Как подобрать анкер на вырыв

Расчет на вырыв анкерной техники

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.

Защита от коррозии и долговечность конструкций:

Закупку стали С235, С245 производить именно по ГОСТ 27772-88 «Прокат для строительных стальных конструкций». От содержания кремния и фосфора зависит толщина покрытия. Для получения покрытия 100-200 мкм необходима сталь С245 по

ГОСТ 27772-88 + предварительная обработка (зачистка сварных швов,

заусенцов и тп). Сталь С235 дает покрытие до 100 мкм.

От представителя завода:

— 16-20 мкм для резьбовых соединений

Письмо ФГУ «ФЦС» о применении крепежных изделий в зависимости от условий окружающей среды, 2011 г. (запрос от компании Elementa). Ответ ниже.

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:

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.

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.

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

Статья дана для сведения.

Механические испытания резьбовой шпильки

Механические испытания резьбовой шпильки M12:

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

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

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

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

Установка анкера в бетон

Натурные испытания шпильки М14 А2-70

Механические испытания резьбовой шпильки M14:

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

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

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

Источник

Как подобрать анкер на вырыв

Другие названия анкерных болтов: анкер-болт, анкер-шпилька, анкер клиновой, анкерная шпилька.

Анкерные болты применяются в строительстве для крепления различных конструкций к бетону. По выдерживаемым нагрузкам занимают промежуточное положение между пластиковыми дюбелями и анкерами, использующими принцип подрезки бетона, а также химическими анкерами. Они дешевле анкеров с подрезкой и проще в установке, чем химические анкеры.

При подборе анкера обратите внимание на слещующее:

Обязательно ознакомьтесь с особенностями установки клиновых анкеров и деталями их конструкции, на которые следует обратить внимание при выборе.

Принцип крепления

Анкерные болты относятся к классу распорных анкеров, удерживаются в отверстии силой трения, которая возникает между распорной манжетой и стенками отверстия при затягивании гайки анкера. Стенки отверстия при этом разрушаться не должны. Принцип крепления определяет следующую особенность анкерных болтов: в большинстве случаев нагрузка не зависит от глубины установки анкера. Точнее, устанавливать анкер глубже, чем рекомендует производитель, не имеет смысла. Анкер, установленный глубже необходимого, начнёт выскальзывать из отверстия под такой же нагрузкой, что и установленный на стандартную глубину. Для увеличения несущей способности надо использовать анкер большего диаметра. Если это невозможно, рекомендуется использовать другой крепёж: анкерные шурупы, анкеры с подрезкой или химический крепёж.

Международные техниченские одобрения для анкерных болтов

Для крепёжных элементов, используемых в строительстве, самым важным европейским одобрением является ETA (European Technical Assessment – Европейское техническое одобрение). ETA требует многочисленных испытаний характеристик анкеров независимыми официальными органами. Одобрения ETA делятся на директивы ETAG в зависимости от используемых материалов, принципов работы и области применения. ETAG 001 регулирует сертификацию металлических анкеров и делит возможные одобрения на 12 опций, в зависимости от количества проведённых испытаний. Наивысшая Опция 1 гарантирует максимальное количество испытаний, даёт наиболее полную информацию об области применения и имеет больше официальных данных о характеристиках анкеров.Опции с 1 по 6 регламентируют применение анкерных болтов как в растянутой, так и в сжатой зонах бетона, опции 7-12 – только в сжатой.

Примечание.

В строительстве используют армированный и не армированный бетон. Армируют бетон обычно стальной арматурой. Бетон хорошо выдерживает сжатие, но легко растрескивается при растяжении, а сталь, наоборот, хорошо выдерживает растяжение.

В бетонных конструкциях всегда возникают трещины от воздействия внутренних и внешних условий, напряжений и нагрузок, но при небольших размерах они не считаются дефектом. Правильно расположенная арматура ограничивает распространение трещин и компенсирует силы растяжения, предотвращая распространение трещин до такого размера, когда создаётся опасность для прочности конструкции.

Например, если бетонная плита между двумя опорными балками нагружена сверху, то нижний её край растягивается, а верхний сжимается под весом самой плиты и нагрузки на неё. В данном случае верхний слой плиты считается бетоном без трещин или сжатой зоной бетона, а нижний – бетоном с трещинами или растянутой зоной бетона.

Маркировка знаком качества CE основана на директиве по строительной индустрии ЕС и созданных на её основе национальных законодательных актах. Наличие знака CE означает соответствие анкера требованиям данной директивы. Эти требования относятся к размерам, сырью и конечному продукту в целом. Наличие технического одобрения ETA является основанием для получения знака CE.

