JGT 160-2017 混凝土用机械锚栓

中华人民共和国建筑工业行业标准混凝土用机械锚栓中华人民共和国住房和城乡建设部发布前言 I 1 1 2 4 5 57试验方法 88检验规则 附录A(资料性附录)锚栓类型和锚固破坏形式示例 附录B(规范性附录)钻头和钻孔 附录C(规范性附录)疲劳性能试验 附录D(资料性附录)边界参数试验 附录G(规范性附录)混凝土试件 附录H(规范性附录)试验用仪器设备 附录I(规范性附录)抗震性能专项试验 附录J(规范性附录)径向力系数试验 附录K(规范性附录)试验数据处理 I1GB/T196普通螺纹基本尺寸GB/T197普通螺纹公差GB/T699优质碳素结构钢GB/T700碳素结构钢GB/T1220不锈钢棒GB/T3077合金结构钢GB/T3098.2紧固件机械性能螺母GB/T3098.15紧固件机械性能不锈钢螺母GB/T5267.3紧固件热浸镀锌层GB/T6335.1旋转和旋转冲击式硬质合金建工钻第1部分：尺寸GB/T9799金属及其他无机覆盖层钢铁上经过处理的锌电镀层GB/T13912金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法GB/T14684建设用砂GB/T19292.2金属和合金的腐蚀大气腐蚀性腐蚀等级的指导值GB/T19355.1锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议第1部分：设计与防腐蚀的基本原则GB/T19355.2锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议第2部分：热浸镀锌GB/T19355.3锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议第3部分：粉末渗锌2见附录A图A.1。锚栓扩张件上带有硬质刀刃，安装锚栓的同时完成扩孔和扩张件嵌入的扩底锚栓。参见附录A34适用条件锚栓适用条件类别C类锚栓S类锚栓非开裂混凝土√√√非开裂混凝土和开裂混凝土一√√非开裂混凝土和开裂混凝土并承受地震作用√5—5.2锚栓螺杆的最小拉力载荷性能和螺母的保证载荷性能应符合GB/T3098.1、GB/T3098.2、5.5碳素钢结构、优质碳素钢结构、合金结构钢零件表面应根据使用环境进行防腐处理，按规定的锌覆盖层腐蚀等级确定锌覆盖层厚度。电镀锌应符合5.6当锚栓受长期反复荷载作用，且最大轴向荷载不小于被锚固物所受预压力的50%时，应进行疲劳性能试验，试验方法见附录C。锚栓位移增量应随试验进程趋于0;剩余承载力平均值不应低于同强度非开裂混凝土上拉伸基准试验测得的承载力平均值的80%;vn不大于0.20;ymin不小于5.8当工程有要求时应试验确定锚栓对安装工艺偏差的敏感程度，膨胀锚栓、扩底锚栓应按附录E6JG/T160—2017表2锚固性能要求序号锚固性能项目破坏形式性能指标适用锚栓类别I级1非开裂混凝土上拉伸基准试验性能钢材破坏NRu,≥A,Rm.mivN≤0.05Ymin≥0.80N、C、S其他破坏形式NRu,m≥13.1fe⁰.5h.1.5Ngk≥10.1fcu0.5h1.5vN≤0.15va≤0.30Ymi≥0.80NRu,m≥10.5fa0.5h1.5NRk≥8.1fa⁰.5he¹.5VN≤0.15vp≤0.30Ymin≥0.802非开裂混凝土上剪切基准试验性能钢材破坏Vr.,≥0.6ARm,mmvy≤0.15N、C、S30.3mm开裂混凝土上拉伸性能钢材破坏NRu..