热处理如何帮助混凝土锚固产品满足更高的荷载要求

芝加哥有句谚语:“如果你不喜欢这里的天气,就等十五分钟。”这一点在春天尤其明显,因为气温一天比一天变化超过50度。有一天晚上,气温在80多度阳光明媚后骤降到30多度,我把夹克套在t恤上,这提醒了我,温度的大幅波动往往也会导致行为的变化。这不仅适用于人,也适用于许多材料,这让人想起一种叫做热处理的热过程。这是一种用于某些混凝土锚固产品的过程,以使它们更坚固、更耐用。您可能听说过这个过程,但没有完全理解它是什么或者为什么它有用。在这篇文章中,我将尝试搔搔痒的主题与一个非常基本的概述如何热处理是用来提高混凝土锚的性能。继续阅读

4个常见的玻璃钢神话和误解:不是每个人都在谈论的东西

与传统的改造方法相比,纤维增强聚合物(FRP)系统的主要好处是,使用一种易于应用的复合材料,不增加结构的显著重量或截面,可以显著提高抗弯、轴向或剪切强度。很多时候,它是最经济的选择,因为它降低了准备和人工成本,而且可以在不停止使用结构的情况下安装。但是,确保组合是按照行业标准正确设计的,以确保它是应用程序的正确产品,这一点很重要。

为了让你更好地理解这个话题,有必要消除一些你可能听到的关于FRP的常见误解和误解:

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国际建筑规范混凝土锚杆设计:第1部分

目的
本技术公告的目的是根据国际建筑规范(IBC)阐明规范语言并概述混凝土锚栓设计的正确路径。读者将能够清楚地区分“代码锚”和被认为是“替代材料”的锚,以及理解设计每种类型的代码语言的逻辑顺序。将区分“开裂”混凝土和“未开裂”混凝土锚杆设计。本技术公告将有助于明确混凝土中使用的后安装锚杆的资格。本文将提供IBC及其参考标准的节选,以方便对设计要求的描述。

背景
自2002年美国混凝土学会的ACI 318附录D锚杆设计方法引入以来,已有十多年的时间,许多设计专业人员要么不完全理解,要么不了解混凝土锚杆设计规范的要求。有几个因素导致了与理解法典规定相关的挑战:
1.ACI 318附录D是专为“裂缝混凝土”设计的锚栓的错误概念,导致各地区不同程度的实施和设计要求
2.不同类型锚的设计和鉴定有多种参考标准
3.参考标准的范围不断扩大,这些标准将一些锚重新归类为“代码锚”,这些锚以前被认为是“替代材料”。
4.IBC中关于混凝土锚固的令人困惑的语言
5.锚设计方法本身的复杂性
6.不同级别的特别检查和执法

然而,为保障公共安全、降低责任风险和履行专业责任,持牌设计专业人员有责任按照规范的最低规定设计锚碇。

从2000年版开始,国际建筑规范通过IBC本身的语言或参考标准(ACI 318)的语言描述了混凝土锚的设计方法。在本技术公告中,将特别提及2012 IBC和ACI 318-11,因为这是目前采用最广泛的IBC版本。

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“代码锚”和“替代材料”
锚可分为两大类:1)“规范锚”,即在IBC或其参考标准中有具体说明的锚;2)“替代材料”,其设计和资质在IBC或其参考标准中没有说明。
2012年IBC认可的以下“代码锚”:

  • 领导的钉
  • 领导的螺栓
  • 钩形(J-或L-)螺栓
  • 膨胀锚(如Simpson Strong-Tie®St万搏manbext手机注册rong-Bolt®2)
  • 底部锚(如Simpson Strong-Tie®to万搏manbext手机注册rque - cut™)
  • 粘接锚(如Simpson Strong-Tie®SE万搏manbext手机注册T-XP®,AT-XP®,ET-HP®)

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上面没有列出的锚类型被认为是“替代材料”。
以下是符合条件的锚:

  • 螺旋锚(如辛普森Strong Tie®Tite万搏manbext手机注册n HD®)

