植筋锚固技术在幕墙工程中的应用

植筋锚固技术在幕墙工程中的应用

作者：宋锡义、幕墙结构设计研究、《建设者》期刊7 月22号出刊、.海口市（570200）

摘要:植筋锚固技术是因建筑结构胶的发明而产生的新技术.对于幕墙工程大量的后植埋件来说，这是非常重要的分项技术工序。在设计和施工中都要求严格控制其结构质量的可靠性。随着我国经济的快速增长,建筑业也迅猛发展,植筋锚固技术以其锚固力大、工艺简单、操作方便、施工速度快、效率高、工期短、相对成本低等优点,已广泛应用于建筑物的改造及补强加固工程中,成为梁、板、柱和墙等构件后加、连接、重置的有效手段.

关键词:设计及使用, 植筋锚固的特点, 化学植筋工艺，植筋锚固图例 设计及使用方法

根据现场情况和埋件具体位置，由设计师出具埋件的施工图，具体对主体结构梁及墙的植筋锚固，在此仅论述植筋锚固技术的应用。

某观光梯工程实例（结构计算部分内容）

观光梯钢梁与主结构连接

Lct2: 连接处钢角码壁厚: 12.000mm D2: 连接螺栓直径: 16.000mm D0: 连接螺栓直径: 14.50mm

VB

剪力:V? =90=5.716 KN (重力荷载作用B点的剪力) VB=4.74 KN (水平荷载作用B点的剪力); V? V 弯矩: MBx=M?=90=4.153 KN.m (重力荷载作用B点的弯短) , MBY=MB=2.99 KN.m (水平荷载作用B点的弯短)

2220.5

合力: V= (V?2+ VB)0.5=(5.716+4.74) =7.427 KN

20.5220.5

M=(MBx2+ MBY)=(4.153+2.99)=5.12 KN.m

Nvb: 螺栓的承载能力: Nv: 连接处剪切面数: 1

2

Nvb=3.14×D0×130/4 (GBJ17-88 7.2.1-1)

2

=3.14×14.5×130/4 =21466.9 N

Num1: 与建筑物主结构连接的螺栓个数: Num1=V/Nvb

3

=7.427×10/21466.9 =0.35个

取 2个;

拉剪螺栓与建筑物主结构连接承载能力：

M16螺栓（8.8级）：P=70 KN (拉力)

nf=1 ,μ =0.45 (喷沙面抗滑系数);

剪力 NVi=V/n=7.427/2=3.714 KN＜ Nvb=21.46 KN (满足)

拉力 Nti=M/y1=5.12/0.212=24.15 KN＜0.8P=0.8×70=56 KN (满足)

V≤Nv=0.9nfμ(P-1.25 Nti)=0.9×1×0.45(70-1.25×24.15)=16.12 KN (满足)

强度可以满足

幕墙预埋件计算: (第1处) 本工程预埋件受拉力和剪力 V: 剪力设计值: V=7427 N

N: 法向力设计值:

b

N=Nti=24150 N

M: 弯矩设计值(N·mm):

e2: 螺孔中心与锚板边缘距离: 40.000mm M=V×e2

=7427×40.000 =296800 N·mm Num1: 锚筋根数: 4根 锚筋层数: 2层

αr: 锚筋层数影响系数: 1.000 关于混凝土：混凝土标号C30

混凝土强度设计值:fc=15.000N/mm

按现行国家标准≤混凝土结构设计规范≥ GBJ10采用。 选用二级锚筋

锚筋强度设计值:fy=310.000N/mm d: 锚筋直径: Φ16.000mm

αv: 钢筋受剪承载力系数:

0.5

αv=(4-0.08×d)×(fc/fy) (JGJ102-96 5.7.10-5)

0.5

=(4-0.08×16.000)×(15.000/310.000) =0.598

t: 锚板厚度: 12.000mm

αb: 锚板弯曲变形折减系数:

