Болт анкерный что это: Принцип действия анкерного болта | Зачем нужен анкерный болт

Семейство анкеров: виды и особенности

Сегодня ни одна стройка не обходится без применения различных крепежных элементов. От простых гвоздей до сложных крепежных узлов и систем. В этому ряду свое почетное место занимает линейка анкерной техники.

Понятие анкер произошло от немецкого Anker — якорь. Несмотря на внешние различия, и анкер, и корабельный якорь выполняют одну и ту же функцию: закрепляются в основании и удерживают какую-то конструкцию. Металлический анкер удерживается в конструкции за счет силы трения, возникающей в результате распора своих стенок в момент его установки в подготовленное отверстие в несущем материале.

Производят анкеры из металлических сплавов: латуни, стали и алюминия.

Процесс монтажа в большинстве случаев достаточно прост: в основании просверливается отверстие, с диаметром близком к диаметру самого анкера, удаляется пыль и осколки материала возникшего при бурении отверстия (отверстие продувается), после чего в подготовленное отверстие молотком забивается сам анкер. Далее в зависимости от конструкции анкерного крепления забивается либо клиновая часть (анкер-клин), либо закручивается гайка или винтовой сердечник.

Классика жанра – анкерный болт с гайкой

Самый популярный и широко применяемый, благодаря максимальной длине распорной зоны в линейке анкеров и универсальности крепления. Для защиты поверхности анкера от коррозии все его элементы изготовлены с поверхностным нанесением цинкового покрытия. Материал основания — кирпич, бетон, природный камень.

На его базе создано несколько разновидностей: болт с кольцом, полукольцом и крюком (на рисунке).

Еще одно интересно решение на основе анкерного болта – двухраспорный анкер.

Его конструктивным преимуществом являются две наружные распорные втулки. Первую распирает внутренний стержень при закручивании гайки, вторую — первая втулка. Благодаря этому распор происходит сразу в двух местах, что, естественно, увеличивает несущую способность в 1,5-2 раза относительно обычных.

Ближайший родственник двухраспорного анкера – анкерный болт

Различие заключается только в стержне, который в данном случае выполнен в виде болта с шестигранной головой, а не шпильки.

Такие болты часто используются при креплении рекламных конструкций, оборудования и в быту для крепления различных конструкций и подвесных изделий.

Анкер клиновой или анкер шпилька

По сути — это тот же анкерный болт с гайкой, только без корпуса. В предыдущих типах распор обеспечивался именно посредством него — корпуса с прорезями. Здесь -посредством подвижной муфты с продольными прорезями и клиновидного основания анкера. Во время закручивания гайки муфта смещается по стержню в сторону клиновидного основания. Чем сильнее мы затягиваем гайку, тем больше происходит смещение муфты и соответственно её распирание. Материал основания — бетон, природный камень без пустот.

Самым простым и незатейливым в семействе анкеров можно назвать анкер – клин

Он закрепляется с помощью штифта (клина), входящего в его конструкцию. Для окончательного закрепления анкера необходимо после его установки в отверстие забить молотком штифт, который по мере продвижения создаст распор из-за утолщенного наконечника анкера.

Применяется этот анкер для монтажа легких конструкций: уголков и подвесов подвесного потолка, профилей для ГКЛ и неразъёмного крепления других конструкций из тонких листовых материалов.

И, в завершение обзора, упомянем забивные анкера (сталь) или цанги

Отличительной особенностью этих анкеров является отсутствие в их комплектации винтов, болтов и шпилек. Элементами имеющими метрическую резьбу комплектуют данный анкер в зависимости от решаемых задач по закреплению материалов и оборудования. Распирающее усилие в них создается специальным клиновидным элементом, находящимся внутри анкера, при вкручивании в него метрического крепежа.

Латунный анкер

Эти анкеры очень похожи на предыдущие, но имеют конструкционное отличие: распор в них создается самим ввинчиваемым элементом. Анкер имеет конусообразную внутреннюю поверхность с метрической резьбой. Благодаря такой конструкции получается, что по мере вкручивания крепежного элемента в анкер его лепестки будут раскрываться, обеспечивая тем самым распорное давление на стенки основания. Выглядит это следующим образом:

Применять такие анкеры можно в помещениях с экстремальной влажностью, так как латунь устойчива к коррозии, что делает данный крепеж не заменимым для таких условий работы крепежного узла.

Способ установки таких анкеров аналогичен установке забивных анкеров, за исключением того, что эти анкеры не нужно отдельно предварительно расклинивать.

КАТАЛОГ АНКЕРНОЙ ТЕХНИКИ

С уважением,

Команда Факультета Крепежных систем

#РДС-Академия

Что такое анкер и как он работает

В статье разберем, что такое анкер, как он работает и для чего нужен в строительстве, как изготавливается и из чего состоит (конструкция) это крепежное изделие, виды анкеров, применяемые для стен из бетона и кирпича.

Анкер – это комбинированное крепёжное изделие, которое путем распорки конструкции устанавливается внутри несущего основания. Анкер вводится, вворачивается или вбивается в твердый, жесткий строительный материал.

Предлагаем выбрать и купить анкеры и анкерную технику в Москве от крупного снабженца строительных организаций компании «Мосопторг»! Наши склады позволяют снабжать любые строительные объекты, товар всегда в наличии и готов к отправке и самовывозу. Переходите в каталог и подбирайте необходимые изделия. 

Для чего нужен анкер

Такой крепеж можно применять в зданиях из бетона, в стенах из полнотелого высокопрочного кирпича, в строительных блоках из природного камня. Надежность анкерного крепления основывается на силе трения между границами отверстия и расширяющими элементами крепежной конструкции. Именно поэтому анкеры применяются для крепления массивных, тяжелых изделий и технических устройств, испытывающих динамические нагрузки.

