化学锚栓拉拔设计值怎么确定？倒锥形化学锚栓设计计算
化学锚栓拉拔设计值怎么确定？倒锥形化学锚栓设计计算表4.1.2 不同环境条件下适用的锚栓材质类别4.1.2 金属锚栓应采取和使用环境类别相适应的防腐措施。碳素钢、合金钢机械锚栓表面应进行镀锌防腐处理，电镀锌层平均厚度不应小于5μm，热浸镀锌平均厚度不应小于45μm。在室外环境、常年潮湿的室内环境、海边、高酸碱度的大气环境中应使用不锈钢材质的锚栓，含氯离子的环境中应使用高抗腐不锈钢。不同环境条件下适用的锚栓材质类别可按表4.1.2选用。《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）4.1.1 锚栓应按照锚栓性能、基材性状、锚固连接的受力性质、被连接结构类型、抗震设防等要求选用。锚栓用于结构构件连接时的适用范围应符合表4.1.1-1的规定：表4.1.1-1 锚栓用于结构构件连接时的适用范围
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一、化学锚栓概述由金属螺杆和锚固胶组成，通过锚固胶形成锚固作用的锚栓。化学锚栓分为普通化学锚栓和特殊倒锥形化学锚栓。化学锚栓用于在已建成的混凝土结构上安装其他结构的连接件，用于各种钢结构、幕墙、大理石干挂、设备及管道固定等施工中的后加埋件安装，也可用于设备安装，公路、桥梁护栏安装，建筑物加固改造等场合。
二、化学锚栓选用《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013 ）16.1.4条、16.1.5条规定，在抗震设防区的结构中，以及直接承受动力荷载的构件中，不得使用膨胀螺栓作为承重结构的连接件。在抗震设防区承重结构中使用锚栓时，应采用后扩底锚栓或特殊倒锥形胶黏型锚栓，且仅允许用于设防烈度不高于8度，或当8度时建于I、II类场地的建筑物。
同时，不得考虑非开裂混凝土对其承载力的提高作用。
《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
4.1.1 锚栓应按照锚栓性能、基材性状、锚固连接的受力性质、被连接结构类型、抗震设防等要求选用。锚栓用于结构构件连接时的适用范围应符合表4.1.1-1的规定：
表4.1.1-1 锚栓用于结构构件连接时的适用范围
4.1.2 金属锚栓应采取和使用环境类别相适应的防腐措施。碳素钢、合金钢机械锚栓表面应进行镀锌防腐处理，电镀锌层平均厚度不应小于5μm，热浸镀锌平均厚度不应小于45μm。在室外环境、常年潮湿的室内环境、海边、高酸碱度的大气环境中应使用不锈钢材质的锚栓，含氯离子的环境中应使用高抗腐不锈钢。不同环境条件下适用的锚栓材质类别可按表4.1.2选用。
表4.1.2 不同环境条件下适用的锚栓材质类别
《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
3.1.1 锚栓锚固基材可为钢筋混凝土、预应力混凝土或素混凝土构件。
3.1.2 冻融受损混凝土、腐蚀受损混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土等，不应作为锚固基材。
3.1.3 基材混凝土强度等级不应低于C20，且不得高于C60；安全等级为一级的后锚固连接，其基材混凝土强度等级不应低于C30。
3.3.10 采用化学锚栓的混凝土结构，其锚固区基材的长期使用温度不应高于50度。
四、化学锚栓设计计算化学锚栓受拉承载力应按锚栓钢材破坏、混合破坏、混凝土锥体受拉破坏、劈裂破等4种破坏类型，及单锚与群锚两种锚固连接方式，共计8种情况分别进行计算。对于单锚连接，外力与抗力比较明确，计算较为简单。对于群锚连接，情况较为复杂：当为钢材破坏时，破坏主要出现在某些受力最大锚栓，因此，一般只计算受力最大(Nhsd)锚栓即可；当为混合破坏、混凝土锥体破坏或劈裂破坏时，主要表现为群锚基材整体破坏，故取Ngsd进行整体锚固计算。后锚固连接破坏应控制为锚栓钢材受拉破坏或连接构件延性破坏。
下面以某储罐与基础的连接为例进行设计计算：工程概况：某六度区化工储罐，工作温度不超过35度，与本部分预埋件对应的主体结构采用混凝土强度等级为C30。
