Болт анкерный: виды, особенности установки
Ещё совсем недавно для крепления каких-либо предметов интерьера или оборудования на кирпичной или бетонной поверхности использовались вставленные в просверленные отверстия деревянные пробки. Недостаток подобного способа в особенных свойствах дерева — в сухих помещениях пробка уменьшается в размерах и может выпасть вместе с креплением. На смену дереву пришли более надёжные пластмассовые дюбели. Но такой вид крепления не способен выдерживать вес тяжёлых конструкций. Со временем пластик деформируется и выскальзывает из отверстия.
Анкерные болты лишены всех этих недостатков и способны надёжно зафиксировать в бетонных и кирпичных стенах, фундаменте и потолке различные бытовые и производственные элементы большого веса. В отличие от дюбеля, болт не только крепко держится в отверстии, но и фиксирует закрепляемую конструкцию.
Разновидности анкеров
По способу действия анкера подразделяются на химические и механические.
Химические фиксируются с помощью прочного клея. Он находится в капсуле в отверстии болта. При закручивании крепежа капсула раздавливается и начинается процесс полимеризации клея. Такой крепёж можно использовать для монолитных и пустотелых конструкций.
Механические фиксируются за счёт деформации специальной металлической гильзы при вкручивании.
Наш завод «СТК-Конструкция» изготавливает на заказ механические анкеры различного вида.
По способу крепления в материале и конструкции они делятся на несколько типов:
Болт анкерный с гайкой. Состоит из трёх частей. Главный элемент — шпилька, на одном конце которой нарезана метрическая резьба, а на другом находится конусное утолщение. На шпильку надета металлическая трубка с прорезями, а на резьбе находится гайка.
Устройство работает по типу распора: гайка в процессе навинчивания на шпильку втягивает её конусный край внутрь трубки, разжимая её и распирая в отверстии.
Анкерный болт с крюком.
В отличие от первого варианта шпилька со стороны резьбовой части имеет продолжение в виде крюка. Гайка служит фиксатором, а анкер устанавливается в отверстие путём вращения крюка. Крепёж используется для навешивания конструкций, которые необходимо периодически снимать.
Анкер с кольцом. В этом случае вместо крюка с одного конца шпильки расположена петля.
Часто такой крепёж используется для установки в потолок для подвешивания каких-либо элементов и для установки растяжек.
Анкер с головкой под шестигранник. Состоит из болта с шестигранной головкой, распорной цанги и гильзы.
При вращении болта цанга перемещается по резьбе вдоль продольной оси крепежа вверх и расклинивает гильзу.
Клиновой. Модификация стандартного анкера с гайкой.
При установке крепежа в отверстие конусообразная шляпка раздвигает края гильзы. В некоторых разновидностях крепежа расклинивание выполняется стержнем-бородком, который после этого вытаскивается и на его место вкручивается шпилька с резьбой.
Как видно по фото, анкерный болт клиновой имеет самую сложную конструкцию.
Забиваемый. Вместо клина используется специальная форма краёв гильзы, выполненной из мягкого металла. При забивании болта края, упираясь в дно отверстия, деформируются и надёжно удерживают гильзу.
Это самый простой вид подобного крепежа. Но для его надёжной фиксации необходимо выполнять точное сверление отверстия по диаметру и глубине.
Разжимной. Этот сквозной вид крепежа используется для тонкостенных и листовых материалов. Гильза с прорезями, не доходящими до краёв, деформируется в средней части при закручивании и раскрывается в стороны лепестками за задней стороной материала.
Двухраспорный. С помощью двойной трубчатой втулки обеспечивается распор в двух местах — в конце и в середине крепёжного изделия.
Как правильно выбирать анкерные болты
- Максимальная нагрузка, с которой анкер-болт вырывается из материала (бетон, кирпич, камень).
Она действует по продольной оси болта. Реальная нагрузка должна быть не более 35% от максимальной. - Нагрузка на срез, которая перпендикулярна осевой нагрузке на вырыв.
- Материал изготовления болта.
