本计算的主要依据为《JGJ 145 - 2004 混凝土结构后锚固技术规程》，所采用的膨胀螺栓尺寸 及规格符应合《GB/T 22795 - 2008 混凝土用膨胀锚栓 型式与尺寸》，本计算中采用膨胀螺栓的称呼主要目的与习惯上的描述一致，在以下计算中可简称为膨胀螺栓或螺栓或锚栓。
本计算中所适用的膨胀螺栓主要结构如下图所示。
一、主要参数
1.1 主要输入条件膨胀螺栓螺杆材质
SS304
膨胀螺栓螺杆力学性能等级
70
膨胀螺栓螺杆名义直径 Dia
M16mm 螺栓计算直径 D 16mm
膨胀螺栓名义长度 L 175mm 螺栓计算面积 As 150.3mm 2混凝土强度等级C30螺栓特殊长度 L 140.0mm 混凝土的厚度
300
mm
混凝土的厚度300.00
mm
膨胀螺栓连接板在混凝土结构表面上的位置及尺寸参数
单个连接板上膨胀螺栓的数量
单个连接板螺栓数量2连接板类型A
Use English Units
一个螺栓
四个螺栓
1-A
1-B
1-D
2-A 2-B 2-C
2-D
A
B
C
姚刚与李继红D
两个螺栓
HELP ME ！
螺栓特殊长度输入
羟乙基纤维素
膨胀螺栓连接板的设计尺寸
B1457.2mm 457.2mm B2203.2mm 203.2mm a1254mm 254mm a2254mm 254
mm a3--mm mm a4--mm mm
S1152.4mm 152.4mm
S2--mm mm
C1406.4mm 406.4mm C2
等效转动惯量406.4
mm
恒荷载活荷载风荷载水平地震竖向地震
单个连接板设计荷载 N（见右图）45452309365645公斤力45.43655.945.4公斤力
设计地震设防裂度
8
单个连接板设计荷载组合 N d （见右图）7027公斤力设计拉力与锚固地面的夹角 α (o )
45o
当前设计荷载组合是否已经包含地震荷载组合
Yes
检查数据是否完整YES 最终结果
YES
说明： 以上荷载组合根据《GB 5009-2012 建筑结构荷载规范》及《GB 50011-2010 建筑抗震设计规范》相关条文规定，选取可能的最不利的荷载组合类型，分别按荷载组合数据计算。
根据以上各项荷载组合类别分别计算，产生最大效应时对应的组合是荷载组合五在本计算过程中产生最大荷载效应时，其荷载组合具体类型如下：
1.2 * (恒荷载 + 0.5 * 活荷载) + 1.4 * 风荷载_Factor * 风荷载 + 1.3 * 水平地震荷载说明：
本页面所显示所有数据为荷载计算是荷载组合五的数据及计算结果，荷载组合如下：
1.2 * (恒荷载 + 0.5 * 活荷载) + 1.4 * 风荷载_Factor * 风荷载 + 1.3 * 水平地震荷载
单个螺栓的设计荷载组合值 F SD
3513.5公斤力单个螺栓设计荷载 - 拉力设计值 N SD,024.84KN 单个螺栓设计荷载 - 剪力设计值 V SD,024.84
KN
1.2 主要性能参数
螺栓杆体材料抗拉强度标准值 f stk 800 Mpa 螺栓杆体材料屈服强度标准值 f yk 640 Mpa 螺栓锚固有效长度 L
160
mm
4-A
4-B 4-D
第一种荷载组合
第二种荷载组合
第三种荷载组合
第四种荷载组合
第五种荷载组合第六种荷载组合
第七种荷载组合第八种荷载组合
清除所有计算数据
快速计算所有荷载组合
检查输入数据是否完整
锚固连接的安全等级二级重要性系数γA 1.1
当设计荷载组合包含地震荷载组合时，承载能力调整系数(非地震组合时不考虑)0.85
经安全性系数调整之后单个螺栓设计荷载 - 拉力设计值 N SD27.33KN
经安全性及地震荷载系数系数调整之后单个螺栓设计荷载 - 剪力设计值 V SD27.33KN
二、膨胀螺栓及混凝土结构构造检查
构造检查
2.1 螺栓中心至混凝土结构外边缘最小边距C是否符合标准要求YES
满足要求最小边距406.4mm允许最小边距C min240mm
2.2 混凝土厚度是否满足锚栓所需要的最小厚度的要求YES
满足要求混凝土的厚度300允许最小厚度h min240mm
2.3 同一连接板上两个螺栓间距离是否满足标准最小值要求NO
不满足要求最小间距152.4mm允许最小间距S min160mm
存在螺栓混凝土锥体整体受拉破坏的可能性，需验算螺栓整体抗拉能力 详见 3.4 考虑混凝土锥体整体拉出时，整体破坏验算(多螺栓整体拉出)
2.4 抗震设计条件下，螺栓有效锚固长度与直径比值是否满足最小规定YES
