[发明专利]一种预制混凝土构件的预埋吊装锚栓的受拉承载力分析方法

权利要求书

1.一种预制混凝土构件的预埋吊装锚栓的受拉承载力分析方法，其特征在于：它包含以下步骤：

步骤一：确定吊装锚栓钢材破坏受拉承载力设计值N_Rd,s

N_Rk,s＝f_stkA_s

N_Rk,s——锚栓钢材破坏受拉承载力标准值N；

γ_Rs,N——锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数，《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011中第9.2.4条，对应普通预埋吊件的施工安全系数取4.0，参照取分项系数为4.0；

f_stk——锚栓钢材极限抗拉强度标准值N/mm²；

A_s——锚栓应力截面面积mm²，对于内埋式吊杆，n为吊杆根数，D为吊杆的螺杆直径；对于内埋式螺母，n为内埋式螺母根数，D为内埋式螺母外直径，d_nom为内埋式螺母内直径；

步骤二：确定吊装锚栓的混凝土锥体破坏受拉承载力设计值N_Rd,c

吊装锚栓受拉时，通过端头圆板或端头插筋将拉力转移给基材混凝土，但当预制混凝土基材形成以锚栓端头为中心的倒锥体时，会对吊装混凝土的形式形成破坏；

1)、吊装锚栓的混凝土锥体破坏受拉承载力设计值N_Rd,c:

式中：

γ_Rc,N—吊装锚栓的混凝土锥体破坏受拉承载力安全系数；《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013中第4.3.10条，对于结构件的混凝土锥体受拉破坏的分项系数取3.0；德国“工商业工人保险赔偿协会”公布的“起重锚栓和混凝土预制系统安全规则”BGR 106中，对圆锥头吊装锚栓的混凝土锥形破环的安全系数取3.0；故参照取分项系数为3.0；

f_cu,k——混凝土立方体150×150×150mm抗压强度标准值N/mm²；

h_ef——锚栓有效锚固深度mm；

A_N——锚栓受拉时，混凝土实际锥体破坏投影面面积mm²；

ψ_ed,N——边距d_e对受拉承载力的影响系数，有多个边距时，对应边距d_e取最小值，单位mm,d_e，min＝min(d_e1,d_e2,d_e3,d_e4)；

2)、单锚和群锚存在多个锚栓之间间距小于3h_ef情况，如同时有三个及以上边距d_e，各边距均小于1.5h_ef，取其中d_e，max＝max(d_e1,d_e2,d_e3,d_e4)，后续计算用h_e'_f代替h_ef；

式中：

f_cu,k——混凝土立方体150×150×150mm抗压强度标准值N/mm²；

A_N——群锚受拉时，混凝土实际锥体破坏投影面面积mm²；

ψ_ed,N——边距d_e对受拉承载力的影响系数，有多个边距时，对应边距d_e取最小值，d_e，min＝min(d_e1,d_e2,d_e3,d_e4)；

步骤三：确定吊装锚栓的拔出破坏受拉承载力设计值N_Rd,p

(1)、圆锥头吊装锚栓的拔出破坏受拉承载力设计值N_Rd,p

圆锥头吊装锚栓拔出破坏前，端头圆板承受混凝土的挤压应力，但当锚栓端头圆板拔离出基材混凝土时，会对圆锥头吊装锚栓的形式形成破坏；

圆锥头吊装锚栓的拔出破坏受拉承载力设计值N_Rd,p：

N_Rk,p＝8.8A_brgf_cu,k

式中：

N_Rd,p——圆锥头吊装锚栓拔出破坏受拉承载力设计值N；

N_Rk,p——圆锥头吊装锚栓拔出破坏受拉承载力标准值N；

γ_Rp,N——圆锥头吊装锚栓拔出破坏受拉承载力分项系数，参照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013中第4.3.10条中，针对混凝土锥体受拉破坏的分项系数，取3.0；

