Меню

Несущая способность анкера таблица

Расчетная несущая способность стержня анкера

где: F нт — площадь ослабленного сечения стержня; R р — расчетное сопротивление материала растяжению (для арматурной стали класса A-I, A-II и A-III соответственно равно 210, 270 и 340 МПа).

Для железобетонных и сталеполимерных анкеров расчетная прочность закрепления замковой части анкера в скважине будет зависеть от прочности заделки стержня в бетоне и от сопротивления его сдвигу относительно стен скважины:

где: d — диаметр арматурного стержня или скважины; τ 1,2 — удельная прочность на сдвиг стержня в бетоне или бетонной пробки в скважине; l з — расчетная длина заделки; k l — поправочный коэффициент на длину заделки; m’ у — коэффициент условий работы замка (0,9 при сухой скважине, 0,7-0,8 при влажной).

Экспериментально установлено, что при длине заделки 10 см арматурного стержня периодического профиля в цементном бетоне класса В30 расчетного возраста (обычно 28 сут) τ 1 = 10 МПа, а в эпоксидном полимербетоне суточного возраста — 20 МПа. С увеличением длины заделки до 20, 30 и 40 см прочность закрепления снижается, что учитывается поправочным коэффициентом k l = 0,65; 0,58 и 0,55 соответственно для цементного бетона и 0,75, 0,68 и 0,65 для полимербетона. Удельная прочность на сдвиг по стенке скважины τ 2 по имеющимся опытным данным составляет 1,5-2 и 1-1,2 МПа для известняка и сланца при цементном бетоне и соответственно 3-4 и 2-2,5 МПа при полимербетоне. Расчетная несущая способность стержня анкера определяется по формуле, приведенной выше.

В качестве расчетной нагрузки на анкер Р а принимается меньшее из значений, полученных по формулам (П3.12-П3.14).

Длину анкеров и их число определяют по одной из двух указанных выше расчетных схем. Рассмотрим только первую из них из-за ограниченности объема данной работы. Если глубина зоны возможного обрушения пород l в определена, то полную длину анкера находят по формуле

где: l з = 30-50 см — величина заглубления штанги в устойчивую зону массива пород; l п = 5-20 см — длина выступающей из скважины части анкера, зависящая от ее конструкции и толщины опорно-поддерживающего элемента.

Число анкеров на 1 м 2 кровли (плотность расстановки n s)

где: γ — средневзвешенный объемный вес пород в пределах зоны возможного обрушения; Р а — расчетная несущая способность анкера; n п ≥ 1,2 коэффициент перегрузки. При квадратной сетке расстановки анкеров расстояние между ними

Расстояние между анкерами в ряду не рекомендуется принимать больше их длины. Обычно принимают а а ≈ 0,7× l а.

При неустойчивых боках выработки предполагается образование в них призм сползания, ширину которых определяют по одной из гипотез горного давления (например, П. М. Цимбаревича) с учетом структурного ослабления массива. Замковые части анкеров и в этом случае располагают за пределами призмы сползания на величину не меньше 30 см. Суммарная их несущая способность должна обеспечить равновесие призмы сползания с учетом ее пригрузки на верхней грани.

Пример расчета металлической арочной крепи из специального профиля для двухпутевой выработки

Расчетная схема крепи в виде двухшарнирной арки с наклонными стойками α = 80°, нагруженной сверху равномерно распределенной нагрузкой р = 80 кПа и с боков nр = 40 кПа (n=0,5), представлена на рис. 6, а. Вначале определим усилия в арке от внешней нагрузки. Для определения горизонтальной реакции Н Х определим Х 1 по формуле (П2.1) и значения величин, входящих в выражения А, В и С – формулы (П2.4) – (П2.6). При α = 80° (в радианах α = 80:57,3≈1,4) получим: sin α=0,985; sin 2 α=0,97; sin 3 α=0,955; sin2 α=0,342; cos α=0,174; k=0,61 – формула (П2.7); k 2 =0,372; l=4,682 м – формула (П2.8); r 2 =4,84 м 2 ; r 3 =10,65 м 3 ; r 4 =23,40 м 4 ; l 2 =21,9 м 2 . Подставляя эти значения в формулы (П2.4) – (П2.6) получим: А= -25,22; В= 37,16; С= 15,77. Следовательно Х 1= -0,21 м.