选用8.8级倒锥形特殊胶粘型M30，hef=680mm。
荷载条件：设备专业提单个螺栓承受最大拉力为70KN，不承担弯矩和剪力。
形式如下：
1、单个锚栓拉力设计值计算
由《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
5.2.1 轴心拉力作用下，群锚各锚栓所承受的拉力设计值应按下式计算：
Nsd＝k1N/n (5.2.1)
k1——锚栓受力不均匀系数，取为1.1。
Nsd＝1.1*70=77KN
2、受拉承载力计算
（1）计算NRd s：
《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
6.1.2 机械锚栓钢材破坏受拉承载力设计值NRd s应按下列公式计算：
NRd s＝NRk s/γRs N (6.1.2-1)
NRk s＝ƒykAs (6.1.2-2)
式中：NRk s——机械锚栓钢材破坏受拉承载力标准值(N)；
γRs N——机械锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数，按本规程表4.3.10 采用；
As ——机械锚栓应力截面面积(mm2)；
ƒyk——机械锚栓屈服强度标准值(N/mm2)。
γRs N取值1.3，8.8级锚栓ƒyk取值640 N/mm2
NRk s＝ƒykAs =640*561=359KN
NRd s＝NRk s/γRs N=359/1.3=276KN
（2）计算NRd c：
《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
6.1.3 混凝土锥体破坏受拉承载力设计值NRd c应按下列公式计算：
式中：NRk c——混凝土锥体破坏受拉承载力标准值(N)。
N0Rk c——单根锚栓受拉时，混凝土理想锥体破坏受拉承载力标准值(N)。
γRc N——混凝土锥体破坏受拉承载力分项系数，按本规程表4.3.10采 用。
ƒcu k——混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2)。当ƒcu k不小于45N/mm2且 不大于60N/mm2时，应乘以降低系数0.95。
hef——锚栓有效锚固深度(mm)。对于膨胀型锚栓及扩底型锚栓，为膨胀锥体与孔壁最大挤压点的深度。
A0c N——单根锚栓受拉且无间距、边距影响时，混凝土理想锥体破坏投影面面积(mm2)，按本规程第6.1.4条的规定计算。
Ac N——单根锚栓或群锚受拉时，混凝土实际锥体破坏投影面面积(mm2)，按本规程第6.1.5条的规定计算。
ψs N——边距c对受拉承载力的影响系数，按本规程第6.1.6条的规定计算。
ψre N——表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的影响系数，按本规程第6.1.7条的规定计算。
ψec N——荷载偏心eN对受拉承载力的影响系数，按本规程第6.1.8条的规定计算。
6.1.4 单根锚栓受拉时，混凝土理想锥体破坏投影面面积A0c N(图6.1.4)应按下式计算：
A0c N＝s2cr N (6．1．4)
式中：scr N——混凝土锥体破坏且无间距效应和边缘效应情况下，每根锚栓达到受拉承载力标准值的临界间距(mm)，应取为3hef。
6.1.5 单根锚栓或群锚受拉时，混凝土实际锥体破坏投影面面积Ac N，应根据锚栓排列布置情况的不同，分别按下列公式计算：
1 单根锚栓，靠近构件边缘布置，且c1不大于ccr N时(图6.1.5-1)
Ac N＝(c1＋0．5scr N)ssr N (6.1.5-1)
式中：c1——方向1的边距(mm)；
c2——方向2的边距(mm)；
s1——方向1的间距(mm)；
s2——向2的间距(mm)；
ccr N——混凝土锥体破坏且无间距效应及边缘效应情况下，每根锚栓达到受拉承载力标准值的临界边距(mm)，应取为1.5hef。
6.1.6 边距c对受拉承载力的影响系数ψs N应按下式计算。当ψs N的计算值大于1.0时，应取1.0。
