JGJ145_2004混凝土后锚固技术规程完整

中冶集团建筑研究总院华东分院 https://www.wendangku.net/doc/8014094623.html,/

中华人民共和国行业标准

混凝土结构后锚固技术规程

Technical Specification for Post-installed Fastenings in

Concrete Structures

JGJ145－2004

2004 北京

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前言

根据建设部建标[1998]58 号文的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结工程实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见基础上，制定了本规程。

本规程的主要技术内容是：总则，术语和符号，材料，设计基本规定，锚固连

接内力分析，承载能力极限状态计算，锚固抗震设计，构造措施，锚固施工与验收及锚固承载力现场检验方法。

本规程由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，授

权由主编单位负责具体解释。

本规程主编单位是：中国建筑科学研究院(地址：北京市北三环东路30 号；邮政编码：100013)。

本规程参加单位是：中科院大连化物所，河南省建筑科学研究院，慧鱼（太仓）建筑锚栓有限公司，喜利得（中国）有限公司。

本规程主要起草人是：万墨林、韩继云、邸小坛、贺曼罗、吴金虎、王稚、萧雯。

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目次

1 总则

2 术语与符号

3 材料

3.1 混凝土基材

3.2 锚栓

3.3 锚固胶

4 设计基本规定

4.1 锚栓分类及适用范围

4.2 锚固设计原则

5 锚固连接内力分析

5.1 一般规定

5.2 群锚受拉内力计算

5.3 群锚受剪内力计算

6 承载能力极限状态计算

6.1 受拉承载力计算

6.2 受剪承载力计算

6.3 拉剪复合受力承载力计算

7 锚固抗震设计

8 构造措施

9 锚固施工与验收

9.1 基本要求

9.2 锚孔

9.3 锚栓的安装与锚固

9.4 锚固质量检查与验收

附录A 锚固承载力现场检验方法

本规程用词用语说明

条文说明

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1 总则

1.0.1 为使混凝土结构后锚固连接设计与施工做到技术先进、安全可靠、经济合理，制订本规程。

1.0.2 本规程适用于被连接件以普通混凝土为基材的后锚固连接设计、施工与验

收，不适用以砌体或轻混凝土为基材的锚固。

1.0.3 后锚固连接设计应考虑被连接结构的类型(结构构件与非结构构件)、锚栓受力状况(受拉、受压、受弯、受剪、及其组合)、荷载类型及锚固连接的安全等级(重要与一般)等因素的综合影响。

1.0.4 后锚固连接设计、施工与验收，除满足本规程的规定外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

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2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 后锚固Post-installed fastenings

通过相关技术手段在既有混凝土结构上的锚固。

2.1.2 锚栓Anchor

将被连接件锚固到混凝土基材上的锚固组件。

2.1.3 膨胀型锚栓 Expansion anchors

利用膨胀件挤压锚孔孔壁形成锚固作用的锚栓（图2.1.3-1，图2.1.3-2）。2.1.4 扩孔型锚栓 Undercut anchors

通过锚孔底部扩孔与锚栓膨胀件之间的锁键形成锚固作用的锚栓（图2.1.4）。

2.1.5 化学植筋Bonded rebars

以化学粘结剂—锚固胶，将带肋钢筋及长螺杆等胶结固定于混凝土基材锚孔中

的一种后锚固生根钢筋（图2.1.5）。

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图2.1.5 化学植筋

2.1.6 基材Base material

承载锚栓的母体结构材料，本规程指混凝土。

2.1.7 群锚Anchor group

共同工作的多个锚栓。

2.1.8 被连接件Fixture

被锚固到混凝土基材上的物件。

2.1.9 锚板 Anchor plate

锚固到混凝土基材上的钢板。

2.1.10 破坏模式Failure mode

荷载下锚固连接的破坏形式。

2.1.11 锚栓破坏 Anchur failure

锚栓或植筋本身钢材被拉断、剪坏或复合受力破坏形式（图2.1.11）。

图2.1.11 锚栓钢材破坏

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2.1.12 混凝土锥体破坏Concrete cone failure

