|
Рабочие перчатки |
Анкерные болты – возможно, самый прочный из доступных на массовом рынке вариантов крепежа. Появление анкеров стало своего рода мини-революцией в строительстве. Использовать их просто, держат они хорошо. Но перед использованием важно знать – какую нагрузку может нести изделие, какое количество и в каких размерах требуется для тех или иных видов работ. Купить анкерный болт и не ошибитьсяПри выборе анкерного болта важно уделять внимание как минимум двум факторам:
Расчет анкера на вырывПонятно, что анкерами крепятся массивные предметы. Однако от поверхности и от расположения самого предмета зависит и расчетная величина. Так, крепление на стену из монолитного бетона предполагает максимальную нагрузку в 350 кг. Если же крепление монтируется в ячеистый бетон, то показатель нагрузки снижается до 230 кг. Расчет анкерных болтов нормируется СНиП. Ниже представлена таблица сопротивлений анкерных болтов на вырыв в зависимости от типа стали.
Определение несущей способностиЕсли в случае с расчетом на вырыв внимание уделяется основанию, на которое монтируется крепеж, то при определении несущей способности оценивается качество самого болта. Наиболее прочным (и самым дорогим) считается анкерный болт из нержавеющей стали. Болты из оцинкованной стали также хорошо зарекомендовали себя – крепить лаги или монтировать тренажеры на них стало обычной практикой. При расчете несущей способности анкера важно оценить сложность и особенности нагрузок: ударные, импульсивные, гармонические, статические нагрузки. Важно помнить базовое правило: нагрузка на анкер не должна превышать 25% от вырывающей силы. Но это при условии однородного основания. Если же в стене имеются трещины, то допустимую нагрузку на вырывание следует увеличить на 0,6. |
Полезная инфо
Товар сезона Рабицаот производителя Хорошая проволока, точный размер ячейки, мелкая сетка рабица. Для заборов и ограждений. Столбики для рабицы также в наличии Контакты Минск Контакты Брест |
|||||
Стоимость испытания анкеров на вырыв в Москве
Анкерный крепеж широко распространен в строительных работах. Чтобы здание было прочным, необходимо объективно оценивать эксплуатационные параметры анкерного узла. Для такой оценки используют различные методы расчета, лабораторные и выездные испытания анкеров на вырыв.
Строительная лаборатория «Строймат и К» — лидер в области лабораторных исследований строительных материалов и конструкций. Мы проводим любые виды испытаний анкеров, в том числе на вырывание.
Что можно проверить в ходе исследования:
- несущую способность анкеров;
- прочность крепления фасадов к камню или бетону.
Когда проводят испытания анкеров на вырыв:
- во время проектирования фасадов;
- при начале строительства;
- после набора проектной прочности возведенного основания.
Если нужно протестировать отдельные изделия, специалисты «Строймат и К» соберут образцы на строительной площадке, изучат их в лаборатории и выдадут официальное экспертное заключение.
Методы испытания анкеров на вырыв
В зависимости от материала основной конструкции и фасада применяют один из двух методов тестирования анкеров: статический или динамический.
Статический метод позволяет оценить степень прочности конструкции при нагружении анкера до его вырывания. Когда конструкция разрушается, используем закон распределения случайных величин для дальнейшей работы над результатами исследования. В процессе тестирования специалист учитывает множество деталей, в том числе размещение узла по полю основания в зависимости от его материала (бетон, камень, кирпич). Такой метод позволяет объективно оценить предел допустимых нагрузок на крепеж.
Динамический метод позволяет исследовать анкерные узлы на устойчивость к вырыванию во время землетрясений. В ходе испытаний моделируем все основные фазы сейсмологической активности: начальную (малая амплитуда), основную (базовые колебания и пиковые циклы), конечную (ударные толчки).
В процессе испытаний и при оценке результатов исследований мы руководствуемся требованиями нормативных документов (ГОСТ):
- 8462;
- 12004;
- 10180;
- 5802;
- 8829.
Испытание анкеров и дюбелей на вырыв и алгоритмы проведения испытаний
Особое внимание уделяется качеству надежности крепежных систем строительных конструкций. От этого зависит прочность, долговечностью эксплуатации и устойчивость. Одно из самых долговечных и соединений – анкерное, когда для крепежа применяется анкерный болт.
Анкерный болт представляет собой прочный стержень, изготовленный из легированной стали длинной 30-200 мм. Он применяется для установки в каменные, деревянные и бетонные основания.
На стержне болта находится втулка с прорезями, под которой расположена гайка. При закручивании гайка проходит по резьбе стержня, расширяя ее прорези. В результате, за счет силы трения, стержень надежно удерживается.
Вид крепления и способ подбирается индивидуально, посредством расчета анкерных болтов на вырыв. При расчетах учитывается сопротивление анкера вырыву в упоре, сила трения, сила адгезии, прочность соединения под действием высоких температур.
Расчет анкерного болта
С каждым годом в нашей стране растет число анкерных крепежей на единицу строительной конструкции.
На каждой строительной площадке свои индивидуальные условия, качество и свойства отделочных материалов сильно разнятся. Следовательно, расчет анкерных болтов на вырыв – индивидуальная процедура для определенного случая.
У проектировщиков существует несколько проблем. Без их решения оценить прочность узла невозможно:
- Для расчета анкера на вырыв или срез требуется сертифицированная методика: статическая и динамическая. Для использования статического метода существует нормативная база. Для динамического метода официальной нормативной базы нет.
- Могут возникнуть проблемы с анализом полученных данных.
- Могут возникнуть проблемы в методике подбора анкерного соединения.
Испытания проводятся различных типов анкерных крепления (анкера, дюбеля, фасадные грибки).
После расчетов данных делаются выводы, исходя из которых нужно либо повторное прохождение проверки, либо выявляются такие виды поломок, как крошение краев основы, срез крепежа, выпадание, разлом.
Алгоритм испытания
- Поэтапная нагрузка
Это один из основных моментов методики. Именно в этом этапе поэтапно прикладывается нагрузка на конструкцию, что позволяет получить точные данные и результаты. В процессе испытания важным моментов является, чтобы на каждом этапе прикладываемая нагрузка составляла не более 10% от контрольной. - Выдерживание
В данном этапе важно, чтобы конструкция выдерживалась под нагрузкой 5-10 минут для определения надежности. - Сбор результатов
Результаты фиксируются специальными измерительными приборами в начале и в конце каждого этапа. Это позволяется зафиксировать все данные деформации конструкции и отдельных элементов.
Максимальное соблюдение алгоритма позволяет проводить испытания анкера на вырыв более точным.
