9.7 预埋件及连接件
9.7.1 预埋件的材料选择、锚筋与锚板的连接构造基本未作修改,工程实践证明是有效的。再次强调了禁止采用延性较差的冷加工钢筋作锚筋,而用HPB300钢筋代换了已淘汰的HPB235钢筋。锚板厚度与实际受力情况有关,宜通过计算确定。
9.7.2 承受剪力的预埋件,其受剪承载力与混凝土强度等级、锚筋抗拉强度、面积和直径等有关。在保证锚筋锚固长度和锚筋到构件边缘合理距离的前提下,根据试验研究结果提出了确定锚筋截面面积的半理论半经验公式。其中通过系数αr考虑了锚筋排数的影响;通过系数αv考虑了锚筋直径以及混凝土抗压强度与锚筋抗拉强度比值fc/fy的影响。承受法向拉力的预埋件,其钢板一般都将产生弯曲变形。这时,锚筋不仅承受拉力,还承受钢板弯曲变形引起的剪力,使锚筋处于复合受力状态。通过折减系数αb考虑了锚板弯曲变形的影响。
承受拉力和剪力以及拉力和弯矩的预埋件,根据试验研究结果,锚筋承载力均可按线性的相关关系处理。
只承受剪力和弯矩的预埋件,根据试验结果,当V/Vu0>0.7时,取剪弯承载力线性相关;当V/Vu0≤0.7时,可按受剪承载力与受弯承载力不相关处理。其Vu0为预埋件单独受剪时的承载力。
承受剪力、压力和弯矩的预埋件,其锚筋截面面积计算公式偏于安全。由于当N<0.5fcA时,可近似取M-0.4Nz=0作为压剪承载力和压弯剪承载力计算的界限条件,故本条相应的计算公式即以N≤0.5fcA为前提条件。本条公式不等式右侧第一项中的系数0.3反映了压力对预埋件抗剪能力的影响程度。与试验结果相比,其取值偏安全。
在承受法向拉力和弯矩的锚筋截面面积计算公式中,对拉力项的抗力均乘了折减系数0.8,这是考虑到预埋件的重要性和受力的复杂性,而对承受拉力这种更不利的受力状态,采取了提高安全储备的措施。
对有抗震要求的重要预埋件,不宜采用以锚固钢筋承力的形式,而宜采用锚筋穿透截面后,固定在背面锚板上的夹板式双面锚固形式。
9.7.3 受剪预埋件弯折锚筋面积计算同原规范。
当预埋件由对称于受力方向布置的直锚筋和弯折锚筋共同承受剪力时,所需弯折锚筋的截面面积可由下式计算:
Ash≥(1.1V-αvfyAs)/0.8fy
上式意味着从作用剪力中减去由直锚筋承担的剪力即为需要由弯折锚筋承担的剪力。上式经调整后即为本条公式。根据国外有关规范和国内对钢与混凝土组合结构中弯折锚筋的试验结果,弯折锚筋的角度对受剪承载力影响不大。考虑到工程中的一般做法,在本条注中给出弯折钢筋的角度宜取在15°~45°之间。在这一弯折角度范围内,可按上式计算锚筋截面面积,而不需对锚筋抗拉强度作进一步折减。上式中乘在作用剪力项上的系数1.1是考虑直锚筋与弯折锚筋共同工作时的不均匀系数0.9的倒数。预埋件可以只设弯折钢筋来承担剪力,此时可不设或只按构造设置直锚筋,并在计算公式中取As=0。
9.7.4 预埋件中锚筋的布置不能太密集,否则影响锚固受力的效果。同时为了预埋件的承载受力,还必须保证锚筋的锚固长度以及位置。本条对不同受力状态的预埋件锚筋的构造要求作出规定,同原规范。
9.7.5 为了达到节约材料、方便施工、避免外露金属件引起耐久性问题,预制构件的吊装方式宜优先选择内埋式螺母、内埋式吊杆或吊装孔。根据国内外的工程经验,采用这些吊装方式比传统的预埋吊环施工方便,吊装可靠,不造成耐久性问题。内埋式吊具已有专门技术和配套产品,根据情况选用。
9.7.6 确定吊环钢筋所需面积时,钢筋的抗拉强度设计值应乘以折减系数。在折减系数中考虑的因素有:构件自重荷载分项系数取为1.2,吸附作用引起的超载系数取为1.2,钢筋弯折后的 应力集中对强度的折减系数取为1.4,动力系数取为1.5,钢丝绳角度对吊环承载力的影响系数取为1.4,于是,当取HPB300级钢筋的抗拉强度设计值为fy=270N/mm2时,吊环钢筋实际取用的允许拉应力值约为65N/mm2。
作用于吊环的荷载应根据实际情况确定,一般为构件自重、悬挂设备自重及活荷载。吊环截面应力验算时,荷载取标准值。
由于本次局部修订将HPB300钢筋的直径限于不大于14mm,因此当吊环直径小于等于14mm时,可以采用HPB300钢筋;当吊环直径大于14mm时,可采用Q235B圆钢,其材料性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700的规定。
根据耐久性要求,恶劣环境下吊环钢筋或圆钢绑扎接触配筋骨架时应隔垫绝缘材料或采取可靠的防锈措施。
9.7.7 预制构件吊点位置的选择应考虑吊装可靠、平稳。吊装着力点的受力区域应作局部承载验算,以确保安全,同时避免产生引起构件裂缝或过大变形的内力。