锚栓受拉时混凝土基材形成以锚栓为中心的倒锥体破坏形式（图2.1.12）。

图2.1.12 混凝土锥体受拉破坏

2.1.13 混合型破坏 Combinaiton failure

化学植筋受拉时形成以基材表面混凝土锥体及深部粘结拔出之组合破坏形式(图2.1.13)。

图2.1.13 混合型受拉破坏

2.1.14 混凝土边缘破坏Concrete edge failure

基材边缘受剪时形成以锚栓轴为顶点的混凝土楔形体破坏形式（图2.1.14）。

图2.1.14 混凝土边缘楔形体受剪破坏

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2.1.15 剪撬破坏 Pryout failure

中心受剪时基材混凝土沿反方向被锚栓撬坏（图2.1.15）。

图2.1.15 基材剪撬破坏

2.1.16 劈裂破坏 Splitting failure

基材混凝土因锚栓膨胀挤压力而沿锚栓轴线或若干锚栓轴线连线之开裂破坏形式（图2.1.16）。

图2.1.16 基材劈裂破坏

2.1.17 拔出破坏Pull-out failure

拉力作用下锚栓整体从锚孔中被拉出的破坏形式（图2.1.17）。

2.1.18 穿出破坏Pull-through faliure

拉力作用下锚栓膨胀锥从套筒中被拉出而膨胀套仍留在锚孔中的破坏形式（图2.1.18）。

图2.1.17 机械锚栓整体拔出图2.1.18 机械锚栓穿出破坏

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2.1.19 胶筋界面破坏Steel/adhesive interface failure

化学植筋或粘结型锚栓受拉时，沿胶粘剂与钢筋界面之拔出破坏形式（图

2.1.19）。

2.1.20 胶混界面破坏 Adhesive/concrete interface failure

化学植筋受拉时，沿胶粘剂与混凝土孔壁界面之拔出破坏形式（图2.1.20）。

图2.1.19 化学植筋沿胶筋界面拔出图2.1.20 化学植筋沿胶混界面拔出

2.1.21 设计使用年限 Design working life

设计规定的锚固件或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时间。

2.2 符号

2.2.1 作用与抗力

Ｍ──弯矩；

Ｎ──轴向力；

R──承载力；

S──作用效应；

T——扭矩；

Ｖ──剪力；

NSd──拉力设计值；

VSd──剪力设计值；

gsdN ──群锚受拉区总拉力设计值；

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g

sdV ──群锚总剪力设计值；

hsdN ──群锚中受力最大锚栓的拉力设计值；h

sdV ──群锚中受力最大锚栓的剪力设计值；NRk,s──锚栓受拉承载力标准值；

NRd,s──锚栓受拉承载力设计值；

VRk,s──锚栓受剪承载力标准值；

VRd,s──锚栓受剪承载力设计值；

NRk,c──混凝土锥体受拉破坏承载力标准值；NRd,c──混凝土锥体受拉破坏承载力设计值；NRk,sp──混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值；NRd,sp──混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值；

NRk,p──锚栓拔出破坏受拉承载力标准值；

NRd,p──锚栓拔出破坏受拉承载力设计值；

Tinst──按规定安装，施加于锚栓的扭矩；

Ninst──按规定安装，施加于锚栓的相应的预紧力；

VRk,c──混凝土楔形体受剪破坏承载力标准值；

VRd,c──混凝土楔形体受剪破坏承载力设计值；

VRk,.cp──混凝土剪撬破坏承载力标准值。

VRd,.cp──混凝土剪撬破坏承载力设计值。

2.2.2 材料强度

fyk──锚栓屈服强度标准值；

fstk──锚栓极限抗拉强度标准值；

fcu,k──混凝土立方体抗压强度标准值。

2.2.3 几何特征值（图2.2.3）

As,Wel──锚栓应力截面面积和截面抵抗矩；

a ──同一受力方向群锚与群锚邻接的外部锚栓之间的距离；

b ──混凝土基材宽度；

c、c1、c2──锚栓与混凝土基材边缘的距离；

ccr,N──混凝土理想锥体受拉破坏的锚栓临界边距；

cmin──不发生安装造成的混凝土劈裂破坏的锚栓边距最小值；

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d──锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径；