替代材料也适用于ACI 318-11计算和分析要求中明确排除的锚类型。

  • 专业插件(如Simpson Strong-Tie®Bl万搏manbext手机注册ue Banger Hanger®)
  • 贯穿螺栓
  • 在预埋端连接到单个钢板的多个锚
  • 灌浆锚
  • 粉末或气体驱动紧固件(如Simpson Strong-Tie®PDPA)万搏manbext手机注册

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设计“代码锚”
所有锚的设计起点是2012年IBC的1908节。

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1908.1节声明只允许采用“许用应力设计”来设计现浇头螺栓和带头螺柱,前提是它们不用于抵抗地震荷载或影响。对于这些锚,参考表1908.2中允许使用载荷的确定。第1908.1节明确提到了安装后的锚(安装在硬化混凝土中的锚),声明“允许应力设计”的规定是不允许的。对于设计专业人员来说,这意味着根据“允许荷载表”来确定锚点是不被IBC允许的,“允许荷载表”是基于以前的测试标准,使用安全系数4.0来确定允许荷载,如下例所示。

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2012年IBC第1909节“锚固到混凝土-强度设计”明确参考了ACI 318附录D作为本节所列锚固的设计标准。

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用于抵抗地震荷载或影响的现浇带头螺栓和带头螺栓必须按照ACI 318附录d的“强度设计”进行设计。此外,第1909节没有提到粘接锚,尽管它们属于“规范锚”。ACI 318-11是第一个将粘性锚定纳入其范围的版本;然而,2012年IBC比ACI 318-11更早获得批准。这导致2012年IBC第1909节的语言中省略了粘性锚。2015年IBC第1901.3节,标题为“混凝土锚固”,包括粘性锚固及其对ACI 318-14设计和资质要求的适用性的语言。然而,2012年IBC第1909节中遗漏的黏着锚,并不因其包含在ACI 318-11 D.2.2节中而将其排除在ACI 318-11的设计和资质要求之外。设计专业人员必须参考ACI 318-11附录D第D.2节,以确定设计的锚在其范围内。

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请注意,IBC中未提及用于临时施工方式(如倾斜墙板支撑)的锚。因此,无需按照ACI 318附录D的规定进行设计。第D.2.2节列出了属于其范围内的锚类型,以及排除在外的锚类型(视为“替代材料”)。

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规范锚必须满足以下描述的ACI 318-11第D.2.3节的资质要求。

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本文参照ACI 355.2(膨胀式和低孔式锚栓资质标准)和ACI 355.4(粘接式锚栓资质标准),作为具体类型的后安装锚栓的资质标准。对于设计专业人员来说,在没有充分调查这些参考标准的情况下,很难确定一个特定的专用锚是否经过了测试,是否有资格用于混凝土中。一种更简单的方法是确定一个私有锚是否符合参考标准研究报告(例如,评估或代码报告),提供第三方评审和验证,证明产品已经过测试并满足确认标准。主要有两个研究报告供应商:IAPMO UES (International Association of Plumbing & Mechanical officers Uniform Evaluation Service)和ICC-ES (International Code Council Evaluation Service)。
这些机构是ANSI ISO 17065认可的。他们审查独立的实验室测试数据,由认可的第三方见证或执行,并验证其符合公开开发和多数批准的资质标准(或)验收标准)建立一个给定的锚类型。研究报告对于设计专业人士和建筑官员来说,是一个非常宝贵的工具,可以作为符合IBC的证据。

有两个验收标准适用于安装后的“代码锚”:

  • ICC-ES AC193 -混凝土构件后安装机械锚的验收标准
  • ICC-ES AC308 -混凝土构件后安装粘性锚的验收标准

这些验收标准参考ACI 355.2和ACI 355.4,分别作为评估锚定的测试程序的基础,并建立合格的最低性能标准。A.研究报告为满足这些最低标准的锚发布。

用活塞塞粘合剂输送系统克服粘合剂锚定的挑战

现代规范列出的胶粘剂锚为各种应用提供高强度连接解决方案。然而,在所有的建筑工程中,良好的产品性能要求正确的选择和安装。在这篇博文中,我们将讨论安装方向的挑战,以及一个可以帮助安装人员更容易地进行适当的粘接锚安装的附件活塞塞粘合剂输送系统.