Поскольку материалы и конструкции постоянно совершенствуются, совершенствуются и методы испытаний, а также нормативная документация к каждому виду анкерных болтов.
Наша компания всегда следит за изменениями и стремится соответствовать требованиям при работе с новыми технологиями и конструкциями. Мы имеем огромный опыт в лабораторных испытаниях анкеров на вырыв, так как это является одним из наиболее востребованных строительных испытаний, проводимых для определения высокого качества товаров.
Стоимость работ можно посмотреть тут https://test-construction.ru/uslugi/ispyitanie-ankerov-i-dyubeley-na-vyir
Испытания на вырыв анкера в Москве
Свойства крепёжных материалов во многом являются определяющими, когда речь идёт о монтаже крупных, громоздких и тяжеловесных конструкций. Учитывая бурный рост бизнеса, перевозок и логистики, массовое строительство объектов инфраструктуры неудивительно. Качество используемых материалов имеет принципиальное значение для будущих владельцев сооружения и любого ответственного подрядчика, поэтому профессиональное испытание анкеров представляет собой крайне востребованную услугу. На фоне большого количества дешёвой и низкокачественной продукции, выявить по-настоящему эффективные образцы анкеров способна только лаборатория.
Какое крепление лучше всего подойдет и даст максимальную надежность, высчитывается с помощью испытания анкеров на вырыв. Для подбора необходимо учесть: силу трения, адгезии, сопротивление на выров в упоре, а также изучается поведения при высоких температурах.
На каждом объекте свои отделочные материалы и методики строительства. Именно поэтому, испытания на вырыв анкера проводятся индивидуальны для каждого объекта и являются обязательной процедурой.
У проектировщиков существует несколько проблем. Без их решения оценить прочность узла невозможно:
- Для расчета анкера на вырыв или срез требуется сертифицированная методика: статическая и динамическая. Для использования статического метода существует нормативная база. Для динамического метода официальной нормативной базы нет.
- Могут возникнуть проблемы с анализом полученных данных.
- Могут возникнуть проблемы в методике подбора анкерного соединения.
Испытания проводятся различных типов анкерных крепления (анкера, дюбеля, фасадные грибки).
По окончанию осмотра и анализа, можно сделать выводы, которые либо укажут на конкретные проблемы: разлом основы, риск выпадания крепежей, крошение кроев и др. Соответственно исполнитель должен будет устранить конкретные недочеты для дальнейшей работы. Иногда, требуется повторные испытания на вырыв анкера.
Анкера для бетона: размеры, виды, характеристики
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.
Что такое анкер: общее понятие
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:
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.
Размеры анкерных болтов для бетона
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.
Особенности монтажа анкеров для бетона
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
Механические анкерные болты для бетона
К самым распространенным видам анкерных болтов относятся крепежные изделия, работающие по механическому принципу.
Забивные
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
Распорные
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
Клиновые
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.
Химические анкерные болты для бетона
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.
Расчет на вырыв анкерной техники | ДЗЕН PROF-IL
Рис 1 – установка клеевого анкера (химия)Для поддержки автора просьба ставить лайк и подписываться на свежие статьи!
Сайт источник: prof-il.ru
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.
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.
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.
От представителя завода:
– 16-20 мкм для резьбовых соединений
– выше 20 – до 40 мкм – для деталей без резьбы
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:
– 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 анкераP = 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
R – расчетное сопротивление анкерного крепления, кН
М – момент, Н*м
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
Статья дана для сведения.
Сайт источник: prof-il.ru
Анкерные болты для фундамента
Как выбрать и установить анкерные болты (анкеры) для фундамента: основные виды, принципы крепления и правила установки в фундамент. Преимущества химического анкера для бетона.
Для обеспечения надежного крепления строительных конструкций к прочным монолитным основаниям используются специальные крепежные элементы – анкерные болты для фундамента. Они имеют вид прута с резьбой и специальным приспособлением в форме загиба или разветвления для закрепления в основании.
Основные виды анкеров для фундамента
Существует несколько видов анкерных фундаментных болтов, различающихся формой основания и конструкцией:
- в форме изогнутой шпильки
- прямые
- составные
- съемные
- в виде анкерной плиты
- с коническим наконечником
Кроме того анкеры, используемые для крепления к фундаменту, разделяются по методам монтажа, в зависимости от которого они бывают:
1. глухие – такие болты устанавливаются перед заливкой бетона. Глухими являются болты в виде изогнутой шпильки и анкерной плиты, конструктивные решения которых позволяют им очень надежно закрепиться в застывшем фундаменте. Во время монтажа их правильная фиксация обеспечивается с помощью специальных приспособлений – кондукторов, без использования которых невозможно добиться, чтобы положение анкеров полностью соответствовало проектным параметрам;
2. съемные – крепеж таких болтов выполняется с использованием закладных деталей и плит. Поскольку сам анкер не имеет сцепления с фундаментом, его закрепляют силоксановым или эпоксидным клеем либо цементно-песчаным раствором. В основании болты устанавливаются в пазы или крепятся разжимными цангами, вмонтированными в фундамент перед бетонированием.
Крепежный анкер для фундамента подходит для использования только в прочных негибких материалах – бетоне, камне, кирпиче. Большинство фундаментных болтов могут эксплуатироваться при температуре -50° – + 50° С. Если условия не соответствуют данным параметрам, то требуется дополнительный расчет конструкции.
В зависимости от допустимых условий эксплуатации болты разделяются на два типа:
- конструктивные – применяются для крепления массивных конструкций, обеспечивающих устойчивость давлением собственного веса;
- расчетные – берут на себя нагрузки, которые возникают при эксплуатации сооружения.
Выбор конкретного типа анкерного болта зависит от габаритов и особенностей конструкции, типа фундамента и способа монтажа.
Принципы крепления анкера в фундаменте
Удержание анкерного болта в фундаменте осуществляется за счет работы трех принципов:
- трение
- упор
- склеивание
Трение – это те нагрузки, которые анкерный болт воспринимает и передает на фундамент путем своего трения о материал монолита. Этот процесс требует наличия распирающей силы, создаваемой за счет распора пластикового дюбеля или металлической цанги.
Упор – это нагрузки, воспринимаемые анкером и компенсируемые внутренними силами сопротивления его материала излому, которые создаются на глубине анкеровки.
Склеивание – это компенсация нагрузок внутренним касательным напряжением в месте контакта анкера с материалом основания. Этот принцип действует у химических клеевых анкеров и закладных деталей, не имеющих упорного приспособления и уширения.
