用于混凝土锚固设计的非线性弹簧模型
慧鱼作为锚固行业的佼佼者，在最新发布的白皮书中提出了一种创新的设计方法：非线性弹簧模型，考虑锚板的几何形状和锚栓布局以及锚板和单个锚栓的现有刚度来实际计算锚栓群的实际受力。
非线性弹簧模型参照了目前基于基于混凝土能力方法(CC方法)的行业标准和指导方针，并考虑了混凝土用受拉荷载的锚栓设计方法局限性。当涉及到锚板的几何结构时，这些概念应用的局限性尤为显著，例如，欧洲的EN1992-4标准和与其等效的美国的ACI318标准，只涵盖最多9颗锚栓的最大3x3配置矩形组。这些标准还要求锚板刚度足够大。这是采用线性应变分布法确定锚栓群内力分布的前提条件，线性应变分布法还考虑了杠杆效应。然而，目前的行业标准和指导方针中并没有判定刚性板的明确规定。
无论是桥梁建筑，大型厂房或办公楼的结构，亦或是足球场馆，混凝土用锚栓，为全球所有类型的建筑提供了安全和稳固稳定的结构支撑。这就是为什么像非线性弹簧模型这样的实用方法来真实地验证足够的刚性底板是非常重要的。
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在施工中，实际要求和合适的锚固解决方案往往偏离当前指导方针所涵盖的设计。非线性弹簧模型是一个潜在的解决方案，它可以考虑锚固件整体的非线性特性。这种新的计算方法允许考虑外力作用导致的锚板的变形和应力，并且可考虑一组各个锚栓之间的力的分配和传递。因此，不再需要检查锚板是否具有足够的刚度，因为该模型自动考虑了现有锚板和锚栓的刚度来确定锚栓的受力。
在这个例子中，锚板和连接型材的受力被转换为限元模型，模拟紧固件的弹簧接触，所有的结果都可以进行有限元计算。
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除了力的传递之外，基于性能（基于位移）的理念，计算中也考虑了锚栓在力的作用下的位移和变形。该方法的设计规则考虑了更多实际的锚栓的布置、锚板的厚度以及荷载。因此，与仅基于承载能力的计算方式相比，弹簧模型能够更好地评估整个锚固系统。
设计的理念是基于这样的假设：在群锚中，锚栓抵抗拉力，而压力直接由锚板传递到混凝土中。为达到锚固设计目的，将弹簧模型方法与有限元方法相结合。将锚板和连接型材分为有限元单元。只用拉力弹簧可以用来模拟锚固点和底板与混凝土之间的接触，应用有限元法进行计算，将投影面积应用于单个锚固点，同时考虑单个锚固点的阻力。
将投影面积系统应用于具有非线性弹簧模型的群锚的单个锚固点中。为了达到这个目的，一般不需要CC法的既定校正因子。
在非线性弹簧模型中，单个锚的荷载——位移曲线是理想化的。螺杆特性曲线受最大荷载和最大位移的限制。
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同时，该模型还考虑了构件转角和相邻紧固件的影响。采用位移控制非线性分析方法，对群锚之间力的分布与锚板位移进行精确模拟。由此得出了以荷载——位移曲线形式计算群锚受力的实际计算结果。非线性弹簧模型理论，是根据将于2021年出版的BoglárkaBokor在斯图加特大学发表过的一篇论文中的论点进行开发和验证的，他是慧鱼高级技术和国际化标准方面的专家。
BoglárkaBokor在斯图加特大学的论文中，通过混凝土中群锚的大量拉拔试验验证了非线性弹簧模型。
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图中对偏心荷载作用下的4组锚栓进行了建模。
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根据非线性弹簧建模方法和CC方法，研究了偏心设计情况下板材厚度对特性阻力的影响。
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混凝土用锚栓现实设计的弹簧模型白皮书，为设计师和结构工程师提供了这个新的计算方法中详细的细节参数。其中涵盖的模型和实例，是对创新设计方法潜在应用的说明。它检查了线性和非线性弹簧模型以及CC方法之间的差异，并考虑了混凝土用受拉荷载的锚栓设计方法的可能性和局限性。
可以从慧鱼官方网站下载网址：https://www.fischer.de/de-de/service/federmodell。
慧鱼在最新白皮书中提出的非线性弹簧模型提供了更高的精度、安全性、灵活性和效率，同时大大消除了目前混凝土紧固件设计标准的限制。
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德国慧鱼集团总部坐落于德国南部黑森林的图木岭，2019年营业额达到8.87亿欧元，全球范围内拥有5200名员工。慧鱼集团在全球37个国家拥有49个全资子公司，产品出口至100多个国家。慧鱼集团旗下拥有五大业务部门：慧鱼建筑锚固系统、慧鱼汽车储物系统、慧鱼创意组合模型、慧鱼咨询业务及LNT自动化。
慧鱼建筑锚固系统是全球锚固产品领域的市场领导者之一。慧鱼提供的各类锚固解决方案能满足包括设计师、建筑师等不同客户对技术的完美要求。
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