[实用新型]多级重载锚栓

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑锚栓的技术领域，涉及一种多级重载锚栓。

背景技术

从五十年代德国发明第一枚锚栓起，锚栓的研究、生产和应用已有五十多年的历史。随着旧房改造的全面开展、结构加固、加层工程的增多、建筑室内外装修的升级，多种多样的建筑幕墙安装、核电站建立和地铁、城铁等建设，有利地促使后锚固连接技术快速发展。

在发达国家和地区，锚栓的应用领域极为广泛，涵盖了建筑、道路、桥梁、地铁、水利及核电站等所有土木工程。国际上欧洲、德国、法国、美国、日本等国家对锚栓的产品和应用进行了大量的研究与试验，不断有新型的锚栓产品问世。

在建筑结构中，锚栓因其锚固的可靠性和安装的灵活性，在许多方面正逐步取代预埋件，在货架固定、设备安装、玻璃幕墙安装、外挂石材、外墙外保温材料锚固、门窗安装、道路护栏、管道支架、建筑装饰以及建筑物改造、加固等工程中大量使用，成为一种极具发展前途的产品。

膨胀型和后切型建筑锚栓属一类产品，优点是安装方便，缺点是膨胀应力集中，膨胀带面积相当有限，一般不超过锚栓螺杆的截面积。当锚栓在预紧时，锚栓在膨胀带产生的应力已经足以使基材混凝土产生裂纹。当锚栓载荷增加时，裂纹随即扩散。尽管裂纹扩散的情况不易被发现，实际情况是基材混凝土局部已被彻底破坏。当载荷持续或进一步加大时，基材混凝土的失效形式大锥体现象发生。

请配合图1、2所示，进行习用建筑锚栓力学模型分析。

当锚栓受到外力F时，锚栓的膨胀带与混凝土(基材)之间必然产生力f与之平衡，这样被锚固的构件才能有效固定。

通常情况下，C25强度等级混凝土被广泛使用，C25的抗压强度值为25N/mm² ，即25Mpa。当选用高强度等级混凝土C55时，C55的抗压强度值为55N/mm²，即55Mpa。混凝土受到外力作用时，当压强的数值小于混凝土标准强度值时，混凝土可靠，锚固构件安全。当压强的数值大于混凝土标准强度值时，混凝土将被损坏或者即刻被破坏，锚固构件危险。

目前，习用的建筑锚栓种类有：后扩底柱锥式锚栓、后扩底浅埋型锚栓、扭矩控制型后继膨胀套管锚栓、扭矩控制型后继膨胀螺杆锚栓、扭矩控制型螺杆锚栓。上述各类锚栓的力学性能均可由图1描述。显而易见，被锚固的构件安全与否，主要取决于锚栓与混凝土相作用的锚栓膨胀带，锚栓膨胀带有效接触面积的大小，在相同标号混凝土中直接体现了锚固的安全性能。从《机械设计手册》联接与紧固章节中看到，后扩底柱锥式锚栓的膨胀带最大，有效接触面积最大时为：π(D²-d²)/4，其中，D为混凝土的孔径，d为锚栓螺杆直径。

举例如下：

后扩底柱锥式锚栓型号：FZA22×125M16/60

d≌16mm，计算得锚栓螺杆截面积S_d＝201mm²，

D≌22mm，计算得锚栓膨胀带最大接触面积S_D＝179mm²，

当C35，未开裂混凝土时，忽略边距影响。查得：混凝土锥体失效时受拉承载力设计值N_Rd，c＝1.54×32.2≌50KN，计算得混凝土锥体失效时局部受压荷载N＝50KN/179mm²≌279Mpa，显而易见：1、C35标准强度值为35N/mm²，即35Mpa。混凝土局部受到279 Mpa荷载的作用，导致混凝土局部裂纹的产生与扩散，是混凝土锥体失效的主要原因。2、后扩底柱锥式锚栓所受载荷仅249Mpa(50KN/201mm²)。而8.8级的建筑锚栓受拉载荷为800Mpa。

本发明人由上述分析得出：

一、建筑锚栓受拉载荷的能力不能充分体现；

二、习用的各类建筑锚栓有效传递力的接触面积相当有限，已经习惯性迫使非开裂混凝土产生裂纹现象非常严重；

三、建筑锚栓传统的膨胀方式必须被打破，才能有效的保护混凝土的结构不被破坏，同时充分体现出建筑锚栓受拉载荷的优良能力，确保被锚固构件安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级重载锚栓，其能有效的保护混凝土的结构不被破坏，同时充分体现出多级重载锚栓抗拉抗压的优良能力，确保被锚固构件安全性。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：