Разрушение анкерного крепления обычно происходит в наиболее слабом месте. Существует несколько видов разрушений анкера:
- вырыв
- пластический изгиб
- излом
- коррозия
- плавление
- выгорание
Установка анкерного болта в фундамент
В идеальном варианте установка анкеров в бетон должна выполняться сразу после заливки фундамента – до застывания раствора. Расположение болтов определяется в соответствии с планом обустройства наружных стен, внутренних перегородок и дверей, поскольку анкеры можно и нужно ставить под внешними стенами, но нельзя под внутренними перестенками и в дверных проемах.
Болты погружаются в бетон ровно по центру стены и утапливаются не слишком глубоко, чтобы выступающая часть составляла около 6 см. При этом резьбу анкера рекомендуется обернуть пленкой, чтобы избежать загрязнения и последующей чистки болта от застывшего бетона. Монтируются анкеры по всему периметру стен с шагом в 40 см. Очень важно, чтобы они располагались строго вертикально. Для предотвращения крена анкеров во время застывания раствора следует использовать крепежное устройство, специально прикрепленное к опалубке. Если анкерный болт устанавливается до заливки фундамента, то его фиксируют путем крепления к арматуре.
Установка анкерных болтов в уже готовый (схватившийся) фундамент выполняется в посадочные отверстия, предварительно высверленные с помощью буров или сверл соответствующего диаметра.
Химический анкер
Помимо традиционных анкерных болтов для фундамента, которые соединяются с материалом за счет механической связи (трения, упора), существуют анкеры, связывающиеся с основанием посредством межмолекулярного взаимодействия под воздействием адгезионных и когезионных сил (склеивание). Такие болты называются химическими анкерами.
По сути, химический анкер – это металлический резьбовой стержень и клеевой связующий состав, в который он помещается. Как правило, химические анкера для бетона изготавливаются из оцинкованных или из нержавеющих коррозийностойких сталей.
В данном случае крепление выполняется путем приклеивания анкера. Для этого в посадочное отверстие сначала заливается специальный клеевой состав, а затем в него погружается болт. Химический состав после застывания образует очень прочную связь, устойчивую к атмосферным воздействиям и коррозии. Также он характеризуется высокими адгезивными свойствами и такой же прочностью, как большинство аналогичных стройматериалов.
Используемые клеевые составы являются двухкомпонентными: они изготавливаются из искусственных смол, которые застывают при смешивании с отвердителями. Одновременное использование органической и неорганической составляющей раствора выводят химический анкер на более высокий качественный уровень:
- неорганический компонент (цемент) обеспечивает высокую совместимость с основанием;
- органическая высокореактивная смола способствует достижению оптимального времени застывания.
Указанные компоненты способствуют надежной фиксации анкера практически в любом материале и обеспечивают повышенную термическую и химическую стойкость. Благодаря единому набору компонентов для всех материалов химические анкеры являются универсальными. Кроме того отсутствие распора позволяет выполнять установку этих болтов при минимальных краевых и осевых расстояниях, а простота монтажа и нетребовательность к размерам отверстий значительно облегчают выполнение работ.
Химические анкерные стержни могут быть самыми разными по размерам, конструкции и назначению. Самые сложные стержни и втулки могут применяться в тяговой зоне разорванного бетона, при наличии динамических и вибронагрузок, в пустотелых или «слабых» материалах.
Химическое крепление анкерных болтов в бетоне обеспечивает высочайшие нагрузочные характеристики, исключает создание напряжений в материале фундамента, не ослабляется со временем. Высокая эффективность химической анкеровки подтверждена многочисленными испытаниями и допусками, поэтому она считается лучшим вариантом крепления для фундамента.
Читайте также:
КОНСТРУКЦИЯ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ, ВСТАВЛЕННЫХ В БЕТОННУЮ КЛАДКУ
ВВЕДЕНИЕ
Анкерные болты предназначены для передачи нагрузок на кладку от таких приспособлений, как ригели, пороги и несущие плиты. И сдвиг, и растяжение передаются через анкерные болты, чтобы противостоять расчетным силам, таким как подъем из-за ветра в верхней части колонны или стены или вертикальные гравитационные нагрузки на ригели, поддерживающие балки или фермы (см. Рисунок 1).Величина этих нагрузок значительно варьируется в зависимости от области применения.
В данном TEK обобщены требования к правильному проектированию, детализации и установке анкерных болтов, заделанных в бетонную кладку, на основе положений «Требования Строительных норм для каменных конструкций» издания 2013 г. (ссылка 1). Следует отметить, что в редакциях Международного строительного кодекса и Международного жилищного кодекса 2012 г. (ссылки 3 и 4) содержатся ссылки на положения издания 2011 года «Требования строительных норм для каменных конструкций» (исх.5), которые не содержат существенных отличий от приведенных ниже методологий анализа и проектирования.
Рисунок 1 – Расчетные нагрузки анкеровкиТипы и конфигурации анкеров
Анкерные болты в целом можно разделить на две категории: закладные анкерные болты, которые закладываются в раствор во время строительства кладки; и анкеры после установки, которые устанавливаются после возведения кладки.Установленные анкеры достигают сопротивления сдвигу и растяжению (вытягиванию) за счет расширения по каменной кладке или гильзам, либо путем склеивания с помощью эпоксидной смолы или других клеев. Конструкция анкеров после установки должна соответствовать документации производителя анкеров и выходит за рамки настоящего ТЭК.
Конфигурации анкерных болтов, на которые распространяются требования Строительных норм для каменных конструкций, относятся к одной из двух категорий:
- Анкеры с гнутым стержнем, в состав которых входят обычные J- и L-болты, представляют собой стальные стержни с резьбой и крючками на конце, встроенные в кладку.Анкерные болты с гнутым стержнем должны соответствовать требованиям к материалам Стандартных технических условий на углеродистую конструкционную сталь, ASTM A36 / A36M (ссылка 6). К анкерам с головкой
- относятся обычные болты с квадратной или шестигранной головкой с резьбой, а также пластинчатые анкеры (где к концу болта приваривается стальная пластина). Анкерные болты с головкой должны соответствовать требованиям Стандартных технических условий на болты и шпильки из углеродистой стали, предел прочности при растяжении 60 000 фунтов на кв. Дюйм, ASTM A307, класс A (ссылка 7).