- Размер анкера: внешний диаметр, диаметр внутренней шпильки и общая длина.
- Тип крепления (гайка, крюк, кольцо и др.) выбирается в зависимости от того, что необходимо крепить.
- Тип монтажа (односторонний или сквозной). Если есть возможность пробить материал, выбирают разжимной анкерный болт. Он продевается в сквозное отверстие и зажимается, стягивая стенку или лист. При одностороннем креплении для болта сверлится отверстие нужной длины и диаметра.
Она действует по продольной оси болта. Реальная нагрузка должна быть не более 35% от максимальной.
| Диаметр анкера, мм |
Максимальная нагрузка, кН | Рекомендуемая нагрузка, кН | Рекомендуемое расстояние от края, мм | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| На вырыв | На срез | На вырыв | На срез | На вырыв | На срез | |
| М8 | 22,2 | 10,1 | 7,3 | 5,8 | 80 | 100 |
| М10 | 36,6 | 15,6 | 13,0 | 8,9 | 90 | 130 |
| М12 | 50,5 | 23,1 | 17,7 | 13,2 | 110 | 150 |
| М16 | 79,0 | 41,8 | 27,8 | 23,9 | 130 | 170 |
| М20 | 101,3 | 66,8 | 35,5 | 38,2 | 150 | 190 |
| М24 | 136,6 | 95,7 | 46,0 | 54,7 | 190 | 240 |
| М30 | 237,1 | 123,0 | 82,4 | 69,3 | 300 | 350 |
| Зимняя температура наружного воздуха | От -40°C и выше | От -40°C до -50°C | От -51°C до -65°C |
| Марка стали | Ст20 ВСт3пс2 ВСт3кп2 |
10Г2С1-6 09Г2С-6 |
10Г2С1-8 09Г2С-8 |
| Примечание: Допускается использовать для изготовления другие марки стали, свойства которых не ниже указанных в таблице. | |||
Материал изготовления анкеровУстановка анкерного болта
Рассмотрим на примере распорного анкера для бетона с гайкой.
Рассверливание отверстия
Необходимо выбрать бур по диаметру и длине болта. Например, если наружный диаметр болта 10 мм, то бур должен быть такого же диаметра. По длине бур не должен быть меньше, чем анкер.
Кстати, в случае установки крепежа в стену со штукатуркой учитывайте, что для надёжности соединения анкер должен находиться в бетоне на глубине не менее 50 мм.
Так что при выборе длины крепежа учитывайте толщину штукатурного слоя.
Если втулка не входит в рассверленное отверстие, ни в коем случае не рассверливайте его буром большего диаметра. Просто пройдитесь тем же сверлом ещё раз. Анкер должен заходить в отверстие с усилием, иначе он не будет выполнять свои функции.
Выполняйте разметку точно. Даже незатянутый анкер-болт вытащить из стены проблематично.
Очистка отверстия от мусора
После сверления в отверстии остаются пыль и крошки бетона, которые препятствуют установке болта. Для удаления мусора используйте пылесос, баллончик со сжатым воздухом, ёршик. Можно выдуть пыль и крошки резиновой грушей или трубочкой.
Установка крепления
Забивайте анкер лёгкими ударами молотка, пока гайка не достигнет поверхности стены. После этого закручивайте гайку ключом. Когда конусовидная втулка заходит в гильзу, усилие заметно увеличивается. Если в техническом описании анкера указано максимальное усилие закручивания, необходимо измерять его динамометрическим ключом.
После того, как крепление полностью установлено, отверните гайку, навесьте на шпильку конструкцию или оборудование и зафиксируйте сверху гайкой.
Чтобы заказать изготовление нужного вам вида анкерного болта на нашем заводе «СТК-Конструкция», позвоните по телефону +7(495) 291-07-57 или заполните на сайте специальную форму .
Анкерный болт двухраспорный, обзор. WikiСтатья.
- WiKiстатьи
- Анкерный болт двухраспорный, обзор
Анкерный болт двухраспорный является разновидностью анкер-болта и применяется в тех же самых областях строительства, но выдерживающий много большие нагрузки, чем стандартный.
