Главная / Про Бетон / Как рассчитать анкерный болт для бетона

Как рассчитать анкерный болт для бетона

Сейчас с анкерными болтами знакомы не только профессиональные строители. Простая конструкция и легкая установка сделали эти крепежи востребованными у всех, кто делает ремонт, строит дом, устанавливает освещение и т.д. Но перед тем как его покупать, нужно знать, как это правильно делать и произвести расчет анкерных болтов.

Анкеры отличаются по конструкции, существует несколько разновидностей (клиновые, раздвижные, распорные, забивные и химические). Каждый тип имеет свои технические характеристики, которые важно учитывать при расчетах.

Расчет анкера на вырыв

Если основание сделано из ячеистого бетона, то максимальная нагрузка не должна превышать 230 кг. Этого вполне достаточно, чтобы закрепить на стене достаточно тяжелый объект. Для высотного монтажа лучше использовать химические анкеры, их предельная нагрузка – 700 кг.

Несущая способность анкерных крепежей. Ее величина зависит от нескольких показателей, но самый главный – материал самого крепежного изделия. Правильный расчет несущей способности позволяет выбрать анкер, который сможет выдержать предмет без собственного разрушения и нарушения целостности основания.

Лучшие показатели у анкеров, изготовленных из нержавеющей и антикоррозионной стали, меньшей прочностью обладают крепежные изделия из цветных материалов и латуни. Производители указывают несущую способность на упаковке изделия.

Специалисты производят расчеты анкерных болтов в соответствии с Европейскими Техническими Свидетельствами и Европейской Технической Директивой. Обязательно должны быть рассчитаны способности крепежей на сопротивление под нагрузкой на растяжение (вырыв) и сдвиг (срез). Это позволяет подобрать анкер с коэффициентов запаса прочности.

Для правильного расчета нужно учитывать несколько видов нагрузок:

Динамические, их показатели меняются в зависимости от времени, направления, точки приложения. Этот вид нагрузок может быть ударным, импульсивным и гармоническим.
Статические нагрузки – это влияние собственного веса соединения, ветра, снега и т.д.

Перед тем как начинать работу с анкерными болтами, нужно правильно рассчитать предел прочности основания и крепежного изделия. Максимальная нагрузка зависит от размера анкера и прочности основания.

А в этой статье говорится про клиновые анкера.

Анкеры можно купить в любом магазине, продающем крепежные изделия. Стоимость зависит от нескольких факторов, прежде всего, от материала изготовления и технических характеристик. Например, анкеры для использования в агрессивной среде, имеют цинковое термодиффузионное покрытие и проходят термообработку. Это сказывается не только на характеристиках крепежа, но и его цене.

Стоимость одного анкера зависит от его вида, материала и назначения. Например, фундаментный анкер диаметром М12 с длиной 150 стоит 25 рублей, а крепеж М16 с длиной 150 – 45 рублей за 1 штуку, М30 с диаметром 250 – 240 рублей, М48 с диаметром 1400 – 1810 рублей.

источник

12. Вычисляется минимальная глубина заделки
$$_<0>=H_<1>_<2>$$

$$Q\leq f\frac$$
При отрицательное N_minпроверка в плоскости действия моменте не производится, а сдвигающее усилие должно восприниматься упорами.
7. Вычисляется минимальная глубина заделки (см. расчёт болтов сплошных колонн).

Результаты расчёта анкерных болтов для крепления оборудования (расчёт анкерных болтов сплошной колонны выполнен согласно примерам и рекомендациям [1] и [2])

Ниже ошипки/неточност/очепятки, допущенные авторами СП (это моё личное мнение)

1. При расчёте сплошных колонн у нас не редко возникают отрывающие усилия, то есть сила N с минусом. Алгоритм расчёта анкерных болтов для баз сплошных колонн, предложенный СП, в этом случае работает не совсем корректно. При отрывающих усилиях не будет сжатой зоны, соответственно все вычисления в этом направлении по предложенным формулам не получиться. Допущение, что при отрывающих усилиях работают все болты введено автором программы.
2. Как при отрыве рассматривать по предложенным формулам возможность восприятия сдвигающих усилий болтами? В формулах фигурирует коэффициент трения по бетону, который, при отрыве учитывать, бессмысленно. Поэтому работа болтов на двигающие усилие при отрыве не учитывается в программе.
3. Алгоритм расчёта анкерных болтов распространяется на случай, когда болты с одной стороны сжаты, а с другой растянуты и в расчёте участвуют лишь растянутые и, как правило, это половина от общего числа. Но какое количество болтом можно/должно учитывать при отрыве, когда растянуты все болты? Допущение, что при отрывающих усилиях работают все болты введено автором программы.
4. При отрицательной расчётной нагрузкой на болт (когда болты ставятся конструктивно) величина обязательной предварительной затяжки будет также отрицательна. То, что болт закручивать необходимо и, скорее всего, в данном случае следует использовать табличные данные авторы СП не упомянули. В этом случае программа ссылается на таблицу 14 [2] со значениями максимально допустимого момента затяжки.
5. Нет даже намёка на расчёт болтов при условии действия момента в двух плоскостях. Вполне возможно, что расчёт производиться по аналогичному алгоритму, однако додумывать недосказанное будет не правильно. Правильно будет найти информацию в технической литературе. На данный момент такая информация не была обнаружена.
6. Расчёт минимальной глубины заделки. При классе бетона В12.5 и марки стали ВСт3кп2 используются табличные значения из таблице Г.1. При отличных классе или марки стали вычисляются коэффициенты отношения между расчётными и принятыми в таблице. Затем табличные значения минимальной глубины заделки умножают на полученные коэффициенты соответствия. Проблема в том, что марка стали, принятая в таблице, ВСт3кп2 исчезла из таблиц СП 16.13330.2011. Так как эта марка стали ранее стояла в одном ряду с марками Ст3пс4, Ст3пс2, Ст3сп4, Ст3сп2, то расчётное сопротивление решено было принять соответствующим этим марка стали 185 МПа. К сведению, в пособии к СНиП «Сооружение промышленных предприятий» расчётное сопротивление стали ВСт3кп2 145 МПа.
Любой, обладающей информацией по перечисленным в пунктах проблемам, рискует сделать программу лучше.

