Болты анкерные для фундамента: Фундаментные анкера. Анкерный болт фундаментный.

Анкерные болты для фундамента

Как выбрать и установить анкерные болты (анкеры) для фундамента: основные виды, принципы крепления и правила установки в фундамент. Преимущества химического анкера для бетона.

Для обеспечения надежного крепления строительных конструкций к прочным монолитным основаниям используются специальные крепежные элементы – анкерные болты для фундамента. Они имеют вид прута с резьбой и специальным приспособлением в форме загиба или разветвления для закрепления в основании.

 

Основные виды анкеров для фундамента

Существует несколько видов анкерных фундаментных болтов, различающихся формой основания и конструкцией:

• в форме изогнутой шпильки
• прямые
• составные
• съемные
• в виде анкерной плиты
• с коническим наконечником

Кроме того анкеры, используемые для крепления к фундаменту, разделяются по методам монтажа, в зависимости от которого они бывают:

1. глухие – такие болты устанавливаются перед заливкой бетона. Глухими являются болты в виде изогнутой шпильки и анкерной плиты, конструктивные решения которых позволяют им очень надежно закрепиться в застывшем фундаменте. Во время монтажа их правильная фиксация обеспечивается с помощью специальных приспособлений – кондукторов, без использования которых невозможно добиться, чтобы положение анкеров полностью соответствовало проектным параметрам;

2. съемные – крепеж таких болтов выполняется с использованием закладных деталей и плит. Поскольку сам анкер не имеет сцепления с фундаментом, его закрепляют силоксановым или эпоксидным клеем либо цементно-песчаным раствором. В основании болты устанавливаются в пазы или крепятся разжимными цангами, вмонтированными в фундамент перед бетонированием.

Крепежный анкер для фундамента подходит для использования только в прочных негибких материалах – бетоне, камне, кирпиче. Большинство фундаментных болтов могут эксплуатироваться при температуре -50° – + 50° С. Если условия не соответствуют данным параметрам, то требуется дополнительный расчет конструкции.

В зависимости от допустимых условий эксплуатации болты разделяются на два типа:

• конструктивные – применяются для крепления массивных конструкций, обеспечивающих устойчивость давлением собственного веса;
• расчетные – берут на себя нагрузки, которые возникают при эксплуатации сооружения.

Выбор конкретного типа анкерного болта зависит от габаритов и особенностей конструкции, типа фундамента и способа монтажа.

 

Принципы крепления анкера в фундаменте

Удержание анкерного болта в фундаменте осуществляется за счет работы трех принципов:

• трение
• упор
• склеивание

Трение – это те нагрузки, которые анкерный болт воспринимает и передает на фундамент путем своего трения о материал монолита. Этот процесс требует наличия распирающей силы, создаваемой за счет распора пластикового дюбеля или металлической цанги.

Упор – это нагрузки, воспринимаемые анкером и компенсируемые внутренними силами сопротивления его материала излому, которые создаются на глубине анкеровки.

Склеивание – это компенсация нагрузок внутренним касательным напряжением в месте контакта анкера с материалом основания. Этот принцип действует у химических клеевых анкеров и закладных деталей, не имеющих упорного приспособления и уширения.

Разрушение анкерного крепления обычно происходит в наиболее слабом месте. Существует несколько видов разрушений анкера:

• вырыв
• пластический изгиб
• излом
• коррозия
• плавление
• выгорание

 

Установка анкерного болта в фундамент

В идеальном варианте установка анкеров в бетон должна выполняться сразу после заливки фундамента – до застывания раствора. Расположение болтов определяется в соответствии с планом обустройства наружных стен, внутренних перегородок и дверей, поскольку анкеры можно и нужно ставить под внешними стенами, но нельзя под внутренними перестенками и в дверных проемах.

Болты погружаются в бетон ровно по центру стены и утапливаются не слишком глубоко, чтобы выступающая часть составляла около 6 см. При этом резьбу анкера рекомендуется обернуть пленкой, чтобы избежать загрязнения и последующей чистки болта от застывшего бетона. Монтируются анкеры по всему периметру стен с шагом в 40 см. Очень важно, чтобы они располагались строго вертикально. Для предотвращения крена анкеров во время застывания раствора следует использовать крепежное устройство, специально прикрепленное к опалубке. Если анкерный болт устанавливается до заливки фундамента, то его фиксируют путем крепления к арматуре.

Установка анкерных болтов в уже готовый (схватившийся) фундамент выполняется в посадочные отверстия, предварительно высверленные с помощью буров или сверл соответствующего диаметра.

