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螺栓(锚栓)
螺栓是由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合使用，用于紧固连接两个带有通孔的零件，是将被连接件锚固到已硬化的混凝土基材上的锚固组件。
概述
螺栓是由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合使用，用于紧固连接两个带有通孔的零件。 这种连接形式称螺栓连接。如果把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。锚栓是螺栓连接形式的一种，装配后可拆卸的只有螺母部分，螺杆部分与混凝土基材通过某种形式固定在一起，不能分离。
一、产品选用指南
1 定义
将被连接件锚固到已硬化的混凝土基材上的锚固组件。
2 产品分类
建筑锚栓按其工作原理及构造分为以下四类
2.1 膨胀型锚栓（简称膨胀锚栓） 膨胀锚栓是利用膨胀锥与套筒的相对位移，促使套筒膨胀，与混凝土孔壁产生膨胀挤压力，并通过剪切摩擦作用产生抗拔力，实现对固定件的锚固。膨胀型锚栓按套筒膨胀方式的不同分为：
1）扭矩控制式
2）位移控制式。
2.2 扩孔型锚栓
扩孔型锚栓是通过钻孔底部混凝土的扩孔，利用扩孔后形成的混凝土斜面与锚栓膨胀锥之间的机械互锁，实现对结构固定件的锚固。扩孔型锚栓锚固力的产生主要是膨胀锥与混凝土锥孔间的直接压力，而不单是间接膨胀摩擦力，因此，膨胀挤压力较小。
扩孔型锚栓按扩孔方式的不同分为：
1）预扩孔普通锚栓：用专用钻具预先扩孔。
2）自扩孔专用锚栓：锚栓自带刀具，安装时自行扩孔，扩孔安装一次完成。
2.3 粘结型锚栓
粘结型锚栓是通过特制的化学粘结剂（锚固胶），将螺杆及内螺纹管胶结固定于混凝土基材钻孔中，通过粘结剂与锚栓及粘结剂与混凝土孔壁间的粘结与锁键作用，实现对固定件的锚固。
2.4 化学植筋
化学植筋是通过化学粘结剂（锚固胶）将带肋钢筋胶结固定于混凝土基材钻孔中，通过粘结与锁键作用，实现带肋钢筋的锚固。
3 适用范围
锚栓的适用范围应符合表3-1的规定。
表3-1 锚栓的适用范围
锚栓类型 锚栓受力性质及
被连接构件
类型
有无抗震
设防要求 受拉、边缘受剪(c<10hef)、拉剪组合 受压、中心受剪(c≥10hef)、压剪组合之结构构件及非结构构件
结构构件及生命线工程非结构构件 非结构构件
膨胀型锚栓 有 不适用 适用 适用
无 不适用 适用 适用
扩孔型锚栓 有 不适用 适用 适用
无 有条件应用 适用 适用
粘结型锚栓 有 不适用 不适用 有条件应用
无 不适用 有条件应用 适用
满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆 有 ≤8度地区适用 适用 适用
无 适用 适用 适用
注：1. 有条件应用是指该锚栓的锚固性能除满足相应产品标准及工程实际要求外，还应有充分的试验依据、可靠的构造措施和工程经验，并经国家指定的机构技术认证许可。
2. 粘结型锚栓除专用开裂粘结型锚栓外，一般粘结型锚栓不宜用于开裂混凝土基材之非结构构件的后锚固连接。
3. c为锚栓至构件边的距离，hef为锚栓的有效埋深。有抗震设防要求的锚固连接所用之锚栓，应选用化学植筋、专用开裂粘结型锚栓和能防止膨胀片松弛的扩孔型锚栓或扭矩控制式膨胀型锚栓，不应选用锥体与套筒分离的位移控制式膨胀型锚栓。
4 产品标准
4.1 JG160-2004《混凝土用膨胀型锚栓及扩孔型建筑锚栓》
4.2 JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》
5 产品的主要技术要求
5.1 材料性能和防腐要求
建筑锚栓的材质分为碳素钢、不锈钢或合金钢，均应符合国家相关标准。锚栓防腐要求应根据环境条件及耐久性要求按表5.1-1规定选用相应的品种。锚栓的锚固性能必须可靠，各项指标应符合JG160-2004《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》产品标准及产品技术论证许可证书的规定。