Многие производители выпускают две линейки анкерных болтов:

Помимо технического одобрения ETA анкерные болты могут иметь другие одобрения и сертификаты:

Российское техническое свидетельство для анкерных болтов

В Российской Федерации основным разрешительным документом для анкерных болтов является Техническое Свидетельство Минстроя РФ о пригодности для применения в строительстве новой продукции, в котором указываются:

Коррозионная устойчивость анкерных болтов

Коррозионная стойкость анкерных болтов определяется материалом из которого они сделаны и защитным покрытием:

Гальваническое цинкование (оцинковка) для применения в сухих помещениях и временного крепления вне помещений. Толщина цинкового покрытия не менее 5 микрон. Горячеоцинкованная сталь, механическая гальванизация во влажных помещениях и вне помещений в неагрессивных средах. Толщина покрытия не менее 40 микрон. Нержавеющая сталь A2 сырые помещения и коррозионные условия средней агрессивности вне помещений. Нержавеющая сталь A4 1.4404/1.4578 сырые внутренние помещения, вне помещений, промышленные условия, морской климат без контакта с морской водой, без воздействия хлоридов. Нержавеющая сталь высокой коррозионной стойкости 1.4529 агрессивные коррозионные среды внутри и вне помещений, контакт с морской водой, плавательные бассейны, туннели. Прекрасно выдерживает воздействие хлоридов. Специальные покрытия специально разработанные неорганические, органические и композитные защитные покрытия (Delta, Ruspert, Geomet и др.) имеют класс защиты не хуже горячеоцинкованной стали. Более подробную информацию необходимо проверять у производителя.

Выбор размера анкерного болта

Основными определяющими факторами при выборе размера анкерного болта являются необходимая нагрузка на анкер и толщина прикрепляемого материала. Оба эти параметра можно найти в каталоге производителя.

Обратите внимание, что нагрузка может быть указана как допустимая (расчётная), так и нагрузка на разрушение. В первом случае должен быть указан используемый метод расчёта или ссылка на технические одобрения. Во втором случае необходимый коэффициент запаса прочности надо определять самостоятельно, но он должен быть обязательно больше 3. Для монтажа ответственных конструкций использование анкеров, в технической документации на которые указана только нагрузка на разрушение, недопустимо, либо требуются дополнительные исследования, проводимые проектной организацией.

Направление нагрузки, действующей на анкер, разделяется на две состовляющие:

Нагрузки на срез как правило выше, чем на вырыв. Испытания анкеров на срез несколько сложнее, чем на вырыв и данная нагрузка указывается не всегда.

В каталогах, технических одобрениях на анкерные болты различных производителей указываются постоянные (статические) нагрузки. Однако не всегда анкер находится в условиях, когда на него действует только постоянная нагрузка. Возможны другие варианты динамического воздействия на анкерное крепление:

Чередующиеся нагрузки направление и величина силы изменяются систематически, например, из-за вибрации; Пульсирующие нагрузки направление, величина или оба этих параметра изменяются случайным образом, например ветровые нагрузки; Ударные нагрузки направление и величина изменяются случайным образом, имеют характер единичных максимумов.

Производители анкерных болтов, как правило, предоставляют данные по испытаниям их продукции на динамические нагрузки по дополнительному запросу. Однако, если воздействие таких нагрузок на точку крепления существенно, то целесообразнее будет использовать не металлические анкеры, а химический крепёж.

Особенности исполнения и применения анкерных болтов

Анкерный болт – это крепёж для сквозного монтажа. То есть, если позволяет конструкция, можно приложить деталь к поверхности и, после этого, произвести сквозь неё бурение бетона. Разумеется, это не исключает предварительный монтаж, когда сначала устанавливается анкер, а затем к нему крепится конструкция.

Анкерный болт оказывает существенное давление на конструкцию как при затягивании гайки во время установки, так и впоследствии. Если прикрепляемая деталь не допускает такого воздействия, надо подобрать анкер другой конструкции.

Анкерные болты – это анкеры с регулируемым моментом затяжки. Это значит, что при установке нельзя допустить «перетягивание» гайки. Момент затяжки указывается в каталогах производителей. Соблюсти его поможет использование динамометрического ключа во время установки.

Установка анкерных болтов, особенно больших диаметров, в бетон может быть достаточно трудной процедурой, требующей применения кувалды. Что бы облегчить и ускорить работу можно использовать специальный инструмент с креплением SDS+ для перфораторов.

