膨胀螺栓抗震性能评估

膨胀螺栓抗震性能评估是针对其在动态荷载下保持锚固能力的系统性检测，主要用于验证建筑连接节点的可靠性。评估涉及材料强度、安装工艺及动态响应分析，通过模拟地震工况测试螺栓的抗拉拔、抗剪切性能，确保其在地震中不失效。该评估是建筑抗震设计的关键环节，直接影响结构整体安全，需结合实验室测试与数值模拟，严格遵循国家抗震规范及行业标准，为工程验收提供技术依据。

膨胀螺栓抗震性能评估目的

确保建筑结构在地震荷载下连接节点不失效，防止锚固系统松动或断裂导致结构坍塌。

验证膨胀螺栓设计参数（如埋深、孔径）是否满足抗震规范要求，优化抗震设计方案。

评估螺栓材料在循环荷载下的疲劳特性，避免因反复应力作用产生微裂纹扩展。

为工程验收提供数据支撑，确保施工质量符合《建筑抗震设计规范》等强制性标准。

膨胀螺栓抗震性能评估方法

振动台试验：模拟地震波输入，实时监测螺栓位移、应变及锚固力衰减情况。

拟静力试验：采用低周反复加载，测试螺栓抗剪、抗拉刚度退化及耗能能力。

数值模拟分析：通过有限元软件建立螺栓-混凝土接触模型，预测极限承载力。

现场动力测试：利用脉动法或激振器获取实际结构的螺栓动力响应数据。

膨胀螺栓抗震性能评估分类

按受力方向：分为抗拉型、抗剪型及拉剪复合型性能评估。

按应用场景：区分混凝土基体、砌体基体及钢结构基体的评估标准。

按抗震等级：对应抗震设防烈度（6-9度）制定差异化测试工况。

膨胀螺栓抗震性能评估技术

动态应变采集技术：采用高频应变片与无线传输系统捕捉微秒级应变变化。

数字图像相关法（DIC）：通过高速摄像分析螺栓位移场分布特性。

声发射监测技术：捕捉锚固界面微破裂产生的弹性波信号，评估损伤演化。

膨胀螺栓抗震性能评估步骤

1、试样制备：按实际施工参数安装螺栓，养护周期≥28天。

2、预加载：施加10%设计荷载消除安装间隙，校准传感器零点。

3、分级加载：以位移控制方式施加地震波等效荷载，记录力-位移曲线。

4、破坏模式分析：观察混凝土锥体破坏、螺栓颈缩或螺纹滑移等失效形态。

膨胀螺栓抗震性能评估所需设备

电液伺服作动器：提供±500kN动态加载能力，频率范围0.1-50Hz。

激光位移传感器：精度0.001mm，用于测量锚板与基体的相对位移。

混凝土钻孔取芯机：验证实际安装孔径与深度的施工偏差。

频谱分析仪：处理振动信号，提取固有频率、阻尼比等动力参数。

膨胀螺栓抗震性能评估参考标准

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》：规定锚固系统抗震验算方法。

JGJ 145-2013《混凝土结构后锚固技术规程》：明确抗拉/抗剪承载力计算公式。

ISO 21581:2010《建筑用锚栓抗震性能测试方法》：定义振动台试验流程。

ACI 355.2-19：美国混凝土学会锚栓抗震评估标准。

EN 1992-4:2018：欧洲规范混凝土锚栓抗震设计条款。

JIS B 1081:2015：日本工业标准螺栓动态强度测试方法。

AS 4991-2004：澳大利亚锚栓抗震测试标准。

GB/T 228.2-2022《金属材料 拉伸试验 第2部分》：高温/低温环境测试方法。

CECS 25:2020《建筑抗震试验方法规程》：规定拟静力试验加载制度。

ASTM E2126-11：锚固系统循环荷载测试标准。

膨胀螺栓抗震性能评估注意事项

控制基体混凝土强度等级差异，同一批次试件强度偏差需≤15%。

安装时必须使用扭矩扳手，确保膨胀套与孔壁充分接触（扭矩误差±5%）。

试验环境温度保持20±2℃，湿度≤60%以防止混凝土含水率变化影响。

需进行至少3组平行试验，离散系数超过20%需重新取样测试。

膨胀螺栓抗震性能评估合规判定

残余位移需小于允许限值（通常≤1.5mm），保证震后结构复位能力。

承载力退化系数（第3圈/第1圈峰值力比值）应≥0.85。

锚固失效模式应为延性破坏，禁止出现脆性拉断或混凝土劈裂破坏。

实测抗拉/抗剪承载力需≥设计值的1.2倍，并满足γ_RE（抗震调整系数）要求。

膨胀螺栓抗震性能评估应用场景

高层建筑幕墙龙骨锚固系统，需承受风振与地震耦合作用。

核电站设备基座锚固，要求满足SSE（安全停堆地震）工况。

桥梁支座锚固装置，防止梁体在地震中发生过大位移。

工业厂房吊车梁连接节点，抵抗设备运行与地震联合荷载。