Особенности конструкции двухраспортного анкера
Анкерный болт двухраспорный также как и стандартный состоит из шпильки, гайки-головки, шайбы и уже двух распорных втулок.
На литую шпильку насажены две распорные втулки с продольными прорезями, которые в результате монтажа упираются в стенки твердого строительного материала. Именно за счет увеличения площади «вживания» элементов крепежа в бетон, камень и другое основание получаемое крепление способно выдерживать более значительные нагрузки.
Конусная часть на конце анкера при завинчивании гайки перемещается вверх по шпильке, способствуя распиранию кромок втулки.
Нижняя втулка имеет также конусную часть и тем самым служит распором для второй втулки. Шестигранная гайка при закручивании вытягивает литую шпильку с конусной частью на противоположной стороне от гайки, которая выполняется по стандартам ГОСТ, DIN. Таким образом, специального инструмента для монтажа не требуется.
Прессованная шайба служит для увеличения площади соприкасания к прикрепляемому материалу, распределяя напряжение, которое возникает при ввинчивании анкера.
В чем главное преимущество двухраспорного анкера?
Данный крепеж предназначен для надежной эксплуатации тяжеловесных конструкций, а также тех элементов, которые находятся под постоянным напряжением. Из сравнительной таблице ниже видно, что на сайте ГОСКРЕП можно купить двухраспорные анкеры размерами, начиная с М10х100 и до М25х350.
Сопоставляя анкер-болты одного размера, имейте ввиду, что рабочая вырывающая нагрузка двухраспортного в 6-8 раз выше аналогичных стандартных.
Сравнительные данные анкерного болт стандартного и двухраспорного:
|
Рабочая сила на вырыв (бетон В25) / Масса прикрепляемой конструкции |
Превышение технических характеристик двухраспорного над стандартным |
||
|
стандартный и двухраспортный: |
|||
| Размер 10 х 150 | 1,7 кН | 11,5 кН |
в 6,76 раз |
| 173 кг | 1 173 кг | ||
| Размер 12 х 300 | 2,5 кН | 21,7 кН | в 8,68 раз |
| 255 кг |
2 212 кг |
||
Преимуществом также можно назвать быстроту установки и возможность демонтажа.
Применять анкерный болт двухраспорный следует именно в плотном несущем основании, где принцип работы раскливания будет работать. Прочность узла / крепления будет зависеть напрямую от прочности материала основания.
Стоимость крепежного изделия соответствует качеству и это необходимо учитывать в расчетах смет.
ТОП товаров из нашего каталога
Анкеры
Втулочный анкер-болт
от 18 р.
за уп.
Подробнее
Область применения двухраспорного анкера
Статус более надежного крепежа расширяет границы применения двухраспорного анкера до промышленных масштабов и «ответственного строительства». Наиболее ярким примером является фиксация производственных станков и другого оборудования, находящихся под действием постоянной вибрации. Двухраспорный анкер позволяет значительно уменьшить подобные механические напряжения.
Усиленный анкер-болт будет незаменим, когда требуется установить тяжеловесные конструкции / элементы на небольшом участке несущей поверхности. Альтернативное решение — использовать несколько менее надежных метизов, которые суммарно обеспечили бы достаточную прочность — может оказаться неэффективным из-за особенностей условий эксплуатации.
Как уже было сказано выше, данный крепеж применяется для высоконагруженных соединений в таких материалах, как бетон и природный камень. Однако, если в бетоне наблюдаются трещины, расчетную нагрузку необходимо сократить на 40% во избежания вырывания.
