支承式螺母錨具錨固性能的試驗研究

馬永存　秦雪花　李龍　張新志　張田

摘要：為準確確定支承式螺母錨具的螺紋，文章結合支承式螺母錨具的工作原理、使用效果及受力情況，以理論分析為依據，選取了不同公稱直徑、不同螺距的螺母錨具進行了錨固性能試驗及不同旋合長度的破斷試驗，最終提出了提高其錨固性能的相應措施。

關鍵詞：支承式螺母錨具；螺距；錨固性能；旋合長度；破斷試驗 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU752 文章編號：1009-2374（2015）33-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.036

在施加預應力時，需選用合適的錨具或夾具來固定預應力筋，因此錨具或夾具是保證預應力結構安全可靠的關鍵因素之一，它們必須滿足受力安全可靠、預應力損失小、張拉錨固方便迅速等要求。錨具或夾具應具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適用性，以保證充分發揮預應力筋的強度，并安全地實現預應力張拉作業，錨具的靜載錨固性能試驗是檢測錨具或夾具質量重要的試驗，它能綜合反映出錨具的硬度、錨固能力等方面的性能。

1 理論分析

預應力筋通常采用錨具或夾具進行錨固，其作用是將受力的預應力筋進行錨固。本文主要討論預應力鋼棒用支承式螺母錨具。支承式螺母錨具是采用螺紋連接的形式對預應力鋼棒進行錨固，由預應力鋼棒兩端的螺紋與支承式螺母錨具上的螺紋配合實現錨固，而預應力鋼棒在使用時主要受軸向拉應力。眾所周知，在加工螺紋時，螺紋處會存在變徑現象，從而造成預應力筋提前斷裂的問題。那么如何選擇螺紋使之符合錨固性能的要求呢？我們不妨從螺紋失效形式進行考慮，螺紋失效有連接件螺紋斷裂和錨固件螺紋滑絲兩種，從這兩種失效形式中可以看出：影響螺紋錨固效率的因素主要有螺紋螺距和有效螺紋旋合長度。為了使預應力筋充分發揮其性能，我們應將預應力筋螺母錨固的失效形式控制為連接件螺紋斷裂，那么是不是螺紋變徑越小，旋合長度越長錨固性能越好呢？我們來看下面的試驗。

2 試驗

本文試驗選取兩種直徑的螺紋進行錨固性能試驗，三種旋合長度螺紋進行破斷試驗。

2.1 試驗一：錨固性能試驗

試驗條件：螺距（P）不同，其他性能均相同

第一，選取螺紋：M14×1、M14×1.5和M14×2，其結果見表1：

第二，選取螺紋：M17×1、M17×1.5和M17×2，其結果見表2。

2.2 試驗二：破斷試驗

試驗條件：旋合長度不同，其他均相同。

選取旋合長度：10mm、15mm、20mm、25mm和30mm，其結果見表3。

3 結果與討論

從表1和表2的試驗數據中，我們可以看到：M14×1與M17×1的螺紋在試驗過程中雖然錨固效率和極限總應變較高，但安全系數不高，錨固螺母容易脫扣；M14×1.5mm與M17×1.5mm的螺紋不僅可達到錨固效率要求，并且可保證較高的安全系數；M14×2mm與M17×2mm的螺紋錨固效率與極限總應變均達不到要求。

從表3的試驗數據中，我們可以看到：旋合長度大于等于15mm即可實現連接件螺紋斷裂。

4 結語

在進行支承式螺母錨具設計時，為了滿足《預應力筋用錨具、夾具和連接器》（GB/T 14370-2007）中規定的錨固性能要求，應優先考慮數值較大的細牙螺距，為了減小加工難度及設計成本，旋合長度不宜過長一般為10倍螺距（10P），再加上行業要求的安全系數即可。

參考文獻

[1] 中國建筑科學研究院.預應力筋用錨具、夾具和連接器（GB/T 14370-2007）[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2] 劉小年，楊月英.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007.

（責任編輯：秦遜玉）