 

Химический анкер

Помимо традиционных анкерных болтов для фундамента, которые соединяются с материалом за счет механической связи (трения, упора), существуют анкеры, связывающиеся с основанием посредством межмолекулярного взаимодействия под воздействием адгезионных и когезионных сил (склеивание). Такие болты называются химическими анкерами.

По сути, химический анкер – это металлический резьбовой стержень и клеевой связующий состав, в который он помещается. Как правило, химические анкера для бетона

 изготавливаются из оцинкованных или из нержавеющих коррозийностойких сталей.

В данном случае крепление выполняется путем приклеивания анкера. Для этого в посадочное отверстие сначала заливается специальный клеевой состав, а затем в него погружается болт. Химический состав после застывания образует очень прочную связь, устойчивую к атмосферным воздействиям и коррозии. Также он характеризуется высокими адгезивными свойствами и такой же прочностью, как большинство аналогичных стройматериалов.

Используемые клеевые составы являются двухкомпонентными: они изготавливаются из искусственных смол, которые застывают при смешивании с отвердителями. Одновременное использование органической и неорганической составляющей раствора выводят химический анкер на более высокий качественный уровень:

• неорганический компонент (цемент) обеспечивает высокую совместимость с основанием;
• органическая высокореактивная смола способствует достижению оптимального времени застывания.

Указанные компоненты способствуют надежной фиксации анкера практически в любом материале и обеспечивают повышенную термическую и химическую стойкость. Благодаря единому набору компонентов для всех материалов химические анкеры являются универсальными. Кроме того отсутствие распора позволяет выполнять установку этих болтов при минимальных краевых и осевых расстояниях, а простота монтажа и нетребовательность к размерам отверстий значительно облегчают выполнение работ.

Химические анкерные стержни могут быть самыми разными по размерам, конструкции и назначению. Самые сложные стержни и втулки могут применяться в тяговой зоне разорванного бетона, при наличии динамических и вибронагрузок, в пустотелых или «слабых» материалах.

Химическое крепление анкерных болтов в бетоне обеспечивает высочайшие нагрузочные характеристики, исключает создание напряжений в материале фундамента, не ослабляется со временем. Высокая эффективность химической анкеровки подтверждена многочисленными испытаниями и допусками, поэтому она считается лучшим вариантом крепления для фундамента.

Читайте также:

Установка анкерных болтов в фундамент

Содержание

1. Фундаментные анкерные болты: назначение, виды и монтаж.
2. Установка анкерных болтов в фундамент.
3. Материалы для изготовления анкерных болтов.
4. Фундаментные болты.
5. Назначение крепежа.
6. Виды анкерных болтов для фундамента.
7. Установка фундаментных болтов.
8. Классификация анкерных болтов.
9. Установка анкерных болтов в фундамент.

Фундаментные анкерные болты: назначение, виды и монтаж.

По назначению и особенностям конструкции различают несколько типов конструкций :

1. Составные. Их производят из двух частей, соединяемых с помощью муфты. Нижняя часть после установки находится в бетоне, а верхняя вкручивается в муфту.
2. Изогнутые. Нижняя часть таких анкеров изготавливается в виде крюка. Эти конструкции монтируют в специальные колодцы или железобетонные основания, которые затем заливаются бетонной смесью.
3. Прямые. Фундамент устанавливается в готовые бетонные основания. Для закрепления прямого фундаментного анкера в бетоне делается отверстие необходимого диаметра, для крепления понадобится эпоксидный или силоксановый гель.
4. С анкерной плитой. Устанавливается перед бетонной заливкой, нижняя часть состоит из металлической пластины, которую крепят с помощью резьбового соединения или сварки.
5. С коническим концом. Элемент устанавливается в уже готовый фундамент. Его используют для крепления мебели, бойлеров и т.д. Крепеж надежно фиксируется с помощью разжимной цанги, которая расклинивается и надежно удерживает конструкцию.
6. Съемные. Эти крепежные изделия состоят их нижней обоймы, которая монтируется в фундамент, и шпильки с резьбой, устанавливаемой после бетонирования.

Типы и конструкция фундаментных болтов.

Установка анкерных болтов в фундамент.

Установка анкерных болтов бетонировании.

В фундаменте анкерные болты держатся за счет трения, упора и склеивания. Трение обеспечивают нагрузки, которые оказываются на крепежное изделие и передаются на фундамент. Упор – это нагрузки, которые анкер воспринимает и компенсирует своими силами, а склеивание – компенсация нагрузок с помощью касательных напряжений с материалом основания.