Анкерами крепятся потолочные и навесные конструкции, настенная мебель, различный спортивный инвентарь, бытовая техника, осветительные приборы и сантехническое оборудование. В быту, а также в производственной и коммерческой сфере анкерное соединение позволяет безопасно крепить трубопроводные системы и электропроводку. Надежность и удобство в применении сделали анкеры популярным видом крепежных изделий, используемых в настоящее время.

Виды анкеров и технические характеристики

Анкеры различаются по своим конструктивным особенностям, по способу крепежа и по материалам изготовления. Всего производится более десятка различных видов анкеров, предназначенных для промышленного и бытового применения. В производстве анкеров используют следующие современные материалы:

• сталь конструкционная с пониженной концентрацией углерода, обеспечивающая необходимый запас прочности: анкеры из такой стали предназначены для крепежного крепления с максимальной высокой нагрузкой;
• сталь с высокими антикоррозийными свойствами, в структурный состав которой входят легирующие компоненты: материал выдерживает не только высокие нагрузки, но и не поддается коррозийному разрушению при длительном нахождении во влажной среде;
• сплавы на основе алюминия и цинка (латунные анкеры): простота конструкции позволяет быстро устанавливать крепеж; такие облегченные, но надежные анкеры широко применяются для бытовых целей.

Основные типы анкеров применяются для плотных структур, таких как бетон или камень. Однако есть отдельные виды анкерных соединений, предназначенных для пустотелых оснований. В особую группу анкеров входят болты для установки крепежа в листовых основаниях: в стенах из гипсокартона, ДСП и ДВП.

Как работает анкер: принцип действия

Стандартная конструкция анкера включает в себя распорную втулку и винт с коническим хвостом с фланцевой гайкой. Как установить анкерный болт в материал основания? Для этого необходимо просверлить отверстие указанного диаметра, например, в бетонной или кирпичной стене. После в отверстие вставляется или забивается анкер. Далее гайку на шпильке следует закрутить до упора любым подходящим для этого ключом. Каким образом происходит закрепление анкера в стене? В процессе закручивания гайка втягивает хвост винта в распорную втулку, которая начинает расширяться и тем самым прижимается к внутренним границам отверстия. Другими словами, крепежный элемент расклинивается внутри отверстия, и анкер максимально надежно фиксируется в глубине строительного основания. Данный способ закрепления через расклинивание втулки позволяет выдерживать и большие боковые нагрузки «на срез», и высокую продольную нагрузку на вырывание. Аналогично устроены и другие разновидности анкерных болтов.

Из чего состоит анкер

По своей конструкции они могут быть следующих видов:

• Анкерные болты с использованием гайки или «шестигранника». Могут применяться для крепления тяжелых конструкций.
• Анкерные болты с крючком или кольцом. Применяются для установки и крепления на потолках спортивных снарядов, элементов детских уголков (качелей, гимнастических стенок), люстр.
• Рамный анкер. Конструкция состоит из резьбового винта, потайной головки, разжимной втулки и клиновидной гайки. Широко применяется для крепежного соединения оконных рам и дверных косяков.
• Забивные анкеры. Простая конструкция состоит из короткой втулки с резьбой на внутренней поверхности. Втулка забивается в отверстие в стене и расклинивается бородком. Затем в установленную втулку вкручивается нужный по размеру болт. Такой способ крепления используется при установке труб, воздуховодов и коробов.
• Анкер-клин. Применяется для крепежа скрытых несъемных элементов конструкции, например, при монтаже закладных при установке гипсокартонных стенок или реек. Крепеж производится без резьбового соединения: в просверленное отверстие сначала забивается анкер, а потом клин на уровень шляпки.
• Потолочные анкеры. Конструкция состоит из короткой втулки и металлического стержня с коническим хвостом. Стержень забивается или вводится в предназначенное для крепления отверстие, и затем вытягивается вниз на предусмотренное расстояние. В процессе вытягивания конус стержня расширяет втулку до границ отверстия.

Советы по монтажу от профессионалов

При установке анкеров следуйте нескольким полезным советам от опытных мастеров.

Первое. Если забиваете анкер, у которого есть гайка, то не делайте это по самой гайке, а используйте в качестве прокладки деревянный брусок. Это защитит вас от повреждения резьбы.

Второе. Если вы забили анкер, а он легко вытаскивается или проворачивается, то ситуацию может исправить небольшой отрезок оцинковки с длиной чуть большей забивного анкера и шириной в пределах 10 мм. Вытащите анкер, вставьте оцинковку, и повторно забивайте.

Третье. Анкерный крепеж можно использовать многократно. Если, к примеру, вам потребовалось установить шпильку вместо болта, чтобы собрать подвесную конструкцию, то старый болт можно легко выкрутить и вкрутить на его место нужного размера шпильку. Крепление не утратит своей надежности.

КОНСТРУКЦИЯ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ, ЗАКРЕПЛЯЕМЫХ В БЕТОННУЮ КЛАДКУ

ТЭК 12-03С

ВВЕДЕНИЕ

Функция анкерных болтов заключается в передаче нагрузок на кладку от таких приспособлений, как ригели, пороги и опорные 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 приложения.

В настоящем ТЭК обобщены требования к правильному проектированию, детализации и установке анкерных болтов, встроенных в бетонную каменную конструкцию, на основе положений редакции 2013 г. Строительных норм и правил для каменных конструкций (ссылка 1). Следует отметить, что в изданиях 2012 года Международного строительного кодекса и Международного жилищного кодекса (ссылки 3 и 4) содержатся ссылки на положения Строительных норм и правил издания 2011 года для каменных конструкций (сноска 5), которые не содержат существенных отличий от следующие методологии анализа и проектирования.

