支承式螺母锚具锚固性能的试验研究

马永存　秦雪花　李龙　张新志　张田

摘要：为准确确定支承式螺母锚具的螺纹，文章结合支承式螺母锚具的工作原理、使用效果及受力情况，以理论分析为依据，选取了不同公称直径、不同螺距的螺母锚具进行了锚固性能试验及不同旋合长度的破断试验，最终提出了提高其锚固性能的相应措施。

关键词：支承式螺母锚具；螺距；锚固性能；旋合长度；破断试验 文献标识码：A

中图分类号：TU752 文章编号：1009-2374（2015）33-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.036

在施加预应力时，需选用合适的锚具或夹具来固定预应力筋，因此锚具或夹具是保证预应力结构安全可靠的关键因素之一，它们必须满足受力安全可靠、预应力损失小、张拉锚固方便迅速等要求。锚具或夹具应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，以保证充分发挥预应力筋的强度，并安全地实现预应力张拉作业，锚具的静载锚固性能试验是检测锚具或夹具质量重要的试验，它能综合反映出锚具的硬度、锚固能力等方面的性能。

1 理论分析

预应力筋通常采用锚具或夹具进行锚固，其作用是将受力的预应力筋进行锚固。本文主要讨论预应力钢棒用支承式螺母锚具。支承式螺母锚具是采用螺纹连接的形式对预应力钢棒进行锚固，由预应力钢棒两端的螺纹与支承式螺母锚具上的螺纹配合实现锚固，而预应力钢棒在使用时主要受轴向拉应力。众所周知，在加工螺纹时，螺纹处会存在变径现象，从而造成预应力筋提前断裂的问题。那么如何选择螺纹使之符合锚固性能的要求呢？我们不妨从螺纹失效形式进行考虑，螺纹失效有连接件螺纹断裂和锚固件螺纹滑丝两种，从这两种失效形式中可以看出：影响螺纹锚固效率的因素主要有螺纹螺距和有效螺纹旋合长度。为了使预应力筋充分发挥其性能，我们应将预应力筋螺母锚固的失效形式控制为连接件螺纹断裂，那么是不是螺纹变径越小，旋合长度越长锚固性能越好呢？我们来看下面的试验。

2 试验

本文试验选取两种直径的螺纹进行锚固性能试验，三种旋合长度螺纹进行破断试验。

2.1 试验一：锚固性能试验

试验条件：螺距（P）不同，其他性能均相同

第一，选取螺纹：M14×1、M14×1.5和M14×2，其结果见表1：

第二，选取螺纹：M17×1、M17×1.5和M17×2，其结果见表2。

2.2 试验二：破断试验

试验条件：旋合长度不同，其他均相同。

选取旋合长度：10mm、15mm、20mm、25mm和30mm，其结果见表3。

3 结果与讨论

从表1和表2的试验数据中，我们可以看到：M14×1与M17×1的螺纹在试验过程中虽然锚固效率和极限总应变较高，但安全系数不高，锚固螺母容易脱扣；M14×1.5mm与M17×1.5mm的螺纹不仅可达到锚固效率要求，并且可保证较高的安全系数；M14×2mm与M17×2mm的螺纹锚固效率与极限总应变均达不到要求。

从表3的试验数据中，我们可以看到：旋合长度大于等于15mm即可实现连接件螺纹断裂。

4 结语

在进行支承式螺母锚具设计时，为了满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370-2007）中规定的锚固性能要求，应优先考虑数值较大的细牙螺距，为了减小加工难度及设计成本，旋合长度不宜过长一般为10倍螺距（10P），再加上行业要求的安全系数即可。

参考文献

[1] 中国建筑科学研究院.预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T 14370-2007）[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2] 刘小年，杨月英.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2007.

（责任编辑：秦逊玉）