满足要求允许有效锚固长度与直径比11.9锚固长度与直径比10.0
三、膨胀螺栓及混凝土受拉承载能力验算（承载能力极限状态计算）
3.1. 锚栓受拉钢材破坏计算
本条计算主要根据《JGJ 145 - 2004 混凝土结构后锚固技术规程》第6.1.1、6.1.2条
锚栓钢材破坏受拉承载力标准值 N Rk,s = As x f stk120.26KN
锚栓钢材破坏受拉承载力设计值 N Rd,s =N Rk,s / r Rs,N74.01KN
镀镍设备抗震设计时，锚栓钢材破坏受拉承载力设计值 N'Rd,s = ηN,s x NRk,s 74.01KN
判断N SD是否小于 N Rd,s ，即锚栓的设计受拉荷载是否小于锚栓钢材破坏受拉承载力设计值YES 满足要求设计荷载效应与材料承载能力的比值0.3693
3.2. 混凝土锥体受拉破坏验算
本条计算主要根据《JGJ 145 混凝土结构后锚固技术规程》6.1.3条
根据螺栓对应参数表可查得理想混凝土锥体破坏承载力标准值N0RK,c (KN)77.6KN
混凝土锥体破坏时理想临界边距0.5s CR,N，(s CR,N = 3h ef)100mm
混凝土锥体破坏时理想临界边长s CR,N，(s CR,N = 3h ef)200mm
理想化破坏锥体投影面面积A0C,N = s CR,N2A0C,N = s CR,N240000mm2
根据螺栓及连接板确定的破坏锥体投影面面积A C,N = (C1 + 1/2 x s CR,N2) x s CR,N270480mm2
螺栓至连接板最小边距C对受拉承载力的降低系数φs,N=0.7+0.3 x C / C CR,N 1.00
奥肯定律
φre,N=0.5+h ef / 200 1.00
表层混凝土因密集配筋剥离对受拉承载力的降低系
荷载偏心对受拉承载力的降低系数φce,N= 1 / (1 + 2 e N/S cr,N) 1.00e N
未裂混凝土对受拉承载力的提高系数 φucr,Nφucr,N 1.40
混凝土锥体破坏时受拉承载力标准值N RK,c = N0RK,c x A C,N /A0C,N x φs,N x φre,N x φce,N x φucr,N
N RK,c=191.42KN
混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 N Rd,c =N Rk,c / r RcN63.808KN
52.548KN
抗震设计时，混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 N'Rd,c = ηN,c x NRd,c
判断N SD是否小于 N Rd,c ，即设计受拉荷载是否小于混凝土锥体破坏受拉承载力设计值YES 满足要求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力的比值0.5201
3.3 混凝土的劈裂破坏承载力
根据螺栓在混凝土中的位置，检查是否需要进行劈裂破坏承载力计算No
最小边距406.4mm不计算劈裂破坏允许最小边距 C min240mm 混凝土劈裂破坏时理想破坏体临界边长，sCR,sp = 2hef200mm
，0.5s CR,sp100mm
混凝土劈裂破坏时理想临界边距（间距）
劈裂破坏理想化破坏锥体投影面面积A0‘C,N = s CR,sp240000mm2
互教通A C,sp = (C1 + 1/2 x s CR,sp2) x s CR,sp240000mm2
根据连接板确定的劈裂破坏锥体投影面面
混凝土构件厚度h对劈裂破坏承载力影响系数φh,sp = (h/h ef)2/3 <≤ 1.50.958
计算劈裂破坏中，混凝土锥体破坏受拉承载力标准值 N'RK,c = N0RK,c x A C,sp /A0C,sp x φs,N x φre,N x φce,N x φucr,N
N'RK,c=108.64KN Array经修正之后混凝土劈裂破坏破坏时受拉承载力标准值N Rd,sp =N'Rk,c / φh,sp104.06KN
混凝土劈裂破坏时受拉承载力设计值N Rd,sp =N Rk,sp / r Rsp34.688KN
抗震设计时，混凝土劈裂破坏时受拉承载力设计值
NRd,sp =NRk,sp / rRsp28.567KN
判断N SD是否小于 N Rd,sp，即设计受拉荷载是否小于混凝土混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值YES 满足要求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力比值0.9567