Для других конфигураций анкерных болтов, включая анкеры после установки, расчетные нагрузки определяются путем испытания минимум пяти образцов в соответствии со Стандартными методами испытаний прочности анкеров в бетонных и каменных элементах, ASTM E488 (см.8) при нагрузках и условиях, которые соответствуют предполагаемому использованию. Допустимые расчетные значения напряжений ограничиваются 20% от средней испытанной прочности анкерных болтов. В соответствии с положениями расчета прочности номинальная расчетная прочность ограничивается 65% от средней испытанной прочности.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ДЕТАЛЬНЫМ ТРЕБОВАНИЯМ
Строительные нормы и правила для каменных конструкций (ссылка 1) содержат положения о конструкции анкерных болтов как для расчета допустимого напряжения, так и для методов расчета прочности (главы 2 и 3, соответственно).Обзор этих принципов проектирования можно найти в документах «Расчет допустимого напряжения бетонной кладки», TEK 14-7C, и «Положения по расчету на прочность для бетонной кладки», TEK 14-4B (ссылки 9, 10). Обратите внимание, что глава 5 кодекса также включает предписывающие критерии для крепления пола и крыши, которые применимы к эмпирически спроектированной каменной кладке, но эти положения здесь не рассматриваются.
Хотя многие требования к конструкции анкера различаются в зависимости от методов расчета допустимого напряжения и прочности, некоторые положения обычно являются общими для двух подходов к проектированию.Следующее обсуждение и темы относятся к анкерам, спроектированным с использованием методов расчета допустимого напряжения или прочности.
Эффективная площадь анкерных болтов
Для обоих методов проектирования чистая площадь анкерного болта, используемая для определения расчетных значений, представленных в данном TEK, принимается равной следующему, что учитывает уменьшение площади из-за наличия анкерной резьбы:
Анкер ½ дюйма = 0,142 дюйма² (91,6 мм²)
⅝ дюйма анкер = 0,226 дюйма² (145,8 мм²)
¾ дюймаанкер = 0,334 дюйма² (215,4 мм²)
⅞ дюйма анкер = 0,462 дюйма² (298,0 мм²)
Эффективная длина заделки
Минимальная эффективная длина заделки анкерных болтов составляет четыре диаметра болта (4 d b ) или 2 дюйма (51 мм), в зависимости от того, что больше (см. Рисунок 2). Длина укладывания возглавляемых болтов, л б, измеряется параллельно оси болта от поверхности кладки к поверхности головки болта подшипника. Для согнут-бара якорей, эффективная анкеровки длина измеряется параллельно оси болта от поверхности кладки к опорной поверхности на изогнутом конце минус одного диаметра анкерного болта.
Рисунок 2 – Минимальная эффективная длина заделкиРазмещение
Анкерные болты должны быть заделаны в цементный раствор, за исключением того, что анкеры диаметром ¼ дюйма (6,4 мм) разрешается размещать в стыках слоя раствора толщиной не менее ½ дюйма (12,7 мм). За исключением анкеров, установленных в стыках раствора, минимальный зазор составляет ¼ дюйма.(6,4 мм) и ½ дюйма (12,7 мм) требуется между анкерным болтом и ближайшей поверхностью кладки для мелкого и крупного раствора соответственно. Это требование применяется к анкерным болтам, встроенным в верхнюю часть элемента кладки, а также к анкерным болтам, проходящим через лицевые оболочки кладки, как показано на Рисунке 2. Хотя исследования (ссылка 11) показали, что установка анкеров в отверстия слишком большого размера на лицевой стороне кирпичной кладки Оболочки не оказывают значительного влияния на прочность или характеристики анкеров по сравнению с теми, которые помещаются в отверстия, лишь немного превышающие диаметр анкера, кодекс решил сохранить эти требования к зазору в качестве удобного средства проверки того, что цементный раствор должным образом закрепился вокруг анкерного болта. .
Несмотря на то, что при типичном проектировании каменной кладки они редко контролируются, Строительные нормы и правила для каменных конструкций также требуют, чтобы расстояние между параллельными анкерами было как минимум равным диаметру анкера, но не менее 1 дюйма (25,4 мм), чтобы гарантировать адекватность эффективность анкера и уплотнение раствора вокруг анкера.
Существующие нормы кладки не учитывают допуски для установки анкерных болтов. При отсутствии таких критериев строительные допуски, используемые для размещения структурной арматуры, могут быть изменены для применения к анкерным болтам.Чтобы анкерные болты были правильно выровнены во время заливки раствора, можно использовать шаблоны, чтобы удерживать болты с необходимыми допусками. Шаблоны, которые обычно изготавливаются из дерева или стали, также предотвращают протекание раствора в тех случаях, когда анкеры выступают со стороны стены.
Расчетные площади сдвига и растяжения
Расчетная зона прорыва при растяжении A pt и прогнозируемая площадь прорыва при сдвиге A pv для анкеров с головкой и изогнутой балкой определяются уравнениями 1 и 2 следующим образом:
Расстояние до кромки анкерного болта, l – , измеряется в направлении приложенной нагрузки от центра анкерного болта к краю кладки.Когда проектируемые области соседних анкерных болтов перекрываются, часть площади перекрытия уменьшается наполовину для расчета A pt или A pv , как показано на рисунке 3. Любая часть проецируемой области, которая Попадание в открытую ячейку, открытый сердечник, открытый стык головки или выход за пределы элемента кладки вычитается из расчетного значения A pt и A pv . Графическое изображение конуса отрыва при растяжении показано на рисунке 4.
Рисунок 3 – Уменьшение площади проекции при перекрытии конусов разрушения Рис. 4 – Конус предполагаемого разрушения анкерного болтаДОПУСТИМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ
Напряжение
Допустимая осевая растягивающая нагрузка Ba для анкерных болтов с головкой и изогнутой балкой принимается как меньшая из Уравнения 3, допустимая осевая растягивающая нагрузка, определяемая разрывом кладки, и Уравнения 4, допустимая осевая растягивающая нагрузка, определяемая податливостью анкера.Для анкеров с гнутым стержнем допустимая осевая растягивающая нагрузка также должна быть меньше, чем определяемая по уравнению 5 для вытягивания анкера.
Ножницы
Допустимая нагрузка сдвига, B v , для анкерных болтов с головкой и изогнутой балкой принимается как наименьшее из Уравнения 6, допустимая нагрузка сдвига, определяемая разрывом кладки, Уравнение 7, допустимая нагрузка сдвига, определяемая раздавливанием кладка, уравнение 8, допустимая нагрузка сдвига, определяемая выступом кладки, и уравнение 9, допустимая нагрузка сдвига, определяемая податливостью анкера.
Комбинированный сдвиг и растяжение
Анкерные болты, подверженные комбинированному осевому растяжению и сдвигу, также должны удовлетворять следующему уравнению единства:
Взаимосвязь между прилагаемыми растягивающими и касательными нагрузками по сравнению с допустимыми растягивающими и касательными нагрузками показана на Рисунке 5.