Таблица сравнения результатов расчётов

источник

Анкерный болт, клиновой анкер, рамный анкер — это эффективные крепёжные изделия, которые должны прочно закрепляться в несущем основании и удерживать прикрепляемую конструкцию.

Для быстрого перехода на крепеж анкерной техники указываем доп.ссылки здесь:
клиновой анкер, анкерный болт, с гайкой и крюком, рамный анкер

Вот только несколько примеров применения анкеров:

установка металлической обрешётки или других конструкций к бетонной кирпичной поверхности
монтаж различных элементов к стене, которая представляет из себя сэндвич из нескольких по своей структуре и плотности оснований
надежное крепление конструкций, на которые подразумевается воздействие как на скручивание, так и на вырывание

Подбирая тип и размер анкера, надо учитывать следующие факторы: характеристики несущей поверхности и ожидаемые нагрузки

В первом случае возможны такие разрушения, когда анкер выдергивается вместе с куском стены из-за её хрупкости. Следовательно, при монтаже надо подбирать достаточно длинный анкерный болт, который нанизывает на себя длину хрупкого материала и прочно зафиксируется в плотном (бетон, кирпич).

Например, нередко, вбив клиновой анкер на треть его длины в твердую рабочую поверхность, две третьи способны держать нагрузку от прикрепляемой конструкции (из газобетона, древесины). В то же время анкерный болт не имеет свободной длины и применяется для фиксирования, например, металлических листов до 5 мм, которые уже сами по себе создают большую нагрузку из-за удельного веса материала.

Ниже приведена таблица для расчета клинового анкера, где учитывается толщина прикрепляемого элемента и необходимая глубина анкеровки, при которой крепёж будет выдерживать соответствующую вырывающую силу.

источник

Анкера для бетона предназначены для крепления различных конструкций, деталей, оборудования к несущему основанию. Металлическое изделие представляет собой стержень с уширителями, втулками, гильзами или другими приспособлениями для надежного сцепления с материалом. Анкера изготавливают из оцинкованной или нержавеющей стали прочных марок, латуни, алюминия, покрывают антикоррозионными составами.

Бетон — пористый материал с неоднородной структурой. В месте крепления создаются усилия — на вырыв, сжатие, сдвиг, срез, изгиб, скручивание, которые анкер воспринимает совместно с несущей конструкцией.

При этом используются три принципа работы:

При взаимодействии поверхности болта и материала основания возникают силы трения. Распор создают металлические цанги, дюбели.
На глубине анкеровки материал сопротивляется смятию или излому. Этому способствуют цанговые втулки на крепеже, расширения, изогнутая форма стержня.

Действующие нагрузки компенсируются касательными напряжениями в месте контакта монолита и металлического стержня при склеивании или замоноличивании. По этому принципу работают клеевые анкера, гладкие закладные детали.

При неправильном подборе крепежа возможны разрушения по материалу конструкции, телу анкера или его вырыв, изгиб, плавление, выгорание, коррозия. Последствия этого могут быть катастрофическими — обрушения кровель, фасадов, стен или ограждений.

Неправильное проектирование, крепление и эксплуатация анкеров в мостах, плотинах или эстакадах приводит к чрезвычайным ситуациям. Но даже неожиданное падение полки для книг, карниза или телевизора — не самое приятное событие, чреватое травмами и материальными убытками.

Чтобы этого не случилось, анкеры рассчитывают на нагрузки. Для проектирования крепежа используют Пособие к СНиП 2.09.03, которое содержит классификацию, алгоритм расчета, рекомендации по образованию и разметке скважин, установке болтов.

Анкеры выполняют несущую или конструктивную функцию. В первом случае это нагруженное крепление, где с основанием соединяют:

балки;
плиты перекрытия, балконные консоли;
фермы, колонны;
лифты, лестничные марши и площадки;
стеновые или отделочные панели;
коммуникации, инженерное оборудование;
оконные или дверные коробки;
навесы, козырьки;
пристройки;
потолочные светильники, вытяжки;
подвесные потолки.

Метизы применяют для укладки лаг на бетонные полы или плиты с пустотами. Установка анкерных болтов используется при креплении на стену навесной мебели, электрооборудования.

Конструктивный крепеж применяют для предотвращения смещения частей узла, устойчивость которых обеспечивается собственным весом, а также их рихтовке при строительстве.

Без анкеров не возводится ни одно здание. Их монтируют до заливки бетона или после — в подготовленное отверстие или готовый колодец.

Анкерное крепление выполняют различными видами стальных изделий, где используются одна или одновременно несколько действующих сил — трение, упор и межмолекулярная связь при склеивании.

Классифицируют анкеры по признакам:

назначение — фундаментные, потолочные, рамные, универсальные;
форма — прямые или изогнутые;
конструкция — цельные или сборные;
поверхность — гладкая или с резьбой;
площадь контакта — для плотного или пористого материала;
способ монтажа — забивание, вкручивание, вклеивание, сквозное крепление.

Для решения ответственных задач применяют распорные анкера для бетона с гайками, где работает сила трения. Они представляют собой шпильку с резьбой, коническим наконечником и втулкой. При вкручивании она расклинивается и прочно удерживает болт в теле бетона.

Достоинства этих клиновых крепежей:

простота установки анкеров в бетон;
возможность сквозного монтажа;
высокая несущая способность.

Клиновые метизы применяют только для плотных бетонов. Их нужно достаточно глубоко погружать, нельзя использовать повторно.

Если вместо гайки на конце стержня установлен кронштейн, на такое крепление можно подвесить оборудование.

Разновидности клинового анкера — втулочный или гильзовый метизы. Выпускаются в виде болта со специальной расклинивающей гайкой на конце или шпильки с коническим уширением. Для равномерного распределения внутреннего напряжения их усиливают двойным распором.

Эти метизы используют в бетонах высокой и средней плотности. Достаточная площадь контакта при малом диаметре стержня позволяет выдерживать значительные нагрузки.