Рисунок 1—Расчетные нагрузки анкеровки

Типы и конфигурации анкеровки

Анкерные болты обычно можно разделить на две категории: закладные анкерные болты, которые помещаются в цементный раствор во время возведения кладки; и постустановленные анкеры, которые размещаются после возведения кладки. Установленные после установки анкеры обеспечивают устойчивость к сдвигу и растяжению (выдергиванию) за счет расширения по отношению к кладке или втулкам или за счет приклеивания эпоксидной смолой или другими клеями. Конструкция устанавливаемых после установки анкеров должна соответствовать документации производителя анкеров и выходит за рамки настоящего ТЭК.

Конфигурации анкерных болтов, предусмотренные Строительными нормами и правилами для каменных конструкций, относятся к одной из двух категорий:

• Анкеры с изогнутыми стержнями, которые включают обычные болты J и L, представляют собой стальные стержни с резьбой с крючками на конце, встроенные в кладку . Анкерные болты с изогнутыми стержнями должны соответствовать требованиям к материалам Стандартной спецификации для углеродистой конструкционной стали, ASTM A36/A36M (ссылка 6).

Анкеры с головкой

• включают обычные болты с квадратной или шестигранной головкой с резьбой, а также плоские анкеры (где стальная пластина приварена к концу болта). Анкерные болты с головкой должны соответствовать требованиям Стандартных технических условий для болтов и шпилек 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 с последующей установкой, расчетные нагрузки определяются путем испытаний не менее пяти образцов в соответствии со Стандартными методами испытаний на прочность анкеров в бетонных и каменных элементах, ASTM E488 (ссылка 8) под нагрузкой и условия, которые представляют предполагаемое использование. Допустимые расчетные значения напряжения ограничены 20% от средней испытанной прочности анкерного болта. Используя расчетные положения по прочности, номинальная расчетная прочность ограничена 65% от средней испытанной прочности.

Строительные нормы и правила для каменных конструкций (ссылка 1) содержит положения о расчете анкерных болтов как для расчета допустимого напряжения, так и для методов расчета прочности (главы 2 и 3 соответственно). Обзор этих подходов к проектированию можно найти в Расчете допустимых напряжений бетонной кладки, ТЕК 14-7С, и Положениях по расчету прочности бетонной кладки, ТЕК 14-4В (ссылки 9, 10). Обратите внимание, что глава 5 свода правил также включает предписывающие критерии для крепления пола и крыши, которые применимы к каменной кладке, разработанной эмпирическим путем, но эти положения здесь не рассматриваются.

Хотя многие требования к конструкции анкеров различаются в зависимости от методов расчета допустимого напряжения и прочности, некоторые положения обычно являются общими для этих 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 расчета чистая площадь анкерных болтов, используемая для определения расчетных значений, представленных в настоящем ТЭК, принимается равной следующим значениям, которые учитывают уменьшение площади из-за наличия анкера резьба:

Анкер ½ дюйма = 0,142 дюйма² (91,6 мм²)
Анкер ⅝ дюйма = 0,226 дюйма² (145,8 мм²)
Анкер ¾ дюйма = 0,334 дюйма² (215,4 мм²)
Анкер ⅞ дюйма = 0,462 дюйм² (298,0 мм²)

Эффективная длина анкеровки

Минимальная эффективная длина анкеровки для анкерных болтов составляет четыре диаметра болта (4 d _b ) или 2 дюйма (51 мм), в зависимости от того, что больше (см. 2). Длина заделки болтов с головкой, l _b , измеряется параллельно оси болта от поверхности каменной кладки до опорной поверхности головки болта. Для анкеров с изогнутыми стержнями эффективная длина заделки измеряется параллельно оси болта от поверхности каменной кладки до опорной поверхности на изогнутом конце минус один диаметр анкерного болта.

Рисунок 2—Минимальная эффективная длина анкеровки

Размещение

Анкерные болты должны быть залиты цементным раствором, за исключением того, что анкеры диаметром ¼ дюйма (6,4 мм) разрешается размещать в швах строительного раствора, расположенных на толщиной не менее ½ дюйма (12,7 мм). За исключением анкеров, размещенных в швах строительного раствора, требуется минимальный зазор ¼ дюйма (6,4 мм) и ½ дюйма (12,7 мм) между анкерным болтом и ближайшей поверхностью кладки для мелкозернистого и крупнозернистого раствора соответственно. Это требование применяется к анкерным болтам, заделанным в верхнюю часть каменной кладки, а также к болтам, проникающим через лицевые оболочки каменной кладки, как показано на рисунке 2. Хотя исследования (ссылка 11) показали, что размещение анкеров в отверстиях увеличенного размера в лицевой оболочки не оказывают значительного влияния на прочность или производительность анкеров по сравнению с теми, которые размещаются в отверстиях, лишь немного превышающих диаметр анкера, в правилах принято решение сохранить эти требования к зазору в качестве удобного средства проверки того, что цементный раствор надлежащим образом затвердел вокруг анкерного болта. .

Несмотря на то, что это редко имеет решающее значение в типичном проекте каменной кладки, Требования строительных норм и правил для каменных конструкций также требуют, чтобы расстояние между параллельными анкерами было как минимум равно диаметру анкера, но не менее 1 дюйма (25,4 мм), чтобы обеспечить адекватные характеристики анкера и закрепление цементного раствора вокруг анкера.

Существующие нормы кладки не учитывают допуски на размещение анкерных болтов. При отсутствии таких критериев строительные допуски, используемые для размещения конструктивной арматуры, могут быть изменены для применения к анкерным болтам. Чтобы правильно выровнять анкерные болты во время заливки раствора, можно использовать шаблоны для удержания болтов в пределах необходимых допусков. Шаблоны, которые обычно изготавливаются из дерева или стали, также предотвращают утечку раствора в тех случаях, когда анкеры выступают сбоку от стены.