表5.1-1 锚栓防腐要求
环境条件 防腐要求
室内正常湿度，或混凝土保护层≥30mm厚 5～10μm镀锌、镀铜
室内潮湿环境，偶有冷凝物，或在沿海地区或室外有少量腐蚀性气体 ≥45μm热浸镀锌
室内极度潮湿，有大量冷凝物或室外有腐蚀性气体 不锈钢
5.2 化学植筋的钢筋采用HRB335级和HRB400级热轧带肋钢筋；螺杆采用Q235级钢和Q345级钢。
5.3化学植筋及粘结锚栓所用锚固胶的锚固性能应通过专门的试验确定，并应符合JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》和锚固胶的产品说明书的规定。锚固胶按使用形态的不同分为管装式、机械注入式和现场配制式，应根据使用对象的特征和现场条件合理选用。
6 设计选用要点
6.1 后锚固连接设计应遵照JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》的规定，一般应根据被连接件的结构类型，锚栓的受力性质，有无抗震设防要求以及既有混凝土结构有无开裂等情况按表1.3-1规定选用建筑锚栓类型。
6.2 锚固承载力应按式 (1.6.2-1)计算。
γM S≤R (1.6.2-1)
式中 γM—锚固连接重要性系数；对安全等级为一级（重要锚固）、二级（一般锚固）的锚固分别取γM = 1.2，1.1；
S—作用在锚固连接上的荷载效应基本组合或偶然组合设计值；
R—锚固承载力设计值；R=Rk/γR*；
R—锚固承载力标准值；
γR*—锚固承载力分项系数，按表6.2-1选用。
表6.2-1 锚固承载力分项系数γR*
符号 锚固破坏类型 承载力分项系数γR*
结构构件 非结构构件
γRcN 混凝土锥体受拉破坏 3.0 2.15
γRc,y 混凝土楔形体受剪破坏 2.5 1.8
γRp 锚栓拔出破坏 3.0 2.15
γRsp 混凝土劈裂破坏 3.0 2.15
γRcp 混凝土剪撬破坏 2.5 1.8
γRs,N 锚栓钢材受拉破坏 1.3fstk/fyk≥1.55 1.2fstk/fyk≥1.4
γRs.γ,y 锚栓钢材受剪破坏(fstk≤800MPa，且fyk/fstk≤0.8) 1.3fstk/fyk≥1.4 1.2fstk/fyk≥1.25
注：表中fstk—锚栓钢材抗拉强度标准值；fyk—锚栓钢材屈服强度标准值。
6.3 为简化设计，方便正确选用各类锚栓产品，在同等条件上清晰的认识，合理区别锚栓产品的性能指标，在企业产品技术资料中列出的锚栓承载力设计值均根据非结构构件、C20开裂混凝土、c1 = ccrN、s1 = scrN等条件，用国家建筑标准设计图集《混凝土后锚固连接构造》中的简化计算方法计算确定。当锚栓使用条件不符时，应按该图集中提供的锚栓承载力简化计算方法进行修改。
6.4 对受拉、边缘受剪、拉剪组合之结构构件及生命线工程非结构构件的锚固连接，宜控制为锚栓或植筋钢材破坏，不宜控制为混凝土基材破坏；对于膨胀型锚栓及扩孔型锚栓锚固连接，不应发生整体拔出破坏，不宜产生锚杆穿出破坏；对于粘结型锚栓，不宜产生拔出破坏；对于满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆，不应产生混凝土基材破坏及拔出破坏（包括沿胶筋界面破坏和胶混界面破坏）。
6.5考虑地震作用组合的锚栓连接承载力应按式（1.6.5-1）计算。摩擦力不得作为抵抗地震作用的抗力。
S≤kR∕γRE （1.6.5-1）
式中 S—锚固连接地震作用效应和其它荷载效应的基本组合；
R—承受静力荷载时锚栓连接承载力设计值；
γRE—承载力抗震调整系数，取γRE = 1；
k—考虑地震作用组合时锚栓连接承载力降低系数，应由锚栓生产厂家通过系统的试验认证后提供，在无系统试验情况下，可按表6.5-1 采用。
表6.5-1 地震作用下锚栓连接承载力降低系数
破坏情况 k
受拉锚固 受剪锚固
锚栓或植筋钢材破坏 1.0 1.0
混凝土破坏 扩孔型锚栓 0.8 0.7
膨胀型锚栓 0.7 0.6
