膠粘型錨栓的應用與設計本文回憶了膠粘型錨栓的進展歷史，對特別倒錐形螺桿的受力機理、破壞模式和抗GB50367-2023，對某一加固案例做了抗拉、抗剪承載力的計算和構造構造校核。錨固技術可分為預埋式錨固和后錨固技術,預埋式錨固技術是在混凝土澆注前預先在模板內埋置錨固件，稱為預埋技術；后錨固則是在已硬化的混凝土構件上鉆孔，將錨有效連接。后錨固連接構件按工作原理和構造的不同，可分為機械式錨栓〔如膨脹型錨栓、擴孔型錨栓、模擴底錨栓、膠粘-模擴底錨栓〕和粘結式錨栓〔化學錨栓、化學植筋或螺桿等〕。機械錨栓主要依靠錨栓端頭的機械內鎖作用將荷載傳遞到四周混凝土中，機械式錨栓安裝快捷，適用范圍廣泛，對施工要求不高，但該類錨栓安裝和使用過程中會引起基材混凝土內部開裂從而降低其承載力，耐久性差，不適用于構造構件中，一般用于幕墻、設備等非構造構件。粘結錨栓是通過化學膠體的粘結作用傳遞荷載，化學錨栓與機械錨栓一般長度固定，化學植筋〔螺桿〕與化學錨栓的作用機理相近，只是埋置深度可以依據需要敏捷設置。因此，承重構造用的膠粘型錨栓已大量用于工業與民用建筑、道路橋梁、水電工程和海洋工程。標準學問1與廣泛的工程應用相比，我國后錨固技術的理論爭論相對滯后，工程應用中多依據2023年我國第一本加固方面的國家標準標準《混凝土構造加固設計標準》GB50367-2023面世，可以說在加固應用技術領域有了指導性標準。條文13.1.3規定：承重構造用的錨栓，應承受有機械鎖栓的定義，條文說明給出了明確的解釋：由于目前化學錨栓〔也稱粘結型錨栓〕在市場上品牌多，存在著魚龍混雜的現象，兼之不少單位在設計概念和設計方法上還很混亂，因而不能任其在承載構造中濫用。為此，本標準經過篩選僅納入一種能適應開裂混凝土性能的“定型化學錨栓”。其所以冠以“定型”作為定語，一是由于需要與其他化學錨栓相后才投入批量生產的，雖然有不同品牌，但其承載原理都是一樣的，即通過材料粘合和具有擠緊作用的鍵形嵌合來共同承載，從而到達提高錨固安全性之目的。由此可知，也正是由于有了“定型設計和認證”這一前提，才能制定其性能和質量的標準，也才能做出如何進展抽樣檢驗的規定。GB50367-2023，對粘結型錨栓的功能、有效錨固深度和螺桿類型進一步做了深化。條文16.1.3規定：承載構造用的機械錨栓，應承受有鎖鍵效應的后擴底錨栓。這類錨栓按其構造方式的不同，又分為自擴底、模擴底〔見圖膠粘劑；2-錐形螺栓；3-全螺紋螺桿；D-鉆孔直徑；d-全螺紋螺桿直徑；h-錨栓的有ef效錨固深度特別倒錐形膠粘型錨栓圖1版加固標準GB50367-2023基于全國建筑物鑒定與加固標準技術委員會近10年來法做了兩項修訂工作：一是不再承受“化學錨栓”這個不科學的名稱，而改名為“膠粘型受力機理受力機理2基材破壞、拔出破壞和粘結破壞五種。除錨栓本身鋼材破壞外，其它四種破壞均為脆性破壞，破壞前沒有明顯的征兆，同時錨栓承載力沒有充分發揮，國內外標準均規定錨栓連接應掌握為鋼材延性破壞，避開混凝土錐體破壞和拔出破壞。大量的試驗說明，倒錐形螺桿的粘結錨栓承載機理為扭矩掌握型粘結錨栓，其設計原理是：螺桿和膠體之間粘合力需小于膠體和孔壁之間的附著力〔見圖2〕，以保證螺桿能在粘結劑結合面間產生位移；因位移產生的應變，使螺桿通過膠粘劑作為載體對混同時假設粘結劑的流淌性良好，并具備肯定的混凝土滲透和灌縫力量，將在注射后，在肯定的集中半徑內提高此區域內混凝土的整體強度，削減或避開此區域內裂縫的發生和擴張。粘結截面 圖2鎖鍵力圖3設計應用3膠粘型錨栓〔定型化學錨栓〕的設計，舊版加固標準GB50367-2023條文規定：當承受定型化學錨栓時，其產品說明書標明的有效錨固深度：對承受拉力的錨8.0d〔d為錨栓公稱直徑〕；6.5d。當定0 0 0型化學錨栓產品說明書標明的有效錨固深度大于10d011d0距和邊距，為此，鋼筋混凝土構件中應用的錨栓應按植筋原理設計。7版加固標準GB50367-2023結合多年的安全性檢測及其使用效果，對錨固深度和地震區應用做了條文增補：1〕1所示，全螺紋倒錐形螺桿的有效錨固深度不得大于9d，其它類型倒錐形012d；0２〕當在抗震設防區承重構造中使用特別倒錐形膠粘型錨栓時，僅允許用于設防烈8度、且建于I、II類場地的建筑物。綜上所述可知，版加固標準對粘結型錨栓的埋置深度要求更為嚴格，但放寬了其在地震區域的應用范圍。計算案例４某構件為承載構造，混凝土強度為C30，厚度為250mm，基材內無邊緣箍筋，鋼筋倒錐形螺桿的錨栓直徑為M16125mm4所示。承載力校驗依據《混凝土構造加固設計標準》GB50367-2023。錨栓布置4混凝土錐體破壞的抗拉承載力校驗符合設計。1〕膠粘型錨栓對粘結強度的影響系數：ψ=0.90。b2〕構件邊距及錨固深度等因素對基材受力的影響系數：ψ =0.95。s,h荷載偏心對群錨受拉承載力的影響系數：ψ =1.0〔無偏心荷載〕。e,N混凝土呈錐形受拉破壞的實際錐體投影面積：A =C+S+0.5S