αb=0.6+0.25×t/d (JGJ102-96 5.7.10-6) =0.6+0.25×12.000/16.000 =0.7875

Z: 外层钢筋中心线距离: 300.000mm As: 锚筋实际总截面积:

2

As=Num1×3.14×d/4

2

=4.000×3.14×16/4

2

=804.248mm

锚筋总截面积计算值:

As1=(V/αv +N/0.8/αb +M/αb /Z)/fy (JGJ102-96 5.7.10-1) αr=1 =（7427/0.598+24150/0.8/0.7875+296800/0.7875/300）/310

2

=167.77mm

As2=(N/0.8/αb +M/0.4/αb /Z)/fy (JGJ102-96 5.7.10-2) αr=1 =(24150/0.8/0.7875+296800/0.4/0.7875/300)/310

2

=133.79mm

22

167.77mm≤804.248mm

22

133.79mm≤804.248mm

4根υ16.000锚筋可以满足要求

2

A : 锚板面积: 120000.000 mm 0.5fcA=900000.000 N N=24150N≤0.5fcA

锚板尺寸可以满足要求

幕墙预埋件焊缝计算: (第1处) Hf:焊缝厚度8.000 lW :焊缝长度200.000

σm:弯矩引起的应力

2

σm=6×M/(2×he×lw×1.22) (GBJ17-88 7.1.2)

2

=6×296800/(2×0.7×8×200×1.22)

2

=3.26N/mm

σn:法向力引起的应力

σn =N/(2×he×Lw×1.22) (GBJ17-88 7.1.2) =24150/(2×0.7×8×200×1.22)

2

=8.84N/mm τ:剪应力

τ=V/(2×Hf×Lw) (GBJ17-88 7.1.2) = 7427/(2×8×200)

2

=2.32N/mm σ:总应力

σ=((σm+σn)+τ) (GBJ17-88 7.1.2-3)

22

=12.32 N/mm≤160N/mm 焊缝强度可以满足!

植筋锚固的特点

结构胶的特点：使用安装方便快捷，锚固力大，抗震性能好，破坏状态为锚固端砼开裂或钢筋变形，无拔出现象；结构胶可以快速固化，可实现快速承载；水平及垂直孔均易施工，并能保证孔内充满胶。

结构胶的性能以环氧树脂为主剂，其优点如下：

环氧树脂具有很高的胶粘性，对金属、砼、陶瓷、玻璃等大多数材料均具有很高的粘结力。

环氧树脂由良好的工艺性，可根据需要配制成很绸的膏状或很稀的灌浆材料，固化时间可根据需要进行适当调整，储存性能稳定。

固化的环氧树脂由良好的物理、机械性能，耐腐蚀性能好，固化收缩率小。 环氧树脂材料来源广，无毒。 结构胶的技术性能如下：

粘结拉伸强度>30.0Mpa；拉伸剪切强度>20.0Mpa；压缩强度>50。

植筋锚固的特点：即将后增加部分结构的钢筋(或用于受力的螺栓)伸入到原有结构内,使之可靠地锚固,从而将新旧结构完美地结合起来,是使后增结构钢筋得到可靠锚固的一种专项施工技术.植筋施工首先采用专用钻孔机械按设计位置、孔径、深度钻孔,然后灌入专用

2

20.5

22

高强度胶粘剂,再插入钢筋,作适当养护使胶粘剂达到设计强度,从而使后增钢筋与原有混凝土结构可靠地连接.