粘结型锚栓或植筋 0.7 0.5
6.6 抗震锚固连接锚栓的最小有效锚固深度hef∕d宜满足表6.6-1的规定，当有充分试验依据及可靠工程经验并经国家指定机构认证许可时可不受其限制。
表6.6-1 抗震锚固连接锚栓的最小有效锚固深度hef∕d
锚栓类型 抗震设防烈度 基材混凝土 Ⅰ类：锚栓受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件连接及生命线工程非结构构件连接 Ⅱ类：非结构构件连接及受压、中心受剪、压剪复合受力之结构构件连接
C20 C30 C40 C50 C60 C20 C30 C40 C50 C60
化学植筋及螺杆 ≤6 未裂 12 11 10 9 11 10 9 8
7～8 13 12 11 10 12 11 10 9
≤6 开裂 26 22 19 17 15 24 20 17 15 14
7～8 29 24 21 18 16 26 22 19 17 15
粘结型锚栓 ≤6 未裂 不宜选用 11 10 9 8
7～8 12 11 10 9
≤6 开裂 24 20 17 15 14
7～8 26 22 19 17 15
扩孔型锚栓 ≤6 8 4
7 10 5
8 6
膨胀型锚栓 ≤6 不宜选用 5
7 6
8 7
注：植筋及螺杆系指HRB335级钢材，锚栓系指5.6级钢材，对于非HRB335级和5.6级钢材，锚固深度应作相应增减；d为锚栓杆或植筋直径（mm）
6.7 构造要求
1）混凝土结构作为锚固体的基材，其结构最小厚度（h）应满足下列规定：
对于膨胀型锚栓及扩孔型锚栓，h≥1.5hef，且h>100mm。
对于粘结型锚栓及植筋，h≥hef+2do，且h>100mm，式中do为钻孔直径。
2）锚栓布置
① 锚栓布置应避开装饰层及抹灰层，应锚固在坚实的混凝土基层内，宜深入有钢筋环绕的结构核心区内，不应锚固在混凝土保护层内。当有抹灰层或装饰层时，应清除后再安装。
② 抗震设计中锚栓宜布置在混凝土结构的受压区和非开裂区，不应布置在素混凝土区及裂缝宽度Wmax≥0.3mm的受拉区。对于高烈度区一级抗震的重要承重结构的锚固连接，宜布置在有纵横钢筋环绕的区域；严禁在抗震结构可能出现弯曲屈服及很大非弹性变形的部位如框架梁端和柱端箍筋加密区布置锚栓。
③ 群锚锚栓间距Smin及边距Cmin最小值应由生产厂家通过国家授权的检测机构的检验分析后给定，否则不应小于表6.7-1的规定。
表6.7-1 群锚锚栓间距Smin 及边距Cmin最小值
锚固类型 Smin Cmin
膨胀型锚栓 ≥10dnom ≥12dnom
扩孔型锚栓 ≥8dnom ≥10dnom
粘接型锚栓、植筋 ≥5d ≥5d
注：表中dnom为锚栓外径，d为锚栓杆或植筋直径。
4）锚栓和植筋锚固连接所处的环境温度应符合锚栓和锚固胶产品的规定，其锚固连接的防火要求应满足国家标准中有关防火规范的规定。对于粘结型锚栓和植筋应注意环境温度对锚固胶的软化、冷脆和老化等不利影响。当植筋需要后焊接时，应特别注意焊接部位的高温对锚固胶的不利影响，离开基面的钢筋预留长度应≥20d，且应≥200mm。
二、施工、安装要点
锚固连接施工
1.1 锚栓的质量要求
锚栓的类别和规格应符合设计要求，锚栓产品制造商应提供该锚栓出厂检验与型式验收的合格证书和使用说明书。出厂检验与型式检验证书的内容与要求应符合JG160-2004《混凝土用膨胀型锚栓及扩孔型建筑锚栓》行业标准及相关产品标准的规定。
1.2 锚栓安装时，混凝土强度应满足设计要求，表面应坚实、平整，在锚固深度的范围内应基本干燥。
1.3 锚孔应避开受力主筋，对于废孔，应用化学锚固胶或高强度等级的树脂水泥砂浆填实。孔内清洁、干燥。
1.4 锚栓安装方式及工具应符合该产品安装说明书的要求。
验收
1.5混凝土结构后锚固连接质量应进行抗拔承载力的现场检验。对于一般结构及非结构构件，可采用非破坏性检验；对于重要结构构件及生命线工程非结构构件，应采用破坏性检验。检验方法及检验结果评定应符合JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》的规定。
