ACI318关于螺栓承载力的介绍

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第4 1卷第 6期2 0 1 5年 2月

山西建筑S HANXI AR CHI TECTURE

Vo 1 . 4 1 No . 6

F e b . 2 0 1 5

4 7

文章编号 i 1 0 0 9 - 6 8 2 5【 2 0 1 5 ) 0 6 - 0 0 4 7 - 0 2

A C I 3 1 8关于螺栓承载力的介绍刘伟李萌( 1 .中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京 1 0 0 0 8 5; 2 .中国航天建设集团有限公司，北京 1 0 0 0 7 1 )

摘

要：详细介绍了 A C I 3 1 8附录 D关于锚固螺栓的承载力计算方法，以带弯钩和带端板的单根锚固螺栓为例说明了螺栓承载力

计算过程中各种系数的取值，为今后工程应用提供了参考借鉴。关键词：螺栓，弯钩，端板，承载力中图分类号： T U 4 7 1 文献标识码： A

O 引言钢结构设计中，柱脚是上部钢结构与混凝土基础连接的节点，是结构设计中非常重要的部位，当柱脚采用螺栓连接的时候，

决定，螺栓的直径和螺纹密度决定了截面计算面积 A =}

f d。一 盟1 。工程中常用的地脚螺栓符合A S T M A 3 0 7 C的、 t /

足够的螺栓承载力是结构安全的重要保证。螺栓承载力的影响规定，其抗拉强度一般为 5 8 k s i一8 0 k s i ( 4 0 0 MP a~ 5 5 0 M P a ),直因素包括混凝土种类、螺栓边距、埋深、螺栓类型等， A C I 3 1 8分别径 1 . 0 i n c h ( 2 5 m m)、螺距 1/ 1 2 i n c h ( 2 a r m)的螺栓拉断承载力大

提供了螺栓抗拉承载力和抗剪承载力的计算方法，并利用其组合约为 3 8 4 3 6 l b ( 1 7 4 k N)。 作用确定了螺栓设计承载力。本文以工程中常用的带弯钩螺栓和带端板螺栓为例详述螺栓承载力的计算方法 (见图 1 )。

1 . 2混凝土拉裂承载力拉裂承载力的基本值与混凝土的类型、螺栓锚固方式和锚固有效长度有关，工程中常用混凝土强度=3 5 0 0 p s i (国标 C 3 0 ),且为常规混凝土(非轻质混凝土 ),取 A= 1 . 0。两类螺栓多

4

以现浇直埋的固定方式，取k =2 4,

=.

1 . 0;在正常使

用状态=1 . 2 5倍；螺

下不发生裂缝的混凝土，抗裂承载力可以提高

栓边距的影响体现在『 lN e 0

× 。 上， A C I 3 1 8根据多次试验确定混

凝土常沿 3 5。拉裂面从螺栓底面向上破坏 (见图2 )。A =9 是图 1螺栓类型

沿3 5。向上得到的最大的螺栓破裂线投影面积， 是实际的投影4

1抗拉承载力拉力作用下，螺栓一般会发生四种破坏方式 (见表 1 ),

面积，另外 A C I 3 1 8认为仅考虑的折减并不够，还需要考虑最^

A C I 3 1 8对每一种破坏方式均提供了承载力计算方法，抗拉极限承小边距的影响，该影响系数为载力取四者的最小值。表 1螺栓抗拉破坏方式序号破坏方式图例t f v——— ———一

r

=m i n ( 1 . o, 0 . 7+ 0 . 3刮

)。

凸

承载力计算公式

1 . 1

螺栓拉断

4

J

N s。= A N×

tⅣ^

图 2混凝土破坏面 (拉力 J= 州 ,×^

1 . 2

土拉裂l l

混凝

//

Nb= c×A×

螺栓锚固的有效计算长度一般根据螺栓的埋深取值，如果螺栓的边距有三边或更多边小于 1 . 5 h 有效计算长度会小于螺栓的实际埋深， A C I 3 1 8假定此种情况的破坏面是从混凝土表面的最

t N

不利边端部开始开裂 (见图3 ),开裂面与螺栓的交点处即为螺栓N=串 c P x NP

1 . 3

螺栓拔出

————: 十————一。 . j l。

的有效埋深^,相应的投影面积均需要按照假定的有效埋深计

算。按照这种理论，当螺栓的三条边的边距小于螺栓的实际埋深的1 . 5倍时，盲目的加大螺栓埋深不会提高螺栓的承载力。

tⅣ混凝土 N

1 . 3螺栓抗拔承载力 1 . 4 侧面破裂 s b= 1 6 0￣ c a l×￣ A r g￣ A×螺栓的抗拔承载力可以参考实验值 ( 9 5%保证率 )且不应大于N p=8× A 6× (端板螺栓 )或 NP: 0 . 9× ×e^×d (弯钩螺