Для плотных бетонов применяют короткие забивные анкеры с метрической резьбой и внутренним конусом. Он расклинивает основание при вкручивании болта или шпильки.

Крепление просто изготавливается, не выступает на поверхность. Такой вариант используют для монтажа потолочных воздуховодов, коробов и другого инженерного оборудования.

В просверленное отверстие забивают метиз, расклинивают кернером-бородком и закручивают стержень с резьбой любой длины.

К забивным относятся потолочный анкер или дюбель-гвоздь, которые крепят на основание через деталь. Это удобное соединение для потолков Армстронг, подвесов, реек, монтажных закладных. Поскольку болты несъемные, их часто применяют как противовандальный и противопожарный крепеж.

Предназначены для раскрепления оконных или дверных коробок. Гильза разрезана по всей длине, а небольшая расклинивающая гайка при затягивании поджимает конструкцию к проему до нужного положения.

В верхней части гильзы для защиты от проворачивания и смещения вокруг оси расположены упоры.

Прочное соединение создает резьба по всей длине метиза. При вкручивании в бетоне возникает высокое сопротивление на сдвиг или вырыв изделия. Благодаря этому несущая способность крепления очень велика.

Саморезы принимают до 100 кг нагрузки, просты в монтаже и надежны в эксплуатации.

К ним относится болт Молли, называемый в обиходе «бабочкой». Предназначен для монтажа светильников, полок, карнизов, картин в пустотелые бетонные конструкции с низкой несущей способностью.

Цанга на болте или винте представляет собой раскрывающуюся юбку, при вкручивании стержня она упирается во внутреннюю сторону полости основания.

Специальные шипы с внешней стороны цанги углубляются в бетон, не дают метизу проворачиваться или смещаться при установке. «Бабочка» может продаваться без винта.

Анкер этого типа — полужидкая быстротвердеющая масса, с помощью которой шпильки или болты вклеивают в основание.

Составы обеспечивают прочную связь с бетоном без точечных или локальных напряжений. Нагрузка равномерно распределена по длине соединения.

Анкерные болты по бетону классифицируют по размерам на три группы:

малые — диаметром до 8 и длиной до 55 мм;
средние — до 12х120 мм;
крупные — максимальный размер 24х220 мм.

Маркируют анкер согласно размерам, указывают диаметр резьбы, номер сверла, толщину прикрепляемой детали, глубину монтажного отверстия.

Например, обозначение крепежного изделия М8 10/60-115 расшифровывается:

диаметр резьбы — 8 мм;
диаметр сверла — 10 мм;
длина анкера — 115 мм;
толщина прикрепляемого элемента — 60 мм.

Технические характеристики — минимальная вырывающая сила, допустимый изгибающий и максимальный крутящий момент, вес метизов — указываются в таблице параметров крепежа.

На основании протоколов испытаний составляют специальные таблицы с информацией о рекомендуемой расчетной и максимальной нагрузке на единицу, расстоянии от края и между осями. По этим данным рассчитывают и подбирают крепеж с оптимальными характеристиками.

Заказать анкерные болты по выгодным ценам можно здесь

Анкеры по бетону монтируют до начала заливки монолита или на уже готовое основание. В первом случае шпильку, болт или другую закладную деталь закрепляют проволокой или приваривают к арматурному каркасу, затем заливают раствор.

Чтобы уберечь резьбу от загрязнения, ее закрывают пленкой. К последующим работам приступают после набора бетоном прочности.

Во втором случае технология включает подготовку скважины и установку изделия.

Перед тем, как установить распорный, забивной или разжимной анкерный болт в бетон, подготавливают отверстие:

Размечают положения метизов на основании
Дрелью или перфоратором просверливают скважину на 20 мм длиннее стержня и диаметром, рекомендуемым маркировкой болта.
При помощи пылесоса очищают отверстие от остатков сверления.

Если нужно закрепить какую-либо деталь на основании, сначала просверливают ее, а затем сквозь готовое отверстие проделывают скважину в несущем элементе.

Установку анкерного болта с гайкой применяют для закрепления конструкций небольшой толщины, например, деревянной доски или металлического уголка, к основанию.

Болт забивают в отверстие молотком, закручивают гайку ключом. Рекомендуется использовать накладку из бруска или обрезка доски, чтобы не повредить верхнюю часть метиза с резьбой.

Если болт потребуется удалить, ослабляют гайку и извлекают его из стены.

Для подвешивания бытовой техники или оборудования на вертикальную поверхность применяют анкеры с кронштейном вместо гайки. Его вкручивают до упора, следя, чтобы крюк занял нужное положение.

Жидкие или инъекционные дюбели устанавливают согласно инструкции изготовителя. Их выпускают в капсулах или картриджах.

Монтаж каждого вида имеет свои особенности:

Капсулу помещают в отверстие, затем вкручивают болт или шпильку. Выжидают до полного затвердения состава.
Картридж заряжают в пистолет, заполняют скважину под давлением, монтируют метиз.

Чтобы крепление было надежным, перед тем, как установить анкер, нужно рассчитать нагрузку, подобрать изделие согласно техническим характеристикам и правильно выполнить монтаж.

источник

Обеспечить надежную фиксацию различных предметов и конструкций на бетонных поверхностях способны такие крепежные изделия, как анкера для бетона. Проблема крепления различных предметов к бетону является достаточно актуальной как в сфере капитального строительства, так и в области ремонта, выполняемого силами самих собственников недвижимого имущества.

Анкера по бетону способны обеспечить надежное закрепление любой конструкции

Таких трудностей не возникает, если крепежный элемент необходимо зафиксировать в более мягком материале – дереве или пластике. Если же речь идет о бетоне – материале, отличающемся высокой твердостью и, соответственно, хрупкостью, то необходимо использовать специальные крепежи, к которым, в частности, относятся болты анкерного типа.