Установка двухраспорного анкер-болта
Монтаж крепежа прост, но не следует пренебрегать практическими требованиями. Рассмотрим их более подробно на каждом этапе установки.
|
1. Подготовить отверстие в несущей поверхности с помощью перфоратора |
Диаметр отверстия должен быть чуть меньше диаметра анкера |
|
Сверло не должно быть кривым во избежание «гуляния» диаметра отверстия |
|
|
Сободное пространство не позволит крепежу плотно расклиниваться в основной материал и надежно держать нагрузки.  Узкое отверстие достаточно обработать повторно таким же диаметром сверла, но избегать рассверливания. |
|
|
2. Очистить отверстие от строительной пыли |
Используйте строительный пылесос, насос иди резиновую грушу |
|
3. Вбить анкер в подготовленное место крепления |
Используйте молоток |
|
4 . Затянуть анкер-болт до отказа гаечным ключом |
Во время затяжки болта проводится распирание втулок: крепление фиксируется в рабочем материале |
|
Если затянуть болт слишком сильно, это повлечет разрушение материала. Со временем небольшие трещины в процессе эксплуатации увеличатся, и анкерный болт вырвет из отверстия.  Если затянуть недостаточно, сила скрепления крепежа с рабочим материалом будет мала, что также приведет к вырыванию и разрушению соединения. Используйте динамометрический ключ! |
|
|
5. Открутить гайку с шайбой и прикрепить конструкцию; закрутить вновь гайку |
Шпилька уже плотно установлена в несущем материале; закрутите гайку, завершая монтаж. |
|
Крепко установив сначала анкерный болт в несущий элемент, можно избежать некачественного крепежа тяжелой, габаритной конструкции. |
|
Схема последовательного монтажа (на примере стандартного анкер-болта):
Применение двухраспорного анкерного болта — оптимальное решение для крепления тяжелых и подверженных постоянным механическим
воздействиям элементов в плотные несущие конструкции такие, как бетон и природный камень.
- Вопросы (0)
Задать вопрос
Ничего не найдено
Анкерные болты — Спецификация и типы — Перфорированный список Zero
Анкерные болты прикрепляют конструкционные объекты к бетонным конструкциям. В производственной промышленности анкерные болты обычно крепят к бетону оборудование, конструкционные полозья и сосуды. Один конец анкерного болта ввинчивается в бетон, а открытый конец с резьбой соединяется с оборудованием. Есть много типов. Некоторые из распространенных — это L-образные двухконечные стержни с пластиной, шпилькой с приварной головкой и клиновым типом. В этой статье вы узнаете подробности о каждом типе анкерных болтов, процессе выбора и ответственных лицах, участвующих в установке.
Типы анкерных болтов Анкерные болты с изогнутыми стержнями Эти стальные стержни имеют резьбу на одном конце, а другой конец загнут в виде крючков.
Эти крючки встраиваются в бетон или кирпичную кладку. Они бывают двух типов: L или J. Изогнутые стержни широко используются в указателях, столбах и других стальных конструкциях.
Эти типы анкеров имеют форму двусторонних стержней с пластинчатой шайбой на одном конце. Пластина часто приваривается к самому анкерному болту или приваривается к гайке, залитой в бетон. Плоские болты широко используются при строительстве колонн зданий, дорожных знаков, фонарных столбов и других конструкций.
Анкерные болты с головкой Эти болты имеют кованую головку на одном конце, обычно имеющую шестигранную или квадратную головку. Головка упирается в бетон. Если к каждой стороне болта приваривается металлическая пластина, то они относятся к категории пластинчатых анкеров. Эти пластинчатые анкеры по-прежнему классифицируются как анкерные болты с головкой. Эти типы креплений обеспечивают приятный вид поверхности без торчащих гаек и болтов.
Они применяются для различных строительных применений, таких как перила моста, фонарные столбы и т. д.
Эти крепежные детали состоят из стального круглого стержня с резьбой на одном конце и заклепкой на другом конце. «Swedge» означает, что у них много углублений, которые позволяют им лучше сцепляться с бетоном. Они находят широкое применение в строительстве балок и опор.
Выступы Swedge, предоставлено TSA Manufacturing Выбор правильного анкерного болта Когда вы соединяете часть оборудования с бетоном, она должна держаться в течение всего срока службы. Вот почему так важно выбрать правильные анкерные болты для вашего применения. Есть много вопросов, которые следует учитывать при выборе анкерного болта для крепления объекта к бетонной конструкции. Во-первых, важно определить размер отверстия под анкерный болт и его длину. Некоторые анкерные болты предназначены для бетона, а другие для цемента или кирпичной кладки.