≥A,Rm.mVN≤0.05Ymin≥0.70C、S其他破坏形式NRk≥7.1fa⁰.5ha1.5VN≤0.15vp≤0.40Ymin≥0.70NRm≥7.4fu0.5ha1.5NRk≥5.7fa⁰.5ha1-5VN≤0.15vg≤0.40Ymin≥0.7040.3mm开裂混凝土上剪切性能钢材破坏Vk.,≥0.6AwRm.mmvv≤0.15C、S5混凝土强度适应性钢材破坏vN≤0.05N类：ymin≥0.80;C、S类：ymm≥0.70N、C、S其他破坏形式NRu,m≥10.5fa⁰.5h¹.5NRk≥8.1f。0.5h.1.5vN≤0.20vp≤0.40Ymin≥0.80NRo,m≥8.4f0.5h.1.5NRk≥6.5fa0.5h1-5VN≤0.20vg≤0.40Ymin≥0.80NNRu,m≥7.3f₀-5h.1.5NRk≥5.7fa0.5ha1.5VN≤0.20va≤0.40Ymin≥0.70NRo.m≥5.9fau0.5h.1.5NRk≥4.5fa0.5h.1.5VN≤0.20va≤0.40Ymin≥0.70C、S6极限安装扭矩性能螺杆不屈服，螺母可正常拧松N、C、S7表2(续)序号锚固性能项目破坏形式性能指标适用锚栓类别I级7裂缝往复开合拉伸性能钢材破坏锚栓位移：第20次循环不大于2.0mm,其他破坏形式锚栓位移：第20次循环不大于2.0mm,80.8mm开裂混凝土上拉伸性能钢材破坏S其他破坏形式90.8mm开裂混凝土上剪切性能钢材破坏S变幅脉动拉伸荷载性能钢材破坏S其他破坏形式变幅往复剪切荷载性能钢材破坏S裂缝变幅往复开合拉伸性能钢材破坏S8表2(续)序号锚固性能项目破坏形式适用锚栓类别I级裂缝变幅往复开合拉伸性能其他破坏形式S注1:A。取值：当锚栓破坏位置为螺纹时，按GB/T3098.1取值，其他部位应由生产企注2:“其他破坏形式”包括混凝土锥体破坏注3:剪切性能测试时，如果剪切截面包含锚栓外套管，则公式中A,Rm,m改为Aw.bRm.截面积和套管钢材抗拉强度由生产企业提供9序号试验项目混凝土强度/钻头直径裂缝宽度/适用锚栓类别试验方法1非开裂混凝土上拉伸基准试验002非开裂混凝土上剪切基准试验030.3mm开裂混凝土上拉伸性能试验40.3mm开裂混凝土上剪切性能试验5混凝土强度适应性试验*0N0N6极限安装扭矩性能试验07裂缝往复开合拉伸性能试验80.8mm开裂混凝土上拉伸性能试验SS90.8mm开裂混凝土上剪切性能试验S变幅脉动拉伸荷载性能试验S变幅往复剪切荷载性能试验S裂缝变幅往复开合拉伸性能试验S注1:裂缝宽度0表示在非开裂混凝土试件上进行试验。注2:表中第10到12试验项目是抗震性扩底锚栓如果钻孔钻头与扩孔钻头是不同钻头时，两种钻头均选用dmax或dmin。b)C类锚栓先执行步骤a),如果试验结果满足NI级或NⅡc)S类锚栓先执行步骤a)、b),如果试验结果满足CI级或CⅡ12项试验，根据试验结果判定为SI级或SⅡ级，如果不符合S类锚栓要求则判定为C类锚d)当荷载-位移曲线上出现大于最大荷载下位移10%的水平段时，或出现大于最大荷载5%的短表3中序号6项试验应按下列要求进行：a)试验示意图见图1。轴力测量仪和球铰作为被锚固物穿入锚栓，被锚固物孔径应符合附录H图1极限安装扭矩性能试验示意图表3中序号7项试验应按下列要求进行：e)记录锚栓轴向位移和裂缝宽度随循环次数变化曲线，及第20次、第1000次循环△w₁等于表3中序号10～12项是抗震性能专项试验，试验方法见附录I。7.3.1.1试验数据处理方法见附录K。