Под словом «анкер» подразумевают крепежное изделие, используемое для фиксации различных предметов на конструкциях из полнотелых твердых материалов – бетона, строительного кирпича, природного камня и др. Для установки такого крепежа следует подготовить отверстие с соответствующими размерами, в котором и будет размещаться болт анкерного типа. Высокая удерживающая способность болта, помещенного в такое отверстие, может обеспечиваться за счет:

сил трения (анкерные изделия распорного типа);
склеивающих способностей специального состава (химические анкерные элементы);
специального упорного элемента, взаимодействующего с внутренними стенками отверстия.

У любого анкера есть распорная часть

Наиболее популярным анкером является крепежный элемент, который благодаря особенностям своей конструкции расклинивается внутри отверстия, обеспечивая тем самым высокую надежность создаваемого соединения. Поверхность таких болтов, изготавливаемых из углеродистой стали, покрывается цинковым составом, который исключает риск возникновения и развития коррозии.

Обычно основные размеры анкерного болта указываются в формате, например: М10 12х100. Это обозначение расшифровывается следующим образом: М10 — диаметр резьбы болта, число 12 обозначает диаметр установки в миллиметрах (такого диметра отверстие необходимо просверлить в бетоне перед монтажом), число 100 — это длина анкера в миллиметрах.

Диапазон типоразмеров анкеров, применяемый в быту, как правило, ограничивается данными параметрами: резьба от М6 до М12 при длине от 55 до 160 мм. Разумеется, существует множество других вариантов, но они, скорее, относятся к разряду профессионального или узко специализированного крепежа.

На надежность крепления, полученного при помощи анкерного болта, оказывает влияние целый ряд факторов:

качество материала, в которой устанавливается анкер;
тип и размеры крепежного элемента, которые должны подбираться в соответствии с нагрузками, воспринимаемыми таким изделием;
правильность подготовки места для размещения крепежа и соблюдение технологии его установки;
прочностные характеристики самого анкера.

Последовательность монтажных операций (нажмите для увеличения)

Монтаж болтов анкерного типа может выполняться в различные конструкции, материал изготовления которых должен отличаться достаточно высокой прочностью. Сюда, в частности, относятся:

фундаменты из бетона;
стены и перегородки из бетона и кирпича;
плиты перекрытия, которые обычно изготавливают из бетона.

Схемы установки механических анкеров

Предметами и конструкционными элементами, которые крепятся при помощи таких болтов, обычно являются:

балки из металлопроката различного типа;
элементы подвесных потолочных конструкций;
светильники и люстры;
деревянный брус, применяемый для монтажа напольных и потолочных покрытий;
элементы лестничных конструкций;
несущие конструкции, обладающие большим весом и габаритами.

Расчет нагрузки в зависимости от параметров анкера

Как уже говорилось выше, фиксация болта анкерного типа внутри предварительно подготовленного отверстия может быть обеспечена двумя основными способами:

путем расклинивания распорной втулки внутри отверстия;
за счет специального клеевого состава, связывающего болт и внутренние стенки отверстия (химический анкер).

Существуют требования для отверстий в закрепляемой детали, которые не должны превышать указанные в таблице значения. Большие зазоры допускается заполнять раствором

К самым распространенным видам анкерных болтов относятся крепежные изделия, работающие по механическому принципу.

Одним из таких изделий является забивной анкер, внутри распорной втулки которого есть резьба. Этот анкер, предназначенный для бетона и других плотных и твердых материалов, разжимается в отверстии за счет специального устройства, после чего в него вкручивают сам крепежный элемент.

Разновидности и порядок монтажа забивного анкера

На современном рынке также широко распространены распорные анкеры для бетона и других строительных материалов. В конструкции таких анкерных крепежных элементов, способных выдержать очень значительные нагрузки, имеется специальный клин, который и отвечает за разжимание распорной втулки. Используя такие анкеры, можно обеспечивать надежную фиксацию на поверхности из бетона даже тяжелых предметов – металлических ворот, габаритного оборудования и др. Между тем следует иметь в виду, что надежность крепления, которую обеспечивает такой анкер для работ по бетону, во многом зависит от прочностных характеристик конструкции, в которую он монтируется.

Распорный анкер HILTI HSL-3

Одним из представителей данного семейства крепежа является рамный анкер. Болты такого плана используются для монтажа окон и дверей. Распорная втулка рамных анкеров имеет две зоны расклинивания: у шляпки болта и в теле несущего основания.

В двухраспорных анкерах для бетона, как следует из их названия, предусмотрено одновременно две распорных втулки. За счет этого анкерами данного вида обеспечивается более надежное сцепление, что позволяет использовать их для монтажа предметов, обладающих значительной массой.

Металлические рамные анкера предназначены для сквозного монтажа в кирпиче, камне и бетоне

Анкер клинового типа для бетона, о котором говорилось выше, может иметь два варианта конструктивного исполнения. В первом случае для расклинивания внутренней втулки такого анкера используют молоток и специальный кернер-бородок. После расклинивания втулки такое дополнительное приспособление извлекают из внутренней части анкера и вкручивают в него крепежный болт или шпильку.

При закручивании клинового анкера шпилька вытягивается и расклинивает своим конусовидным хвостовиком распорную юбку

Установка в бетоне клиновых анкеров другого типа выполняется несколько проще. Их основным элементом является резьбовая шпилька, один конец которой является конусообразным. При затягивании гайки, опирающейся на поверхность конструкции, в которую устанавливается такой крепеж, его конусная часть разжимает распорную втулку, обеспечивая ее надежную фиксацию в заранее подготовленном отверстии. В некоторых моделях анкерного крепежа подобного типа на внешней поверхности распорной втулки есть зубцы, обеспечивающие лучшее сцепление данного элемента с внутренними стенками отверстия.

Стержневой анкер для регулируемого пола

Стержневой анкер, который также относится клиновому типу, отличается от обычного увеличенными размерами (длиной болта). Посредством такого анкера выполняется монтаж многослойных систем со значительной толщиной.

