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干货 焊接对化学锚栓“拉拔力”的影响有多大?

时间:2022-08-31 来源:本站原创 作者:admin

  化学锚栓在建筑幕墙行业主要用于后埋件固定,预埋件偏位加固等方面,使用非常普遍,但是,在使用过程中,通常只是知道焊接对化学锚栓拉拔力有一定的影响,但影响究竟如何,缺乏一些定量和定性的分析。

  为检验焊接对化学锚栓拉拔力的影响,选择了4个常用的化学锚栓品牌,采用建筑幕墙典型的后埋件施工工艺进行安装后,对各化学锚栓进行拉拔检测,通过对拉拔数据进行比较分析,得出参考结论。

  为与建筑幕墙工程后埋件施工的实际情况相符,采用了建筑幕墙工程典型的后埋板连接固定节点,具体见图1。

  化学锚栓规格和埋深:M12×160mm,埋置深度110mm(检测前两天安装完成);

  焊接方案A:安装好后埋板后仅焊接4个钢垫片称为焊接方案A(以下简称方案A),详见图2;

  焊接方案B:安装好后埋板后先焊接4个钢垫片,间隔1小时后再焊接连接件称为焊接方案B(以下简称方案B)。在实际幕墙后埋件施工过程中,标准做法都是先焊接钢垫片,待完成测量放线后再焊接连接件定位,所以,间隔1小时的目的是使后埋板充分冷却,避免连续施焊对化学锚栓拉拔力产生不利影响,也与实际施工工序相符。详见图3;

  2)采用每4颗化学锚栓为1组安装固定1块后埋板,每个品牌的化学锚栓准备6组。

  3)按建筑幕墙典型的后埋板连接固定节点进行焊接固定。所有后埋板的固定方式分别采用两种焊接方案,方案A仅焊接4个钢垫片进行局部调节。方案B为先焊接钢垫片后,采用140×100×6mm厚钢板来代替幕墙连接件焊接到后埋板上。方案A和方案B各检测3组,每组4颗,共12颗化学锚栓。

  5)对各化学锚栓进行拉拔试验,至失效破坏后,记录两种方案下锚栓失效时的数据。

  6)对所得检测数据进行整理,删除可能由于人为因素产生的误差后,进行统计分析,得出检测样品拉拔力的标准值,除以安全分项系数后即为检测批的化学锚栓拉拔力的设计值。

  7)将检测样品拉拔力设计值与厂家提供的设计值进行比较,分析焊接对化学锚栓拉拔力产生的影响。

  将编号①到④的4种化学锚栓分别按方案A和方案B焊接后,进行化学锚栓拉拔失效破坏试验,同时,按照化学锚栓失效时的三种破坏形式进行分类,即混凝土破坏、拔出破坏、锚栓拉断破坏。

  化学锚栓拉拔力检测主要与两个方面的因素有关,一是人为因素,如安装工人操作水平、正确的施工方法、锚固胶固化时间等;二是非人为因素,如混凝土强度、锚固胶类型等。其中,锚固胶是非常重要的环节,以前,锚固胶主要分为环氧树脂类和丙烯酸类。环氧树脂类主要的缺点是耐高温性能差,而丙烯酸类耐高温性能较好,但是,近年来,随着市场的需要,不少厂家都改良了药剂配方,耐高温性能总体来说均有较大的提高。

  从上述表1至表8中可以看出,有些编号的化学锚栓拉拔力相对比较稳定,有些则离散程度很大,甚至直接拔出。所以,为真实说明焊接对化学锚栓拉拔力的影响,需将人为因素排除。

  如何将人为因素排除,本文主要参照《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292 “附录C 已有结构构件材料强度标准值的确定” 中的相关要求来决定删除哪些数据,即以受检样品的变异系数来确定,变异系数为试件样品数标准差与平均数的比值,不仅受检测样品离散程度的影响,而且还受其平均水平大小的影响。