1 . 1螺栓材料抗拉承载力收稿日期： 2 0 1 4 - 1 2— 1 8 作者简介：刘伟( 1 9 8 4一),男，硕士，工程师；李

栓

),考虑在正常使用情况下混凝土不会开裂，修正系数取 1 . 4。其中， 为端板的面积； e为弯钩的大小。

=

螺栓材料抗拉承载力由螺栓的截面面积及其材料强度共同 1 . 4混凝土侧面抗裂承载力萌( 1 9 8 6 -),女，硕士，工程师

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混凝土侧面破裂的情况仅发生在带端板螺栓的情况， c。 是最小边距或剪力作用方向的边距。如果与此边垂直的边距 C< 3 c 侧面破裂承载力还需考虑( 1+三生)/ 4的折减系数。。 nl

卜

寸图 3混凝土假设破坏面(拉力)

图 4混凝土破坏面(剪力 )卜—————卜——一 卜—卜

2抗剪承载力剪力作用下，螺栓一般会发生三种破坏方式 (见表 2), A C I 3 1 8提供了每一种破坏方式的承载力计算方法，抗剪极限承载力取三者的最小值。表 2螺栓抗剪破坏方式序号破坏方式———————

图例一——一—

强度计算公式

———

圈 5混凝土假设破坏面 (剪力 )

A C I 3 1 8认为固定螺栓的混凝土构件深度 h小于剪力方向螺栓边距的 1 . 5倍时，通过上述方法得到的？昆凝土抗剪强度应该提= 0 . 6× A .×。厅

日

d

2 . 1 螺栓剪断

j I{ Ijr——一

r●●●●●●●●●●●

=,\/ 倍。 l _ 一设 D一高

。。—

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^

一

一

2 . 3混凝土侧面破裂承载力A C I 3 1 8认为剪力作用下的侧面破裂承载力是拉力作用下的

2 . 2

混凝土剪裂

//仁= I

/ I / I

川/ I

如一

,

,×

Vb=8￣

- e一

￣

×A×

1倍~ 2倍，当螺栓直径小于 2 . 5 i n c h ( 6 3 m m)时k =1 . 0;当螺栓直径大于 2 . 5 i n c h ( 6 3 mm) (含)时=2 . 0。此种破坏方式也仅发生于有端板的螺栓。

一

2 . 3土混撬凝起

\ I

2 . 1 螺栓材料抗剪承载力

姐

= k c p× N 6

3承载力设计值在拉力和剪力共同作用下，螺

栓的设计承载力应该满足

( ) + ( ) <￣ 1, A C I 3 1 8取 = 5/ 3,由于材料强度使用的是,

而不是屈服强度，所以，在确定设计承载力时需要考虑螺栓材料抗剪承载力仍由螺栓的截面面积及其材料强度共极限强度，不同的锚固方式和螺栓材料，系数并不相同，本文的这两类同决定，抗剪截面计算面积与抗拉时的定义一致，抗剪强度取抗拉强度的 0 . 6倍。 螺栓均取： 0 . 7 0。

2 . 2混凝土抗剪承载力同抗拉破坏相似，基本抗剪承载力与螺栓埋深、直径、边距和混凝土型号有关，本文讨论的两类螺栓 l 均按螺栓的有效埋深取值。

4结语本文以带弯钩和带端板的地脚螺栓为例，参考 A C I 3 1 8附录D总结了螺栓承载力的计算方法，其值与螺栓的材料、边距、埋

类型及混凝土种类有关，设计时应综合考虑各方面的因素，使 A C I 3 1 8认为混凝土在剪力作用下的破坏面是由螺栓向混凝深、土侧面及下侧呈 3 5。开裂 (见图4 )。在正常使用状态下 …… 此处隐藏：3052字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……