Выбор вида анкера делают, ориентируясь не только на его размеры, которые оговаривает ГОСТ, но и на тип крепления, которое необходимо выполнить с его помощью. При этом также важно выполнить расчет нагрузки, которая будет приходиться на анкер для бетона. Выполняя этот расчет, следует иметь в виду, что нагрузка, приходящаяся на крепежный элемент, не должна превышать 25% от той, которую указывает ГОСТ.

Крепежное изделие данного вида – это анкерный шуруп по бетону, фиксация которого в отверстии обеспечивается специальным клеевым составом. Клеевой состав, при помощи которого фиксируются химические анкеры, заливается в заранее выполненное и тщательно очищенное отверстие на две трети его длины. В отверстие с клеем устанавливается анкерный болт соответствующего размера. После полного застывания клеевого состава выполняется крепление требуемого предмета.

Аккумуляторный дозатор позволяет вводить клеевой состав быстро и точно

Химические анкерные элементы применяют в тех случаях, когда крепеж необходимо выполнить на конструкциях из пористых материалов. Заполняя поры и внутренние полости в таких материалах, клеевой состав обеспечивает надежное сцепление анкера с материалом конструкции. При выполнении всех правил монтажа и использовании качественных материалов выдергивание или вырыв анкера из конструкции, не сопровождающийся ее механическим повреждением, практически невозможен. Испытания, проведенные с крепежными изделиями данного типа, можно увидеть на фото и видео в интернете.

Порядок установки химического анкера

Для получения качественного соединения при использовании анкеров химического типа необходима чистота отверстий, в которые они будут устанавливаться. Для подачи клея в отверстие могут применяться специальные тубы или капсулы, в которых клеевой состав и отвердитель содержатся в необходимых пропорциях.

Таким образом, для бетона разного типа предусмотрены и различные виды анкеров, выбору которых следует уделять особое внимание.

источник

Рис 1 — установка клеевого анкера (химия)

Ссылка — стоимость анкерной техники (сравнение)

Ссылка — защита строительных конструкций от коррозии

Подбирая тип и размер анкера, необходимо учитывать несущую поверхность основания (бетон например) и ожидаемые нагрузки.

Область применения анкерной техники: установка колонн, балки, светопрозрачных конструкций, шумо- и ветрозащитные экраны, барьерные ограждения, динамические нагрузки, бетон с трещинами (растянутая зона), ферм.

Базовый материал: газобетонные блоки. пустотелый кирпич, пенобетонный блоки, ячеистый бетон, кирпич полнотелый, бетон, натуральный камень, бетон с трещинами (растянутая зона), влажный бетон.

Рис 2 — испытания клеевого анкера (химия)

1) Гальваническое покрытие — нанесение слоя цинка 5-10 мкм электрохимическим способом. Срок службы 50 лет в неагрессивной среде, сухом влажностном режиме внутри помещения.

2) Горячее цинкование — термомеханическое покрытие цинком 40-60 мкм. Срок службы 50 лет в слабоагрессивной среде, нормальном влажностном режиме.

3) Нержавеющая сталь А2 — срок службы 50 лет слабоагрессивной среде, в нормальном влажностном режиме.

4) Нержавеющая сталь А4 — срок службы 50 лет среднеагрессивной среде, во влажном режиме.

5) Термодиффузионное цинкование (покрытие HARP например) — специальное цинковое покрытие > 12 мкм. Срок службы 50 лет в среднеагрессивной среде, во влажном режиме.

Для крепления строительных материалов к наружным конструкциям зданий и сооружений, в том числе в навесных фасадных системах, могут применяться стальные анкеры и анкерные дюбели с распорным элементом из:

— углеродистой стали с защитным горячеоцинкованным покрытием, толщиной не менее 45мкм или коррозионной стали А2 — в слабоагрессивной среде и сухой или нормальной зонах влажности.

— коррозионностойкой стали А4 — в среднеагрессивной среде и влажной зоне влажности.

— коррозионностойкой стали А5 (повышенной коррозионной стойкости) — в сильноагрессивной среде и влажной зоне влажности.

В среднеагрессивной среде и влажной зоне, допускается применять анкерные дюбели с распорным элементом из углеродистой стали с защитным горячеоцинкованным покрытием, толщиной не менее 45 мкм, если после монтажа узла крепления, головка распорного элемента будет защищена от влаги покрытием лакокрасочными материалами II и III групп, согласно СНиП 3.04.03-85, СНиП 2.03.11-85, ГОСТ 9.402-2204.

Применение в наружных конструкциях анкерных дюбелей с распорным элементом из углеродистой стали с защитным электроцинковым покрытием, не допускается.

Зона влажности и степень агрессивности воздействия окружающей среды определяются заказчиком по конкретному объекту строительства с учетом СНиП 23-02-2003 (СП 106.13330.2012 «Тепловая защита зданий») и СНиП 2.03.11-85.

Рис 3 — кронштейн с маркировкой размеров, нагрузки, вырыва анкера

P = 4500 Ньютон — весовая нагрузка

K = 0,080 метров — расстояние от отверстия до низа кронштейна (до точки кручения)

L = 0,165 метров — расстояние от основания кронштейна до оси болтового соединения

V = 2500 Ньютон — ветровая нагрузка

М = L * (P/2) = 0,165 * (4500/2) = 372 Н*м

Почему 4500/2, потому что два анкера. Нам необходимо найти вырывающую нагрузку на один анкер.

V = 2500/2 = 1250 Н — ветровая нагрузка на один анкер

Rр = M/K = 372/0,080 = 4650 Н — вырыв анкера от весовой нагрузки

R = Rp + V = 4650 + 1250 = 5900 Н = 5,9кН = 0,590 тс- нагрузка на вырыв на один анкер

Механические испытания резьбовой шпильки

Механические испытания резьбовой шпильки M12:

1) класс прочности 8.8 (800МПа предел прочности, 640МПа предел текучести), оцинкованная — max 80кН = 8тс (прикладываемая (нормативная) нагрузка).

R = 80 / m = 80 / 3 = 26,7 кН- max расчетная нагрузка

2) А2-70 (А4-70), нерж., глубина анкеровки 110мм. — max 60кН = 6тс (прикладываемая (нормативная) нагрузка).