)(0.5S

+S+0.5S

)=200+150+0.125)(0.125+125+0.125)=268750mc,N 1 1m2。

cr,N

cr,N s

cr,N單個錨栓引起的基材混凝土呈錐形受拉破壞的錐體投影面：基材混凝土受拉承載力修正系數：ψ=ψ ·ψ ·A /A0N sh e,N c,N c,N。混凝土邊緣破壞的受剪承載力校驗，符合設計。邊距比c/c對受剪承載力的影響系數：2 1，取值1.0。邊距厚度比c/h對受剪承載力的影響系數：1。剪力與垂直于構件自由邊的軸線之間的夾角對受剪承載力的影響系數：ψ

=1.0。a,V4〕構件錨固區配筋對受剪承載力的影響系數：ψ =1.0〔邊緣無配筋〕。u,V荷載偏心對群錨受剪承載力的影響系數：ψre,V=1.0〔無偏心荷載〕。錨栓受剪承載力不受其邊距、間距及構件厚度的影響時，其基材混凝土呈半錐體破壞的側向投影面積：A0 =4.5·C2=4.5×2023=180000mm2。c,V 17〕錨栓有間、邊距或構件厚度影響下的側向實際投影面積：A =c,V(1.5C+S+1.5C)·1.5C=(1.5×200+125+1.5×200)×1.5×200=21750mm2。1 2 1 18〕考慮各種因素對基材混凝土受剪承載力影響的修正系數：錨栓連接承受拉力和剪力復合作用校驗符合設計。構造規定校驗基材厚度h

=250mm>1.5h

=188mm；滿足要求。min ef12mm；滿足要求。有效錨固深度h =125mm≥125mm；滿足要求。ef邊距C1

=200mm>0.8hef

=100mm；滿足要求。間距S2

=125mm≥10hef

=125mm；滿足要求。結語５11〕前