NB/T 20414-2017 核电厂核安全相关混凝土结构后锚固技术规程
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1机械锚栓的材质可为碳素钢、不锈钢、合金钢或高抗腐不锈钢,且应为延性锚栓。锚固板的 与机械锚栓相匹配。混凝上结构中的锚栓性能应符合现行建筑行业标准JG160的相关规定。在
表1碳素钢、合金钢锚栓的力学性能指标
表2不锈钢锚栓的力学性能指标
4.2.2钢材的防腐要求应根据核电厂的应用环境进行防腐蚀设计工程标准规范范本,锚栓防腐蚀标准不应低于被固定物 的防腐蚀要求。
4.3.1用于植筋的钢筋应使用热轧带肋钢筋或全螺纹螺杆,不应使用光圆钢筋和锚入部位无螺纹的螺 杆。 4.3.2植筋用的热轧带肋钢筋应符合GB1499.2的要求。钢筋宜采用HRB400E,强度等级应按GB50010 的规定执行, 4.3.3植筋用的胶粘剂不得采用现场人工拌合式,应采用机械自动拌合注入式改性环氧树脂类、改性 乙烯基酯类或无机胶粘剂。植筋胶的锚固性能应符合JG/T340的有关规定,并应选用A级胶。
5.1核电厂中使用的后锚固件宜在以下三种类型中选用:膨胀型锚栓、扩孔型锚栓和植筋。 5.2各类锚栓的选用应根据锚栓本身差异,并应考虑基材性状、锚固连接的受力性质、被连接结构类 型等因素的综合影响。核电厂抗震区域的结构构件使用后锚固连接时,膨胀型锚栓不应作为受拉、边缘 受剪和拉剪复合受力连接件。 5.3后锚固连接设计应根据弹性分析得到的荷载效应进行设计。若考虑锚栓和混凝土之间的变形协调, 当锚固破坏为锚栓钢材破坏,且为低强(小于或等于5.8级)钢材时,可使用弹塑性分析得到的荷载效 应进行设计。 5.4后错锚固连接所选用的锚栓应有国家授权的检测机构出具的系统的锚栓承载力检测或认证报告,报
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载力。后锚固锚栓设计时,不应由锚栓拔出破坏控制,应由钢材破坏控制,当为非延性破坏控制时,应 对承载力取折减系数0.6。 5.5当后锚固连接用于高温、高辐射等特殊区域时,则使用的后锚固连接应做与环境相适应的专项设 计和验证。 5.6后锚固连接设计所采用的设计使用年限应与整个被连接结构的设计使用年限一致。 5.7抗震I、II类区域均应按开裂混凝土考虑,确保所使用的机械锚栓能够在开裂混凝土中使用。 5.8后错固连接的承载力应采用式 D极限然态设计美达式进行验得
S≤ kR,YRE.
式中: Rc—按7.1、7.2计算所得承载力设计值,当为抗震设计时,还应根据相关抗震测试结果选取; 一非延性破坏折减系数,取0.6。 S荷载设计值,作用于后锚固件上的荷载及荷载效应组合,应按照NB/T20012相关要求进行考 。
Rd按7.1、7.2计算所得承载力设计值,当为抗震设计时,还应根据相关抗震测试结果选取 一非延性破坏折减系数,取0.6。 7RE一承载力抗震调整系数,取1.0: S荷载设计值,作用于后锚固件上的荷载及荷载效应组合,应按照NB/T20012相关要求进
6后锚固内力计算与分析
6.1.1锚栓内力宜按下列基本假定,采用6.2和6.3中公式进行计算: a)被连接件与基材结合面受力变形后仍保持为平面,锚板平面外刚度较大,其弯曲变形忽略不计; b)锚栓本身不传递压力,锚固连接的压力应通过被连接件的锚板直接传给混凝土基材; c)群锚锚栓内力按弹性理论计算。 6.1.2为获得锚栓内力,可采用有限元分析方法计算。
6.2群锚受拉内力计算
6.2.1轴心拉力作用下(图10),各锚栓所承受的拉力设计值应按公式(2)计算,
式中: Nsd—锚栓所承受的拉力设计值,单位为牛顿(N) 一锚栓轴心受力不均匀系数,取为1.1; N—总拉力设计值,单位为牛顿(N); 群锚锚栓个数。
6.2.2轴心拉力与弯矩共同作用下(图11),弹性分析时,受力最大锚栓的拉力设计值应按公式(3) 和公式(4)计算:
Ned =(NL+ M)y/Zy)