R = 60 / m = 60 / 3 = 20 кН- max расчетная нагрузка

Коэффициент надежности по материалу m=3 — для стальных и химических анкеров.

Коэффициент надежности по материалу m=5 — для фасадных анкеров.

Согласно ГОСТ Р ИСО 3506-1 2009 «Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали»

А2-70 — класс стали Аустенитная, марка стали А2, класс прочности 70 (холоднодеформированная с пределом прочности 700МПа = 700Н/мм2)

А2-80 — класс стали Аустенитная, марка стали А2, класс прочности 80 (высокопрочная с пределом прочности 800МПа = 800Н/мм2)

Шпилька М12 А2-70 (А4-70) после приложенной нагрузки более 60кН.

Натурные испытания шпильки М14 А2-70

Механические испытания резьбовой шпильки M14:

1) А2-70 (А4-70), нерж., глубина анкеровки 120мм. — max 75,9кН = 7,57тс (прикладываемая (нормативная) нагрузка).

R = 24,9 кН- max расчетная нагрузка, разрушение по бетону, выход по конусу

Коэффициент надежности по материалу m=3 — для стальных и химических анкеров.

Коэффициент надежности по материалу m=5 — для фасадных анкеров.

Методика расчета сопротивления анкерного крепления R, кН, по результатам натурных испытания анкерных креплений определяется по формуле

N — среднее значение нагрузки

t — коэффициент, соответствующий нижней границе несущей способности анкера с обеспеченностью 0,95 при достоверности 90%

N*(1-tv) — нормативное сопротивление анкерного крепления

m — коэффициент надежности по материалу,

характеризующий, в том числе, среднее

соотношение между разрушающей нагрузкой и

нагрузкой, соответствующей окончанию зоны

m = 3 для стальных и химических анкеров; m = 5 для фасадных анкеров

Ссылка на анкерную технику:

ELEMENTA (ПРОСТАЯ МЕХАНИКА)

Качеству и надежности крепежных систем строительных конструкций уделяется особое внимание. Во многих случаях от качества соединительного элемента зависит прочность, устойчивость, а также продолжительность безаварийной эксплуатации отдельной строительной системы или целого объекта. Одно из самых надежных и долговечных соединений – анкерное, где для крепежа применяется анкерный болт.

Анкерный болт – это прочный стержень из легированной стали длинной 30-200 мм, применяемый для установки в деревянные, каменные, бетонные и земляные основания. На стержне из высоколегированной стали расположена втулка с прорезями, под которой находится гайка конической формы. Посредство закручивания гайка проходит по резьбе стержня через втулку, расширяя ее прорези. В результате стержень надежно удерживается за счет силы трения. На конце болта находится головка для закручивания под ключ или крестовую отвертку.

Способ крепления и вид крепежного элемента подбирается посредством расчёта анкерных болтов на вырыв. При расчете учитывается сила трения, сопротивление анкера вырыву в упоре, сила адгезии при использовании для крепления специальной пасты, а также прочность соединения под действием высоких температур.

Есть несколько видов анкерных крепежей. Классический вариант фиксация болта в отверстие за счет силы трения, которая не даёт его врывать. Для сквозного крепления тонких оснований применяется болт, у которого стержень фиксируется за счет внешнего упора с одной стороны и головки с другой. В самых сложных и ответственных случаях используется химический анкер. Резьбовая шпилька вкручивается в пасту, которой заполняется просверленной отверстие и надежно там фиксируется.

Они подразделяются по материалу соединяемых конструкций и виду крепежного элемента:

для тонких оснований из гипсокартона, ДСП, ДВП;
для плотных оснований из кирпича, бетона;
для пористых оснований из пенобетона, пеноблоков, шлакоблоков;
для ветхих и разрушенных оснований используются анкера для крепления в пористые структуры.

По виду крепежного элемента:

закладной. Под него не надо сверлить отверстие. Он монтируется перед заливкой бетона или кирпичной кладки. Закладное анкерное крепление применяется для фиксации ответственных, тяжелых конструкций, таких как колонны, фундаменты;
распорный. Фиксируется в плотном основании из бетона или кирпича за счет силы трения. Наконечник анкера расширяется в крепежном отверстии и надежно фиксирует стержень;
забивной. Фиксируется по принципу распорного. Стержень не закручивается, а забивается в крепежную гильзу;
клиновый. Устанавливается в заранее просверленное отверстие путем забивания. Болт забивается в отверстие, а затем муфта расклинивается;
рамный. Применяется для фиксации оконных рам и дверных косяков. Головка анкера полностью утапливается в тело конструкции, установка анкера «за подлицо»;
химический анкер. Кроме силы трений стержень удерживается в отверстие за счет адгезии цементирующей пасты и материала основания. В результате получается монолитное соединение с высокими показателями по прочности.

Число анкерных крепежей на единицу строительной конструкции в нашей стране растет с каждым годом. К качеству анкерных ботов нет особых претензий. Ведущие мировые производители крепежных систем НИИ, Fischer, Sormat и MKT зарекомендовали себя на российском рынке с положительной стороны. Они выпускают качественные элементы крепления, со всеми необходимыми сертификатами соответствия.

Проблема заключается в невозможности усредненной оценке основания. На каждой строительной площадке свои индивидуальные условия. Качество и свойства строительных и отделочных материалов сильно разнятся. Поэтому расчет анкерных болтов на выдергивание – это индивидуальная процедура для каждого конкретного случая.

Есть несколько проблем, с которыми сталкиваются российские и зарубежные проектировщики. Без их решения оценить прочность узла за весь период предполагаемой эксплуатации не представляется возможным:

для расчета анкера на срез или вырыв требуется сертифицированная методика. Проблема заключается в выборе. С методом статического испытания все не так плохо, есть нормативная база. С динамической системой испытаний не все так просто. Нет официальной методики динамического испытания анкерного соединения;
проблемы возникают с анализом полученных в результате испытаний данных. Не всегда возможно поучить показатели расчетных нагрузок на выдёргивание;
есть проблемы в методике подбора анкерного соединения исходя из материала крепежного основания.