3.4. 考虑混凝土锥体的螺栓整体拉出时, 整体破坏验算(多螺栓整体拉出)
是否考虑X方向的混凝土锥体整体拉出破坏(多螺栓整体拉出)YES
是否考虑Y方向的混凝土锥体整体拉出破坏(多螺栓整体拉出)NO
混凝土锥体多螺栓整体拉出时，X方向的破坏长度798.8mm
混凝土锥体多螺栓整体拉出时，Y方向的破坏长度--mm
混凝土多螺栓整体拉出破坏时理想破坏体临界边长，X方向632.4mm
混凝土多螺栓整体拉出破坏时理想破坏体临界边长，Y方向480mm
根据螺栓对应参数表可查得理想混凝土锥体破坏承载力标准值N0RK,c (KN)155.2KN
混凝土锥体破坏时理想临界边距100mm
混凝土锥体破坏时理想临界边长--mm
理想化破坏锥体投影面面积A0C,N = sCR,N2303552mm2
根据螺栓及连接板确定的破坏锥体投影面面积383424mm2
螺栓至连接板最小边距C对受拉承载力的降低系数 1.208
表层混凝土因密集配筋剥离对受拉承载力的降低系数1
荷载偏心对受拉承载力的降低系数1
未裂混凝土对受拉承载力的提高系数 φucr,N 1.4
混凝土锥体破坏时受拉承载力标准值
331.54KN
混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 NRd,c =NRk,c / rRcN110.51KN
91.01KN
抗震设计时，混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值 N'Rd,c = ηN,c x NRd,c
判断NSD是否小于 NRd,c ，即设计受拉荷载是否小于混凝土锥体破坏受拉承载力设计值Yes
满足要求设计荷载效应与混凝土锥体破坏破坏承载能力的比值0.1501
四、膨胀螺栓及混凝土受剪承载能力验算（承载能力极限状态计算）
4.1 螺栓受剪承载钢材破坏计算
本条计算主要依据为《JGJ 145 混凝土结构后锚固技术规程》6.2.2条
螺栓破坏时受剪承载力标准值 V Rk,s ，计算过程如下螺栓受剪状态1)
根据螺栓与连接件及混凝土表面是否存在杠杆臂，可分为以下两种情况
1). 无杠杆臂的纯剪状态 V Rk,s = 0.5 A s x f stk48.11KN
2). 有杠杆臂的拉弯剪复合状态
螺栓截面抵抗矩 W el(mm3)402.12mm3
单根螺栓抗弯承载力标准值 M0Rk,s = 1.2 W el x f stk386.04N.m
单根螺栓抗弯承载力设计值M Rk,s = M0Rk,s x (1 - N sd / N sd,s)243.49N.m
杠杆臂有有效长度 l0, 详见下图1mm
被连接件系数, 约束类型详见下图αM
有约束αM =2
单根螺栓弯扭剪状态下，受剪承载力标准值 V Rk,s = αM x M rk,s / l o
486.98KN
螺栓破坏时受剪承载力标准值 V Rk,s48.11KN
螺栓破坏时受剪承载力设计值 V Rd,s = V Rk,s / r Rs,V29.60KN
抗震设计时，螺栓破坏时受剪承载力设计值 V'Rd,s = ηV,s x VRd,s29.60KN
判断V SD是否小于 N Rd,s，即设计受剪荷载是否小于螺栓破坏时受剪承载力设计值YES 满足要求设计荷载效应与螺栓破坏时受剪承载力之设计值0.9232
4.2 构件边缘受剪混凝土楔形受剪破坏
4.2.1 本条计算主要依据为《JGJ 145 - 2004 混凝土结构后锚固技术规程》第6.2.3条
判断边缘受剪边的距离是否需要进行构件边缘受剪混凝土楔形受剪破坏验算需要
构件中螺栓中心至混凝土边缘最小距离 C (mm)406.4＜1600mm2
构件边缘受剪混凝土楔形受剪破坏时，受剪承载力标准值 V0Rk,c = 0.45 d.5nom x (l f/d nom)0.2 x f.5cu,k c1.51
V0Rk,c=122.43KN 剪切荷载下锚栓的有效长度( l f≤hef, l f≤8d ) l f128mm
混凝土楔形受剪破坏时，螺栓计算外径 D nom16mm
混凝土立方休抗压强度标准值 f cu,k30N/mm2
理想混凝土楔形受剪破坏时，混凝土楔形体在侧向的投影面积A0c,V = 4.5 C21743224mm2
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