机械锚栓的分类及适用范围

业内一般把非化学粘结型锚栓均称为机械锚栓。JG/T 160-2017《混凝土用机械锚栓》中3.1.1对机械锚栓的定义如下:

利用锚栓与钻孔之间的摩擦作用或锁键作用锚固在混凝土基材上的组件,主要受力部件由金属材料制造的紧固件(螺杆、螺母、垫片)、锥头、扩张件(扩张套筒或扩张片)等组成。

按照以上的定义,我们大致可将机械锚栓分为机械锁键式锚栓和膨胀摩擦式锚栓,当然还有混凝土自攻锚栓例外,这在文末有所提及。

机械锁键式锚栓

机械锁键是混凝土锚固的有效形式之一,其在业内的认可度也比较高,主要代表产品为后扩底锚栓自扩底锚栓。图1为后扩底锚栓的锚固形式,在钻孔时需要二次扩孔,从而打出直孔孔径小扩孔孔径大的楔形孔,后扩底锚栓装入后即可形成机械锁键式锚固,此时锚栓的受力极佳。一般后扩底锚栓的拉拔试验结果均为锚栓拉断或混凝土试块锥形破坏。机械锁键式锚栓可极大限度的发挥出锚栓本身的性能。

后扩底锚栓锚固形式

1.后扩底锚栓锚固形式

自扩底锚栓和后扩底锚栓的锚固形式类似,只是无二次扩孔的施工操作,其安全性能也较好,是目前使用比较普遍的锚栓之一。

膨胀摩擦式锚栓

膨胀摩擦式锚栓是利用锚栓上的膨胀件与孔壁产生摩擦力来进行锚固的,安卡锚栓(车修壁虎)内迫锚栓是极具代表性的两种膨胀锚栓,二者的用量也比较多,不过其受力一般比不上机械锁键式锚栓。

膨胀锚栓锚固形式

2.膨胀锚栓的锚固形式

如图2,膨胀锚栓安装时只需要打直孔,在膨胀件受到挤压后会与孔壁形成较大的摩擦力,可用于一般物件的侧挂、倒挂。以M12×50的内迫锚栓为例,其在埋深仅为50mm的情况下安装到位后做拉拔试验,可致C30混凝土锥形破坏。

混凝土自攻锚栓的特殊性

看完上面机械锚栓的定义之后,您肯定对混凝土自攻锚栓的归类有所疑惑。不过,其依然出现在JG/T 160-2017《混凝土用机械锚栓》中,说明其的确也属于机械锚栓,只是专家在定义机械锚栓时遗漏了该种锚栓,等到下一版本的规范出来之后定会更改机械锚栓的定义。该规范对混凝土自攻锚栓的解释如下:

在拧入钻孔过程中通过自带硬质螺纹切削嵌入孔壁的锚栓。

混凝土自攻锚栓有着一种新型的锚固形式,其是通过锚栓本身的硬质螺牙切出直孔孔壁出混凝土的螺纹形式的凹槽来完成。安装原理类似于在木材上旋入自攻钉,只不过该种锚栓的材质非常硬(一般为8.8级或10.9级),可在切开混凝土后保证自身结构不被破坏。

值得一提的是,混凝土自攻锚栓的受力比较好,一般在做拉拔试验时会造成混凝土椎体破坏。而且,混凝土自攻锚栓的安装是可逆的,可用于临时锚固。

3.混凝土自攻锚栓的锚固形式

适用范围的差异性

GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》中规定:

16.1.3 承重结构用的机械锚栓,应采用有锁键效应的后扩底锚栓。这类锚栓按其结构造方式的不同,又分为自扩底、模扩底和胶粘-模扩底三种;承重结构用的胶粘型锚栓,应采用特殊倒锥形胶粘型锚栓。

16.1.4 在抗震设防区的结构中,以及直接承受动力荷载的构件中,不得使用膨胀锚栓作为称重结构的连接件。

简单总结一下,就是承重结构不可使用膨胀锚栓来固定,反而规定必须使用扩底锚栓或者倒锥型化学锚栓。一般膨胀锚栓多用于中型或轻型结构的锚固,多用于固定重量较低的物品。而上面的规范并未提到混凝土自攻锚栓,其它规范也并未提到该产品的适用范围,该种产品性价比高,以后会有更广阔的应用空间,实际应用中混凝土自攻锚栓可具有膨胀锚栓做的大多数作用。


扩展阅读:扩底锚栓和膨胀锚栓的区别



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