d0、D──锚孔直径；

du──扩孔直径；

df──锚板钻孔直径；

dnom──锚栓外径；

h──混凝土基材厚度；

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ho──钻孔深度；

h1──钻孔底尖端深度；

hef──锚栓有效锚固深度；

hmin──不发生安装造成的混凝土劈裂破坏的混凝土基材厚度最小值；hnom──锚栓埋置深度；

s、s1、s2──锚栓之间的距离；

scr,N──混凝土理想锥体受拉破坏的锚栓临界间距；

smin──不发生安装造成的混凝土劈裂破坏的锚栓间距最小值；

tfix──被连接件厚度或锚板厚度；

Nc,A ──单根锚栓受拉，混凝土破坏理想锥体投影面面积；

Ac,N──混凝土破坏计算锥体投影面面积；

Vc,A ──单根锚栓受剪混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面面积；

Ac,V──混凝土破坏计算楔形体在侧向的投影面面积；

lf──剪切荷载下，锚栓的计算长度。

2.2.4 分项系数及计算系数

Ag ──锚固重要性系数；

*Rg ──锚固承载力分项系数；

ya,V──角度对受剪承载力的影响系数；

yec,N──荷载偏心对受拉承载力的影响系数；

yec,V──荷载偏心对受剪承载力的影响系数；

yh,V──边距与混凝土基材厚度比对受剪承载力的影响系数；

yre,N──表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的影响系数；

ys,N──边距c 对受拉承载力的影响系数；

ys,V──边距c 对受剪承载力的影响系数；

yucr,N──未裂混凝土对受拉承载力的提高系数;

yucr,V──未裂混凝土对受剪承载力的提高系数。

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3 材料

3.1 混凝土基材

3.1.1 混凝土基材应坚实，且具有较大体量，能承担对被连接件的锚固和全部附加荷载。

3.1.2 风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土、结构抹灰层、装饰层等，均

不得作为锚固基材。

3.1.3 基材混凝土强度等级不应低于C20。基材混凝土强度指标及弹性模量取值应

根据现场实测结果按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 确定。

3.2 锚栓

3.2.1 混凝土结构所用锚栓的材质可为碳素钢、不锈钢或合金钢，应根据环境条件

的差异及耐久性要求的不同，选用相应的品种。锚栓的性能应符合中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》的相关规定。

3.2.2 碳素钢和合金钢锚栓的性能等级应按所用钢材的抗拉强度标准值fstk及屈强比fyk/ fstk确定，相应的性能指标应按表3.2.2 采用。

表3.2.2 碳素钢及合金钢锚栓的性能指标

性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8

抗拉强度标准值 fstk (MPa) 300 400 500 600 800

屈服强度标准值 fyk或fs0.2k（MPa） 180 240 320 300 400 480 640

伸长率 5d (%) 25 22 14 20 10 8 12

注：材质性能等级3.6 表示：fstk=300(MPa)，fyk/fstk=0.6。

3.2.3 不锈钢锚栓的性能等级应按所用钢材的抗拉强度标准值 stkf 及屈服强度标准值ykf 确定，相应的性能指标应按表3.2.3 采用。

表3.2.3 不锈钢（奥氏体 421 AAA 、、）锚栓的性能指标

性能等级

螺纹直径(mm)

抗拉强度标准值

stkf (MPa)

屈服强度标准值

ykf (MPa)

伸长值

d

50 ≤39 500 210 0.6d

70 ≤20 700 450 0.4d

80 ≤20 800 600 0.3d

注：锚栓伸长量d 按GB3098.6-86 标准7.1.3 条方法测定。

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3.2.4 化学植筋的钢筋及螺杆，应采用HRB400 级和HRB335 级带肋钢筋及Q235 和Q345 钢螺杆。钢筋的强度指标按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010