图11轴心力与弯矩共同作用 3部分锚栓受拉时,应根据公式(4)计算受拉锚栓的拉力设计值,并计算群锚受拉锚栓的偏心
6.3群锚受剪内力计算
图11轴心拉力与弯矩共固作用
6.3.1剪切荷载V作用下(图14),锚栓的剪力设计值应按公式(5)至公式(7)进行计算:
图12剪力方向垂直于基材边缘
图13剪力方向平行丁基材边缘
6.3.3按弹性分析时,群锚在扭矩T作用下(图15),锚栓的剪力设计值应按公式(8)至 计算:
式中: T—扭矩设计值,单位为牛顿·米(N·m):
扭矩设计值,单位为牛顿·米(N·m):
Vtx = Ty./Zx+Zy?) Vl, = Tx,/(Zx?+Zy), vi = Jv+(v) .(.10)
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Vs—锚栓i的剪力设计值,单位为牛顿(N)。
Vs, = vi. +.y+(vi,+v,)
7后锚固连接承载力计算
7.1.1钢材抗拉强度
锚栓个数。 锚栓有效截面面积,单位为平方毫米(mm); 锚固件钢材抗拉强度标准值,按表1、表2取值
7.1.2锚栓混凝土锥体破坏抗拉承载力设计
图16剪力和扭矩共同作用
N, =0.7nA.f.
单个锚栓或锚栓群混凝土锥体破坏抗拉承载力设计值应分别按公式(13)和(14)计算 a)对单个锚栓:
N, =6.85Jf.hg15
N, =6.85Jfhgls
f混凝土轴心抗压强度设计值,单位为牛顿每平方毫米(N/mm): he—锚栓有效锚固深度,单位为毫米(mm)。对膨胀型锚栓及扩孔型锚栓,为膨胀锥体与孔壁最 大挤压点的深度。 7.1.4单个锚栓受拉混凝土理想化破坏锥体投影面面积ANeo近似取为破坏面向外的投影面积,即锚栓 中心线向各个方向延伸1.5hepANco应按式(16)取值,见图17。
ANco = 9ha]
7.1.5单个锚栓或锚栓群混凝土实际破坏锥体投影面面积ANc见图18,其中c1、C2为两方向的混凝土 自由边的边距。
7.1.5单个锚栓或锚栓群混凝土实际破坏锥体投影面面积ANc见图18,其中c1、C2为两方向的混凝土 自由边的边距。
7.1.6错栓群拉力偏心修正系数应按式(17)计算:
图18单个锚栓和锚栓群混凝土锥体受拉破坏投影面积
e一锚栓群拉力偏心距(mm)。当在两个方向都存在偏心时,应分别计算两个方向的拉力偏心修 系数,取Vec.N=Vec.NVec.2
a)当Ca,min≥1.5hey时, b) 当 camin≤1.5her时,
a)当Ca,min≥1.5hey时,ed,N=1:
7.1.8考虑混凝土劈裂破坏影响,错栓抗拉强度修正系数的计算
a)当Ca,min≥Cac时,cp,N=1
a)当Ca,min≥Cac时,cp,N=1 b) 当 Camin
1.5hef ep,N Ca,min 7
.临界混凝土边距,单位为毫米(rnm),对膨胀型锚栓取为4he对扩孔型锚栓取为2.5he 9单个锚栓名义抗拔强度设计值应按式(20)计算:
Nm=0.75ycpN
果按5%分位点值来确定。开裂混凝土对抗拔承载 我力的影响系数Vcp取1.0。
锚栓或锚栓群钢材抗剪承载力设计值应按式(2)
Ase.v锚栓有效截面面积,单位为毫米(mm); 一锚固件钢材抗拉强度标准值,按表1、表2取值。 2锚栓混凝土锥体受剪破坏承载力设计值。单个锚栓或锚栓群的混凝土锥体受剪破坏承载力设 b不应超过: 前力益载垂直王源凝士边终的单个钳检
a)剪力荷载垂直于混凝土边缘的单个锚栓
b)剪力荷载垂直于混凝土边缘的锚栓群:
c)对于剪力荷载平行于混凝土边缘的锚栓或锚栓群,Vcs或Vcbg的取值应在分别取a)、b)计算 的两倍,并且取edv=1;
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V=0.56()2 Ja..c.1..
do锚栓外径,单位为毫米(mm): le剪力荷载下锚栓的有效长度,单位为毫米(mm),取l
Aveo = 4.5c.