Рисунок 5 – Конфигурация для примера конструкцииПРОЧНОСТЬ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ
Проектные положения для анкерных болтов, использующие метод расчета прочности, почти идентичны тем, которые используются для расчета допустимого напряжения, с соответствующими изменениями для преобразования требований для получения расчетной прочности на номинальное осевое растяжение и сдвиг.Коэффициенты снижения прочности Φ для использования в уравнениях с 11 по 18 принимаются равными следующим значениям:
- , когда номинальная прочность анкера контролируется прорывом кладки, раздавливанием кладки или отрывом анкера, Φ принимается равным 0,50,
- , когда номинальная прочность анкера контролируется текучестью анкерного болта, Φ принимается равным 0,90,
- , когда номинальная прочность анкера контролируется вырывом анкера, Φ принимается равным 0,65.
Напряжение
Номинальная осевая прочность на растяжение, B и , для анкерных болтов с головкой и изогнутой балкой принимается как меньшее из Уравнения 11, номинальной осевой прочности на растяжение, определяемой прорывом кладки, и Уравнения 12, номинальной осевой прочности на растяжение, определяемой якорь податливый.Для анкеров с гнутым стержнем номинальная осевая прочность на растяжение также должна быть меньше, чем значение, определенное уравнением 13 для выдергивания анкера.
Ножницы
Номинальное сопротивление сдвигу, Bvn, для анкерных болтов с головкой и изогнутой балкой принимается как наименьшее из Уравнения 14, номинальное сопротивление сдвигу, определяемое разрывом кладки, Уравнение 15, номинальное сопротивление сдвигу, определяемое раздавливанием кладки, Уравнение 16, номинальная прочность на сдвиг, определяемая выступом кладки, и уравнение 17, номинальная прочность на сдвиг, определяемая податливостью анкера.
Комбинированный сдвиг и растяжение
Как и в случае расчета допустимого напряжения, анкерные болты, подвергающиеся комбинированному осевому растяжению и сдвигу, также должны удовлетворять следующему уравнению единства:
ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ
Два ½ дюйма (12.Анкеры с головкой 7 мм) представляют собой болтовое соединение балки крыши со стороной кирпичной стены 8 дюймов (203 мм), см. Рисунок 5 ниже. Стена имеет минимальную заданную прочность на сжатие f ’ м 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа). Болты имеют эффективный предел текучести 60 ksi (413,7 МПа) при эффективной длине заделки и расстоянии между болтами 6 дюймов (50,8 мм).
Расчет допустимого напряжения
Можно предположить, что D + L R является основным сочетанием нагрузок.При этом общая расчетная сила сдвига для соединения составляет 1600 фунтов (7,12 кН), при этом каждый анкерный болт выдерживает половину общей нагрузки. Как это типично для болтовых соединений, подверженных сдвигу, нагрузка передается на расстоянии смещения, е, которое эквивалентно дополнительной толщине ригеля и соединительных элементов. Эта эксцентрическая нагрузка создает пару сил с растягивающими усилиями в анкере и опоре каменной стены. Используя инженерные решения, плечо момента может быть приблизительно равно ⅚ расстояния от центральной линии болта до края ригеля, обозначенного для этого примера как x .Силу индуцированного натяжения на всем соединении можно рассчитать следующим образом:
Используя уравнение 1, можно определить площадь прорыва при растяжении для каждого болта, равную 113,10 дюйм² (729,68 см²), однако из-за близости болтов друг к другу существует перекрытие в предполагаемой области прорыва. Чтобы учесть это, при анализе отдельного болта необходимо уменьшить предполагаемую площадь прорыва на половину площади перекрытия.Измененная площадь проекции для каждого болта становится:
Используя приведенное выше уравнение, значение модифицированного A pt составляет 90,99 дюйма² (578,03 см²).
В свою очередь, прочность на растяжение в осевом направлении контролируется либо разрывом кладки (уравнение 3), либо текучестью анкера (уравнение 4) и определяется следующим образом (уравнение 5 явно относится к анкерам с гнутым стержнем и не требует проверки):
В этом примере прочность на растяжение в осевом направлении определяется прочностью на отрыв кирпичной кладки: B ab .
Аналогичным образом, чтобы определить допустимую прочность на сдвиг, обычно рассчитывают площадь прорыва при сдвиге для каждого анкера. В этом конкретном примере, учитывая направление сдвиговой нагрузки и большое краевое расстояние, сдвиг кладки не будет определяющим режимом разрушения. Расчетные значения прочности на раздавливание кладки (уравнение 7), вырывание анкера (уравнение 8) и деформацию анкера (уравнение 9) составляют:
В этом случае прочность на сдвиг каждого анкера контролируется прочностью на раздавливание кладки, B vc .
Проверка комбинированных эффектов нагрузки для отдельного анкера по уравнению 10 дает следующее:
Поскольку отношение потребности к мощности меньше 1,0, конструкция удовлетворяет.
Прочность конструкции
Предполагается, что управляющая комбинация нагрузок для соединения составляет 1,2 D +1,6 L R .При этом влияние эксцентрической поперечной нагрузки анализируется аналогично примеру расчета допустимого напряжения, в результате чего учитывается растягивающая сила 2688 фунтов (11,96 кН), действующая на все соединение. Факторная нагрузка сдвига, действующая на соединение, составляет 2240 фунтов (9,96 кН).
Снова, цитируя уравнение 1 и модифицируя его для перекрытия проецируемой зоны прорыва, мы получаем, что A pt для каждого анкерного болта составляет 90,99 дюйма² (578,03 см²). Обратитесь к примеру расчета допустимого напряжения для пояснения.
Осевое сопротивление растяжению, определенное путем расчета прорыва кладки (уравнение 11) и текучести анкера (уравнение 12), выглядит следующим образом (как и раньше, уравнение 13 не нужно проверять, поскольку оно применимо только к анкерам с гнутым стержнем):
Номинальная осевая прочность на растяжение определяется податливостью анкера: B и .
Номинальная прочность на сдвиг контролируется дроблением кладки (уравнение 15), вытягиванием анкера (уравнение 16) и податливостью анкера (уравнение 17) и проверяется следующим образом (как объяснялось ранее, для этого примера геометрия стены и направление нагрузки указывают на сдвиг. прорыв будет маловероятным режимом отказа):
В этом примере номинальная прочность на сдвиг для каждого анкера контролируется дроблением кладки, B vnc .
Применение соответствующих коэффициентов снижения прочности Φ = 0,9 для анкера, податливого под действием растягивающих нагрузок, и Φ = 0,5 для дробления кирпичной кладки под действием сдвигающих нагрузок, и проверка комбинированных эффектов нагрузки для отдельного анкера по уравнению 18 дает следующее:
При соотношении спроса и мощности менее 1,0 конструкция удовлетворяет.