Если требуется закрепить конструкцию с высоким уровнем ассиметрии, то лучше заказать прямые болты на силоксановом или эпоксидном клею. Распорные болты применяют в областях, где возможны статические или вибрационные нагрузки. А анкеры с коническим концом советуют использовать для крепления конструкций, который подвергаются динамическим нагрузкам и не способны выдерживать сильных ударов.

Установка фундаментных анкерных болтов выполняется в несколько этапов. Вначале нужно тщательно осмотреть анкерные болты и убедиться в их исправности. Затем можно приступать к работам.

1. Подготовительные работы и определение мест крепления анкеров. Помните, что их ни в коем случае нельзя размещать под дверными проемами.
2. Установка болтов в основу фундамента. Анкер должен погружаться посередине бетонного основания.
3. Расстояние между анкерами должно быть в два раза больше глубины вхождения.
4. После того как анкеры установлены, нужно подождать, пока бетонная смесь застынет. В это время важно следить, чтобы штыри анкеров оставались в ровном вертикальном положении.
5. Последний этап работы – скрепление. Для этого устанавливаются металлические пластины или деревянная доска.

Некоторые виды анкеров можно устанавливать и в уже затвердевший бетон. Но в этом случае просверливается отверстие и вставляется фундаментный болт.

Материалы для изготовления анкерных болтов.

Установка анкерного болта с гайкой.

Для изготовления фундаментных анкеров используют только высокопрочные материалы. В качестве сырья выбирается сталь, в зависимости от условий применения можно приобрести крепежные изделия из морозоустойчивой стали. Крепежи подвергаются термической обработке, благодаря которой исключается возможность разрыва изделия.

Стоимость фундаментных анкерных болтов зависит от диаметра и длины изделия, а также производителя, который занимается их изготовлением. Заказывая болты, обязательно убедитесь, что изделие отвечает всем требованиям ГОСТа и техническим условиям использования. Все фундаментные анкеры проходят контроль качества.

Фундаментные анкерные болты – надежные крепежные элементы, которые качественно и длительно выдерживают большие нагрузки. Существует несколько видов этих крепежей, выбор которых зависит от назначения и условий использования.

Фундаментные болты.

Установка анкерных болтов.

Фундаментные болты для строительных работ.

При производстве строительных работ используется огромное количество различных видов крепежных элементов, выполняющих те или иные функции. Особое место занимают резьбовые стержни различной формы, получившие общее название фундаментные болты. Об устройстве этих крепежей, их видах и использовании расскажем в данной статье.

Назначение крепежа.

Болты, называемые иногда анкер фундаментный предназначены для крепления к опоре строения нижнего венца рубленных конструкций, а также связки с другими материалами наружных стен или монтажа различных станков и механизмов в промышленных предприятиях. Кроме этого, для усиления основания дома на него часто крепят стальные профильные детали П-образной или Н-образной формы, называемые соответственно швеллерами и двутаврами.

Установка анкерных болтов в фундамент.

Назначение фундаментных крепежей.

На гладкий ленточный железобетонный или плитный фундамент присоединить строительные блоки или брус без опасения всевозможных деформаций и смещения конструкции невозможно. Для решения этой задачи и применяют длинные стержни той или иной формы, именуемые анкерными болтами.

Виды анкерных болтов для фундамента.

В настоящее время производство данного вида крепежей осуществляется в соответствии с ГОСТ 24379, который был выпущен еще в далеком 1980 году. Под тем же номером в 2012 году был выпущен современный стандарт, регламентирующий основные виды, размеры и форму анкерных болтов.

Виды анкерных болтов.

Основные виды анкерных болтов.

По указанным выше документам все анкерные болты для фундаментов изготавливаются в следующих модификациях:

