16.3 基材混凝土承载力验算
16.3.1 基材混凝土的承载力验算，应考虑三种破坏模式：混凝土呈锥形受拉破坏(图16.3.1-1)、混凝土边缘呈楔形受剪破坏(图16.3.1-2)以及同时受拉、剪作用破坏。对混凝土剪撬破坏(图16.3.1-3)、混凝土劈裂破坏，以及特殊倒锥形胶粘锚栓的组合破坏，应通过采取构造措施予以防止，不参与验算。
图16.3.1-1 混凝土呈锥形受拉破坏
图16.3.1-2 混凝土边缘呈楔形受剪破坏
图16.3.1-3 混凝土剪撬破坏
1—混凝土锥体
16.3.2 基材混凝土的受拉承载力设计值，应按下列公式进行验算：
1 对后扩底锚栓
2 对本规范采用的胶粘型锚栓
式中：Nct——锚栓连接的基材混凝土受拉承载力设计值(kN)；
ƒcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2)，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用；
hef——锚栓的有效锚固深度(mm)；应按锚栓产品说明书标明的有效锚固深度采用；
ψa——基材混凝土强度等级对锚固承载力的影响系数；当混凝土强度等级不大于C30时，取ψa＝0.90；当混凝土强度等级大于C30时，对机械锚栓，取ψa＝1.00；对胶粘型锚栓，仍取ψa＝0.90；
ψb——胶粘型锚栓对粘结强度的影响系数；当d0≤16mm时，取ψb＝0.90；当d0≥24mm时，取ψb＝0.80；介于两者之间的ψb值，按线性内插法确定；
ψN——考虑各种因素对基材混凝土受拉承载力影响的修正系数，按本规范第16.3.3条计算。
ƒcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2)，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用；
hef——锚栓的有效锚固深度(mm)；应按锚栓产品说明书标明的有效锚固深度采用；
ψa——基材混凝土强度等级对锚固承载力的影响系数；当混凝土强度等级不大于C30时，取ψa＝0.90；当混凝土强度等级大于C30时，对机械锚栓，取ψa＝1.00；对胶粘型锚栓，仍取ψa＝0.90；
ψb——胶粘型锚栓对粘结强度的影响系数；当d0≤16mm时，取ψb＝0.90；当d0≥24mm时，取ψb＝0.80；介于两者之间的ψb值，按线性内插法确定；
ψN——考虑各种因素对基材混凝土受拉承载力影响的修正系数，按本规范第16.3.3条计算。
16.3.3 基材混凝土受拉承载力修正系数ψN值应按下列公式计算：
式中：ψs,h——构件边距及锚固深度等因素对基材受力的影响系数，取ψs,h＝0.95；
ψe,N——荷载偏心对群锚受拉承载力的影响系数；
AcN/A0c,N——锚栓边距和间距对锚栓受拉承载力影响的系数，按本规范第16.3.4条确定；
c——锚栓的边距(mm)；
scr,N、ccr,N——混凝土呈锥形受拉时，确保每一锚栓承载力不受间距和边距效应影响的最小间距和最小边距(mm)，按本规范表16.4.4的规定值采用；
eN——拉力(或其合力)对受拉锚栓形心的偏心距(mm)。
ψe,N——荷载偏心对群锚受拉承载力的影响系数；
AcN/A0c,N——锚栓边距和间距对锚栓受拉承载力影响的系数，按本规范第16.3.4条确定；
c——锚栓的边距(mm)；
scr,N、ccr,N——混凝土呈锥形受拉时，确保每一锚栓承载力不受间距和边距效应影响的最小间距和最小边距(mm)，按本规范表16.4.4的规定值采用；
eN——拉力(或其合力)对受拉锚栓形心的偏心距(mm)。
16.3.4 当锚栓承载力不受其间距和边距效应影响时，由单个锚栓引起的基材混凝土呈锥形受拉破坏的锥体投影面积基准值A0c,N(图16.3.4)可按下式确定：
16.3.5 混凝土呈锥形受拉破坏的实际锥体投影面积Ac,N，可按下列公式计算：
1 当边距c＞ccr,N，且间距s＞scr,N时
Ac,N＝nA0c,N (16.3.5-1)
式中：n——参与受拉工作的锚栓个数。
2 当边距c≤ccr,N(图16.3.5)时
1)对c1≤ccr,N(图16.3.5a)的单锚情形
图16.3.4 单锚混凝土锥形破坏理想锥体投影面积
1—混凝土锥体
AAc,N＝(c1＋0.5scr,N)scr,N (16.3.5-2)
2)对c1≤ccr,N，且s1≤scr,N(图16.3.5-2b)的双锚情形
Ac,N＝(c1＋s1＋0．5scr,N)scr,N (16.3.5-3)