足表2相应等级要求才能认定为该等级。出厂检验项目见表4,每个规格检验样品数应不少于5只。试验项目序号锚固性能试验项目出厂检验项目型式检验项目C类S类1非开裂混凝土上拉伸基准试验√√√√2非开裂混凝土上剪切基准试验√√√30.3mm开裂混凝土上拉伸性能试验√√√40.3mm开裂混凝土上剪切性能试验√√5混凝土强度适应性试验√√√6极限安装扭矩性能试验√√√7裂缝往复开合拉伸性能试验√√80.8mm开裂混凝土上拉伸性能试验√√90.8mm开裂混凝土上剪切性能试验√变幅脉动拉伸荷载性能试验√变幅往复剪切荷载性能试验√裂缝变幅往复开合拉伸性能试验√扩底锚栓径向力系数√d)产品转厂生产或产品停产1年以上恢复生产。2)安装扭矩或安装位移、安装步骤和注意事项。d)其他2)其他必要信息。壁产生锚固作用，见图A.1。A.1.3模扩底锚栓示例4扩张件张开嵌入扩孔；A.1.4自扩底锚栓示例旋转或敲击套管，使锥头楔入扩张件使其张开切削扩孔形成锁键，见图A.3。或旋转螺纹使锥头楔入扩张件使其张开，其自带硬质刀刃直接挤压切入孔壁形成锁键，见图A.4。2——锥头；图A.3自扩底锚栓示例11——带硬质刀刃的扩张片；2——锥头；he——有效锚固深度。图A.4自扩底锚栓示例2A.1.5双锁键锚栓示例有上下两个锚固作用点，下锚固作用点为扩底锁键，是传递荷载的主要锚固点；上部锚固作用点可以是锁键也可以是膨胀作用点，是起辅助作用的锚固点，见图A.5。5、6——扩张片张开；螺杆上带有硬质的螺纹，在拧入直钻孔过程中切削并嵌入孔壁，见图A.6。1——硬质螺纹；2——螺纹旋转切削嵌入孔壁；A.2锚固破坏形式A.2.1混凝土锥体破坏见图A.7。图A.7混凝土锥体破坏A.2.2拔出破坏在拉力作用下锚栓向混凝土表面滑移，且承载力明显小于混凝土锥体破坏计算值，见图A.8。图A.8拔出破坏A.2.3锚栓钢材破坏A.2.4混凝土劈裂破坏和混凝土边缘破坏图A.10混凝土劈裂破坏和混凝土边缘破坏钻头和钻孔B.4在开裂混凝土试件上进行试验时，应在裂缝闭合的情况下在裂缝平面内钻孔，裂缝应贯通整个公称直径56789限和下限的示值误差应不大于±5%。正弦脉动荷载频率应不高于10Hz,循环次数应不少于200万(资料性附录)边界参数试验D.1试验目的为锚固系统设计提供合理布置锚栓的边距、间距参数。边界参数试验在抗压强度30MPa的非开裂混凝土试件上进行，试件厚度应不小于2he,用dm钻头钻孔。D.3拉伸劈裂边距ca,。试验方法D.3.1样品数量应不小于5只。D.3.2在混凝土试件的角上安装锚栓，锚栓轴与混凝土试件相邻两直角边等距且等于边距Ccr,p。D.3.3按7.1.3.1进行拉伸试验，混凝土边缘劈裂破坏时的抗拉承载力平均值和标准值不应小于同强度非开裂混凝土上拉伸基准性能试验测得的承载力的95%,否则应加大边距重复试验。试验装置支撑脚不应影响混凝土边缘劈裂破坏。D.3.4当需要通过试验确定Ca,p时，可从cer,p等于1.5ha开始试验并逐步减小或增大边距，直到满足D.3.3要求，满足要求的最小边距即为拉伸劈裂边距Cer,p。D.4最小边距Cmn、最小间距smm试验方法D.4.1样品数量应不小于10只。D.4.2对扭矩控制安装的锚栓，以边距cmia和间距smm等于2cmim将两个锚栓安装在平行于混凝土试件边缘的直线上。每个锚栓使用独立的刚性方垫板，垫板中心孔径应符合附录H表H.1要求，边长为3倍中心孔径，厚度约等于中心孔径。