Выбор правильного крепежа зависит от основного материала, к которому прикрепляется объект.
Как правило, предпочтительный метод крепления включает в себя непосредственное литье их в бетон до отверждения. Однако строительные подрядчики не всегда знают необходимое место крепления из-за опоздания или еще не определенного оборудования. В таких случаях засверливаемые анкеры крепят оборудование к плите. Это происходит за счет механической посадки с натягом или за счет использования системы химической анкеровки.
Различные сценарииПри выборе подходящего крепежа для работы вам понадобится достаточно прочный, чтобы выдержать усилие нагрузки, но без ущерба для стабильности всей конструкции.
Вы должны знать общую нагрузку, которую может выдержать якорь. Анкерный болт является самым слабым местом в бетонной конструкции, поэтому его прочность и диаметр зависят от поддерживаемого веса. Для максимальной безопасности укажите самые прочные, самые большие и самые глубокие болты.
Как правило, с увеличением диаметра увеличивается нагрузка и грузоподъемность. Кроме того, наилучшее удерживающее значение достигается при глубоком заглублении анкеров в очень твердый бетон. Набор анкеров 1/2″ с минимальной заделкой 2″ обеспечивает более прочную фиксацию, чем анкер 1/4″ с минимальной заделкой 1″.
Еще один момент, на который следует обратить внимание, это место крепления к бетону нагрузки, которую будут удерживать анкерные болты. Для нагрузок, которые крепятся к стене сверху, укажите более прочные болты. Для грузов, закрепленных на ребре, опирающихся на землю, может быть достаточно болтов меньшего диаметра.
Длина крепежаНациональная ассоциация бетонщиков рекомендует эмпирическое правило для длины крепежа, заделанного в бетон. Эффективная длина заделки должна быть 4d или 2″, в зависимости от того, что больше.
Прочие соображения При выборе анкерного болта для работы необходимо учитывать условия окружающей среды конструкции.
Конструкция анкерных болтов включает в себя болт, проходящий через крепление. Длина болта, проходящего через него, зависит от того, сколько раз его нужно затянуть и от того, как гайка располагалась в бетоне до установки болта на место. Для законченного вида используйте анкерный болт с одинаковой головкой. Анкеры с плоской или круглой головкой имеют гладкие головки, которые выступают из крепления и выглядят однородными. Вы также можете использовать анкеры с внутренней резьбой, такие как одинарные и двойные распорные анкеры, анкеры с крепежными винтами или вставные анкеры, чтобы добиться такого же внешнего вида.
При рассмотрении веса нагрузки, которую должны удерживать анкеры, важно понимать, что болт является самым слабым звеном в системе бетонных конструкций. Имея это в виду, определите требуемый диаметр анкерного болта в зависимости от удерживаемого веса. Самые прочные и глубоко засаженные анкерные болты с наибольшим диаметром подходят для тяжелых грузов, прикрепленных к бетону.
Оборудование, закрепленное на бетоне, испытывает те же вибрации, что и оборудование во время работы. Характеристики вибрации оборудования требуют независимой оценки перед установкой. К вибрирующим конструкциям относятся насосы, двигатели, вентиляторы, движущиеся ремни и даже вывески, развевающиеся на ветру.
Анкерный болт передает приложенные к нему усилия сдвига и напряжения за счет трения, но если трение уменьшается из-за постоянной вибрации, его удерживающая способность уменьшается. В таких случаях следует использовать более прочный, больший и глубокий анкерный болт.
Ударная нагрузка Любое оборудование, закрепленное на бетоне при ударной нагрузке, должно выдерживать изменения нагрузки в течение определенного периода времени. Типичным примером ударной нагрузки может быть бампер на причале. Поскольку механические анкеры могут обеспечивать значения удерживания, основанные на трении болта о стенки отверстия, при нарушении трения значение удерживания уменьшится.
