如何使用锚栓计算器
锚栓计算器为混凝土中的锚栓设计提供结构与机械方面的估算。请输入螺栓直径、埋深、混凝土强度、边距及作用设计荷载，计算器会即时评估控制性失效模式与利用率。
- 输入锚栓几何参数与钢材等级 — 选择螺栓直径、钢材等级（如 8.8、5.8、A4-70）以及有效埋深 $h_{ef}$。
- 指定混凝土性能与边界条件 — 选择混凝土强度等级（如 C20/25 至 C50/60）、混凝土是否开裂，并定义边距与间距。
- 施加设计荷载并检查组合作用 — 输入作用拉力荷载 $N_{Ed}$ 与剪力荷载 $V_{Ed}$，以评估各自的利用率与拉剪组合作用比。
公式与原理 — 锚栓计算器
锚栓计算器依据 DIN EN 1992-4 / ETAG 001 与 ACI 318 中成熟的设计条款计算承载力：
1. 钢材抗拉承载力 ($N_{Rd,s}$)
$$N_{Rd,s} = \frac{A_s \cdot f_{uk}}{\gamma_{Ms}}$$
其中 $A_s$ 为抗拉应力面积，$f_{uk}$ 为钢材的名义抗拉强度，$\gamma_{Ms}$ 为钢材破坏的分项安全系数。
2. 混凝土锥体破坏承载力 ($N_{Rd,c}$)
$$N_{Rk,c}^0 = k_{cr} \cdot \sqrt{f_{ck}} \cdot h_{ef}^{1.5}$$
$$N_{Rd,c} = \frac{N_{Rk,c}^0 \cdot \psi_{s,N} \cdot \psi_{re,N} \cdot \psi_{ec,N}}{\gamma_{Mc}}$$
其中 $k_{cr}$ 在开裂混凝土中取 $7.7$，未开裂混凝土中取 $11.0$；$f_{ck}$ 为混凝土圆柱体特征抗压强度；$h_{ef}$ 为有效埋深。
3. 拉剪组合作用
$$\left( \frac{N_{Ed}}{N_{Rd}} \right)^{1.5} + \left( \frac{V_{Ed}}{V_{Rd}} \right)^{1.5} \leq 1.0 \quad \text{或} \quad \left( \frac{N_{Ed}}{N_{Rd}} \right) + \left( \frac{V_{Ed}}{V_{Rd}} \right) \leq 1.2$$
锚栓计算器的适用场景
- 钢结构底板锚固 — 验算柱底板、门式刚架及结构支座的锚栓承载力。
- 重型机械与设备锚固 — 检验在动态或静态工作荷载下的抗拔与抗剪承载力。
- 幕墙与栏杆连接 — 通过边距检查确保锚固安全，防止混凝土边缘崩裂。
- 加固与结构改造 — 针对新增结构荷载，快速验算既有锚栓的埋深与承载能力。