ACI 318-11附录D (锚定在混凝土上)的计算使用均匀粘结应力模型来计算粘结锚的抗粘结破坏能力。根据该理论,假定粘性锚沿有效埋设深度h将荷载均匀地传递到混凝土基板上英孚. 锚的基本粘结强度(以磅力表示)的方程式仅为粘合剂配方的单位面积粘结强度(λ*τ))乘以与粘合剂接触的插入物的理想圆柱形表面积(π * dA.* h英孚):

N文学士=λτπdA.H英孚(ACI 318-11, Eq. D-22)

oaa1尽管该模型简化了实际情况,但数学表达式代表了核心假设,即粘合剂能够沿锚固的整个深度完全传递应力。这是安装中的关键要求:必须安装锚定胶粘剂,以防止空气滞留和明显的空隙。

向下安装(图1)在这方面相对来说没有什么挑战。在这些应用中,重力是有帮助的;当粘合剂通过静态混合喷嘴从墨盒中被分配时,它自然地流到钻孔的底部。安装人员将喷嘴的开口端保持在粘合剂的自由表面以下,直到钻孔填满所需的水平。对于深孔,延长管贴在喷嘴的开口端,以增加可及范围。这一过程避免了在胶粘剂材料中夹带气泡。

混凝土中的向下粘合剂安装。
图1 -向下安装方向

安装到水平、向上倾斜或顶部钻孔(图2)需要更小心的黏着锚安装部分。尽管避免空气夹带的安装原理与这些方向相似,但关键的区别在于重力不能帮助粘合剂保持在钻孔的“底部”(最深点)。在最坏的情况下,当环境温度可能导致粘合剂在注入过程中流出孔时,它可能会对安装人员不利。对于未受过培训的安装人员来说,这些粘接锚的安装可能会更加困难,并且会减慢工作速度。这就是为什么ACI 318-11第D.9.2.4节要求对这三个方向的粘着锚装置进行持续特别检查的原因之一,因为这种应用也旨在抵抗持续载荷。

图2——架空、向上倾斜和水平安装方向(来源:ACI 318-11,第RD.1节)
图2 -架空,向上倾斜和水平安装方向
(资料来源:ACI 318-11, RD.1)

为了帮助安装,Simpson Strong-万搏manbext手机注册Tie提供了一个活塞塞粘合剂输送系统(图3)该系统由预封装的柔性油管、活塞塞和粘接固定帽组成,可以让安装人员更容易、更稳定地进行高质量的安装,同时高效地完成工作。安装顺序如图4所示。

图3 -活塞塞输送系统
图3 -活塞塞输送系统

该系统由三个部分组成:

  • 活塞式插头,该系统的关键部件,其直径略小于钻孔。当胶粘剂被分配到钻孔时,活塞塞被注入胶粘剂的推进体积移出孔外。这种位移为安装人员创造了一种更积极的感觉,从而知道粘合剂的自由表面在哪里。

  • 灵活的油管,与活塞塞配合使用,便于在钻孔最深点注入。
  • 粘合剂固定帽-用于防止粘合剂材料在分配后流出钻孔,并为嵌件提供定心机构。对于顶置条件下的重型嵌件,必须提供其他方式来承载嵌件的重量,并防止其在粘合剂完全固化之前从孔中掉落或脱落.

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图4 -安装顺序
图4 -安装顺序

你觉得活塞塞粘合剂输送系统怎么样?请在下方留言告诉我们。

轻型框架结构锚固试验

我开始做一个由四部分组成的关于如何连接器,紧固件,对混凝土锚杆和冷弯钢制品进行了额定载荷试验。我意识到holdown测试和评估是相当不同的木材连接器测试,所以有一个额外的帖子,坚持。我们已经发表了几篇关于混凝土锚杆测试的文章(在这里在这里),但我意识到我从来没有做过一个适当的帖子,关于我们如何测试和负载率混凝土产品ICC-ES AC398和AC399。

AC398 -轻框架建筑用混凝土冷弯钢接头现浇和AC399 -轻框架混凝土专用螺栓现浇施工是与现浇混凝土产品相关的两个验收标准。

ACI 318附录D未考虑嵌入混凝土中的冷成型钢连接件,因此有必要制定评估这些类型连接件的标准。AC398所涵盖的一些产品示例如下:马萨泥地锚,CBSQ邮政基地,STHD holdown.