Ударные нагрузки со временем могут медленно ослабить анкерные болты.
При выборе правильного анкерного болта для вашего применения необходимо учитывать множество различных характеристик. Тип и прочность бетона, размер и расположение приспособления, тип окружающей среды и желаемый вид готового продукта требуют внимания. Правильный размер и расстояние между анкерами имеют решающее значение в любом структурном приложении. По этой причине крайне важно спроектировать конструкцию в консультации со специалистом-строителем.
Важно определить общую ответственность за конструкцию анкерных болтов. Часто несколько производителей доставляют оборудование на одну площадку. Ответственность за проектирование и поставку анкерных болтов, как правило, должна нести компания, на которую возложена общая инженерная ответственность. Чтобы эффективно выполнить эту задачу, поставщики оборудования должны предоставить информацию об оборудовании, такую как вес, высота и центр тяжести, только поставщику, ответственному за упаковку.
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 надлежащему проектированию, детализации и установке анкерных болтов, встроенных в бетонную каменную конструкцию, на основе положений «Требований строительных норм и правил для каменных конструкций» издания 2013 г. (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 на анкеровку
Типы и конфигурации анкеровки
Анкерные болты обычно можно разделить на две категории: встроенные 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).
Анкерные болты с изогнутыми стержнями должны соответствовать требованиям к материалам Стандартной спецификации для углеродистой конструкционной стали, ASTM A36/A36M (ссылка 6). 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) при нагрузках 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, 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 элемента кладки, вычитается из расчетное значение A pt и A pv . Графическое представление конуса разрушения 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 наименьшее значение из уравнения 3, допустимая осевая растягивающая нагрузка определяется прорывом каменной кладки и Уравнение 4, допустимая осевая растягивающая нагрузка, зависящая от текучести 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 изогнутыми стержнями берется наименьшее значение из уравнения 6, допустимая поперечная нагрузка определяется прорывом кладки, уравнение 7, допустимая поперечная нагрузка определяется разрушением 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.
Растяжение
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 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 с болтовыми соединениями, подвергаемыми сдвигу, нагрузка передается со смещением, равным e, равному аддитивной 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 9.0014 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 дюйма² (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.
Расчетные значения прочности на разрушение каменной кладки (уравнение 7), выдвигание анкера (уравнение 8) и растяжение анкера (уравнение 9) следующие:0014 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).
Снова 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, определяемая 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 продавливании каменной кладки, фунты 9040 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 якоре болта, LB (N)
B VB = допустимая нагрузка на сдвиг на якорном болте при управлении Masonry Breakout, LB (N)
B VC 41515 = LB (N)
B VC 4141515 = LB (N)
B VC 414141515 = LB (n)
B VC 41414141515 = LB (N)
B VC 41414141515.
поперечная нагрузка на анкерный болт при смятии каменной кладки, фунт (Н)
B VN = Прочность на якорный болт сдвига, LB (N)
B VNB = Прочность номинальной сдвига Anchor Bolt при управлении Masonry Breakout, LB (N)
140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140140н. = номинальная прочность анкерного болта на сдвиг, управляемая смятием каменной кладки, фунты (Н)
B vnpry Прочность на сдвиг анкерного болта при регулировании текучестью стали, фунт (Н)
B vpry = допустимая поперечная нагрузка на анкерный болт при управлении анкерным упором, фунты (Н)
b a = unfactored axial force on anchor bolt, lb (N)
b af = factored axial force in anchor bolt, lb (N)
b v = unfactored shear force on анкерный болт, фунт (Н)
B VF = факторированная сила сдвига в якорном болте, LB (N)
D B = номинальный диаметр якорного болта, в.
, дюймы (мм)
e b = проекционное удлинение ноги изогнутого анкерного стержня, измеренное от внутреннего края 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 = Указанный прочность урожая стали для якорей, PSI (MPA)
L B = эффективная длина встраивания якорных болтов, в. (Мм)
L . 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.