式中：c——边距(mm)，有多个边距时应取最小值。
6.1.7 表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的影响系数ψre N应按下式计算。当ψre N的计算值大于1.0时，应取1.0；当锚固区钢筋间距s不小于150mm时，或钢筋直径d不大于10mm且s不小于100mm时，ψre N应取1.0。
6.1.8 荷载偏心对受拉承载力的影响系数ψec N应按下式计算。当ψec N的计算值大于1.0时，应取1.0；当为双向偏心时，应分别按两个方向计算，ψec N应取ψ(ec N)1·ψ(ec N)2。
式中：eN——受拉锚栓合力点相对于群锚受拉锚栓重心的偏心距(mm)。
N0Rk c=679KN；γRc N=1.8；A0c N=s2cr N=(3*680）2=4161600mm2；
Ac N取值同A0c N；
ψs N=0.7 0.3*1800/（1.5*680）=1.23，取1.0
ψre N=0.5 680/200=3.9 3.9＞1，取1.0
ψec N取1
NRk c=679*4161600/4161600*1.0*1.0*1=679KN
NRD c=679/1.8=377KN
（3）计算NRd sp：
由于选用特殊倒锥形化学锚栓，适用于开裂混凝土的锚栓，且按照开裂混凝土计算承载力，所以可不考虑荷载条件下的劈裂破坏。
3、抗震承载力验算
《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
8.2.2 后锚固连接控制为锚栓钢材受拉延性破坏时，应满足下列要求：
1 单个锚栓
NRk s＝ƒykAs =640*561=359KN
NRk min取值等于NRk c=679KN
0.8*679=543.2KN≥1.2*800/640*359=538.5KN，故满足要求。
4、承载力验算：
《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
4.3.5 后锚固连接承载力应采用下列设计表达式进行验算：
无地震作用组合：γ0S≤Rd (4.3.5-1)
有地震作用组合：γ0S≤kRd/γRE (4.3.5-2)
Rd＝Rk/γR (4.3.5-3)
无地震作用组合：
γ0S=1.2*77=92.4KN≤NRd s=276kKN
≤NRD c=377KN
有地震作用组合：
γ0S=1.0*77=77KN≤0.8*NRd s=0.8*276=220kKN
≤0.8*NRD c=0.8*377=301KN
满足要求。
5、倒锥形化学锚栓通用设计说明：
a.未经有资质的技术鉴定或设计许可，不得改变化学锚栓连接的用途和使用环境。
b.本化学锚栓的破坏应控制为锚栓钢材破坏，不应控制为混凝土基材破坏，不应发生整体拔出破坏或锚杆穿出破坏。
c．锚栓的植筋胶为A级胶，其安全性能指标必须满足《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011第4.2.2条的相关规定。
d．本设备所用8.8级特殊倒锥形化学锚栓的抗拉承载力设计值不应小于90kN（根据计算值确定），锚固深度建议取值为680mm。本化学锚栓在大规模使用前，应进行力学试验；锚固系统失效时，锚固系统失效值应为276KN（根据计算值确定）。
e.锚栓性能应通过现行行业标准《混凝土用微膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160的低周期反复荷载作用或疲劳荷载作用检验。
f．化学锚栓的设计施工应符合《混凝土结构后锚固技术规程》的相关要求。
g．后锚固连接设计所采用的设计使用年限为30年。安全等级为一级，结构重要性系数为1.2。
h．为了防止胶粘剂老化带来的安全隐患，宜加强检查或监测，检查时间的间隔不得大于2年，第一次检查时间宜定为投入使用后的6年～8年，且至迟不应晚于10年。
i．基础承载力由原有设计单位进行复核；
j．锚栓表面应进行镀锌防腐处理，电镀锌层平均厚度不应小于5μm，热浸镀锌平均厚度不应小于45μm。锚栓防腐蚀标准应高于主体结构的防腐蚀要求。