  对于离散性较大的材料,当受检样品的变异系数大于0.2时,检测结果不宜采用,应先检查导致离散性较大的原因。通过检测结果发现,化学锚栓拉拔力的离散性较大,故将变异系数不大于0.2作为筛选原则。tx.49cc香港大富豪,另外,由于拉拔试验的失效概率较大,将受检样品的置信水平C取为0.6。

  按变异系数不大于0.2对所有检测数据进行筛选删除后,按下式计算各编号化学锚栓拉拔力的标准值ƒk。

  按变异系数对所有检测数据进行筛选后,按公式计算化学锚栓拉拔力设计值,具体步骤如下。

  1) 按变异系数不大于0.2的原则,对不同方案检测的数据进行筛选,从所有检测数据中的最小值开始删除,直到变异系数控制在0.2,一旦变异系数不大于0.2,则将剩余的检测数据作为该受检样品拉拔力标准值的计算依据。

  以表四编号②按方案B焊接的原始拉拔检测数据为例,对拉拔数据进行筛选,直至变异系数不大于0.2为止,最终剩余7个检测数据作为计算依据,具体过程见表10。

  2) 根据筛选后样品的数量,查表9得出计算系数k值,计算出算术平均值、标准差。

  5) 将化学锚栓各厂家提供的设计值与实际检测的设计值进行比较,得出化学锚栓经方案A和方案B焊接后,拉拔力降低的百分比。

  采用变异系数不大于0.2的原则,基本排除了人为因素对化学锚栓拉拔力造成的影响,将人为造成的偶然因素删除,以保证检测值的相对准确性,通过对表11汇总表进行分析可以看出:

  1) 一些化学锚栓拉拔值的离散程度较大,按筛选后的样品数量减少较多。如编号②,方案A可用样品数量为10个,方案B的可用样品数量只有7个,删除了5个,且受检样品拉拔值的标准差也是4个编号锚栓中最大的。经分析,施工方法、安装工具等对化学锚栓拉拔力的影响较大,化学锚栓生产厂家最好以工地安装工人常用的施工方法、安装工具来设计产品,以保证拉拔受力时的可靠性和稳定性。

  2) 除编号④化学锚栓外,化学锚栓按建筑幕墙典型做法焊接后,其拉拔力均有一定程度的降低,且方案A降低的程度比方案B降低的相对要小些,即仅焊接钢垫片比焊接钢垫片和连接件对拉拔力影响小些,同时,相同的焊接方案对不同编号化学锚栓拉拔力的影响也不同。

  3) 编号④化学锚栓的拉拔力出现异常,可能与试件样品数量不足有关,但从另一个侧面也反映该化学锚栓稳定性较好,锚固胶选用合理,焊接对其的影响不大。

  1) 化学锚固胶对焊接后的锚栓拉拔力影响较大。通过变异系数原则已基本排除了人为因素的影响,而非人为因素造成的影响主要是混凝土强度和锚固胶类型。由于所有锚栓均在同一位置进行检测,也基本排除了混凝土强度的影响。所以,化学锚栓拉拔力主要与各编号锚栓采用的锚固胶类型有很大关系,经查证,4个编号的锚固胶均有差别,无法得出统一的结论,只能从最终的检测结果来说明焊接对各化学锚栓拉拔力的影响。

  2) 通过检测结果可以得出,除非对某化学锚栓的锚固胶性能非常了解,否则一般建议当采用建筑幕墙典型后埋节点进行锚栓拉拔力计算时,在原材料安全系数的基础上,建议再增加一定的安全系数,如将厂家提供的化学锚栓拉拔力设计值乘以0.7~0.8的安全系数,作为化学锚栓验算时的允许设计值。

  总之,虽然每个编号的化学锚栓按不同焊接方案分别检测了12颗,但通过汇总的检测数据可以看出,检测样品的数量还是有些偏少,不足以完全说明问题,故本文的结论仅供参考。

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