ОБОЗНАЧЕНИЯ
A b = площадь поперечного сечения анкерного болта, дюйм² (мм²)
A pt = площадь проекции на поверхность кирпичной кладки правого кругового конуса для расчета прочности на разрыв анкерных болтов при растяжении, дюйм² (мм²)
A pv = площадь проекции половины правого кругового конуса на поверхность кладки для расчета прочности анкерного болта на срез, дюйм.² (мм²)
B a = допустимая осевая сила на анкерный болт, фунт (Н)
B ab = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт, когда она регулируется прорывом кладки, фунт (Н)
B и = номинальная осевая прочность анкерного болта, фунт (Н)
B anb = номинальная осевая прочность на растяжение анкерного болта, когда регулируется разрывом кладки, фунт (Н)
B anp = номинальное сопротивление растяжению анкерного болта в осевом направлении при вытягивании анкера, фунт (Н)
B и = номинальное сопротивление растяжению анкерного болта в осевом направлении при подаче стали, фунт (Н)
B ap = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт, когда регулируется вырывом анкера, фунт (Н)
B as = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт, когда регулируется податливостью стали, фунт (Н)
B v = допустимое усилие сдвига на анкерный болт, фунт (Н)
B vb = допустимая нагрузка сдвига на анкерный болт, когда регулируется разрывом кладки, фунт (Н)
B vc = допустимый сдвиг нагрузка на анкерный болт при раздавливании кирпичной кладки, фунт (Н)
B vn = номинальное сопротивление сдвигу анкерного болта, фунт (Н)
B vnb = номинальное сопротивление сдвигу анкерного болта при соблюдении разрыв кирпичной кладки, фунт (Н)
B vnc = номинальная прочность анкерного болта на сдвиг при раздавливании кладки, фунт (Н)
B vnpry = номинальная прочность анкерного болта на сдвиг при выдерживании анкера , фунт (Н)
B vns = номинальное сопротивление сдвигу анкерного болта в зависимости от текучести стали, фунт (Н)
B vpry = допустимая срезная нагрузка на анкерный болт, когда используется стандарт с усилием анкера, фунт (Н)
B по сравнению с = допустимая нагрузка сдвига на анкерный болт в зависимости от текучести стали, фунт (Н)
b a = необработанное осевое усилие на анкерный болт, фунт (Н)
b af = усредненное осевое усилие в анкерном болте, фунт (Н)
b v = срезное усилие на анкерный болт без учёта поправок, фунт (Н)
b vf = учтено усилие сдвига в анкерном болте, фунт (Н)
d b = номинальный диаметр анкерного болта, дюйм.(мм)
e = эксцентриситет приложенных нагрузок к болтовому соединению, дюймы (мм)
e b = выступающая длина ноги анкера с изогнутой балкой, измеренная от внутреннего края анкера в точке изгиба до самой дальней точки анкера в плоскости крюка, дюймы (мм)
f ‘ м = заданная прочность на сжатие кладки, фунт / кв. дюйм (МПа)
f y = заданный предел текучести стали для анкеров, фунт / кв. дюйм (МПа) )
l b = эффективная длина заделки анкерных болтов, дюйм.(мм)
l be = расстояние до края анкерного болта, измеренное в направлении нагрузки, от края кладки до центра поперечного сечения анкерного болта, дюймы (мм)
с = расстояние между анкерами, дюймы (мм)
x = глубина от центральной линии анкера до края ригеля
Φ = коэффициент уменьшения прочности
Список литературы
- Требования строительных норм для каменных конструкций, TMS 402-13 / ACI 530-13 / ASCE 5-13, Отчет Объединенного комитета по стандартам каменной кладки, 2013 г.
- Спецификация для каменных конструкций, TMS 605-13 / ACI 530.1-13 / ASCE 6-13, Отчет Объединенного комитета по стандартам каменной кладки, 2013 г.
- Международный Строительный Кодекс, Международный Совет Кодекса, 2012.
- Международный жилищный кодекс, Международный совет по кодам, 2012 г.
- Строительные нормы и правила для каменных конструкций, TMS 402-11 / ACI 530-11 / ASCE 5-11, Сообщено Объединенным комитетом по стандартам каменной кладки, 2011. Стандартные технические условия
- для углеродистой конструкционной стали, ASTM A36-12, ASTM International, 2012. Стандартные технические условия
- для болтов и шпилек из углеродистой стали, предел прочности при растяжении 60 000 фунтов на кв. Дюйм, ASTM A307-12, ASTM International, 2012.
- Стандартные методы испытаний прочности анкеров в бетонных и каменных элементах, ASTM E488-10, ASTM International, 2010.
- Расчет допустимого напряжения бетонной кладки, TEK 14-7C, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2011.
- Положения по расчету прочности для бетонной кладки, TEK 14-4B, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2008.
- Испытание анкерных болтов в кладке бетонных блоков, Таббс, Дж. Б., Поллок, Д. Г., и Маклин, Д. И., The Masonry Society Journal, 2000.
NCMA TEK 12-3C, редакция 2013 г.
NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, не несут никакой ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.
Технические характеристики забивных анкеров
Существует множество технических характеристик, которые необходимо учитывать при использовании бетонных забивных анкеров.При этом учитываются диаметр и тип материала, длина внутренней резьбы, минимальное краевое расстояние и требуемый размер отверстия. Забивной анкер для бетона – отличный вариант крепежа при работе с установками заподлицо. Размер вставного анкера относится к диаметру стандартного резьбового стержня или болта UNC, который будет использоваться с этим креплением. После определения всех этих факторов вы можете найти ожидаемые значения удержания в технической информации ниже.
Длина:
При установке анкера заподлицо с основным материалом: Чтобы определить минимальную требуемую длину болта, прибавьте длину внутренней резьбы анкера, плюс толщину материала, который нужно закрепить, плюс толщину любой шайбы к использоваться.
При установке анкера глубже в бетон:
Определите указанную выше минимальную длину болта и добавьте дополнительную глубину к минимальной длине анкера.
Расстояние:
Силы на забивном анкере передаются материалу, в котором он установлен. Если анкеры установлены слишком близко друг к другу, это может вызвать взаимодействие сил, что снизит их удерживающую способность. Минимальное расстояние между анкерами и минимальные расстояния от края для забивного анкера следующие:
| 1/4 дюйма | 3-1 / 2 “ | 1-3 / 4 “ |
| 3/8 дюйма | 5-11 / 16 “ | 2-13 / 16 “ |
| 1/2 “ | 7 “ | 3-1 / 2 “ |
| 5/8 дюйма | 8-5 / 16 “ | 4-1 / 8 “ |
| 3/4 дюйма | 10-1 / 2 “ | 5-1 / 4 “ |
Если вибрация или внезапный удар являются частью условий нагрузки, расстояние следует увеличить.