D.4.3按0.2Tim增量交替对两个锚栓施加扭矩，每一对锚栓当混凝土表面出现裂缝时记录最大扭矩值Ti,按附录K式(K.6)计算Tk应满足，按式(D.1)计算：Tk≥1.7TinstTk——实测扭矩标准值，单位为牛米(N·m)。D.4.4如果不满足式(D.1),增加Cmin和smin等于2cmin重复试验。开始试验逐步减小边距并保持smm等于2cmm,Tins可从基准拉伸试验和极限安装扭矩性能试验曲线估算，最后得出满足式(D.1)的最小边距。E.2.1.1试验条件见表E.1。锚栓类别混凝土试件强度/钻头直径裂缝宽度/安装扭矩最少样品数量N055E.2.2.1试验条件见表E.2。表E.3。以安装至到位标识的锤击次数为安装位移100%,按表E.2中安装位移百分比对锤击次数进行锚栓类别混凝土试件强度/钻头直径裂缝宽度/安装位移/%最少样品数量N055锚栓螺杆规格落锤质量/kgE.3.1试验条件见表E.4。锚栓类别混凝土试件强度/钻头直径裂缝宽度/最少样品数量N055·如果钻孔钻头与扩孔钻头是不同钻头，两种钻头均选用dmax表E.5安装工艺敏感性要求锚栓类别N钢材破坏其他破坏形式h=min[0.85(hnom—0.5h,—h₅),8d₀]………F.2.1.3两组试验结果均应满足表F.1要求。试验步骤破坏形式步骤a)步骤b)锚栓钢材破坏混凝土试件破坏当：vr≤0.15应满足：Tx≥2.1Tins当：0.15<vT≤0.30应满足：Ta≥3.0Tin若无法取得Tint,可用混凝土试件强度60MPa时步骤a)的扭矩最大值代替。F.3.2锚栓用Tin扭矩安装在斜角为4°的垫铁上，如图F.1。对锚栓施加正弦脉动拉伸荷载，频率N,=min(6.0feu⁰.5h¹.5,0.8A,R₀L)………………(F.2)NRu,m,R/NRu,m≥1.0式中：F.4.2.1环境温度：20℃~25℃。1——锚栓(阳极);8——恒电位仪；图F.2自攻锚栓氢脆试验示意图N=min(9.2feu⁰.5he¹.5,0.5A,Rm)F.4.4.4溶液电位差应为一955mV±10mV,使用不同参比电极时的电位差按表F.2调整。参比电极电位差测量仪示值甘汞电极氯化银电极F.4.4.5保持拉力和电位稳定100h,完成氢脆过程。F.4.5结果判定图G.1开裂混凝土试件示意图小值。(规范性附录)H.1.2锚栓与加载设备支撑点净距不小于2h。H.2.2设备两支撑点净距不应小于荷载方向锚栓边距的4倍，往复剪切试验时两支撑点净距可适当减小。锚栓受剪部位外径68剪切孔内径79扭矩扳手准确度优于±5%F.S。H.7轴力测量仪轴力测量仪准确度优于±1.0%F.S。说明：N——拉力。图H.1拉伸设备试验示意图1-位移计；图H.2剪切设备试验示意图(规范性附录)抗震性能专项试验I.1变幅脉动拉伸荷载性能试验方法I.1.1用dm钻头钻孔安装锚栓，扩展试件裂缝宽度并保持在△w等于0.5mm。对锚栓施加图I.1所示正弦变幅脉动拉伸荷载，频率不大于0.5Hz,脉动拉伸荷载上限、循环次数应符合表I.1规定，下限不大于0.02Nmax,且不大于200N。I.1.20.5Nm荷载循环(即第50次循环)完成后，扩展试件裂缝宽度并保持在△w=0.8mm直至循环结束。I.1.3循环过程连续记录荷载、锚栓位移和裂缝宽度变化情况，记录0.5Nmx荷载最后一次循环(即第50次循环)上限时锚栓位移δm。I.1.4循环加载完成后锚栓卸载，保持裂缝宽度△w等于0.8mm,按7.1.3.1进行拉伸试验，剩余承载力应满足表2要求。