规定采用。

3.2.5 锚栓弹性模量可取Es=2.0×105MPa。

3.3 锚固胶

3.3.1 化学植筋所用锚固胶的锚固性能应通过专门的试验确定。对获准使用的锚固胶，除说明书规定可以掺入定量的掺和剂(填料)外，现场施工中不宜随意增添掺料。

3.3.2 锚固胶按使用形态的不同分为管装式、机械注入式和现场配制式（图3.3.2），应根据使用对象的特征和现场条件合理选用。

3.3.3 环氧基锚固胶的性能指标应满足表3.3.3 的要求。

表3.3.3 环氧基锚固胶性能指标

项目性能指标试验方法

物理性能

粘度（25℃）4500～75000mpa.s，安装温度在-5℃～40℃内能正常固化，固化时间可调

《胶粘剂粘度测定方法》

GB2794-81

胶体强度及

变形性能

抗压强度标准值fbc,k≥60N/mm2

抗拉强度标准值fbt,k≥18 N/mm2 受拉弹性模量E≥5.2×103 N/mm2 受拉极限变形εu≥0.01

《塑料压缩试验方法》GB1041-79 《塑料拉伸试验方法》GB1040-79 钢一钢

粘结强度

抗剪强度标准值fbv,k≥14 N/mm2 抗拉强度标准值fbt,k≥20 N/mm2 不均匀扯离强度标准值fbp,k≥20 kN/m

《胶粘剂拉伸剪切强度测定方

法》GB7124-86

《胶粘剂拉伸强度试验方法》

GB6329-86 《金属粘接不均匀扯离强度试验方法》HB5166

钢一混凝土

粘结强度

钢—混凝土的粘结抗拉，其破坏应

发生在混凝土中，不允许发生在胶

层

用带拉杆之50×50×5钢块两块，

轴对称粘贴于70×70×50之C50

混凝土块大面，固化后进行拉伸

试验

耐温性能

-45℃～80℃瞬态温度下及-35℃～

60℃稳态温度下，fbv,k≥14MPa

GB7124-86

冻融性能

在-25℃～25℃范围内，经受50 次

冻融循环后，fbv,k≥14MPa

GB7124-86

性能

人工老化试验≥3000h，fbv,k≥

14MPa

GB7124-86 及《色漆和清漆—人工

气候老化和人工辐射暴露—滤过

的氚弧射》GB/T4865-1997

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4 设计基本规定

4.1 锚栓分类及适用范围

4.1.1 锚栓按工作原理及构造的不同可分为膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋及

其它类型锚栓。各类锚栓的选用除考虑锚栓本身性能差异外，尚应考虑基材性状、

锚固连接的受力性质、被连接结构类型、有无抗震设防要求等因素的综合影响。

4.1.2 膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋可用作非结构构件的后锚固连接，也可

用作受压、中心受剪（c≥10hef）、压剪组合之结构构件的后锚固连接。各类锚栓的

特许适用和限定范围，应满足4.1.3 条~4.1.4 条有关规定。

注：非结构构件包括建筑非结构构件（如围护外墙、隔墙、幕墙、吊顶、广告牌、储物柜架等）及建筑附属机电设备的支架（如电梯，照明和应急电源，通信设备，管道系统，采

空调系统，烟火监测和消防系统，公用天线等）等。

4.1.3 膨胀型锚栓和扩孔型锚栓不得用于受拉、边缘受剪（C <10hef）、拉剪复合受力的结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接。

4.1.4 满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆（图2.1.5），可应于抗震设防烈度≤8度之受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件及非结构构件的后锚固连接。

4.2 锚固设计原则

4.2.1 本规程采用以试验研究数据和工程经验为依据，以分项系数为表达形式的极限状态设计方法。

4.2.2 后锚固连接设计所采用的设计使用年限应与整个被连接结构的设计使用年限一致。

4.2.3 根据锚固连接破坏后果的严重程度，后锚固连接划分为二个安全等级。混凝土结构后锚固连接设计，应按表4.2.3 的规定，采用相应的安全等级，但不应低于被连接结构的安全等级。