Техническая информация: значения предельной нагрузки в бетоне 2000 фунтов на квадратный дюйм
| Размер | Минимальное вложение | Макс. Крутящий момент | Сверло | Вытяжной (фунты) |
| 1/4 дюйма | 1 дюйм | 5 футов / фунт. | 3/8 дюйма | 939 |
| 3/8 дюйма | 1-9 / 16 ” | 10 футов./ фунт. | 1/2 ” | 1560 |
| 1/2 ” | 2 дюйма | 20 фут / фунт. | 5/8 ” | 3105 |
| 5/8 ” | 2-1 / 2 ” | 30 фут / фунт. | 7/8 ” | 3323 |
| 3/4 дюйма | 3-3 / 16 ” | 40 фут / фунт. | 1 дюйм | 6678 |
Указанные значения являются средними предельными значениями и предлагаются только в качестве ориентировочных и не гарантируются.Коэффициент запаса прочности 4: 1 или 25% обычно считается безопасной рабочей нагрузкой. Следует сделать ссылку на применимые коды для конкретного рабочего соотношения. Минимальная глубина заделки для удовлетворительной работы анкера составляет 4-1 / 2 диаметра болта. Более глубокие заделки обеспечат более высокое напряжение и стойкость к сдвигу.
| DI14 | DIS14 | 100/1000 | 1/4 | 1 | 1/2 | 3-1 / 2 | 1-3 / 4 |
| DI38 | DIS38 | 50/1000 | 3/8 | 1-9 / 16 | 5/8 | 5-11 / 16 | 2-13 / 16 |
| DI12 | DIS12 | 50/500 | 1/2 | 2 | 13/16 | 7 | 3-1 / 2 |
| DI58 | DIS58 | 25/200 | 5/8 | 2-1 / 2 | 1-3 / 16 | 8-5 / 16 | 4-1 / 8 |
| DI34 | DIS34 | 25/150 | 3/4 | 3-1 / 8 | 1-3 / 8 | 10-1 / 2 | 5-1 / 4 |
Определение длины анкера – Williams Form Engineering Corp.
Длина и грузоподъемность анкерных систем для скальных пород и грунта зависят от многих переменных. Некоторыми из этих переменных являются свойства породы или почвы, методы установки, подземные или надземные препятствия, существующие конструкции, ограничения полосы отвода и сервитута, прочность материала анкера и тип анкера. Такие темы, как эти, должны быть оценены во время технико-экономического обоснования анкера до окончательного проектирования анкера. Окончательная глубина заделки должна определяться от проекта к проекту после анализа образцов горных пород или почвы, предыдущего опыта и геологических данных.Испытания анкеров на месте, как правило, являются лучшим способом точного определения длины и грузоподъемности анкеров для данных геологических условий.
Длина свободного напряжения
Анкеры для грунта с предварительным напряжением или пост-напряжением должны быть рассчитаны на длину без напряжения. Это часть длины анкера, которая не обеспечивает фиксации на почве или скале во время процедуры напряжения. Назначение длины свободного напряжения состоит в том, чтобы позволить монтажнику немедленно передать анкерную нагрузку непосредственно в определенное место в почве или скале.Например, при проектировании анкерных анкеров длина свободного напряжения должна быть достаточной для передачи нагрузки предварительного напряжения за предполагаемой плоскостью разрушения грунта или горного массива. Длина свободного напряжения также помогает минимизировать потери нагрузки из-за движения в головке анкера во время передачи нагрузки от натяжного домкрата. Институт последующего натяжения рекомендует, чтобы для предварительно напряженных анкеров для скальных пород или грунта, использующих стальные стержни, длина свободного напряжения была не менее 10 футов, а для стальных прядей – не менее 15 футов из-за больших потерь при посадке.Рекомендации PTI по длине свободного напряжения основаны на анкерах с использованием высокопрочной стали после растяжения и часто имеют относительно высокие расчетные нагрузки. Предварительно напряженные механические анкеры с меньшей нагрузкой были успешно спроектированы и установлены с общей длиной менее 10 футов в высококачественной скальной породе.
Механический анкер длиной
Один из методов, который используется для оценки глубины заделки механических анкеров, таких как система Williams Spin-Lock, основан на способности извлекать горную массу.Масса горной породы, поднятая при поднятии, имеет приблизительно коническую форму и часто наклонена наружу от продольной оси скального якоря между 15 и 60 градусами в зависимости от структурной геологии участка. Вытягивающая способность конуса зависит от веса конуса и сопротивления камня сдвигу вдоль поверхности конуса. Скальные анкеры обычно имеют достаточно глубокие заделки, чтобы гарантировать вязкое разрушение стального стержня. Математически, установив предельную стальную прочность анкера равной выносливости конуса разрушения породы и применив необходимые коэффициенты безопасности, проектировщик может оценить глубину заделки анкера.Некоторые конструкторы пренебрегают сопротивлением сдвигу и используют только вес конуса для сопротивления вырыванию горной массы. Обычно это обеспечивает консервативную конструкцию анкера.
Длина механического анкера для горных пород может быть короче, чем у цементного раствора или системы связки из смолы, поскольку нагрузка передается посредством механической головки, а не длины связки раствора или смолы. Следовательно, длина свободного напряжения плюс длина узла механической головки составляет глубину заделки механического анкера.Когда для анкеров требуются соединители большей длины, Williams рекомендует использовать полый стержень Spin-Lock для облегчения затирки раствора. Уильямс перечисляет полезные проектные диаграммы, в которых приводится таблица несущей способности анкерной стали на основе соответствующих диаметров анкера и рекомендуемых коэффициентов безопасности. В этом разделе также рассматривается процедура установки и приводится подробная информация об аксессуарах и компонентах Spin-Lock.
Механическая головка в сборе
R = Радиус основания конуса
H = Высота конуса
L = Длина наклона конуса
V = Объем конуса (прямоугольный конус) = (1/3) () (R²) (h)
S = Скальный сдвиг сопротивление, умноженное на площадь поверхности раздела скального конуса
FS = коэффициент безопасности (.5 для коэффициента запаса прочности 2: 1)
Y = Удельный вес породы (примерно 150 фунт / фут в сухом состоянии)
U = Предел прочности анкерного стержня на растяжение
O = Угол конуса
P = Приложенная расчетная нагрузка
= 3,14
[(В ) (Y) + S]> P <[U / FS]
Длина механического грунтового анкера
Williams Form Engineering предлагает механические грунтовые анкеры Manta Ray и Stingray. Якоря Manta Ray могут удерживать максимум 20 000 фунтов, в зависимости от свойств почвы и размера узла головки Manta Ray.Их преимущество – простота установки, поскольку обычно не требуется сверление или заливка раствора. Якорь просто забивают в почву забивным молотком. Здесь показаны удерживающие способности анкеров Manta Ray.
