Tại sao thiết kế ren của neo tấn công bằng thép carbon rất quan trọng đối với hiệu ứng sửa chữa?

Trong xây dựng hiện đại và kỹ thuật cơ khí, độ tin cậy và độ bền của hệ thống neo có liên quan trực tiếp đến tuổi thọ an toàn và dịch vụ của cấu trúc. Là một sản phẩm quan trọng trong lĩnh vực neo, Neo tấn công bằng thép carbon được ưa chuộng vì sức mạnh cao và khả năng ứng dụng rộng. Tuy nhiên, cốt lõi của hiệu suất của nó không chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của vật liệu thép carbon, mà còn vào một cấu trúc chủ đề thiết kế có vẻ cơ bản nhưng quan trọng.
1. Nguyên tắc cơ học của thiết kế luồng: Từ ma sát vi mô đến cố định vĩ mô
Chủ đề của neo không phải là một "mẫu chống trượt" đơn giản, mà là một cấu trúc cơ học được tính toán chính xác. Chức năng cốt lõi của nó có thể được phân tách thành ba điểm sau:
Tối ưu hóa phân phối căng thẳng
Khi neo được điều khiển vào chất nền (như bê tông), rãnh xoắn ốc của sợi mở rộng khu vực tiếp xúc thông qua "hiệu ứng nêm". Dữ liệu thử nghiệm cho thấy thiết kế ren của neo thép carbon tiêu chuẩn có thể làm giảm lực trên mỗi đơn vị diện tích xuống 30%-50%, do đó tránh được chất nền do vỡ do nồng độ ứng suất cục bộ.
Điều khiển động của ma sát
Góc xoắn (thường là 55 ° -65 °) và cao độ (6-10 sợi mỗi inch) của sợi ảnh trực tiếp ảnh hưởng đến cường độ cắn giữa bu lông neo và vật liệu cơ sở. Các sợi sâu hơn (độ sâu khoảng 0,5-1,2mm) có thể tạo thành một khóa liên động cơ học trong vật liệu cơ sở và điện trở kéo ra của nó có thể gấp hơn 3 lần so với các bu lông neo mịn.
Sự ổn định trong môi trường rung động
Dưới tải trọng động (như động đất và rung động thiết bị), "hiệu ứng tự khóa" của sợi chỉ có thể hấp thụ năng lượng thông qua biến dạng. Lấy thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM E488 làm ví dụ, sự dịch chuyển của bu lông neo bằng thép carbon với các sợi được tối ưu hóa trong thử nghiệm rung động theo chu kỳ chỉ là 1/5 so với bu lông neo mịn.
2. Hiệu quả hiệp đồng của vật liệu và cấu trúc: Tại sao thép carbon yêu cầu các tham số chủ đề cụ thể?
Độ bền cao của thép carbon (cường độ kéo ≥ 700MPa) cung cấp khả năng chịu lực cơ bản cho bu lông neo, nhưng nếu thiết kế chỉ không phù hợp, nó sẽ dẫn đến hai rủi ro:
Nguy cơ gãy giòn: Các sợi quá sâu sẽ làm suy yếu mặt cắt ngang của thanh neo, và nó có thể bị phá vỡ trong quá trình lắp đặt tác động.
Mở rộng diện tích nhạy cảm ăn mòn: Hình dạng sợi không hợp lý dễ dàng hình thành khu vực lưu giữ chất lỏng, tăng tốc quá trình rỉ sét.
Do đó, chủ đề của neo tấn công bằng thép carbon cần đáp ứng các yêu cầu đặc biệt sau:
Độ sâu chủ đề tiến bộ: Rễ sâu hơn (khoảng 1mm) và đỉnh nông hơn (khoảng 0,6mm), làm giảm nồng độ ứng suất trong khi duy trì lực cắn.
Edge rented Edge: Fillet có bán kính 0,1mm có thể làm giảm xác suất bắt đầu vết nứt và kéo dài tuổi thọ mỏi.
Quá trình mạ kẽm bề mặt: Độ dày lớp phủ (thường là 5-8μm) khớp với rãnh sợi đảm bảo rằng hiệu suất chống ăn mòn không bị hỏng bởi cấu trúc luồng.
Iii. Xác minh chính trong ứng dụng thực tế: Từ phòng thí nghiệm đến công trường xây dựng
Trường hợp 1: Phân tích thất bại về neo của bức tường rèm của tòa nhà cao tầng
Một dự án đã sử dụng các bu lông neo bằng thép carbon với các sợi không được tối ưu hóa, được nới lỏng tập thể dưới tải trọng gió. Sau khi thử nghiệm, người ta thấy rằng 80% các bu lông neo thất bại có tích lũy bột bê tông ở dưới cùng của sợi chỉ, chứng minh rằng bề mặt cắn không tiếp xúc hoàn toàn. Sau khi chuyển sang thiết kế với một sân dày hơn (8 luồng mỗi inch) và góc chỉ 60 °, hệ thống neo đã vượt qua thử nghiệm đường hầm gió 150 km/h.
Trường hợp 2: Kiểm tra rung động cơ sở thiết bị công nghiệp
Trong việc sửa chữa cơ sở máy nén trong một nhà máy hóa dầu, hai thiết kế ren đã được so sánh:
Loại A (sợi hình tam giác truyền thống): 23% bu lông neo được nới lỏng sau 6 tháng sử dụng.
Loại B (sợi hình thang ở gốc của cung): Không thất bại trong cùng một chu kỳ và tốc độ truyền rung đã giảm 42%.
Iv. Tiêu chuẩn ngành và xu hướng tương lai
Theo tiêu chuẩn ISO 898-1 và ACI 355.2, các luồng của bu lông neo thép carbon chất lượng cao phải vượt qua các thử nghiệm nghiêm ngặt sau:
Kiểm tra mô-men xoắn: Mô-men xoắn cài đặt phải đạt 50-80n · m (đặc tả M12) và luồng không bị trượt.
Kiểm tra tuổi thọ mỏi: 5000 chu kỳ tải ở mức độ giới hạn ± 15%, chuyển vị ≤0,1mm.
Trong tương lai, với sự phát triển của công nghệ xây dựng thông minh, thiết kế luồng sẽ kết hợp thêm mô phỏng kỹ thuật số (như phân tích phần tử hữu hạn) và công nghệ in 3D để đạt được "các luồng tùy chỉnh" với khả năng thích ứng mạnh hơn với chất nền, chẳng hạn như::
"Chủ đề dẫn đầu kép" cho bê tông xốp
"Tối ưu hóa góc xoắn chống đầu" cho môi trường nhiệt độ thấp
Sự tinh tế của thiết kế ren nằm ở việc chuyển đổi tiềm năng vật liệu của thép carbon thành lực neo đáng tin cậy trong kỹ thuật thực tế. Từ các nguyên tắc cơ học đến chi tiết xử lý, mỗi luồng là một cam kết im lặng đối với từ "an toàn". Chọn một cấu trúc chủ đề được xác minh khoa học không chỉ là một tối ưu hóa kỹ thuật, mà còn là trách nhiệm đối với chất lượng kỹ thuật. Trong lĩnh vực neo, chiến thắng của các chi tiết thường xác định thành công hay thất bại cuối cùng.