Большинство размеров анкерных болтов изготавливаются методом холодной штамповки (холоднокатаные), что обеспечивает их относительно невысокую стоимость и дополнительное увеличение прочности металла. Однако, анкеры малых и больших диаметров для такого производства не подходят и изготавливаются на токарных станках, что ведёт к их существенному удорожанию. Таким образом, анкер с диаметром метрической резьбы M6 может быть дороже M8, а скачок стоимость от M16 к M20 может быть весьма значительным.

Основная область применения анкерных болтов – это установка в бетон марки С20/25. Однако это не исключает их использование в других материалах, таких как бетон более слабых марок, натуральный камень, полнотелый кирпич. Для более подробной информации обращайтесь к документации производителей. Практически общее для всех моделей анкерных болтов ограничение на использование в полнотелом кирпиче – это запрет на использование диаметров, больше, чем M8. Более мощные анкеры могут разрушить кирпичную кладку, и их применение не ведёт к увеличению нагрузок.

При установке анкерных болтов следуйте инструкциям производителей. Не забывайте прочистить и продуть отверстие. Буровая мука снижает несущую способность анкеров и может не позволить установить их на необходимую глубину.

Обращайте внимание на расстояние от устанавливаемого анкерного болта до края материала основания. Анкер держится в отверстии за счёт постоянно оказываемого на его стенки распорного усилия. Если такое отверстие будет близко к краю, то анкер может просто отколоть кусок материала. Похожее разрушение может произойти и при слишком близкой установке анкеров друг к другу. В каталогах производителей обязательно указываются необходимые минимальные расстояния до края и между анкерами.

Распорным элементом анкерного болта является конус на его теле и надетая на него манжета. Во время затягивания манжета должна легко проскальзывать по конусу, обеспечивая необходимое давление на стенки отверстия. Если конус недостаточно гладкий, манжета может «застрять» на нём и вытягиваться наружу вместе с остальным телом анкера, не выполняя совою основную задачу – расклинивание внутри отверстия. Для обеспечения гладкости конуса многие производителя проводят дополнительную обработку его поверхности, наносят специальные покрытия.

Иногда встречаются анкерные болты с двумя конусами и манжетами. Однако практика показала, что такое дублирование не приводит к сколь-нибудь заметному увеличению нагрузок. Многие производителя отказались от такой конструкции анкера. Фактически, наличие второй манжеты является чисто маркетинговым ходом.

Иногда встречаются ситуации, когда при сверлении отверстия для анкерного болта бур натыкается на стальную арматуру. В принципе, существуют буры, способные проходить арматуру, однако её разрушение может отрицательно сказаться на прочности железобетонной конструкции. Такие случаи надо обязательно согласовывать с проектной организацией.

Источник

Нагрузки на клиновые, втулочные и забивные анкера

Для металлических анкеров нет единой стандартизации, поэтому изделия близкие по конструкции, но изготовленные разными производителями могут отличаться размерами, детальным исполнением, материалом, видом покрытия и допустимыми нагрузками. Их несущая способность определяются конструктивными особенностями и классом прочности материалов, из которых они изготовлены.

При выборе анкерного крепежа следует руководствоваться степенью ответственности крепления и данными из технической документации производителя о нагрузке на вырывание и срез для конкретного типоразмера анкера. А при монтаже необходимо придерживаться рекомендуемых параметров установки, таких как:

Клиновые анкера

Данный вид именуется также анкерный болт или анкер-шпилька. Он получил наибольшее распространение благодаря легкости монтажа и высокой несущей способности. Устанавливается в растянутую и сжатую зоны бетона, естественный камень.

Выдерживает высокие нагрузки при соблюдении ряда условий:

Элементы клинового анкера

Фирма Sormat (Финляндия) разработала высокоэффективные клиновые анкера для бетона с регулируемым моментом затяжки для сквозного монтажа тяжелых и среднетяжелых конструкций. Они изготовлены из высококачественной стали холодной штамповки. Потребителю предложен широкий выбор размеров и уровней защиты от коррозии:

Таблица 1. Размеры, параметры установки и нагрузки анкеров S-KA и S-KAK

Компания Mungo (Швейцария) предложила свою версию клиновых анкеров, допущенных к использованию в бетоне без трещин прочностью не менее 25 Н/мм 2 (С 20/25). На шпильку нанесена метка глубины анкеровки для корректной установки. Крепеж представлен в четырех вариантах исполнения:

Клиновой анкер Mungo m2

Таблица 2. Размеры, параметры установки и нагрузки анкеров m2, m2f, m2-C, m2r.