Зоны прогнозируемого сдвига и растяжения

Зона прогнозируемого разрыва при растяжении, A _pt , и площадь прогнозируемого разрыва при сдвиге, A _pv , для головных и изогнутых стержневых анкеров определяются по уравнениям 1 и 2. следующим образом:

Расстояние от края анкерного болта, l _до , измеряется в направлении приложенной нагрузки от центра анкерного болта до края каменной кладки. Когда проектируемые площади соседних анкерных болтов перекрываются, часть площади перекрытия уменьшается наполовину для расчета A _pt или A _pv , как показано на рис. 3. Любая часть проектируемой площади, которая попадает в открытую ячейку, открытое ядро, открытое головное соединение или выходит за пределы каменной кладки, вычитается из расчетное значение A _pt и A _pv . Графическое представление конуса разрыва при растяжении показано на Рис. 4.

Рис. 3 — Уменьшение площади проекции при перекрытии конусов разрушения

Рисунок 4—Предполагаемый конус разрушения анкерных болтов

Натяжение

Допустимая осевая растягивающая нагрузка, Ba, для анкерных болтов с головкой и изогнутым стержнем принимается как меньшее из Уравнения 3, допустимой осевой растягивающей нагрузки, определяемой прорывом каменной кладки, и Уравнения 4, допустимая осевая растягивающая нагрузка зависит от податливости анкера. Для анкеров с изогнутыми стержнями допустимая осевая растягивающая нагрузка также должна быть меньше нагрузки, определяемой уравнением 5 для выдергивания анкера.

Сдвиг

Допустимая сдвигающая нагрузка, B _v , для анкерных болтов с головкой и изогнутых стержней принимается как наименьшее из Уравнения 6, допустимая поперечная нагрузка зависит от прорыва кладки, Уравнение 7, допустимая поперечная нагрузка зависит от разрушения кладки, Уравнение 8, допустимая поперечная нагрузка, зависящая от выступа каменной кладки, и уравнение 9, допустимая поперечная нагрузка, определяемая податливостью анкера.

Комбинированный сдвиг и растяжение

Анкерные болты, подвергающиеся комбинированному осевому растяжению и сдвигу, также должны удовлетворять следующему уравнению единства:

Соотношение между приложенными растягивающими и сдвигающими нагрузками и допустимыми растягивающими и сдвигающими нагрузками показано на рисунке 5.

Рисунок 5 — Конфигурация для примера расчета

Расчетные положения для анкерных болтов с использованием метода расчета прочности почти идентичны используется для расчета допустимого напряжения с соответствующими изменениями для преобразования требований для получения номинального осевого растяжения и расчетной прочности на сдвиг. Коэффициенты снижения прочности Φ для использования в уравнениях с 11 по 18 принимаются равными следующим значениям:

• при контроле номинальной прочности анкера путем продавливания кладки, разрушения кладки или выдавливания анкера Ф принимается равным 0,50,
• при контроле номинальной прочности анкера податливостью анкерного болта Φ принимается равным 0,90,
• при контроле номинальной прочности анкера выдергиванием анкера Ф принимается равной 0,65.

Натяжение

Номинальная осевая прочность на растяжение, B _и , для анкерных болтов с головкой и изогнутыми стержнями принимается как наименьшее из Уравнения 11, номинальной осевой прочности на растяжение, определяемой прорывом каменной кладки, и Уравнения 12, номинальной осевой прочности предел прочности при растяжении определяется податливостью анкера. Для анкеров с изогнутыми стержнями номинальная осевая прочность на растяжение также должна быть меньше, чем определенная по уравнению 13 для отрыва анкера.

Сдвиг

Номинальная прочность на сдвиг, Bvn, для анкерных болтов с головкой и изогнутых стержней принимается как наименьшее из Уравнение 14, Номинальная прочность на сдвиг, определяемая разрушением кладки, Уравнение 15, Номинальная прочность на сдвиг, определяемая разрушением кладки , Уравнение 16, номинальная прочность на сдвиг, зависящая от выдвигания каменной кладки, и Уравнение 17, номинальная прочность на сдвиг, зависящая от податливости анкера.

Комбинированный сдвиг и растяжение

Как и при расчете допустимого напряжения, анкерные болты, подвергающиеся комбинированному осевому растяжению и сдвигу, также должны удовлетворять следующему уравнению единства:

Два анкера с головкой ½ дюйма (12,7 мм) представляют собой болтовое соединение балки крыши с каменной стеной толщиной 8 дюймов (203 мм), см. рис. 5 ниже. Стена имеет минимальную указанную прочность на сжатие, f’ _м 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа). Болты имеют эффективный предел текучести 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм (413,7 МПа), эффективную длину заделки и расстояние между болтами 6 дюймов (50,8 мм).

Допустимое расчетное напряжение

Можно предположить, что D + L _R – основная комбинация 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 обычно бывает в болтовых соединениях, подвергающихся сдвигу, нагрузка передается со смещением, равным e, равному добавочной толщине ригеля и соединительных элементов. Эта внецентренная нагрузка создает пару сил с растягивающими усилиями в анкере и опоре каменной стены. Используя инженерную оценку, плечо момента можно приблизительно определить как ⅚ умноженное на расстояние от центральной линии болта до края ригеля, обозначенное как 9.0045 x для этого примера. Индуцированная сила натяжения всего соединения может быть рассчитана следующим образом:

Используя уравнение 1, можно определить площадь разрыва при растяжении для каждого болта, которая составляет 113,10 дюймов² (729,68 см²), однако из-за близости болтов к одному во-вторых, есть перекрытие прогнозируемой 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, модифицированный A _pt равен 90,99 дюйма² (578,03 см²).