1. Болт изогнутый в исполнении 1.1 и 1.2 представляет собой стальной стержень, имеющий в нижней части загиб соответственно под углом 90 о или в виде нижней половины буквы Z. Минимальный диаметр крепежа составляет 16 мм, максимальный – 48. Длина стержня может варьироваться от 500 до 2500 мм и более. Для крепления тех или иных деталей к фундаменту верхняя часть стержня имеет метрическую резьбу соответствующего размера на длине стержня не менее 100 мм, на которую навинчиваются две гайки с шайбой между ними.
2. Болт прямой с резьбой на обоих концах изготавливается в исполнении 2.1 и 2.2. его особенностью является наличие анкерной плиты – стальной площадки прямоугольной формы с отверстием в центре, через которое свободно проходит резьбовая часть болтов анкерных. Различные модификации этого вида различаются формой и диаметром стержней, а также самих стальных квадратных шайб.
3. Болты в исполнении 3.1. и 3.2 наименее распространенные. Они представляют собой составные стержни, соединяемые между собой длинными втулками с внутренней резьбой соответствующего диаметра.
4. Анкерные болты для фундамента четвертого типа относятся к группе извлекаемых. Они имеют сложное строение, представленное прямым резьбовым стержнем и соответствующей анкерной арматурой.
5. Наиболее просты в изготовлении анкерные фундаментные болты пятого типа, представленные гладкими стальными стержнями с резьбовой частью.
6. Изделия, изготавливаемые по ГОСТ 24379 типа 6.1, 6.2 и 6.3 с полным правом можно отнести к действительно анкерным болтам в полном смысле. Они представляют собой стержни с верхней резьбовой частью, имеющие в нижней части утолщение. Для их фиксации применяют дополнительные элементы – разжимную цангу и коническую втулку. Особенностью этого вида крепежей является возможность их установки уже после заливки и затвердения бетонного фундамента.

Установка фундаментных болтов.

Как было отмечено выше, установка анкерных болтов в фундамент может выполняться как в процессе заливки бетонной смеси, так и после этого, и даже после того, как плита или лента полностью застынет. При выполнении этой операции следует знать и соблюдать некоторые особенности:

• В соответствие с рекомендациями упоминавшегося выше ГОСТ 24379 болты исполнения 1.1 и с анкерной плитой рекомендуется устанавливать в бетонное основание до заливки смеси;
• Изделия типа 1.2 монтируют в предварительно подготовленные колодцы в готовом фундаменте с последующим их бетонированием смесью того же состава, что использовалась для изготовления основания строения;
• Фундаментный анкерный болт с расширенной нижней частью устанавливают в готовое основание, предварительно просверлив отверстия по диаметру уширения;
• Стержень крепежа любого из описанных выше видов должен располагаться строго вертикально;
• Шаг установки болтов в анкерный фундамент должен составлять не более двух величин их заглубления;
• Располагаться стержни должны строго посередине ленточного основания при использовании их для связки с материалом наружных стен. Под перегородки анкерные фундаментные болты, как правило, не устанавливают. Так же нецелесообразно использовать их при монтаже полых кирпичей и блоков во избежание раскалывания последних.

Таким образом, в рамках небольшого обзора мы постарались максимально кратко раскрыть особенности такого крепежного элемента, как фундаментный болт, рассмотрели их основные виды и технологию монтажа для решения тех или иных задач.

Довольно часто при строительстве любого типа фундамента устанавливаются анкерные болты, еще их называют фундаментными. Анкер переводится как якорь, а анкерный болт является изделием, которое служит для крепления конструкции к несущему основанию. Несущим основанием в данном случае является фундамент дома, а конструкция — это стены будущего здания. Следует отметить, что произвести строительные или монтажные работы после строительства фундамента просто невозможно без применения таких надежных крепежных изделий, как анкерный болт.

Фундамент болт представляет собой прут, на одном конце которого размещена резьба, а на другом загиб или разветвление. Именно второй конец находится в основании и обеспечивает крепление. Помните, что анкерные болты можно использовать лишь в прочных негибких строительных материалах, таких как кирпич, натуральный камень и железобетон. Большинство фундаментных болтов используются при температуре от -50 до +50 градусов, если же температура выходит за эти рамки, то нужен будет дополнительный расчет конструкции. Выбор типа анкерного болта, как правило, зависит от размера строительной конструкции, типа фундамента, особенностей использования и способа монтажа.

Классификация анкерных болтов.

В зависимости от условий эксплуатации, различают конструктивные и расчетные болты. Конструктивные в основном применяются для крепления достаточного массивного оборудования и строительных конструкций для обеспечения устойчивости давлением собственного веса. Они обеспечивают фиксацию уже готовых изделий. Расчетные же болты берут на себя нагрузки, возникающие во время эксплуатации конструкции или оборудования.

Типы и конструкция фундаментных болтов.

За способом установки бывают болты с установкой до заливки фундамента и такие, которые устанавливаются в просверленные отверстия в готовом фундаменте или другом элементе конструкции.