Примечание: в таблице приведены рекомендуемые нагрузки с учетом коэффициента безопасности сопротивлений, также как и коэффициента безопасности действующей нагрузки yF = 1.4. Напомним, что 1кН = 101,9 кг.

Технические данные действительны для одиночного крепления, установленного в бетон С20/25 (минимальная прочность на сжатие 25 N/mm2 ), без учета влияния краевых (C) и межосевых (S) расстояний.

При уменьшении параметров S, C или толщины бетонной основы необходимо для уточнения нагрузки на вырыв и срез учитывать понижающие коэффициенты.

Распорные анкера (втулочные)

Наиболее универсальная анкерная система с распорной гильзой. В отличие от выше рассмотренных клиновых, имеет длинную зону распора, в результате чего давление на стенки отверстия распределяется равномерно, что дает возможность использовать крепеж не только в бетоне, но и кирпиче, а также в материалах низкого качества. Анкер-гильза не слишком требователен к точности монтажных отверстий, но уступает клиновому в несущей способности.

Таблица 3. Предельные и рекомендованные нагрузки на единичный анкер FSA в сжатой зоне бетона.

Анкер LTP (двухраспорный)

На российском рынке анкерной техники большой популярностью пользуются втулочные анкера с гайкой типа LSI (однораспорный) и LTP (двухраспорный). Они комплектуются стержнем класса прочности 5.8 и имеют покрытие желтый цинк толщиной 12 мкм. Рекомендованы для установки в бетон марки не ниже М200 (С12/15) и натуральный камень. Применяются для крепления стальных конструкций средней тяжести, рам, консолей, балюстрад. Анкерный болт LTP с двумя распорными втулками используется в ответственных креплениях, так как обладает повышенным сопротивлением к вырыванию и изгибу.

Таблица 4. Нагрузочные характеристики анкеров LSI.

Таблица 5. Нагрузочные характеристики анкеров LTP.

Забивные анкера и цанги латунные

Это два внешне похожих металлических анкера с внутренней резьбой, фиксация которых в строительном основании осуществляется в результате ударного воздействия. Оба вида требуют высокой прочности базового материала и точности отверстий по диаметру. Чаще всего используются для потолочных креплений при прокладке трубопроводов, систем вентиляции, кабельных каналов.

Латунная цанга имеет сходящее на конус отверстие и разрезы, образующие распорные элементы, которые расходятся в стороны при завинчивании крепежного болта.

Стальной забивной анкер отличается наличием внутри конического клина. При монтаже по клину наносят удары при помощи специального инструмента, в результате чего он продвигается в конец гильзы и распирает ее разрезанную часть. Только после этого в него можно вкручивать болт.

За счет особенностей конструкции и материала забивной анкер из стали выдерживает более высокие нагрузки, чем латунный цанговый. Для сравнения приведем значения несущих характеристик анкеров и цанг Sormat:

Таблица 6. Технические параметры и нагрузки анкеров La+, LAH, MSA Sormat.

Примечание: в таблице даны значения рекомендованной рабочей нагрузки на крепеж, которая составляет 25% от максимальной (на разрушение). При установке в бетон с трещинами рабочую нагрузку следует умножить на коэффициент 0,6. Длина крепежного болта, винта, шпильки должна быть подобрана в соответствии с длиной гильзы и толщиной прикрепляемого изделия.

Все рассмотренные виды анкеров удерживаются силами трения в плотных материалах. Наиболее подходящим основанием для них является бетон марки С20/25, но не исключается их использование в бетоне более низких марок, природном камне, полнотелом кирпиче.

Производители, как правило, дают ограничение на использование в кирпичной кладке всех анкерных болтов, диаметр которых больше 8 мм, так как увеличение диаметра крепежа в данном случае не приведет к увеличению нагрузочной способности, а лишь расколет кирпич.

Анкерные болты – это анкеры с контролируемой степенью расклинивания. Это значит, что при их монтаже нельзя допускать «перетягивание» гайки. Рекомендуемый момент затяжки также указывается в каталогах производителей.

Нагрузка на металлический анкер является основным определяющим фактором при его выборе. Если в каталоге производителя указана предельная (разрушающая) нагрузка, то расчет допустимой выполняется делением разрушающей на коэффициент безопасности, который должен быть >3.

Точно следуя инструкции производителя по установке, вы получите надежное анкерное крепление. Не забывайте очистить и продуть отверстие, так как продукты бурения снижают несущую способность анкеров и могут помешать установить их на необходимую глубину.

Хорошая информация с нагрузками на нержавеющий анкер LAH

Источник