В свою очередь, прочность на растяжение в осевом направлении контролируется либо разрушением каменной кладки (уравнение 3), либо податливостью анкера (уравнение 4) и определяется следующим образом (уравнение 5 явно для анкеров с изогнутыми стержнями и не требует проверки):

Для В этом примере осевая прочность на растяжение контролируется прочностью кладки на разрыв, B _ab .

Аналогичным образом, чтобы определить допустимую прочность на сдвиг, обычно рассчитывают площадь разрыва при сдвиге для каждого анкера. Для этого конкретного примера, учитывая направление сдвиговой нагрузки и большое расстояние до края, прорыв каменной кладки при сдвиге не будет определяющим видом разрушения. Расчетная прочность на смятие каменной кладки (уравнение 7), выдвигание анкера (уравнение 8) и растяжение анкера (уравнение 9):

0045 Б _вк .

Проверка комбинированных эффектов нагрузки для отдельного анкера по уравнению 10 дает следующее:

Поскольку отношение спроса к грузоподъемности меньше 1,0, расчет выполнен.

Расчет прочности

Предполагается, что управляющая комбинация нагрузок для соединения составляет 1,2 D +1,6 L _R . При этом влияние внецентренной сдвигающей нагрузки анализируется аналогично примеру расчета допустимого напряжения, что дает факторизованную растягивающую силу 2688 фунтов (11,9 фунта). 6 кН), действующей на все соединение. Расчетная сдвигающая нагрузка, действующая на соединение, составляет 2240 фунтов (9,96 кН).

Опять же, ссылаясь на уравнение 1 и изменяя его для перекрытия предполагаемой области прорыва, A _pt для каждого анкерного болта оказывается равным 90,99 дюйма² (578,03 см²). Для пояснения обратитесь к примеру расчета допустимого напряжения.

Прочность на осевое растяжение, определенная путем расчета разрушения кладки (уравнение 11) и текучести анкера (уравнение 12), является следующей (как и раньше, уравнение 13 не нужно проверять, так как оно применимо только к анкерам с изогнутыми стержнями):

Номинальная осевая прочность на растяжение зависит от текучести анкера, B _и .

Номинальная прочность на сдвиг контролируется разрушением каменной кладки (уравнение 15), выдвиганием анкера (уравнение 16) и податливостью анкера (уравнение 17) и проверяется следующим образом (как объяснялось ранее, для этого примера геометрия стены и направление нагрузки указывают прорыв при сдвиге маловероятен):

В этом примере номинальная прочность на сдвиг для каждого анкера контролируется разрушением каменной кладки, Б _ВНК .

Применяя соответствующие коэффициенты снижения прочности Φ = 0,9 для податливости анкера под действием растягивающих нагрузок и Φ = 0,5 для разрушения кирпичной кладки под действием сдвигающих нагрузок и проверяя комбинированные эффекты нагрузки для отдельного анкера по уравнению 18, получаем следующее:

С отношение спроса к мощности менее 1,0, проект удовлетворен.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

A _b           = площадь поперечного сечения анкерного болта, дюйм² (мм²)
A _pt          = площадь проекции на каменную поверхность прямого круглого конуса для расчета предела прочности при растяжении анкерных болтов, дюйм² (мм²)
A _pv        -половина прямого кругового конуса для расчета прочности на отрыв анкерных болтов, дюйм² (мм²)
B _a          = допустимая осевая нагрузка на анкерный болт, фунты (Н)
B _ab        = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт при управлении выломом каменной кладки, фунт (Н)
B _и        = номинальная осевая прочность анкерного болта, фунты (Н)
B _{и b}      = номинальная осевая прочность анкерного болта на растяжение при прорыве каменной кладки, фунты 07 9045 B (Н)

9

     = номинальная осевая прочность анкерного болта на растяжение под действием вытягивания анкера, фунты (Н)
B _и       = номинальная осевая прочность анкерного болта на растяжение под действием деформации стали, фунты (Н)
B _ap        = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт при управлении вытягиванием анкера, фунты (Н)
B _as        = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт при управлении податливостью стали, фунты (Н)
B _V = допустимая сила сдвига на якорный болт, LB (N)
B _VB = допустимая нагрузка на сдвиг на якоре болта при управлении Masonry Breakout, LB (N)
B _VC = Полезно
B _VC = Полезно B _VC = поперечная нагрузка на анкерный болт при смятии каменной кладки, фунт (Н)
B _VN = Прочность на сдвиг якорного болта, LB (N)
B _VNB = Прочность на якорный болт с номинальным сдвигом. = номинальная прочность анкерного болта на сдвиг при выдергивании каменной кладки, фунты (Н) Прочность на сдвиг анкерного болта при регулировании текучестью стали, фунт (Н)
B _vpry    = допустимая поперечная нагрузка на анкерный болт при управлении анкерным подпором, фунты (Н)
B _A = неактуальная осевая сила на якорном болте, LB (N)
B _AF = Факториальная осевая сила в якорном болтке, LB (N)
B _V = uncfortory Shear Shear Shear. анкерный болт, фунт (Н)
B _VF = факторированное усилие сдвига в якорном болте, LB (N)
D _B = номинальный диаметр якорного болта, в. , дюймы (мм)
e _b         = выступающая часть опоры изогнутого анкерного стержня, измеренная от внутренней кромки анкера в месте изгиба до самой дальней точки анкера в плоскости крюка, дюймы (мм)
f ‘ _м        = указанная прочность каменной кладки на сжатие, psi (МПа)
F _Y = Указанная прочность на сталь для якорей, PSI (MPA)
L _B = эффективная длина встроения якоря, в. краевое расстояние, измеренное в направлении нагрузки, от края каменной кладки до центра поперечного сечения анкерного болта, дюймы (мм)
s           = расстояние между анкерами, дюймы (мм)
x           = глубина от центра линия анкера к краю ригеля
Φ          = коэффициент снижения прочности.