图19单个锚栓混凝士锥体受剪破坏投影面积
7.2.5单个锚栓或锚栓群混凝土锥体受剪破坏在侧向的投影面积Ave见图20,其中C1、C2为 混凝士自由边的边距,
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7.2.6锚栓群剪力偏心修正系数应按式(26)计算:
7.2.6锚栓群剪力偏心修正系数应按式(26)计算:
a)当c2≥1.5ci时,edv=1;c2≥1.5cl b)当c2<1.5c时,
单个罐栓和锚栓群混凝士锥体受剪破坏投影面
ec,V (1 + 3c;
Wed,y = 0.7+ 0.3. C2 1.5c
图21C、C,示意图
式中: 当 hey<60mm时,ke,=1.0;当 her ≥60mm 时,ken=2.0
当hey<60mm时,kgp=1.0;当her≥60mm时,kg,=2.0
7.3拉剪复合受力承载力计算
承受剪拉复合作用的单个锚栓或锚栓群,其承载力应符合下列要求 a)当Vu。≤0.2V,时,应满足:
b)当Nua≤0.2N,时,应满足
c)当Va>0.2V,且Nm>0.2N时,应满足
sp=0.75k (28) 。=0.75k.N (29)
≤1.0.. 30 kN
上述公式中: Nn—后锚固锚栓的最小抗拉承载力设计值(N),取Ns,Npm、Ncs(或Ncbs)的最小值(N); Vn—预埋件锚固件的最小抗剪承载力设计值(N),取Vs,Ves(或Vcbg),Vep(或Vcpg)的最小值(N): K一非延性破坏折减系数,取0.6: Nua、Vuo—后锚固件的荷载设计值,应根据5.9内容计算(N)。
7.4植筋受拉承载力计算
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单根植筋的受拉承载力设计值应按式(33)式计算
f—植筋用钢筋的抗拉强度设计值,单位为牛顿每平方毫米(N/mm); A钢筋截面面积,单位为平方毫米(mm): N一植筋钢材受拉承载力设计值,单位为牛顿(N)
8.1.1混凝土基材的厚度h不应小于2.0hef且h应大于100mm。hef为锚栓的有效埋置深度。 8.1.2锚板厚度应根据受力情况计算确定,且不应小于锚筋直径的60%:受拉和受弯预埋件的锚板厚 度尚宜大于b/8,b为锚筋间距。 B.1.3自切底锚栓,其有效埋深he锚栓的最小边距Cmin、临界边距CcrN和群锚最小间距Smin、临界 司距Scrw应根据锚栓产品的认证报告确定。对应锚板开孔孔径d,根据锚栓产品技术数据确定。 8.1.4锚栓不应布置在混凝士保护层中,有效锚固深度hg不应包括装饰层或抹灰层。 8.1.5后错固连接件,应考虑火灾的不利影响,应具有可靠的防火认证,保证设计规定的时间内结构 的安全,其防火等级不应低于被连接结构的防火等级。 8.1.6应采取有效构造措施避免有杠暨对抗剪承载力产生的不利影响。
a)受拉钢筋锚固:max(0.3l10d:100mm): b)受压钢筋锚固:max(0.6l:10d:100mm); c)对悬挑结构、构件尚应乘以1.5的修正系数。 注:I,为植筋的基本锚固深度,d为钢筋直径。
2.2当植筋与纵向受拉钢筋搭接(图22)时,其搭接接头应相互错开。其纵向受拉搭接长度 据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率,按式(34)确定:
纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,按表3取值。 钢筋锚固长度设计值,按JGJ145中6.3.1采用
表3纵向受拉钢筋搭接长度修正系数
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图22纵向受拉钢筋搭接
8.2.3植筋与纵向受拉钢筋在搭接部位的净间距,应按本规程图22的标示值确定。若净间距超过4d 则搭接长度l应增加2d,但净间距不得大于6d。 8.2.4用于植筋的钢筋混凝土构件,其最小厚度hmin应符合下列规定:
式中: D钻孔直径.单位为毫米(mm)DB11标准规范范本,按表4确定。
钻孔直径.单位为毫米(mm),按表4确定。
hmin ≥/+ 2D]
照明标准表4植筋直径与对应的钻孔直径设计值
8.2.5当植筋与锚板连接时,其钢筋宜先焊后种植;若有困难而必需后焊,其焊点距基材混凝土表面 应大于15d,且应采用湿毛巾多层包裹植筋外露部分的根部。
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