Есть ряд свойств крепежей, которые зависят от качества материалов. Разработка методик испытания не требуется. Например, коррозионная стойкость анкерного болта, а также предел огнестойкости.

В работе по совершенствованию испытания анкерных соединений принимают участие фирмы-производители. Они постоянно совершенствовуют конструкцию и материал анкерных болтов, попутно создавая новые технологии монтажа, методики проведения статических и динамических испытаний, а также нормативную документацию к каждому виду анкерных болтов.

Суть любой методики заключается в определение расчетной нагрузки, которая должная быть больше фактической. Например, на анкерные болты надо подвесить фасад массой 40 кг на квадратный метр. В результате расчеты мы получаем значение для каждого анкера 200 кг на квадратный метр. Следовательно, фасад крепить можно, анкерные боты не вырвет.

В основном для получений рекомендуемых нагрузок на анкерный бот используется европейская система статического испытания ETAG 001. Она состоит из двух этапов:

практическая часть. Испытание анкера на вырыв (из бетона, из кирпича, из пенобетонов, из монолита) начинается с установки нескольких образцов в основание. Затем в течение 1-3 минут анкер плавно нагружается до момента его вырыва или разрушения узла;
расчетная часть. Получить расчетные значения вырывающих усилий не так просто. Они зависят от совокупного действия нескольких факторов, которые не зависят друг от друга. Например, плотности установки крепежей, неоднородности основания, физических и химических характеристик основания. Поэтому для расчета применяется математический закон распределения случайных величин, который позволяет уйти от неоднородности, получив усредненное значение.

Все результаты тестового испытания на вдергивание обрабатываются и заносятся в таблицу. Задача состоит в определение максимальной расчетной нагрузки. Подбирается такая нагрузка, под действие которой разрушилось только 5% узлов анкерного соединения. Остальные 95% выдержали, их разрушение произошло при более сильной нагрузке.

В России методика испытаний и расчета отличается от европейской. У нас материал и цельная строительная конструкция испытываются по разному.

При испытании материала нагрузка увеличивается плавно, но без промежутков. Нет выдержки по времени на каждом этапе увеличения нагрузки.

Анкерный болт принято считать частью строительной конструкции. Поэтому его расчет на вырыв регламентируется ГОСТ 8829- 94 «Изделия строительные и железобетонные заводского изготовления. Методы испытаний посредством нагружения. Правила оценки прочности и трещиностойкости». Согласно регламенту нагружение надо выполнять пошагово, с задержкой по времени на каждой ступени.

болт нагружается пошагово. Каждый шаг — 10% от предельного значения;
после каждого этапа пауза 5-10 минут;
в начальной и конечной стадии каждого этапа испытания измеряются деформации анкерного болта и материала вокруг него.

Полученные результаты сводятся в таблицу. Затем рассчитываются предельные рекомендуемые нагрузки для каждого вида анкера под конкретный строительный материал.

Динамическое испытание анкерного соединения на вырыв характеризуется максимальными ударными (как разновидность сейсмических) нагрузками. Порядок испытания анкера на динамические нагрузки состоит из нескольких этапов:

Первый этап заключается в определении предельного значения вырывающего усилия во время статического нагружения. Для этого берётся 5-10 образцов, затем они нагружается до полного вырова анкера или разрушения материала вокруг основания.
Второй этап заключается в многократном динамическом нагружение образцов. Каждую минуту совершается 200-300 циклов нагрузка-разгрузка.
Третий этап состоит из статического испытания на вырывание предыдущих образцов. Каждый из них ступенчато нагружается до вырова анкера или разрушения материла вокруг него. Затем эти результаты сравниваются с полученными на первом этапе динамического испытания анкерных болтов и узлов.

Динамическое испытание не обязательно проводить в районах с малой вероятностью землятресений. Это лишние затраты. Например, для монтажа подвесного фасада достаточно провести простые статические испытания прямо на строительной площадке. Полученный результаты надо занести в акт испытания вентфасада. Затем сравнить максимальное значение вырывающих нагрузок анкера с показателями, указанными в технической документации к вентилируемому фасаду. Если есть запас по прочности, то можно начинать монтаж. В противном случае надо выбрать другой облицовочный материал или тип анкерного болта.

Анкерные крепления – один из самых надежных способов фиксации закладных элементов в железобетонных фундаментах, стенах, кирпичной кладке и других конструкциях. Таким образом крепятся колонны, стойки, оборудование, рамы ворот, дверей, фиксируются консоли, навесы, козырьки, светильники и так далее. Основные виды используемых анкерных креплений – это механические и химические.

При подборе анкеров учитывается характеристика основания, в которое они монтируются, выполняется статический и динамический расчеты по заданным нагрузкам, принимаются во внимание тип и форма шпилек, зона установки, краевые и осевые расстояния. При использовании химического анкера – дополнительно учитывается характеристика полимерной его основы.

Документы, регламентирующие установку анкерных деталей – это СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий», пособие к данному СНиПу, Еврокод ETAG 001 «Metal Anchors For Use In Concrete», а также стандарты предприятий, разработанные ведущими производителями механических и химических анкеров. Например, стандарт «Анкерные крепления к бетону», разработанный НИЦ «Строительство» совместно со специалистами компании «Хилти» и ряд других рекомендательных указаний.

Кроме этого, в помощь инженерам-проектировщикам производители анкерных систем разрабатывают фирменные калькуляторы, позволяющие в кратчайшие сроки подобрать необходимые крепежные системы с учетом конкретных условий монтажа и нормативных требований. Некоторые расчетные программы могут использоваться онлайн, другие работают только в desktop-режиме и требуют установки на компьютер.

Рассмотрим наиболее популярные программные комплексы:

Программа для расчета анкеров Hilti Profis Anchor
Онлайн калькулятор расхода химического анкера Tech-KREP
Калькулятор объёма химических анкеров fischer
Расчет объема химического анкера HIMTEX online
Desktop-программа для расчета анкеров Mungo
Desktop-программа для расчета анкеров МКТ
Калькулятор веса фундаментных болтов

1. Программа для расчета анкеров HiltiProfisAnchor

Desktop программа Profis Anchor разработана компанией Hilti для выполнения расчетов и подбора механических и химических анкеров, производимых под этой торговой маркой. Программа позволяет рассчитать анкеры различных типов, форм и размеров.