化学植筋工艺

植筋新技术是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺杆等与混凝土产生握固力，从而达到预留效果 步骤：定位----钻孔----清除灰尘----注胶---植入钢筋----养护 钢筋螺栓锚固法。

1.施工准备施工前应认真阅读设计施工图，必须要将结构面清理干净，按设计图纸，放线标明钢筋锚固点的钻孔位置，钻孔位置标明后由现场负责人验线。 2.钻孔按设计图纸要求明确螺栓锚固位置、成孔直径及锚固深度。 3.清孔

（1）.钻孔完成后，将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净，用气泵、毛刷清孔，此过程要作到三吹两刷，即吹孔三次、清刷两次，清刷完毕后，用棉丝沾丙酮，清刷孔洞内壁，使孔洞内最终达到清洁干燥；如遇较潮湿的情况，还须用加热棒，进行干燥处理。

（2）.若为水钻孔：用清水将孔内泥浆冲刷干净，用棉丝将孔擦净,等孔晾干后再进行下一道工序,如工期紧,可用加热棒进行干燥处理。

（3）.用干净棉丝将清洁过的孔洞严密封堵，以防有灰尘和异物落入。 （4）.现场负责人检查清孔工作，请总包及监理验收，做好隐检记录。 4.钢筋清理

（1）.在钢筋端部相应位置做上标记，标示好除锈清理的长度范围；要求此长度范围大于要求锚固深度50mm。

（2）.启动磨光机，用钢丝刷将除锈清理长度范围内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。 （3）.将除锈清理好的钢筋放在干燥处整齐码放。

（4）.用棉丝蘸丙酮，将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净。 （5）.将所有处理完的钢筋码放整齐，报请现场负责人检查。 5.钢筋埋植

（1）.钢筋锚固用胶的配制。（具体配比使用方法参见相应产品说明，或听从现场负责人要求）要求：按比例配制且搅拌均匀。

（2）.如为盲孔钢筋埋植：将锚固用胶注入孔洞内2/3 即可；将处理好的钢筋，除锈清理端朝向孔洞，一边向同一方向旋转，一边缓慢将钢筋插入洞内，直至到达孔洞底部为止。此时，如无锚固用胶从洞内溢出，说明注胶量不够，须将钢筋拔出，重新注胶，再次插入钢筋，直至能使胶溢出洞口。

（3）.如为通孔钢筋埋植：先将处理好的钢筋插入孔内，孔两端用环氧砂浆封堵，封堵时，须在一端留出注胶孔，另一端留出出气孔；待环氧砂浆凝固后方可进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内，安装打胶嘴；将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内，直至另一端出气孔溢出胶为止；而后，用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。

（4）.如是垂直通孔植筋，前期步骤同第3条，注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶，以孔上部出气口出胶为宜。 （5）.对已埋植好的钢筋要做好保护工作，如挂明显标志牌等。以防锚固用胶在固化时间内，钢筋被摇摆动或碰撞，影响埋植效果。

（6）.用棉丝蘸少许丙酮，清理工作面遗留的胶及清理工作面的垃圾。注意：在清理遗留胶的时候，要小心轻缓，不得对钢筋进行摇摆或碰撞。 （7）.报请现场负责人检查。

6.成品保护在锚固用胶固化前应对埋植好的钢筋进行必要的违挡，固定；做好标示、标牌。

使用方法：

1、 钻孔： 用冲击钻打出设计所要求的直径及深度的锚孔；

2、 清灰： 用压缩空气吹尽孔内浮灰，再用毛刷清孔，反复数次清干净为止；

3、 注胶：取下胶瓶塞子，将静态混合器旋上，用胶枪将胶液通过静态混合器挤出，先少量排出前端未混匀胶液，

直到胶液颜色均匀即可注胶，注胶时从孔底逐渐向外注入孔中，填充量为孔深的1/2-2/3；

4、 埋植：将处理好的钢筋或锚栓插入孔中，转动、抽动数次，固定即可，养护时间常温应大于30分钟。

后埋件应参照《混凝土结构设计规范》中预埋件的要求, 锚栓可参照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004 进行计算；另外，对于化学锚栓国内还没有相应规范，一般都参照国外的计算公式！也有计算软件如MKT 等。

总之，植筋锚固技术的完美应用，关键是在满足结构设计及规范的条件下，必须保证施工工艺的要求，才能达到结构连接的可靠性标准。

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植筋锚固图例

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/syd.html