Стандартные технические условия

для болтов и шпилек из углеродистой стали, предел прочности при растяжении 60 000 фунтов на квадратный дюйм, ASTM A307-12, ASTM International, 2012.

NCMA TEK 12-3C, редакция 2013 г.

NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, отказываются от какой-либо ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.

Как выбрать анкерные болты: Полное руководство для покупателя

Когда вы что-то соединяете с бетоном, это должно сохраняться в течение всего срока службы. Вот почему так важно правильно подобрать болты. При анкеровке конструктивных и неконструктивных элементов к бетону во время строительных работ вам понадобятся анкерные болты. Тем не менее, есть много вещей, которые следует учитывать при выборе правильного якоря для работы.

Прежде чем приступить к анкерным работам, вам необходимо больше узнать об основном материале, который вы будете сверлить. Некоторые анкеры предназначены для нового бетона, некоторые — для цемента, а третьи предназначены для удержания на бетоне тяжелых неструктурных нагрузок.

Выбор подходящего анкерного болта должен начинаться с понимания основного материала и конструкционного или неконструкционного материала, который вы будете анкеровать к основному материалу. Это руководство поможет вам задать правильные вопросы о базовом материале и неструктурном материале, который вы закрепляете в базовом материале, чтобы вы могли выполнить тщательную работу.

Типы анкерных болтов

Анкерные болты можно разделить на две основные категории: анкеры с изогнутыми стержнями и анкерные болты с головкой. То, как они обеспечивают устойчивость конструкции, важно для понимания того, какой анкерный болт следует использовать в вашем строительном проекте.

Анкерные болты с головкой

Существует несколько различных типов головок для анкерных болтов с головкой, включая болты с квадратной и шестигранной головкой. Плоские анкеры — это когда металлическая пластина приварена к каждой стороне болта, и они также считаются анкерными болтами с головкой.

Анкерные болты с головкой также подходят для придания единообразного вида проекту. Эти типы анкерных болтов используются, когда требуется эстетическое качество приспособления и когда вы не хотите, чтобы анкерные болты выступали на разную длину из установки, что может быть неприглядно.

Анкерные болты с изогнутыми стержнями

Анкерные болты с изогнутыми стержнями представляют собой стальные стержни с резьбой и крюками на конце, заделанные в кирпичную кладку. Они бывают двух основных категорий, которые имеют форму буквы J или буквы L.

Все допустимые значения напряжения для этих болтов составляют всего 20% от среднего значения 5 испытаний, проведенных на образцах. Это означает, что многие из них гораздо более надежны, чем рейтинг, указанный производителем анкерного болта.

Какие анкерные болты следует использовать?

При выборе размера и типа анкерного болта, который вы будете использовать для крепления чего-либо к бетону конструкции, необходимо учитывать множество факторов. Тем не менее, два наиболее важных аспекта работы, которые следует учитывать, — это размер отверстия для крепежных деталей и длина болта.

Длина крепежного элемента

Простая формула, используемая для определения длины наружного крепежного элемента, выполняется путем сложения толщины закрепляемого материала плюс минимальная глубина заделки для диаметра анкерного болта, плюс толщина для шайбы и гайки.

Если используется застежка с внутренней резьбой, формула, используемая для определения длины застежки, выполняется путем сложения количества витков анкера, толщины скрепляемого материала и толщины любых шайб, которые могут использоваться.

Размер отверстия в закрепляемом приспособлении

Отверстие в приспособлении может определять зазор, который необходимо просверлить в бетоне. В этом случае важно знать, что диаметр крепежа не будет соответствовать отверстиям приспособления. Это связано с тем, что рабочий конец анкерного болта не пройдет через отверстие, поэтому вам нужно уменьшить размер, чтобы весь болт мог пройти через отверстие в крепежном отверстии. Ниже приведена таблица диаметров анкерных болтов и отверстий для крепления, в которые они могут входить.

Выбор подходящего анкерного болта для цемента или бетона

Часто термины «цемент» и «бетон» взаимозаменяемы. Однако это два разных материала с разной прочностью на сжатие и причинами их использования. Бетон является более прочным из двух и используется при строительстве небоскребов, супермагистралей и плотин. Так что в следующий раз, когда вы увидите «цементовоз», помните, что это бетоновоз.

Как правило, цемент используется в качестве смеси в бетоне. Бетон представляет собой смесь пасты, состоящей из портландцемента и воды, а также заполнителей или мелких и крупных пород. Когда она затвердевает вокруг заполнителей, паста становится намного более надежной. Он становится каменной структурой, известной во всем мире как бетон. Бетон состоит из 8 % воздуха, 7–15 % цемента, 14–21 % воды и 60–75 % мелких и крупных заполнителей.

Сколько фунтов на квадратный дюйм бетона

PSI относится к прочности бетона на сжатие. Это важный показатель для понимания того, насколько безопасен ваш бетон. PSI можно рассчитать для бетона, залив влажную смесь в цилиндр. Затем бетонному цилиндру дают высохнуть. Сила, необходимая для разрушения высушенного цилиндра бетона, дает PSI или прочность бетона на сжатие.

Прочность бетона на сжатие покажет вам, насколько прочен бетон, когда он полностью высушен. Бетону обычно требуется до месяца, чтобы полностью высохнуть. Итак, если у вас есть бетон, рассчитанный на прочность на сжатие 3500 фунтов на квадратный дюйм, это прочность бетона после его высыхания в течение месяца.