В зависимости от конструкции, выделяют изогнутые болты, болты с анкерной плиткой, составные анкерные болты, съемные, прямые и болты с коническим концом. Изогнутые болты, как правило, применяются тогда, когда нет зависимости между высотой фундамента и глубиной заделки болтов. Они устанавливаются до бетонирования или монтируются в уже готовое основание. Несколько меньшей глубиной установки обладают болты с анкерной плиткой, они используются, когда от этой глубины зависит высота фундамента. Данный элемент служит исключительно для поддержания прочности конструкции, в основном ставится до бетонирования. Для установки методом поворота или надвижки нужны составные болты с анкерной плиткой. Муфту и нижнюю часть данного элемента (шпилька с плиткой) закладывают в основание на стадии бетонирования, а в муфту на всю длину резьбы ввертывается верхняя шпилька. Такой болт фиксирует оборудование и крепится до бетонирования. Для крепления тяжелого оборудования с большими динамическими нагрузками (электротехника, прокатное оборудование) лучше всего подойдут съемные болты. При их установке в фундамент нужно заложить лишь анкерную арматуру, а шпилька уже устанавливается после заливки фундамента в трубу. Для изготовления данного элемента применяют высокопрочную сталь, которая устойчива к разрывам.

Для крепления конструкции с большим уровнем асимметрии рекомендуется выбирать прямые болты на клею (эпоксидном или силоксановом), а также болты, виброзачеканенные цементно-песчаной смесью. Такие болты выдерживают большие нагрузки, их ставят в скважину, просверленную в готовом фундаменте. Распорные болты предназначены в основном для крепления конструкций и оборудования, испытывающие вибрационные и статические нагрузки. Их можно прикрепить с помощью дюбелей или разжимной тяги. Чаще всего данный материал применяется для сантехники, вентиляционных устройств, отделки и облицовки. И, наконец, болты с коническим концом используются для крепления конструкций, которые не выдерживают сильные удары или динамические нагрузки. Их можно прикрепить с помощью цементно-песчаной смеси методом вибропогружения. Данный материал устойчив к коррозии, а также прекрасно держит механическую нагрузку.

Следует знать, что анкер удерживается в фундаменте за счет трех основных рабочих принципов. Прежде всего, это трение, то есть нагрузки, которые воспринимаются анкерным болтом, передаются на материал основания посредством трения тела анкера о материал основания. Для этого нужно наличие распирающей силы, которая может создаваться за счет распора металлической цанги или пластикового дюбеля. Следующий принцип, это упор — нагрузки, которые воспринимаются анкером, компенсируются внутренними силами сопротивления материала излому, возникающими на глубине анкеровки. Также следует отметить такой принцип, как склеивание, то есть нагрузки компенсируются внутренними касательными напряжениями в области контакта тела анкера и материала монолита. Данный принцип работы характерен для клеевых анкеров, а также закладных деталей без упорных приспособлений и уширения. Большинство анкерных болтов удерживаются в материале основания посредством комбинации описанных выше принципов. Анкерное крепление, как правило, разрушается в самом слабом его месте. Различают такие виды разрушений, как вырыв, излом или пластический изгиб анкера, коррозия, плавление или выгорание анкерного болта.

Установка анкерных болтов в фундамент.

Установка анкерных болтов в фундамент.

Анкерные болты рекомендуется устанавливать сразу после заливки фундамента или несущего основания, пока цемент не застыл.

В первую очередь необходимо изучить план внешних, внутренних стен и входных дверей. Фундаментные болты должны устанавливаться под внешними стенами, соответственно, анкера не нужно ставить в дверных проемах и под внутренними стенами. Далее болты можно погружать в бетон четко по центру будущей стены. Однако не утапливайте их слишком сильно, длина выступающей части должна составлять примерно 5-7 см. Анкерные болты следует располагать по всему периметру стены. Их нужно устанавливать на расстоянии примерно 40 см друг от друга, но так, чтобы они не попадали под дверные проемы. Помните, что болты обязательно должны располагаться строго вертикально, поэтому их можно выровнять с помощью уровня.

Если же Вы будете устанавливать анкерные болты в уже схватившееся основание, то в этом случае следует применить сверление. Однако стоит учитывать, что для сверления посадочного отверстия следует использовать буры или сверла соответствующего диаметра. Во время установки и застывания основания резьбу анкера можно обернуть в целлофан, чтобы избавиться от забот по очистке застывших частиц бетона на болтах. Также чтобы в процессе замерзания основания можно было избежать крена анкерного болта, рекомендуется использовать крепежное устройство, которое прикрепляется к опалубке фундамента на время застывания.

