01
引言 Perface
无论从事什么行业的工作,首先都应对行业要有一个比较清晰的认识,最基本的就是了解一些行业中通用的概念或专业名词,从标准化的角度讲,就是“术语”。
近段时间,由于工作需要,笔者迫切地感受到,有必要对锚固连接(以后锚固为突破口)做一个专题介绍,从标准的角度,梳理标准体系,澄清基本概念,图示工作原理,正本清源,加深认识。
在混凝土结构中,无论是传统焊接支吊架还是装配式支吊架,都需要选择合适的锚固连接形式在结构主体上锚固(俗称“生根”),具体来说,就是要根据管线荷载选择合适的产品。因此,计划本期首先根据锚固连接的基本原理进行分类,即解释基本概念,然后对锚固连接(重点为后锚固连接)的破坏类型、产品标准、设计计算方法、现场检验方法及评定标准简要介绍,期望能够对各位的工作和学习有所帮助。
02
分类 Classification
根据锚固连接相对于混凝土浇筑的先后顺序、锚固基本原理、作用方式等对其进行分类,如图1所示。
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▲图1 锚固连接分类
03
预埋件是指预先埋置在混凝土结构构件中,用于结构构件之间相互连接和传力的钢连接件[1]。
✍ 建筑物(construction works):人类建造活动的一切成果。如房屋建筑、桥梁、码头、水坝等。房屋建筑以外的其他建筑物有时也称构筑物。
✍ 结构(structure):能承受和传递作用并具有适当刚度的由各连接部件组合而成的整体,俗称承重骨架。
✍ 工程结构(engineering structures):房屋建筑、铁路、公路、水运和水利水电等各类土木工程的建筑结构的总称。
✍ 结构构件(structural member):结构在物理上可以区分出的部分。如柱、梁、板、基础桩等。
——GB/T 50083-2014《工程结构设计基本术语标准》
笔者根据预埋件的适用范围将其分为普通预埋件和特殊预埋件两类。
普通预埋件通常是由一块锚板和数根锚筋通过焊接连接组成。由锚板和直锚筋组成的预埋件示意图如图2所示。

▲图2 由锚板和直锚筋组成的预埋件示意图(摘自GB50010-2010[2])
GB50010-2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)第9.7节对预埋件的材料选用、设计方法和构造措施等作出了具体规定,国标图集16G362《钢筋混凝土结构预埋件》[3]对预埋件的设计、选用和构造等要求作出了统一规定,方便设计和施工应用,如图集在轴心受拉预埋件说明中以管道支吊架预埋件举例,如图3所示。

▲图3 管道支吊架预埋件示意图(摘自16G362)
特殊预埋件通常是针对特定锚固连接设计的构件,如在幕墙、铁路和综合管廊中广泛应用的预埋槽。
Anchor channel[5]
Steel profile with rigidly connected anchors (also called channel bar, see Figure 4) installed prior to concreting.
预埋槽(Anchor channel)是由型钢与锚杆刚性连接成一体的预埋件(笔者译)。
TB/T3329-2013《电气化铁路接触网隧道内预埋槽道》[4]是目前国内唯一一部预埋槽产品标准,但是笔者已经注意到已有多项预埋槽相关标准正在起草阶段。欧洲普遍采用的是CEN标准[5,6],预埋槽断面如图4所示。

▲图4 预埋槽截面示意图(摘自CEN/TS 1992-4-1:2009)
本文不对预埋件设计计算方法详述,感兴趣的读者请参阅文献[3]和[5]~[7]。
04
后锚固是指通过相关技术手段在已有混凝土结构上的锚固[8]。简单打个比方,预埋件是未雨绸缪,而后锚固则是亡羊补牢。
GB50010-2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)作为混凝土结构的基本设计规范,未对后锚固连接做出具体要求。GB50367-2013《混凝土结构加固设计规范》[9]第15章和第16章分别对用于混凝土结构加固的植筋技术和锚栓技术的设计规定、计算方法和构造规定作出规定。建筑机电设备属于非结构构件,因此GB50367-2013对装配式支吊架系统的后锚固连接仅具有参考价值。
工程建设行业标准JGJ145-2013《混凝土结构后锚固技术规程》适用于以钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土为基材的后锚固连接的设计、施工及验收;不适用于以砌体(团体标准T/CECS 479-2017《砌体结构后锚固技术规程》[10])、轻骨料混凝土及特种混凝土为基材的后锚固连接。
JGJ145主要对锚栓和植筋两种后锚固连接方式作出规定,与GB50367对比发现,两部标准均在2013年发布,但是材料指标和设计计算方法却天壤之别,相对来说,JGJ145大量参考了美国规范ACI318和欧洲认证标准ETAG等国外先进技术法规和技术标准,然而GB50367相对于JGJ145更加保守。同时,国标图集14G308 《混凝土后锚固连接》[11]的编制依据并未提及GB50367,请读者自己体会。
✍ 《房屋建筑混凝土结构规范》ACI 318是所有混凝土设计、施工、修复和专业研究必须的规范,包含了混凝土最新的设计和施工要求。[12]
✍ETAG是欧洲技术认证指南(Guideline for European Technical Approval)的英文缩写,JGJ145参考的主要是ETAG 001《欧洲技术认证指南:混凝土用金属锚栓》(GUIDELINE FOR EUROPEAN TECHNICAL APPROVAL: METAL ANCHORS FOR USE IN CONCRETE)。

ACI(American Concrete Institute),即“美国混凝土协会“,成立于1904年,总部设在美国密歇根州希尔斯,美国混凝土协会是全球权威和资源机构,致力于为从事混凝土设计、施工、材料领域,追求混凝土最佳应用的个人和组织提供其一致同意的标准、技术资源、教育与培训程序、认证程序和经证明的专门知识发展、传播和采用。ACI现有超过95个分会,125个学生分会和遍布120多个国家近20000名会员。
——ACI官方网站

EOTA(European Organisation for Technical Assessment)是欧洲技术认可组织的英文缩写,该组织致力于建筑产品领域的认证,总部设在比利时首都布鲁塞尔。EOTA是一个非营利性组织,利用其成员的科技专长提出和采用欧洲评估文件(EAD)。ETAG是由EOTA组织出版的。EOTA协调申请欧洲技术评估(ETA)和采用欧洲评估文件(EAD)的程序的应用。EOTA还向欧洲委员会(EC)和建筑常设委员会通报与EAD的起草有关的任何问题,并根据其经验对EC提出改进建议。
——EOTA官方网站
参考文献
[1] GB/T 50083-2014, 工程结构设计基本术语标准[S];
[2] GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范(2015年版)[S];
[3] 16G362, 钢筋混凝土结构预埋件[S];
[4] TB/T 3329-2013, 电气化铁路接触网隧道内预埋槽道[S];
[5] CEN/TS 1992-4-1: 2009, Design of fastenings for use in concrete Part 4-1: General[S]
[6] CEN/TS 1992-4-3: 2009, Design of fastenings for use in concrete Part 4-3: Anchor channels[S];
[7] 傅大刚, 严捷. 预埋件设计手册[M] . 北京: 中国建筑工业出版社, 1994;
[8] JGJ 145-2013, 混凝土结构后锚固技术规程[S];
[9] GB 50367-2013, 混凝土结构加固设计规范[S];
[10] T/CECS 479-2017, 砌体结构后锚固技术规程[S];
[11] 14G308, 混凝土后锚固连接[S];
[12] 刘刚. 美国建筑规范体系介绍 (Ⅲ)[J]. 商品与质量, 2010 (38X): 1-3.
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|来源:知吊架


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