В основе работы расчетного комплекса заложены инновационные проектные решения, учитывающие все уникальные параметры анкерных систем Хилти. Используя данный сервис, пользователь получает доступ ко всем продуктам компании, а также возможность быстрого и корректного применения соответствующего технического решения для любого конкретного случая.

Программа требует установки на компьютер. Скачать установочный файл можно по этой ссылке.

2. Онлайн калькулятор расхода химического анкера Tech-KREP

На российском сайте известного производителя Tech-KREP (Великобритания) в онлайн режиме доступна фирменная расчетная программа. Калькулятор позволяет определить расход химического анкера для следующих позиций:

анкер Eco Stirol — для всех видов оснований;
Easf — для бетонных конструкций всех видов;
Persf – для заделки в кирпич пустотелый и подобные конструкции;
Arctic — используется для работы при температурах ниже нуля;
Pure Epoxy Solvent Free — используется при повышенных нагрузках на анкер.

3. Калькулятор объёма химических анкеров fischer

Компания fischer – всемирно известный производитель химических анкеров по уникальной рецептуре собственной разработки. Технология fischer исключает возможность серьезной усадки состава в процессе отвердевания. Процесс набора прочности может протекать в широком диапазоне температур. Опыт применения химических анкеров fischer в климатических условиях России насчитывает более 10 лет.

Для удобства расчета своих изделий компания предоставляет бесплатную desktop-программу. Для ее использования необходимо скачать установочный файл по этой ссылке и инсталлировать его на компьютер.

4. Расчет объема химического анкера HIMTEX online

Бесплатная программа по расчету объема химических анкеров производства HIMTEX представлена на сайте компании.

Расчет химического анкера HIMTEX выполняется согласно монтажному регламенту. При этом заполнение отверстия производится на 2/3 объема.

Корректная установка подразумевает, что полимерный состав при заливке должен немного выступить из отверстия. В случае монтажа в пустотелое основание с применением гильзы сетчатого типа она заполняется полностью, поэтому объем состава увеличивается на 30%.

5. Desktop-программа для расчета анкеров Mungo

Компания Mungo предлагает воспользоваться бесплатной desktop-программой для расчета фирменных анкеров. Сервис Mungo обладает следующими преимуществами:

дружелюбный интуитивно понятный интерфейс;
работа с программой основывается на последовательности понятных действий при наличии подсказок;
ввод данных может осуществляться как в соответствии в цифровом, так и в графическом виде;
доступна мультиязычная поддержка;
наличие плоского и трехмерного режимов отображения, удобное переключение видов;
персональные данные можно сохранить в сервисе с возможностью доступа к ним при последующих расчетах;
простой и удобный способ печати, возможность отображения нужной информации;
периодическое обновление программы.

Для того чтобы скачать и установить программу расчета анкеров необходимо перейти по ссылке и зарегистрироваться на сайте Mungo.

6. Desktop-программа для расчета анкеров МКТ

Компания МКТ, известный немецкий производитель анкеров, представляет бесплатную программу для расчета параметров своей продукции.

Результатом работы desktop-программы является готовый установки анкерных креплений МКТ, как механического, так и химического типов. Интерфейс интуитивно понятен. Расчет производится для всех продуктов МКТ, утвержденных к применению в соответствии с нормативными регламентами, действующими в Европе.

Программа отличается наличием исчерпывающей информации при выдаче результатов, а также удобством ее вывода на печать. Для того чтобы скачать и установить программу необходимо перейти по ссылке на официальный сайт компании.

7. Калькулятор веса фундаментных болтов

Отличный бесплатный онлайн-калькулятор выполняющий расчет веса анкерных болтов для фундамента. Программа по заданным параметрам болтов (диаметр, длина) и их требуемому количеству определяет вес всех элементов (гайки, шайбы, анкерные плиты, шпильки), а также болтов в сборе различных типов для заполнения спецификации в чертежах. Имеется также возможность обратного перевода веса болтов в штуки. Все расчеты выполняются согласно ГОСТ 24379.1-2012.

Анкера по бетону способны обеспечить надежное закрепление любой конструкции

У любого анкера есть распорная часть

На надежность крепления, полученного при помощи анкерного болта, оказывает влияние целый ряд факторов:

качество материала, в которой устанавливается анкер;
тип и размеры крепежного элемента, которые должны подбираться в соответствии с нагрузками, воспринимаемыми таким изделием;
правильность подготовки места для размещения крепежа и соблюдение технологии его установки;
прочностные характеристики самого анкера.

Последовательность монтажных операций (нажмите для увеличения)

фундаменты из бетона;
стены и перегородки из бетона и кирпича;
плиты перекрытия, которые обычно изготавливают из бетона.

Схемы установки механических анкеров

Предметами и конструкционными элементами, которые крепятся при помощи таких болтов, обычно являются:

балки из металлопроката различного типа;
элементы подвесных потолочных конструкций;
светильники и люстры;
деревянный брус, применяемый для монтажа напольных и потолочных покрытий;
элементы лестничных конструкций;
несущие конструкции, обладающие большим весом и габаритами.

Расчет нагрузки в зависимости от параметров анкера

путем расклинивания распорной втулки внутри отверстия;
за счет специального клеевого состава, связывающего болт и внутренние стенки отверстия (химический анкер).

Разновидности и порядок монтажа забивного анкера

Распорный анкер HILTI HSL-3

Металлические рамные анкера предназначены для сквозного монтажа в кирпиче, камне и бетоне

Стержневой анкер для регулируемого пола

Аккумуляторный дозатор позволяет вводить клеевой состав быстро и точно

Порядок установки химического анкера

Таким образом, для бетона разного типа предусмотрены и различные виды анкеров, выбору которых следует уделять особое внимание.

Загрузка.

источник

31 Июл 2019 admin 14