辉鱼倒锥锚栓与预埋钢板连接：最不利剪切截面在哪？

#行业资讯 ·2026-09-07 16:07:35

辉鱼倒锥锚栓固定后置预埋钢板时，设计人员判定锚栓钢材剪切破坏最不利截面，习惯默认为混凝土表面。钢板厚度、垫板、安装间隙、撬弯效应引起的截面偏移，常被忽略。截面定位决定有效受剪长度与附加弯矩，直接影响抗剪承载力及剪撬破坏验算。本文依据JGJ 145-2013，结合倒锥锚栓产品试验特征，分析不同安装构造下的最不利剪切截面判定原则、破坏模式、验算要点及误区。

 一、受力特征

辉鱼倒锥锚栓靠机械锁键加胶体粘结传递荷载。螺杆穿钢板，螺母压紧，剪力由钢板孔壁挤压螺杆传递。

实际非纯剪：钢板与混凝土面有间隙，钢板自身有厚度，螺杆受弯，属弯剪复合受力。

两类破坏：螺杆钢材剪切-弯曲破坏；混凝土边缘楔形体破坏与剪撬破坏。两类的控制截面位置不同。

杠杆臂：剪切面位置决定杠杆臂。杠杆臂越大，附加弯矩越高，复合应力越大。这是抗剪验算不满足的隐蔽原因。

两个概念：

- 混凝土基材受剪（边缘破坏、剪撬破坏）：作用点取混凝土表面。l_f取h_ef，且不大于8d。

- 螺杆钢材最不利截面：取决于钢板贴合状态、垫板厚度及间隙，不一定在混凝土表面。这是易错环节。

 二、不同构造下的最不利截面定位

 工况1：钢板贴紧混凝土（无间隙、无厚垫板）

钢板底面贴实混凝土，螺杆仅在钢板厚度内外露。

最不利截面：钢板底面（即混凝土表面）。

剪力经孔壁传给螺杆，钢板底面是螺杆由约束转向外露的分界，弯矩与剪力在此峰值。杠杆臂为0，接近纯剪，抗剪承载力按V_Rk,s=0.5A_s f_yk。

前提：钢板平整，垫片薄，螺母拧紧后无缝隙。

 工况2：钢板与混凝土有间隙（垫块、灌浆层、安装缝）

存在间隙t_g。

最不利截面：钢板底面（垫块顶面），向混凝土外侧偏移。

间隙段螺杆外露，剪力作用在孔壁，形成悬臂杠杆臂，截面同时受剪与附加弯矩，为弯剪复合破坏。间隙越大，杠杆臂越大，弯剪断裂风险越高。不能按纯剪计算。

5-10mm间隙，附加弯矩已不可忽略。现场拉拔螺杆断裂多源于此。

 工况3：钢板刚度不足翘曲（厚垫板或大孔径）

侧向荷载下钢板翘曲，螺母压紧区下陷，孔口转动。

最不利截面：钢板厚度内部，靠近受压侧孔口边缘。

荷载集中于孔口边缘，螺杆在钢板内部形成高应力截面。破坏发生在钢板内部，非混凝土表面。

应对：重型或大偏心荷载下，加厚钢板，抑制翘曲。

 工况4：外露螺杆过长

受力点在螺母外侧时，最不利截面在螺母根部。后置钢板连接少见，设备支架外挑节点需核查。

 三、两套验算体系，截面不混淆

| 验算对象 | 控制截面位置 | 规范依据 |

||||

| 螺杆钢材弯剪破坏 | 钢板底面（含间隙），翘曲时可偏移至孔口 | JGJ 145-2013 第6.1.14条 |

| 混凝土边缘楔形体破坏 | 混凝土基材表面 | JGJ 145-2013 第6.1.15-18条 |

| 混凝土剪撬破坏 | 混凝土基材表面 | JGJ 145-2013 条文说明 |

厂家型式试验抗剪参数，均在钢板贴实混凝土、无间隙条件下测得。工程有垫块、间隙或翘曲时，不得直接套用，须计入附加弯矩折减。

 四、杠杆臂取值与弯剪复合验算

- 钢板贴实无间隙：e_v≈0，按纯剪。

- 有间隙t_g：杠杆臂取t_g，截面受剪力V与弯矩M=V·t_g。

- 弯剪复合：按JGJ 145-2013复合受力公式，剪应力与弯曲正应力同时满足。

- 抗震、疲劳工况（如连续墙挂重设备）：即便间隙微小，保守计入杠杆臂，不按纯剪。

构造控制：

- 避免厚垫块；必须用时钢套筒填满间隙，消除悬臂段。

- 提高钢板厚度与刚度，避免截面移入钢板内部。

 五、常见误区

误区1：剪切面一律取混凝土表面

纠正：混凝土验算取表面；螺杆最不利截面随钢板底面移动，垫高后偏移。两套截面不能混。

误区2：有间隙仍套用厂家纯剪承载力

纠正：厂家试验无间隙。有间隙属弯剪复合，承载力下降，须复核。

误区3：只验算钢材抗剪，忽略剪撬

纠正：锚固深度大时，钢材未剪断混凝土先被撬崩。脆性破坏，须同步验算。

误区4：开孔过大忽视孔间隙

纠正：JGJ 145-2013对孔径有限值。过大则滑移后荷载集中于孔口一侧，截面偏移，群锚剪力分配改变。

 六、设计施工落地

设计

1. 图纸明确钢板厚度，控制刚度；减少垫高间隙。

2. 双轨验算：钢材弯剪（按钢板底面确定截面并计入杠杆臂）与混凝土破坏分开。

3. 抗震、疲劳重载，微小间隙也保守复核。

4. 锚板孔径执行规范限值。

施工

1. 钢板尽量贴实混凝土；必须垫高时用钢套筒填满间隙。

2. 螺母充分拧紧。

3. 现场抗剪检验还原实际间隙，不用无间隙标准试件结果验收。

 七、总结

"混凝土表面"只是混凝土基材受剪的控制位置，不是螺杆钢材最不利剪切截面。

- 钢板贴实：最不利截面在钢板底面（与混凝土表面重合），接近纯剪。

- 钢板垫高有间隙：截面移至钢板底面（垫块顶面），形成杠杆臂，弯剪复合。

- 钢板翘曲：截面转移至钢板孔口内部。

截面位置决定附加弯矩。节点失效多源于间隙产生的杠杆臂效应，非静载参数不足。钢材弯剪验算与混凝土基材受剪验算严格分开，不按表面"一刀切"。