I.1.5表3中试验项目8为锚栓钢材破坏时，上限荷载按式(IL.1)计算；试验项目8为其他破坏形式时，上限荷载按式(I.2)计算：Nmax=0.75A,Rm,min……………Nmax=c₁feu.5he¹.5………………(I.2)Nmax——上限荷载，单位为牛(N);N/NN/N△w/mm2——荷载曲线。图I.1荷载及裂缝宽度示意图循环次数5555555总计次数应符合表I.2规定。承载力应满足表2要求。2555士0.7Vmx5555总计I.3.1用dm钻头钻孔安装锚栓，对锚表3中试验项目8为锚栓钢材破坏时Nwi按式(I.4)计算；试验项目8为其他破坏形式时Nwi按式(I.5)计算：式中：Nw——第1阶段拉伸荷载，单位为牛(N);I.3.2对裂缝两侧混凝土施加不超过截面抗压强度15%的压力，使裂缝闭合后初始宽度不大于0.05mm,控制裂缝如图I.3变幅往复开合，频率不大于0.5Hz,裂缝宽度、循环次数及拉伸荷载应符合表I.3的规定。I.3.3裂缝宽度△w等于0.5mm的循环过程(即第45次循环)完成后，增加恒定拉伸荷载至Nw₂直至循环过程结束。I.3.4表3中试验项目8为锚栓钢材破坏时Nw按式(I.6)计算；试验项目8为其他破坏形式时Nm按式(I.7)计算：Nw=c₄feu⁰.5h¹.5………………(1.7)式中：Nw₂——第2阶段拉伸荷载，单位为牛(N);L.3.5循环过程连续记录裂缝宽度、锚栓位移和拉伸荷载变化情况。记录裂缝宽度上限为0.5mm循环的最后一次循环(即第45次循环),当△w等于0.5mm时锚栓的位移δm。L.3.6裂缝循环完成后闭合裂缝锚栓卸载，扩展裂缝宽度并保持△。等于0.8mm,按7.1.3.1进行拉伸试验，剩余承载力应满足表2要求。N/N/NAw/mm0.70.60.50.3Nw说明：1——荷载曲线；图1.3裂缝宽度及荷载示意图555555总计(规范性附录)混凝土试件由两块强度60MPa的端面平整能很好贴合的混凝土块拼合成，拼合后试件边长不小于4h,厚度不小于2h。,锚栓试验样品不少于10只。J.3试验设备测量径向力系数试验如图J.1所示。加载装置可对混凝土贴合面施加预压力，试验装置框架刚度应能保证在整个试验过程中贴合面缝隙宽度不变。J.4.1将两块端面平整的混凝土块装入试验框架内，施加足够的预压力保证安装锚栓过程中贴合面缝J.4.2在贴合面平面内钻孔，钻孔轴线位于测力传感器轴线延长线上。安装锚栓时应保证至少一个扩ηi=(R₃0,i—R1o,i)/(N₃0,i一N₁o,i)………………(J.1)J.5.2被测样品组的径向力系数η为从所有测试数据η;中剔除2个最大值和2个最小值后其余测试(规范性附录)试验数据处理K.1混凝土抗压强度为20MPa～70MPa时，混凝土锥体破坏的承载力值按式(K.1)进行归一化，将混凝土抗压强度为fu,1的锚栓承载力实测值，换算为混凝土抗压强度为fu.2的锚栓承载力。当锚栓拔出破坏时，式(K.1)可作为近似换算公式：Fa,2=Fa,(fcm,2/fu,1)0.5式中：Fu.1——混凝土抗压强度为feu,1的锚栓承载力实测值，单位为牛(N);Fu.2——混凝土抗压强度为feu.2的锚栓承载力换算值，单位为牛(N)。K.2锚栓钢材拉伸或剪切破坏时按式(K.2)进行归一化，将抗拉强度为Rm.1的锚栓承载力实测值换算为抗拉强度为Rm.2的锚栓承载力。当锚栓剪切部位包含锚栓外套管时，则按式(K.3)换算。Fu,2=Fo,1[(Rm,b₂/Rm,b₁)(Asv,b/Asv,a)+(Rm,s₂/Rm,s₁)(Asv,s/Asv.a)]………(K.式中：Fu1——抗拉强度为Rm.1的锚栓承载力实测值，单位为牛(N);Fu.2——抗拉