建筑幕墙槽式预埋件在混凝土中静力抗拉、抗剪性能检测方法

钟传国

（广州市建筑材料工业研究所有限公司）

1 前言

槽式预埋件为近些年来广东地区幕墙施工中大量采用的一种埋件形式，如广州中环广场、深圳平安金融中心、中国移动深圳信息大厦等项目。但玻璃幕墙脱落造成的安全事故近年来频频发生，幕墙预埋件作为承受幕墙荷载的主要受力构件，其承载力水平显得尤为重要。而且预埋件本身的质量问题、在施工时垂直度与轴线出现偏差，或者埋设不牢固导致偏移等[4]，现在预埋件的检测都越来越重视。

关于预埋件的抗拉抗剪实验，国内有周哲秦梦宇[1-2]等做的平板式预埋件的抗剪和抗拉实验，现在工程实际应用中使用的槽式预埋件要求检测的案例比较多，笔者根据多年来对槽式预埋件的抗拉、抗剪检测的经验，对槽式预埋件静力抗拉、抗剪性能检测提出具体检测仪器、检测方法，对实际检测中的一些问题进行探讨。

2 最大检测荷载的确定

槽式预埋件通常有外立面和楼面两种埋置形式，受力为主要由风荷载和重力荷载产生的抗拉和抗剪力。可根据幕墙设计计算书中设计的要求确定检测荷载，或采用以下方式[5]。

当委托方能够提供设计值时，可按式⑴确定最大检测荷载：

式中，

FMAX——最大检测荷载(k N)；

γR——锚固承载力分项系数，可取2.0～3.0；

γn——锚固重要性系数，对于锚固安全等级为一、二级的锚固，分别取1.1 或1.0；

RRd——承载力设计值（k N）。

当委托方不能提供设计值时，可按下面方法确定最大检测荷载，但其计算值应得到委托方、监理及设计等有关单位的确认。

最大检测荷载按式⑵确定：

式中，

S——单位面积效应组合的设计值；

B——幕墙分格宽度；

H——幕墙分格立柱长度。

3 试验装置

槽式预埋件是由槽钢和锚筋两部分组成，锚筋通过焊接或铆接的形式同槽钢连接。

工程中常用的预埋件检测设计参数见表1，委托检验力通常为设计值的1～5 倍。槽孔的T 型锚栓规格多为M16，使用两个T 型锚栓与预埋件连接。

为适用于不同设计间距的预埋件的检测，实际工程中可按图1 所示抗拉检测装置，图2 为抗剪检测装置。图1 中的抗拉锚固件使用双U 型卡槽与T 型锚栓连接，U 型卡槽可调节间距，能适用于锚栓间距为120～180mm的槽式预埋件检测。图2 中的抗剪锚固件由于各个厂家所制造槽式预埋件规格不一样，实际使用的预埋件连接锚栓位置不同，可根据常用的槽式预埋件参数设计抗剪连接件，也有采用幕墙实际锚固件的方式。两套试验装置亦可同时使用进行抗拉和抗剪检测。

图1 抗拉实验装置

图2 抗剪实验装置

4 试验方法

加载方式及测试内容，本试验采用油压千斤顶同步加载方式测试，参照广东省标准《混凝土后锚固件抗剪和抗剪性能检测技术规程》(D BJ/T 15-35-2004)有关规定进行。

检测加、卸载分级及预埋件变位测量：

⑴荷载分级。

加载分别以最大检测荷载Nmax的20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%进行分级，以Nmax的10%作为位移的初始值，加载至100% Nmax后，分别以80%、60%、40%、20%分级卸荷至N=0.00k N，测读残余变形，至此该检测终止。

⑵位移测读。

单个预埋件抗拔检测时预埋件变位测量，在预埋件面的中间位置垂直安装2 个百分表，测量预埋件在各级抗拔荷载作用下预埋件的外拔位移。

每级荷载施加后按第1、2、3min 测读埋件锚板中心位移变形量；当位移变化速率连续两次小于0.05mm/min 后，施加下一级荷载；卸荷时，每级卸荷后持续1 分钟测读位移值，然后卸下一级荷载。

此实验加载方法为一般应遵循过程，笔者认为在有经验的前提下可适当加减分级及持荷时间，在部分工程中，亦有客户要求加载至Nmax的50%后卸载至N=0.00k N后，作为位移的初始值，然后分别以最大检测荷载的25%、50%、75%、100%进行分级加载。

5 终止加载条件

⑴达到对预埋件的最大检测荷载值；

⑵若同时满足以下条件，评定预埋件的抗拔力达到设计要求：

①预埋件锚板中心最大位移变形量小于锚板最大边长的L／X，参见文章[5]；

②在各级检测荷载作用下，千斤顶油压能够保持相对稳定，埋件锚板无松脱、槽沟无出现较明显的变形，预埋件周边混凝土不出现新的裂缝。

6 常见位移荷载曲线及破坏模式

图3、图4 分别为槽式预埋件比较常见的抗拉、抗剪位移荷载曲线，由于实际试验时基本是楼房需使用的预埋件，最大力都没达到极限破坏，曲线基本表现为位移与荷载的线性关系。抗拉和抗剪实验最大的区别是初始阶段，抗剪在初始阶段由于T 型锚栓螺母拧紧存在摩擦力，在荷载达到摩擦力临界值时，会突然产生一个位移，直至T 型锚栓边缘与锚固件顶紧，通常在检测安装时应避免这个相对位移的存在，可采取预加压力的方式，以得到真实的预埋件受力变形。

图3 抗拉位移荷载曲线

图4 抗剪位移荷载曲线

通常当委托检验力较大时，预埋件会出现比较明显的变形或破坏，基本表现为延性破坏。

槽式预埋件抗拉、抗剪实验常见的破坏有[3]：

⑴钢材破坏，槽钢槽口卷边破坏，槽钢拉弯；

⑵混凝土破坏，混凝土边缘破坏，混凝土侧面椎体破坏。

7 结论

在预埋件的检测中，应注意以下问题：

⑴检测装置应能模拟槽式预埋件实际工作状态，便于观察预埋件破坏过程及形态；

⑵在满足实验要求的前提下适当调节加载程序及时间；

⑶应做好安全防护措施，避免仪器的跌落；

以上实际检测的一些经验希望能给广大工程检测者提供参考。●