Бетон имеет различные типы прочности для различных строительных проектов, для которых он может использоваться. Например, небольшие жилые проекты могут быть построены из бетона с прочностью на сжатие 3000 фунтов на квадратный дюйм. С другой стороны, более прочный бетон для крупных строительных проектов может иметь прочность на сжатие 10 000 фунтов на квадратный дюйм или более.

Кроме того, зная возраст бетона, можно получить информацию о том, какие анкерные болты использовать. Чем дольше бетон будет сохнуть, тем тверже и прочнее он станет. Помните, что через месяц бетон полностью затвердевает и становится очень твердым. В более твердом бетоне будет сложнее просверлить отверстие для анкера, и может быть сложнее закрепить анкер.

Общее правило состоит в том, что свинцовые крепежные детали не подходят для старого цемента. Например, анкерный болт из свинцового материала, такой как труднодоступный крепеж, не будет идеальным выбором для более старого бетона, потому что его свинцовый корпус не будет хорошо крепиться к бетону. Свинцовые крепежи следует использовать только в так называемом «свежем» бетоне или в бетоне, которому меньше месяца и, следовательно, он еще не застыл.

Как устроен бетон? (Толщина, арматура и т. д.)

Прежде чем покупать анкерные болты, важно, чтобы вы знали хотя бы несколько вещей о цементе, который вы будете сверлить и из которого будете анкеровать. Понимание состава бетона может помочь вам спланировать, какие анкерные болты использовать, а также как вы будете сверлить отверстия для установки анкеров.

Наиболее важной частью состава бетона, которую следует учитывать, является толщина и наличие армирования стальной арматурой. Скорее всего, если вы работаете над большой конструкцией, вы будете иметь дело с бетоном, армированным стальной арматурой.

Вы будете жевать стандартные биты, пытаясь просверлить стальную арматуру. Существуют отдельные сверла, которые могут справиться с работой по копанию стальной арматуры. Однако они дороги и требуют больше времени для сверления, чем стандартный бетон.

Изделия для сверления стальной арматуры, армированного бетона

Ударные или алмазные сверла

Многие сверла, которые вы найдете на рынке, имеют тенденцию быть дорогими. Сверло для стальной арматуры должно быть прочным, но оно не должно обходиться в кругленькую сумму. Хорошим вариантом является резак для арматуры Bosch RC2124 размером 3/4 дюйма на 12 дюймов SDS Plus. Он бывает разных размеров от 1 дюйма в диаметре до 9/16 дюйма в диаметре.

Сканирование перед сверлением

Другим вариантом является использование устройства, которое фактически сканирует бетон, чтобы определить, где находится арматурный стержень. Это поможет вам просверлить отверстия вокруг арматуры, а не сквозь нее. Сканирование перед сверлением — лучший вариант для анкеровки в бетон с помощью арматуры.

Достаточно ли толщина бетона для анкерных болтов?

Глубина, на которой анкерный болт должен безопасно сидеть, чтобы скрепить внешний слой с бетоном, называется «минимальной анкеровкой». Следует помнить простое правило: чем меньше диаметр болта, тем меньше должна быть глубина просверленного отверстия.

Конец, передающий сдвиг и напряжение через систему, не должен располагаться слишком близко к нижнему концу бетона, так как это может привести к разрушению и трещинам. Значения удерживания будут значительно снижены, чем ближе к нижней части бетона будет размещен анкер из-за созданного вами неподдерживаемого края.

Надлежащая глубина заделки

При анкеровке к кирпичной кладке общее правило заключается в том, что глубина заделки должна составлять не менее четырех диаметров болта или 2 дюйма (51 мм) в глубину, в зависимости от того, что больше.

Глубина заделки анкерных болтов с головкой определяется путем измерения поверхности каменной кладки до опорной поверхности головки болта.

Глубина заделки анкерных болтов с изогнутыми стержнями определяется путем измерения расстояния от поверхности каменной кладки до поверхности, несущей вес на изогнутом конце минус диаметр одного болта.

Силы, действующие на каменную кладку здания в целом

На каменную конструкцию здания действуют два основных типа сил: сдвиг и растяжение. Анкерные болты предназначены для передачи сдвига и напряжения от частей конструкции.

Сдвиг

Сдвиг — это сила нагрузки, направленной вбок на то, что нельзя сдвинуть (например, на бетонную конструкцию). Эти силы сделают одну из двух вещей; либо сила пробьет всю систему каменной кладки, вызвав отказ системы, либо кладка останется стоять.

Натяжение

Сила натяжения — это движение двух вещей, вызванное скольжением друг по другу. Другими словами, это сила, которая пытается сделать кладку и другие материалы длиннее.

Другие факторы, которые следует учитывать при выборе анкерных болтов

При выборе правильного анкерного болта для работы вам необходимо учитывать некоторые аспекты того, что вы будете закреплять на бетонной конструкции. Вы хотите, чтобы анкерные болты могли выдерживать нагрузку, не жертвуя стабильностью всей конструкции.

Кроме того, следует помнить о том, насколько тяжелым является прикрепляемый груз. Наконец, существуют разные анкерные болты, используемые для грузов, подпираемых над землей, по сравнению с теми, которые будут стоять на земле.

При рассмотрении веса нагрузки, которую должен выдерживать анкерный болт, важно понимать, что болт является самым слабым местом в системе бетонных конструкций. С учетом этого нужно определить, какой диаметр анкера потребуется в зависимости от веса груза, который он должен удерживать. Для крепления тяжелых грузов к бетону следует использовать самые прочные и глубоко засаженные анкерные болты с наибольшим диаметром.

Как правило, чем больше диаметр анкерного болта, тем большую несущую способность он имеет и большую нагрузку он может выдержать. Кроме того, наилучшее удерживающее значение наблюдается у глубоко заглубленных анкеров в очень твердый (предел прочности на сжатие) бетон. Таким образом, набор анкеров 1/2″ с минимальной заделкой 3,5 дюйма будет более прочным креплением, чем анкер 1/4″ с минимальной заделкой 1″.

