四组合焊接锚板型地脚螺栓抗拔承载力试验研究

为了满足工程结构与基础连接的承载力及变形要求,通常采用多个地脚螺栓组合锚固,正方形布置四组合地脚螺栓是常用的地脚螺栓形式。设计并制作不同间距、不同锚固长度的正方形布置四组合焊接锚板型地脚螺栓抗拔承载力试件,研究其抗拔荷载-变形特性及破坏模式,并与焊接锚板型单个地脚螺栓的试验结果进行对比。结果表明,锚固长度较小时四组合地脚螺栓群主要发生混凝土开裂后锚固失效,当锚固长度达到20d时地脚螺栓群发生屈服并达到极限抗拉承载力;设置组合型地脚螺栓群可以极大地提高地脚螺栓的极限抗拔承载力。开展四组合焊接锚板型地脚螺栓的抗拔承载力模拟分析,考察上拔受力时传力机理及其承载力变化规律。现有文献规范计算结果相对保守,均比试验值要小。

锚板型地脚螺栓抗拔承载力试验及计算理论

锚固端设置锚板可以有效提高地脚螺栓的锚固承载力,且具有传力可靠、加工方便等优点。本文分别开展不同锚固长度的光圆型、锚板型地脚螺栓抗拔试验,并对试件进行有限元分析,将研究结果与现有文献规范进行对比,重点考察上拔力作用下锚板型地脚螺栓的传力机理及抗拔承载力变化规律。研究表明,地脚螺栓在上拔荷载作用下,基于不同的锚固型式和锚固长度,有三种典型的破坏形式:(1)螺杆受拉屈服直至拉断;(2)基础混凝土与螺杆表面粘结破坏;(3)基础混凝土锥形崩裂破坏。目前的地脚螺栓抗拔承载力计算理论存在一定问题,本文基于前人研究成果,参考库伦破坏准则,提出锚板型地脚螺栓抗混凝土崩裂承载力的修正计算公式,可供工程设计应用参考。

焊接锚板型地脚螺栓抗拔承载力的试验研究及理论分析

地脚螺栓锚固端焊接锚板形成锚板型地脚螺栓,该机械锚固可显著提高地脚螺栓的锚固承载力及可靠性。以地脚螺栓直径、锚固长度为参数,设计并制作3种直径、3种锚固长度地脚螺栓抗拔承载力试件并开展抗拔承载力试验,考察其荷载-变形特性及破坏模式,并与光圆地脚螺栓的承载力特性、破坏模式进行对比。结果表明:抗拔承载力随锚固长度增大而增加,与光圆地脚螺栓相比,锚板型地脚螺栓的抗拔承载力提高约4~6倍;锚板型单个地脚螺栓的锚固承载力并不与其直径成正比。为此,开展锚板型单个地脚螺栓抗拔承载力的模拟分析,考察上拔受力时的传力机理及承载力变化规律。基于试验研究、模拟分析以及现行规范的相关规定,提出了锚板型单个地脚螺栓的锚固承载力计算理论。