马萨泥地锚
马萨泥地锚
CBSQ邮政基地
CBSQ邮政基地
STHD holdown
STHD holdown

ACI 318附录D介绍了现浇锚的设计。然而,设计方法仅限于几种标准螺栓类型。

ACI 318附录D铸型锚
ACI 318附录D铸型锚

有许多地脚螺栓产品的专有功能不在ACI 318的范围内,因此AC399通过建立测试程序来评估现浇专业锚来填补这一空白。辛普森强力连接SB和SSTB地脚螺栓是我们根据AC399测试的两个锚系列。万搏manbext手机注册

SB锚栓
SB锚栓
SSTB地脚螺栓
SSTB地脚螺栓

SB和SSTB锚具有扫掠几何结构,可增加螺栓锚定端的混凝土保护层,使其能够以1¾”的边缘距离实现更高的荷载。SSTB采用双弯锚定,而SB采用平板垫圈和双螺母。

AC398(混凝土连接器)和AC399(专用螺栓)的测试和评价方法相似。AC398处理张力和剪切载荷,而AC399仅限于张力载荷。测试要求至少5个测试样本。以下是AC398和AC399的允许负载方程:

允许载荷方程
允许载荷方程
允许载荷方程
AC399–容许荷载公式

为便于比较,以下是标准AC13的托梁吊架容许载荷方程:

允许负载=最低极限/ 3

先不说希腊字母的泛滥,这些术语在干什么?

NU(或VU)为平均最大测试负载。我还记得统计学课上的计算平均数。当我们做这些计算时,其他的都要查。

(1 - K x COV)使用K作为统计单向耐受因子,以90%的置信度建立5%分位数。这一术语是为了确保95%的实际测试强度将超过5%分位数值,置信度为90%。COV是变异系数,它是对测试结果变化程度的衡量。对于相同的平均极限载荷,较高的冠状病毒将导致较低的允许载荷。

对于最少需要5个测试,K值为3.4,并且随着运行更多测试,K值会降低。随着K的减小,许用载荷增大。在实践中,我们通常对每个正在评估的安装运行7到10个测试。

表A2.1 -在90%置信度下评估特征容量的K值
表A2.1 -在90%置信度下评估特征容量的K值

RD为减震系数,A类或B类抗震设计为1.0,其他所有抗震设计为0.75。这类似于附录D中锚的计算,在更高地震区域的锚的能力降低了0.75。

Rs和RC是否由于受测钢筋或混凝土强度高于规定的折算系数。这两种接受标准如何应用这些因素存在一些差异,这对本文的讨论并不重要。Φ是一个强度折减系数,它随破坏模式和施工细节而变化。脆性钢破坏,延性钢破坏,混凝土破坏和补充钢筋的存在。

α因子用于将LRFD值转换为ASD值。因此,LRFD的α = 1.0,地震的α = 1.4,风的1.6。这两个标准还允许您根据控制负载组合的加权平均值计算alpha。在实践中,这对我来说从来没有多大意义。如果你想通过LRFD方程得到不同的alpha值,那么你最好进行LRFD设计。

MASA -测试设置MASA -测试失败

R东南方是循环荷载的折减系数,适用于AC399规定的专用锚栓,如SSTB或SB锚栓。静力荷载和循环荷载的比较是在抗震设计C - f类中需要确认的。与裂缝减少系数不同,如果制造商想要获得高抗震的认可,就不能采用默认的减少系数。

由于AC398和AC399产品的不同,负载表有点不同。AC398产品最终有4种不同的载荷-风裂、风裂、地震裂和地震裂。

负载表
负载表

AC399产品稍微简单一些,只需要处理风和地震值。

SSTB负荷表
SSTB负荷表

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