Исследуя зависимость Х 1 от n, получим при n равном 0; 0,5; 0,7 и 1,0 значение Х 1, соответственно равное -0,80; -0,21; -0,025 и 0,378. Это свидетельствует о существенном влиянии величины боковой нагрузки на характер работы арки. Перед вычислением величины изгибающего момента М, продольной силы N и поперечных Q сил по длине полуарки определим сечения с максимальными значениями М мах. На криволинейном участке таких сечений два: φ = 0 (ключевое сечение) и φ = arcсos 0,468 = 62,1° — формула (П2.13). На прямолинейном участке – одно: при у = 0,38 м – формула (П2.14). Для построения эпюр M, N и Q выделим на длине полуарки 7 характерных точек: пять на криволинейном участке при φ = 0; 22,5; 45; 62,1 и 80° и две на прямолинейном при у = 0 и у = 0,38 м. Точка с у = 1 м соответствует точке с φ = 80°.Координата точек на криволинейном участке x = 0,5l – rsin φ; y = k+rcos φ, а на прямолинейном участке x = yctg α.

Все расчеты для удобства и контроля правильности вычислений представим в табличной форме.

Источник



Как правильно сделать расчет анкерного болта

схематический рисунок крепления анкерного болта в бетон

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

Читайте также:  Как определить полноту ноги для обуви таблица евро

Применение анкерного болта и возможные разрушения при эксплуатации

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).

фото пример крепления анкерного болта

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

Виды анкерных болтов, их размеры и установка

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.

Принцип работы и применение

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.

Виды и способы крепления

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.

Распорные

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.

Забивные

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

Читайте также:  Таблица учета заданий заказов

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.

Рамные

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.

Саморезы по бетону

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.

Шурупы по бетону принимают до 100 кг нагрузки, просты в монтаже и надежны в эксплуатации.

Разжимные

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.

Химические

Химический анкер — 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.

Размеры и характеристики анкерных болтов

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.

Инструкция по монтажу

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.

Сверление

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

  1. Размечают положения метизов на основании
  2. Дрелью или перфоратором просверливают скважину на 20 мм длиннее стержня и диаметром, рекомендуемым маркировкой болта.
  3. 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.

Монтаж анкера с гайкой

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.

Монтаж химического анкера

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.

Заключение

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

Источник

Выбор строительных анкеров: часть 2

Ниже представлено окончание краткого изложения одной из инструкций британской Ассоциации производителей строительного крепежа. Этот обзор дает общее знакомство с процедурой выбора анкеров. При работе с конкретными типами анкеров необходимо строго придерживаться инструкции их изготовителя.

В части 1 (разделы 1-5) рассмотрены следующие факторы выбора анкеров:

важность правильного выбора анкеров;

процесс выбора анкеров;

влияние материала основы на выбор типа анкера (бетон, кладка);

способы применения анкеров для крепления кронштейнов;

температура установки анкера;

температура эксплуатации анкера.

В части 2 (разделы 6-8) продолжено рассмотрение факторов выбора анкеров:

нагрузки на анкеры;

размеры при установке анкеров;

Читайте также:  Таблица футбола апл 2015 2016

глубина заделки анкеров;

влияние статических и динамических нагрузок;

защита анкеров от коррозии;

практические правила при установке анкера.

6. Нагрузки и размеры

6.1. Прилагаемые нагрузки

Рекомендуемые нагрузки

Рекомендуемые нагрузки на анкер, которые «прописаны» в его сертификате, устанавливаются по результатам тщательных сертификационных испытаний. Рекомендуемые нагрузки обычно уже включают понижающие коэффициенты запаса прочности.

Направление нагрузки

Ясно, что прилагаемые к анкеру нагрузки должны быть меньше, чем рекомендуемые его изготовителем для заданного направления — растяжения и сдвига. Однако, при комбинированной нагрузке необходимо убедиться, что не только растягивающие и сдвиговые составляющие нагрузки не превышают рекомендуемые для них пределы, но и что результирующая нагрузка также не превышает рекомендуемых пределов (рисунок 4).

Рисунок 4 — Случай, когда комбинированная нагрузка превышает рекомендуемую несущую способность анкера, а растягивающая и сдвиговая составляющие нагрузки остаются ниже рекомендуемых для них пределов [1]

6.2 Расстояния между анкерами и до края основы

Существуют пределы для расстояний от анкеров до края основы и расстояния между центрами анкеров. Эти ограничения показаны на рисунке 5:

Ccr — критическое расстояние от центра анкера до края основы, при котором анкер еще работает в полную силу;

Scr — критическое расстояние между центрами анкеров, при котором анкер еще работает в полную силу;

Cmin — минимальное расстояние от центра анкера до края основы, при котором анкер еще может применяться, но с пониженными прочностными характеристиками;

Smin — минимальное расстояние между центрами анкеров, при котором они еще могут применяться, но с пониженными прочностными характеристиками.