Еще один момент, на который следует обратить внимание, это место крепления к бетону груза, удерживаемого анкерными болтами. Если груз крепится к стене сверху, необходимо использовать более прочные анкерные болты большего диаметра. Анкерные болты меньшего диаметра с меньшей глубиной заделки можно использовать для грузов, которые крепятся краем, опирающимся на землю.

Нагрузки, прикрепленные к бетонному перекрытию

Нагрузки, прикрепленные к бетонному перекрытию, необходимо учитывать при выборе анкерных болтов для работы. Эти нагрузки известны как значения тяжелой нагрузки, и в них необходимо учитывать еще несколько соображений, чем если бы груз просто опирался на землю. Самые прочные и глубоко посаженные анкерные болты с наибольшим диаметром должны использоваться для грузов, прикрепленных к бетонному перекрытию.

Верхние нагрузки Соображение № 1: растяжение

Поскольку груз удерживается на месте на бетоне, вес натяжения направлен прямо вниз, таким образом создавая нагрузку на анкерные болты. L-образные анкеры хорошо работают в этих ситуациях для передачи напряжения от крепления к болту. Для проектов, в которых груз крепится к бетонному перекрытию, и особенно для тяжелых грузов, натяжение имеет первостепенное значение.

Воздушные нагрузки Рассмотрение № 2: Катастрофический отказ

Катастрофический отказ каменной кладки выходит за рамки растрескивания. Даже трещина будет ошибкой, которую необходимо перепроектировать. Но катастрофический отказ означает, что конструкция разваливается и может упасть на кого-нибудь, ранив или даже убив его!

Воздушные нагрузки Соображение №3: Срез

Когда груз прикреплен к стене, он находится под углом девяносто градусов к анкеру. Эта ситуация известна как ситуация поперечной нагрузки для бетонного крепежа. Значения сдвига для каждой конкретной работы зависят от диаметра анкера. Ситуации сдвигающей нагрузки не зависят от глубины заделки, если анкеры размещены на минимально необходимой глубине.

Прочие соображения относительно нагрузки, прикрепляемой к бетону

При выборе анкерного болта для выполняемой вами работы важно учитывать воздействие окружающей среды, которому должен будет противостоять груз, прикрепляемый к бетону. последовательная основа.

Это означает рассмотрение того, будет ли крепление груза находиться в среде, где будет происходить постоянная вибрация. Кроме того, это среда, которая должна меняться с течением времени, известная как ударная нагрузка. Наконец, это бетонное приспособление, которое должно быть постоянным?

Будет ли груз, прикрепляемый к бетону, находиться в вибрирующей среде?

Крепление, прикрепленное к бетону вибрирующими анкерными болтами, может вызвать дополнительные проблемы, которые необходимо учитывать перед установкой этих анкеров. Вентиляторы, конвейерные ленты или даже такие объекты, как вывески, которые могут развеваться на ветру, — все они должны рассматриваться как приспособления, которые будут постоянно вибрировать.

Поскольку механический анкерный болт передает сдвиг и растяжение за счет трения, если трение о стенку его отверстия исчезает из-за постоянной вибрации и износа, удерживающая способность может значительно снизиться. Решить эту проблему можно с помощью большого диаметра и более глубокой заделки.

Что такое ударная нагрузка?

Любая нагрузка, которая крепится к бетону при наличии ударной нагрузки, должна выдерживать изменения в течение определенного периода времени. Типичным примером ударной нагрузки может быть бампер на причале.

Поскольку механические анкеры могут обеспечивать удерживающую способность, основанную на трении болта о стенки отверстия, при нарушении трения удерживающая способность уменьшится. Ударная нагрузка может постепенно ослабить трение из-за шока использования с течением времени.

Рекомендации по окончательной обработке анкерных болтов

По мере того, как вы завершаете свой план по покупке подходящих анкерных болтов для вашей работы, есть еще несколько соображений, которые вы должны учитывать после завершения работы. Эти соображения включают в себя то, является ли это постоянным креплением к бетонной конструкции, если крепление необходимо отрегулировать с помощью выравнивания или шимминга, а также должна ли работа иметь «законченный» вид для эстетики.

Является ли приспособление постоянным?

Подавляющее большинство работ по установке анкерных болтов выполняются на постоянной основе. Однако иногда вам нужно будет прикрепить к бетону что-то, что будет снято в будущем. Примерами этого могут быть вещи, прикрепленные к заборам.

Выравнивание или выравнивание приспособления

Если приспособление необходимо выровнять или подогнать, убедитесь, что анкерный болт проходит с достаточным количеством ступеней, чтобы анкер мог перемещаться вверх и вниз. Для такой работы вам понадобится бетонный клиновой анкер. Одной из лучших конструкций клиновых анкеров для бетона является оцинкованный клиновой анкер CONFAST 1/2″ x 7″, который поставляется в коробке по 25 шт.0005

Законченный эстетический вид

Анкерные болты спроектированы таким образом, что болт проходит через крепление. Длина проходящего через болт болта определяется тем, сколько раз он был затянут и как гайка была помещена в бетон до того, как болт был забит на место. Для законченного вида вам понадобится анкерный болт с однородной головкой. Анкеры с плоской или круглой головкой имеют гладкие головки, которые выступают из крепления и выглядят однородными, что придает законченный вид проекту. Вы также можете использовать анкеры с внутренней резьбой, такие как одинарные и двойные распорные анкеры, анкеры с крепежными винтами или вставные анкеры, чтобы добиться одинакового внешнего вида.

Заключение

При выборе правильного анкерного болта для вашего проекта с бетоном необходимо учитывать множество различных характеристик.