3)对c1、c2≤ccr,N，且s1、s2≤scr,N时(图16.3.5c)的角部四锚情形
Ac,N＝(c1＋s1＋0．5scr,N)(c2＋s2＋0.5scr,N) (16.3.5-4)
16.3.6 基材混凝土的受剪承载力设计值，应按下式计算：
式中：Vc——锚栓连接的基材混凝土受剪承载力设计值(kN)；
ψv——考虑各种因素对基材混凝土受剪承载力影响的修正系数，应按本规范第16.3.7条计算；
c1——平行于剪力方向的边距(mm)；
d0——锚栓外径(mm)；
hef——锚栓的有效锚固深度(mm)。
ψv——考虑各种因素对基材混凝土受剪承载力影响的修正系数，应按本规范第16.3.7条计算；
c1——平行于剪力方向的边距(mm)；
d0——锚栓外径(mm)；
hef——锚栓的有效锚固深度(mm)。
16.3.7 基材混凝土受剪承载力修正系数ψv值，应按下列公式计算：
图16.3.5 近构件边缘混凝土锥形受拉破坏实际锥体投影面积
式中：ψs,v——边距比c2/c1对受剪承载力的影响系数；
ψh,v——边距厚度比c1/h对受剪承载力的影响系数；
ψα,v——剪力与垂直于构件自由边的轴线之间的夹角αv(图16.3.7)对受剪承载力的影响系数；
图16.3.7 剪切角αv
ψe,v——荷载偏心对群锚受剪承载力的影响系数；
ψu,v——构件锚固区配筋对受剪承载力的影响系数；Acv/A0c,v——锚栓边距、间距等几何效应对受剪承载力的影响系数，按本规范第16.3.8条及第16.3.9条确定；
c2——垂直于c1方向的边距(mm)；
h——构件厚度(基材混凝土厚度)(mm)；
ev——剪力对受剪锚栓形心的偏心距(mm)。
16.3.8 当锚栓受剪承载力不受其边距、间距及构件厚度的影响时，其基材混凝土呈半锥体破坏的侧向投影面积基准值A0c,v可按下式计算(图16.3.8)：
16.3.9 当单锚或群锚受剪时，若锚栓间距s≥3c1、边距c2≥1.5c1，且构件厚度h≥1.5c时，混凝土破坏锥体的侧向实际投影面积Ac,v，可按下式计算：
图16.3.8 近构件边缘的单锚受剪混凝土楔形投影面积
式中：n——参与受剪工作的锚栓个数。
16.3.10 当锚栓间距、边距或构件厚度不满足本规范第16.3.9条要求时，侧向实际投影面积Ac,v应按下列公式的计算方法进行确定(图16.3.10)。
图16.3.10 剪力作用下混凝土楔形破坏侧向投影面积
1 当h＞1.5c1，c2≤1.5c1时：Ac,v＝1.5c1(1.5c1＋c2) (16.3.10-1)
2 当h≤1.5c1，s2≤3c1，时：Ac,v＝(3c1＋s2)h (16.3.10-2)
3 当h≤1.5c1，s2≤3c1，c2≤1.5c1时：Ac,v＝1.5(3c1＋s2＋c2)h (16.3.10-3)
2 当h≤1.5c1，s2≤3c1，时：Ac,v＝(3c1＋s2)h (16.3.10-2)
3 当h≤1.5c1，s2≤3c1，c2≤1.5c1时：Ac,v＝1.5(3c1＋s2＋c2)h (16.3.10-3)
16.3.11 对基材混凝土角部的锚固，应取两个方向计算承载力的较小值(图16.3.11)。
图16.3.11 剪力作用下的角部群锚
16.3.12 当锚栓连接承受拉力和剪力复合作用时，混凝土承载力应符合下式的规定：
式中：βN——拉力作用设计值与混凝土抗拉承载力设计值之比；
βv——剪力作用设计值与混凝土抗剪承载力设计值之比；
α——指数，当两者均受锚栓钢材破坏模式控制时，取α＝2.0；当受其他破坏模式控制时，取α＝1.5。
条文说明
16.3 基材混凝土承载力验算
16.3.1、16.3.2 本规范对基材混凝土的承载力验算，在破坏模式的考虑上与欧洲标准及ACI标准完全一致。但在其受拉承载力的计算上，根据我国试验资料和工程使用经验作了偏于安全的调整。计算表明，可以更好地反映当前我国锚栓连接的受力性能和质量情况。
16.3.3 这次修订规范，参照国外相关标准和6年多来国内实施原规范反馈的信息，对参数ψS,N和ψh,N重新作了调整，并合并为一个参数ψs,h，调整后的效果是使混凝土基材的受拉承载力稍有提高。试设计表明，修订后的混凝土基材的承载力居于原规范与欧美标准之间，较为符合我国施工质量状况，且稳健、可行。
16.3.4 与欧洲标准相同，均采用图例方式给出各几何参数的确定方法，供锚栓连接的设计计算使用。
16.3.5～16.3.10 关于基材混凝土受剪承载力的计算方法以及计算所需几何参数的确定方法，均参照ETAG标准进行制定。
- 上一节：16.2 锚栓钢材承载力验算
- 下一节：16.4 构造规定