KN

（2）計算N_Rd,c：

《混凝土結構後錨固技術規程》（JGJ 145-2013）

6.1.3 混凝土錐體破壞受拉承載力設計值N_Rd,c應按下列公式計算：

式中：N_Rk,c——混凝（níng）土錐體破壞受拉承載力標準值(N)。

N⁰_Rk,c——單根錨栓受拉時，混凝土理想錐體破壞受（shòu）拉承載（zǎi）力標（biāo）準值（zhí）(N)。
γ_Rc,N——混凝（níng）土錐體破壞受拉承載力分項係數（shù），按本規程表4.3.10采    用。
?_cu,k——混凝土立方體抗壓強度標準（zhǔn）值(N/mm²)。當?_cu,k不（bú）小於45N/mm²且 不大於60N/mm²時，應乘以降低係數0.95。
h_ef——錨栓有效錨固深度(mm)。對於膨脹型錨栓（shuān）及擴底型錨栓，為膨脹錐體與孔壁最（zuì）大擠壓點的深度。
A⁰_c,N——單根錨栓受拉且無（wú）間距、邊距影（yǐng）響時，混凝土理想錐體破壞投影麵麵積(mm2)，按本規（guī）程第6.1.4條的規定（dìng）計算。
A_c,N——單根錨栓或群錨受拉時，混凝土實際錐體破壞投影麵麵（miàn）積(mm2)，按本規程第6.1.5條的規定計算。
ψ_s,N——邊距c對受拉承載力的影響係數，按本規程第6.1.6條的規定計算。
ψ_re,N——表層混（hún）凝土因密集配筋的剝離作（zuò）用對受拉承載力的（de）影響係數，按本規程第（dì）6.1.7條的規（guī）定計算。
ψ_ec,N——荷載偏心e_N對受拉承載力的影響係數，按本規程第6.1.8條的規定計算。

6.1.4 單根錨栓受拉時，混凝土理想錐體破壞投影麵麵積A⁰_c,N(圖（tú）6.1.4)應按下（xià）式計算（suàn）：

A⁰_c,N＝s²_cr,N      (6．1．4)

式中：s_cr,N——混凝（níng）土錐體破壞且無間（jiān）距效應和邊緣效應情況下，每根錨栓達到（dào）受拉（lā）承載力標準值（zhí）的臨（lín）界間距(mm)，應取為3h_ef。

6.1.5 單根錨栓或群錨受（shòu）拉時，混（hún）凝土實（shí）際錐體破壞投影麵麵積A_c,N，應根據錨栓排列（liè）布（bù）置情況（kuàng）的不同，分別按（àn）下列公（gōng）式計算：
    1 單根錨栓，靠近構件邊緣布置，且c₁不大於c_cr,N時(圖6.1.5-1)

A_c,N＝(c₁＋0．5s_cr,N)s_sr,N     (6.1.5-1)

式中：c₁——方向1的邊距(mm)；
        c₂——方向2的邊距(mm)；
        s₁——方（fāng）向（xiàng）1的間距(mm)；
        s₂——向2的間距(mm)；
        c_cr,N——混凝土（tǔ）錐體破壞且無（wú）間距效應及邊緣效應情況下，每根錨栓達到受拉承載力標準值的臨界邊距(mm)，應（yīng）取為1.5h_ef。

6.1.6 邊距c對受（shòu）拉承載力的影響係數ψ_s,N應按下式計算。當ψ_s,N的計算（suàn）值大於1.0時，應取1.0。

式（shì）中：c——邊距（jù）(mm)，有多個邊距時應取最小值。

6.1.7 表層混凝土因密集配（pèi）筋的剝離作用對受拉承載力的影響係數ψ_re,N應按下式計算。當ψ_re,N的（de）計算值（zhí）大於1.0時，應取1.0；當錨（máo）固區鋼筋間距s不小於150mm時，或鋼筋直徑d不大於10mm且s不小（xiǎo）於100mm時，ψ_re,N應取1.0。

6.1.8 荷載偏心對受拉承載力的影響係數ψ_ec,N應按下式（shì）計算。當ψ_ec,N的計算值（zhí）大於1.0時，應取1.0；當為雙向偏心時，應（yīng）分（fèn）別按兩個方向計算，ψ_ec,N應取ψ_(ec,N)1·ψ_(ec,N)2。

式中：e_N——受拉錨栓合力點相對於群錨受（shòu）拉錨（máo）栓重心的偏心距(mm)。

（3）計算N_Rd,sp：

由於選用特殊倒錐形化學錨栓，適用於開（kāi）裂混凝土的錨栓，且按照開（kāi）裂混凝土計算承（chéng）載力，所以可不考慮荷載條件下的劈裂（liè）破壞。

3、抗震承（chéng）載力驗算

《混凝（níng）土結構（gòu）後錨固技（jì）術規程》（JGJ 145-2013）

8.2.2 後錨固連接控製（zhì）為錨栓鋼材（cái）受拉延性破壞時（shí），應滿足下列要求：

     1 單個錨栓

4、承載力驗算：

《混凝土結構（gòu）後錨固技術規程》（JGJ 145-2013）

4.3.5 後錨固連接承載力應采用下列設計表達式進行驗算：

無地震作用組合：γ₀S≤R_d    (4.3.5-1)
有地震作（zuò）用組合：γ₀S≤kR_d/γ_RE    (4.3.5-2)
R_d＝R_k/γ_R    (4.3.5-3)

無（wú）地震作用組合：

γ0S=1.2*77=92.4KN≤NRd,s=276kKN≤NRD,c=377KN

有地震作用組合：

γ0S=1.0*77=77KN≤0.8*NRd,s=0.8*276=220kKN≤0.8*NRD,c=0.8*377=301KN

滿足要求。

5、倒錐形化學錨（máo）栓（shuān）通用設計說明：