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表4.2.3 锚固连接安全等级

安全等级破坏后果锚固类型

一级

二级

很严重

严重

重要的锚固

一般的锚固

4.2.4 后锚固连接承载力应采用下列设计表达式进行验算：

无地震作用组合 sAg ≤ R (4.2.4-1)

有地震作用组合 ERgkRS ? (4.2.4-2)

Rk gRR = (4.2.4-3)

式中 Ag ─锚固连接重要性系数，对一级、二级的锚固安全等级，分别取1.2、1.1；且 Ag ≥ 0g ， 0g 为被连接结构的重要性系数；

S─锚固连接荷载效应组合设计值，按现行国家标准《建筑结构荷载规

范》GB50009 和《建筑抗震设计规范》GB50011 的规定进行计算；

R─锚固承载力设计值；

kR ─锚固承载力标准值；

k─地震作用下锚固承载力降低系数；

REg ─锚固承载力抗震调整系数；

Rg ─锚固承载力分项系数。

公式（4.2.4-1）中的 sAg ，在本规程各章中用内力设计值（N、M、V）表示。4.2.5 后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。对受拉、边缘受剪、拉剪组合之结构构件及生命线工程非结构构件的锚固连接，应控制为锚栓或植筋钢材破坏，不应控制为混凝土基材破坏；对于膨胀型锚栓及扩孔型锚栓锚固连接，不应发生整体拔出破坏，不宜产生锚杆穿出破坏；对于满足锚固深度要求的化学植筋及长螺杆，不应产生混凝土基

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材破坏及拔出破坏（包括沿胶筋界面破坏和胶混界面破坏）。

4.2.6 混凝土结构后锚固连接承载力分项系数 Rg ，应根据锚固连接破坏类型及被连接结构类型的不同，按表4.2.6 采用。当有充分试验依据和可靠使用经验，并经国家指定的机构技术认证许可后，其值可作适当调整。

表4.2.6 锚固承载力分项系数 Rg

项次

符号

被连接结构类型

锚固破坏类型

结构构件非结构构件

1 NRc,g 混凝土锥体受拉破坏 3.0 2.15

2 VRc,g 混凝土楔形体受剪破坏 2.5 1.8

3 Rpg 锚栓穿出破坏 3.0 2.15

4 Rspg 混凝土劈裂破坏 3.0 2.15

5 Rcpg 混凝土剪撬破坏 2.5 1.8

6 NRs,g 锚栓钢材受拉破坏 55.13.1 ykstk ?ff 4.12.1 ykstk ?ff

7 VRs,g 锚栓钢材受剪破坏

4.13.1 ykstk ?ff

( ?stkf 800MPa 且

)8.0stkyk ?ff

25.12.1 ykstk ?ff

( ?stkf 800MPa 且

)8.0stkyk ?ff

4.2.7 未经有资质的技术鉴定或设计许可，不得改变后锚固连接的用途和使用环境。

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5 锚固连接内力分析

5.1 一般规定

5.1.1 锚栓内力宜按下列基本假定进行计算：

1. 被连接件与基材结合面受力变形后仍保持为平面，锚板出平面刚度较大，其弯曲变形忽略不计；

2. 锚栓本身不传递压力（化学植筋除外），锚固连接的压力应通过被连接件的锚板直接传给混凝土基材；

3. 群锚锚栓内力按弹性理论计算。当锚固破坏为锚栓或植筋钢材破坏，且为低强(≤5.8级)钢材时，可考虑塑性应力重分布，按弹塑性理论计算。

5.1.2 当式5.1.2 成立时，锚固区基材可判定为非开裂混凝土，否则宜判定为开裂混凝土，并按《混凝土结构设计规范》计算其裂缝宽度：

0RL ?+ss （5.1.2）

式中 Ls ─外荷载（包括锚栓荷载）及预应力在基材结构锚固区混凝土中所产

生的应力标准值，拉为正，压为负；

Rs ─由于混凝土收缩、温度变化及支座位移等在锚固区混凝土中所产生