Рисунок 5 — Зоны влияния анкеров и края основы [1]

Большинство анкеров соответствуют этому подходу, но некоторые анкеры с контролем перемещения, нельзя применять на расстоянии от края ближе, чем Ccr, из-за высоких напряжений, которые возникают в материале основания при их установке.

Общим подходом при выборе анкеров является применение понижающих коэффициентов для расстояний между критическими и минимальными расстояниями, как показано на рисунке 6 для расстояний между анкерами. Аналогичный подход применяют и для расстояний от центра анкера до края основы.

Рисунок 6 — Применение понижающих коэффициентов для расстояния между анкерами [1]

6.3. Увеличенное заглубление анкера

Рекомендованные нагрузки для большинства креплений относятся к максимальной толщине кронштейна, что соответствует минимальной величине заглубления анкера. Во многих случаях с увеличением заглубления анкера его технические характеристики повышаются со сменой формы выхода его из строя, например, от выкалывания бетонного конуса к разрушению стали (рисунок 7).

Рисунок 7- Чем больше заглубление анкера, тем больше его несущая способность [1]

6.4. Статические и динамические нагрузки

Рекомендованные нагрузки для анкера обычно относятся только к статическим нагрузкам. Если нагрузки являются динамическими, то должны быть предусмотрены дополнительные меры.

Когда кронштейн закрепляется путем затягивания крепежа до заданного момента, который рекомендуется его изготовителем, возникающее усилие прижатия должно превосходить рекомендуемую предельную нагрузку на анкер на значительную величину. Максимальная величина динамических нагрузок должна быть ниже, чем рекомендованная нагрузка для анкера и, следовательно, ниже усилия прижатия кронштейна (рисунок 8).

Рисунок 8 — Отношение между динамическими и рекомендуемыми нагрузками [1]

По ударным нагрузкам необходимо консультироваться с изготовителем анкеров.

7. Защита анкеров от коррозии

В зависимости от условий эксплуатации и требуемого срока службы коррозии анкера в виде обычного ржавления можно избежать путем применения специальных защитных покрытий или нержавеющих сталей. Для сухих внутренних условий могут быть приемлемыми анкеры из углеродистой стали с цинковым покрытием, для короткого и среднего срока службы обычно применяют цинковое покрытие горячего погружения. Для длительного срока службы применяют нержавеющие стали: марку А2 — для нормальных незагрязненных местностей, марку А4 — для загрязненных местностей.

8. Соблюдать правила установки анкеров

Необходимо неуклонно следовать инструкции производителя по установке анкеров. Это обеспечит им максимальный уровень их технических характеристик.

8.1. Правильное отверстие

Диаметр отверстия является важным для всех анкеров. Некоторые типы анкеров можно устанавливать в отверстия, которые глубже заданного минимума. Другие анкеры устанавливаются на дно отверстия. Для некоторых анкеров нужно подгонять глубину отверстия по толщине прикрепляемого кронштейна.

8.2. Чистка отверстия

Важно для всех анкеров, но особенно — для химических анкеров и, тем более, для инъекционных анкеров. Рекомендуется применять чистку «ершиком» и продувку.

8.3. Правильные инструменты

Особенно относится к распорным анкерам с контролем перемещения и анкерам с уширением.

8.4. Выдержка для полимеризации химических анкеров

Время выдержки зависит от температуры.

8.5. Правильный момент затяжки

Рекомендуемые производителями моменты затяжки анкеров обычно предохраняют материал болта от чрезмерных напряжений и в то же время обеспечивают растяжение в болте и соответствующее усилие прижатия через кронштейн. В химических анкерах рекомендуемые моменты затяжки защищают их клеящий состав от чрезмерной нагрузки. Для материалов основы, с которыми сцепление химического анкера может быть недостаточно прочным, величина момента затяжки анкера может снижаться по сравнению с моментом затяжки для бетона. При этом рекомендуемая нагрузка на анкер также должна пропорционально снижаться.

1. Guidance Note: Anchor Selection, Construction Fixings Association

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Источник

Adblock
detector