Длины скальных анкеров
Глубина заделки каменных анкеров, скрепленных предварительно напряженной смолой или цементным раствором, часто определяется методом конуса, как описано в разделе «Длина механических анкеров». Однако, в отличие от механического анкера, связанный анкер должен также включать длину скрепления в глубину заделки.Длина связи позволяет передавать приложенную растягивающую нагрузку на окружающую породу. Таким образом, глубина заделки предварительно напряженного скального анкера складывается из длины свободного напряжения и длины сцепления. При использовании метода каменного конуса консервативный подход состоит в том, чтобы предположить, что вытяжной конус начинается в верхней части зоны соединения. Длину соединения можно оценить с помощью следующего уравнения, однако испытательные анкеры, как правило, являются лучшим способом определения заделки анкеров и их грузоподъемности.Типичные значения, показанные ниже, получены от Института пост-натяжения. Они не предназначены для использования в окончательном дизайне. Окончательные напряжения сцепления следует определять после анализа образцов керна, предыдущего опыта и геологических данных.
Расчет среднего предельного напряжения связи для различных пород
P = Расчетная нагрузка для анкера
= 3,14
D = Диаметр просверленного отверстия
Lb = Длина связи
Tw = Рабочее напряжение связи вдоль границы раздела между горной породой и раствором ( Напряжение рабочего скрепления обычно составляет 50 процентов или меньше от предельного напряжения скрепления.)
Примечание = Предел прочности связи между породой и анкерным раствором оценивается величиной 10% от прочности породы на неограниченное сжатие, но не более 450 фунтов на квадратный дюйм (3,1 МПа).
| Предельное напряжение грунта / сцепления Оценки для различных пород (из PTI) | |
| Гранит и базальт | 250-450 фунтов на кв. Дюйм |
| Доломитовый известняк | 200-300 фунтов на кв. Дюйм |
| Известняк мягкий | 150-200 фунтов на кв. Дюйм |
| Сланцы и твердые сланцы | 120-200 фунтов на кв. Дюйм |
| Мягкие сланцы | 30-120 фунтов на кв. Дюйм |
| Песчаники | 120-250 фунтов на кв. Дюйм |
| Бетон | 200-400 фунтов на кв. Дюйм |
Длина анкеров для грунтовки
Анкеры для предварительно напряженных грунтовых анкеров состоят из 10 футов минимальной длины свободного напряжения (для стержневых анкеров) и, как правило, 20-40 футов приклеенной длины.Методы анкерного бурения и заливки раствора могут иметь значительное влияние на значения напряжений сцепления с грунтом, поэтому окончательная длина сцепления часто определяется специалистами по анкеровке. Ниже представлена диаграмма, которую можно использовать для оценки длины связи анкера. Эта таблица предназначена для анкеров с прямым валом, установленных в отверстия небольшого диаметра с использованием низкого давления раствора. Тем не менее, окончательная прочность анкера должна определяться путем полевых испытаний анкеров. Дальнейшие указания и рекомендации по проектированию предварительно напряженных грунтовых анкеров и анкеров для скальных пород см. В руководстве Института пост-натяжения по анкерам для скальных пород и грунта.Также обращайтесь к AASHTO за соответствующими публикациями.
| Расчетное среднее предельное напряжение сцепления для определения длины сцепления грунта / раствора (взято из PTI) | |||
| Связный грунт | Несвязная почва | ||
| Тип анкера | Среднее предельное Напряжение сцепления при Граница раздела грунт / раствор (PSI) | Тип анкера | Среднее предельное Напряжение сцепления при Граница раздела грунт / раствор (PSI) |
| Анкеры с гравитационным заделыванием (прямой вал) | 5–10 | Анкеры с гравитационным швом (прямой вал) | 10-20 |
| Анкеры с затиркой под давлением (прямой вал) – Мягкая илистая глина – Илистая глина – Жесткая глина, пластичность от средней до высокой – Очень жесткая глина, пластичность от средней до высокой – Жесткая глина, средняя пластичность – Очень жесткая глина , средняя пластичность – очень жесткий песчаный ил, средняя пластичность | 5-10 5-10 5-10 10-25 15-35 20-50 40-55 | Анкеры с цементным раствором (прямой вал) – Мелкозернистый песок, средняя плотность – плотный – Средне крупный песок (с гравием), средняя плотность – Средне крупный песок (с гравием), плотный – очень плотный – Ил Пески – Плотный ледниковый до – Песчаный гравий, средний – плотный – Песчаный гравий, плотный – очень плотный | 12-55 16-95 35-140 25-60 43-75 31-200 40-200 |
Сопротивление вырыванию (заполнение швов) | Типы якорей | GEO5
Сопротивление вырыванию (заливка)
class = “h2″>Метод анализа выбран в разделе « Сопротивление вырыванию (затирка) ».
Настройка анализа сопротивления вырыванию (заливка)
Эта несущая способность определяет сопротивление выдергиванию из корня и рассчитывается одинаково для предварительно напряженных стержневых и стяжных анкеров.
Опция «Рассчитать из прочности на сдвиг »
где: | d s (d 1 ) 9464 – | – анкерного стержня (диаметр пряди соответствует площади пряди)||
л k | – | длина корня | |
– | – | прочность на сдвиг между анкерным стержнем и цементным раствором |
Опция «Рассчитать из прочности бетона »
Это тот же анализ, что и в предыдущем случае, прочность на сдвиг τ рассчитывается из параметров бетона в соответствии с различные стандарты:
Whe re: | η 1 | – | коэффициент сцепления (1,0 для хороших условий сцепления, 0,7 в других случаях) |
f ctd | – | прочность бетона на растяжение – получено из f ck по формулам; ≤ C60 / 75 значение |
где: | f c ‘ | 65 прочность на сжатие |
где: | α | – | коэффициент типа армирования | ||
1,56 – 3-прядный | |||||
1,79 – плоский арматурный стержень | |||||
63 стальная проволока | |||||
f т | расчетная прочность бетона на растяжение; ≤ значение C60 |
Опция «Входная несущая способность на единицу длины»
где: | R 02 c, 9463 | сопротивление вытягиванию [кН / бм, фунт-сила / фут] при заливке раствора на единицу длины | |
л K | – | длина корня |