A_brg——圆锥头吊装锚栓的端头圆板受力面积，单位mm²；

f_cu,k——混凝土立方体150×150×150mm抗压强度标准值N/mm²；

(2)、内埋式螺母吊装锚栓的拔出破坏受拉承载力设计值N_Rd,p

内埋式螺母拔出破坏前，端头插筋承受混凝土的挤压应力，会形成内埋式螺母端头插筋拔离出基材混凝土的破坏形式；

N_Rk,p＝0.7f_cu,k(L_p-D)d_p

式中：

N_Rd,p——内埋式螺母拔出破坏受拉承载力设计值N；

N_Rk,p——内埋式螺母拔出破坏受拉承载力标准值N；

γ_Rp,N——内埋式螺母拔出破坏受拉承载力分项系数，参照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013中第4.3.10条中，针对混凝土锥体受拉破坏的分项系数，取3.0；

f_cu,k——混凝土立方体150×150×150mm抗压强度标准值N/mm²；

L_p——内埋式螺母端头插筋长度mm；

d_p——内埋式螺母端头插筋直径mm；

D——内埋式螺母外直径mm；

其中6d_p≤(L_p-D)≤9d_p

步骤四：确定圆锥头吊装锚栓的侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N_Rd,b

1)、对于一个埋置长度较大且靠近一个边距d_ε.min的单根圆锥头锚栓，其中边距d_ε.min0.4h_εf，其侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N_Rd,b：

式中：

N_Rd,b——圆锥头吊装锚栓侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N；

N_Rk,b——圆锥头吊装锚栓侧面爆裂破坏受拉承载力标准值N；

γ_Rb,N——圆锥头吊装锚栓侧面爆裂破坏受拉承载力分项系数，参照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013中第4.3.10条中，针对混凝土锥体受拉破坏的分项系数，取3.0；

d_e,min——最小的一个边距，单位mm，d_e,min＝min(d_e1,d_e2,d_e3,d_e4)，且d_e,min＜0.4h_ef；

A_brg——圆锥头锚栓的端头圆板受力面积mm²，取

f_cu,k——混凝土立方体150×150×150mm抗压强度标准值N/mm²；

ψ_ed——修正系数

其中：

d_ei为与d_e,min同方向边距；不满足以上条件时，取ψ_ed＝1.0；

2)、d_e,min＝min(d_e1,d_e2,d_e3,d_e4)，且d_e,min＜0.4h_ef，对于群锚多个圆锥头锚栓之间间距s₀＜6d_e,min，其侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N_Rd,b：

式中：

N_Rd,b——圆锥头吊装锚栓侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N；

N_Rk,b——圆锥头吊装锚栓侧面爆裂破坏受拉承载力标准值N；

γ_Rb,N——圆锥头吊装锚栓侧面爆裂破坏受拉承载力分项系数，参照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013中第4.3.10条中，针对混凝土锥体受拉破坏的分项系数，取3.0；

d_e,min——最小的一个边距mm，d_e,min＝min(d_e1,d_e2,d_e3,d_e4)，且d_e,min＜0.4h_ef；

A_brg——圆锥头锚栓的端头圆板受力面积mm²，取

f_cu,k——混凝土立方体150×150×150mm抗压强度标准值N/mm²；

ψ_ed——修正系数

其中：

d_ei为与d_e,min同方向边距；不满足以上条件时，取ψ_ed＝1.0；

s₀——群锚沿着边缘的一排锚栓的间距mm，s₀＜6d_e,min；最小边距d_e,min为X向排布时，s₀＝Y；最小边距d_e,min为Y向排布时，s₀＝X；

步骤五：判定吊装锚栓的受拉承载力设计值N_Rd

吊装锚栓的受拉承载力设计值N_Rd，取吊装锚栓钢材破坏受拉承载力设计值N_Rd,s、吊装锚栓的混凝土锥体破坏受拉承载力设计值N_Rd,c、吊装锚栓的拔出破坏受拉承载力设计值N_Rd,p和吊装锚栓的侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N_Rd,b四者的最小值，其中内埋式螺母吊装锚栓不需要计算其侧面爆裂破坏受拉承载力设计值N_Rd,b；

N_Rd＝min(N_Rd,s,N_Rd,c,N_Rd,p,N_Rd,b)。