M20化学锚栓的拉拔设计力值(抗拉承载力)解析
M20化学锚栓的设计拉力值(抗拉承载力)取决于多个因素,包括锚固基材(混凝土强度)、锚栓材质(钢材等级)、锚固深度以及化学胶粘剂性能。以下是详细的技术分析:
1. 设计拉力值参考范围
参数 | 典型值(估算) | 影响因素 |
---|---|---|
设计拉力(标准值) | 60~120 kN | 混凝土强度、锚固深度、胶粘剂性能 |
极限拉力(破坏值) | 90~180 kN | 锚栓材质(8.8级/10.9级)、混凝土开裂情况 |
安全系数(γ) | 1.5~2.0(按规范) | 结构安全等级、荷载类型 |
典型应用场景拉力值
C30混凝土,锚固深度≥200mm:
设计拉力(N<sub>Rd</sub>) ≈ 80~100kN
极限拉力(N<sub>u</sub>) ≈ 120~150kN
C40混凝土,锚固深度≥250mm:
设计拉力(N<sub>Rd</sub>) ≈ 100~120kN
极限拉力(N<sub>u</sub>) ≈ 150~180kN
注:实际设计值需根据《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145-2013)或欧洲规范(ETAG 001)计算。
2. 影响拉拔力的关键因素
(1) 混凝土强度(f<sub>ck</sub>)
C20混凝土:承载力较低,易发生锥体破坏(设计值约50~70 kN)。
C30~C50混凝土:推荐使用,承载力显著提高(80~120 kN)。
(2) 锚固深度(h<sub>ef</sub>)
M20化学锚栓的推荐锚固深度:
一般结构:≥200mm
重要结构(抗震):≥250mm
每增加50mm深度,拉力提升约15%~20%。
(3) 化学胶粘剂性能
环氧树脂类(如Hilti HVU、喜利得RE500):
高粘结强度,适用于开裂混凝土(设计值可达100 kN+)。
乙烯基酯类:
耐高温性好,但承载力略低(约80~100 kN)。
(4) 锚栓材质(钢材等级)
8.8级螺栓:极限拉力≈120~150 kN(常用)。
10.9级螺栓:极限拉力≈150~180 kN(高强应用)。
3. 规范计算示例(JGJ 145-2013)
化学锚栓的抗拉设计值(N<sub>Rd</sub>)按以下公式计算:
���=�����NRd=γMNRk
N<sub>Rk</sub>:特征抗拉力(由试验或规范表格确定)。
γ<sub>M</sub>:材料分项系数(通常取1.5~2.0)。
示例:
若M20锚栓在C30混凝土中的特征抗拉力N<sub>Rk</sub> =150 kN,γ<sub>M</sub> =1.5,则:
���=1501.5=100 kNNRd=1.5150=100 kN
4. 实际测试要求
(1) 拉拔试验标准
JGJ 145-2013:要求现场拉拔试验荷载≥1.2N<sub>Rd</sub>(即设计值的1.2倍)。
ISO 6892-1:螺栓材质拉力测试(验证钢材强度)。
(2) 测试方法
非破坏性检测:加载至设计值的80%(如80 kN),持荷2分钟无滑移。
破坏性检测:加载至失效,记录极限拉力(用于验证计算模型)。
5. 选型建议
普通结构:选用8.8级M20锚栓 + 环氧胶,锚固深度200mm(设计值≈80~100kN)。
重型设备/抗震结构:选用10.9级M20锚栓 +高性能胶,锚固深度250mm(设计值≈100~120 kN)。
6. 注意事项
混凝土状态:开裂混凝土的承载力降低30%~50%,需按规范折减。
边距影响:锚栓距混凝土边缘≥120mm,避免边缘劈裂破坏。
温度限制:化学锚栓长期使用温度通常≤80°C(高温环境需特殊胶粘剂)。