В некоторых случаях анкерный болт устанавливают до заливки фундамента. Тогда болты должны крепиться к арматуре или решетке на металлическую конструкцию, затем заливается раствор. В основном это происходит при строительстве ленточного фундамента. После застывания фундамента анкерный болт может исполнять все свои основные функции.

 

Рекомендация: Общая обзорная статья, из нее узнаете об установке анкерных болтов в фундамент. Болты необходимы для крепления конструкций к фундаменту. Если конструкции большие и имеют большой вес, то позаботьтесь о точной разметке и правильного без перекосов установке болтов. В противной случае вам будет сложно установить тяжелые конструкции.

Concrete Foundation Anchor Bolts Design

Связанные ресурсы: Гражданское строительство

БЕЗОННЫЕ ФУНКАНСКИЕ ФУНКА используется для крепления объектов или конструкций к бетону. Существует множество типов анкерных болтов, конструкция которых в основном является собственностью компаний-производителей. Все они состоят из резьбового конца, к которому можно прикрепить гайку и шайбу для внешней нагрузки. Анкерные болты широко используются во всех типах проектов, от стандартных зданий до плотин и атомных электростанций.

Их также можно использовать для надежного крепления закладных плит к бетонному фундаменту при использовании с элементом из конструкционной стали.

 

Простейший анкерный болт представляет собой закладной анкер. Как видно на рисунке 1, большинство конструкций состоят из стандартного болта с шестигранной головкой, который заливается во влажный бетон до того, как он схватится. Существуют и другие конструкции, некоторые из которых состоят из изогнутого болта с крюком на конце или какого-либо другого вида изгиба. Литые анкерные болты являются самым прочным типом крепежа, но заливка сложна, и они обычно используются только для тяжелых машин, установленных на заливных бетонных полах. Еще одним применением этого анкерного болта является соединение бетонного фундамента здания с его стеной. Благодаря этому здание более устойчиво к землетрясениям. В настоящее время существует несколько устройств, помогающих удерживать анкерный болт и устанавливать его в бетон. Эти устройства в основном изготовлены из композитного пластика.

После заливки и затвердевания бетона можно использовать только болты других типов — механические и эпоксидные. Болты из эпоксидной смолы самые прочные, но их установка может быть очень сложной, поскольку эпоксидную смолу необходимо смешивать в соответствии с точными спецификациями, отверстие должно быть очень чистым, и необходимо следить за временем схватывания. Кроме того, должна быть строгая программа тестирования. В бостонском проекте Big Dig эти процедуры не были выполнены должным образом, в результате чего большая бетонная плита раздавила автомобилиста.

 

Анкерные болты являются важным связующим звеном между оборудованием и фундаментом. К сожалению, конструкторы часто упускают из виду важные моменты, касающиеся анкерных болтов, например, насколько они должны быть длинными и прочными, а также величину предварительного натяга. Анкерные болты, а также другие части опорной системы, такие как опорные плиты и подкладки, могут стать одной из основных точек отказа в новых строительных проектах. Выход из строя обычно происходит в течение первого года эксплуатации. В то время как количество и размер анкерных болтов устанавливаются производителем оборудования, их длина, конфигурация и материал конструкции находятся в руках проектировщика фундамента. На рис. 1 показаны хорошие и плохие проекты.

 

Рисунок 1 Эволюция конструкций анкерных болтов. (Иллюстрация предоставлена ​​компанией Robt. L. Rowan & Assoc., Inc.)

Длина: Короткие анкерные болты исторически вызывали проблемы в фундаменте компрессора. Часто возникают горизонтальные трещины в фундаменте. Лучшей практикой на сегодняшний день является их максимально длинная заделка в бетонном мате под бетонным фундаментом. Таким образом, они не способствуют горизонтальному растрескиванию и имеют дополнительное преимущество, заключающееся в добавлении эффекта пост-натяжения.

 

Материал: Анкерные болты для любой динамической машины не могут быть слишком прочными. Сегодня анкерные болты из стали, соответствующие стандарту ASTM A-193 с пределом текучести 105 000 фунтов на квадратный дюйм, не намного дороже, чем стальные вдвое менее прочные. Поскольку потребность в высоких зажимных усилиях для компрессоров признается, болты из легированной стали в соответствии с ASTM A-193 обеспечивают необходимую мощность без использования анкерных болтов большего размера.

 

Предварительная нагрузка: хотя некоторые производители компрессоров указывают начальное значение крутящего момента для первоначальной установки, опыт эксплуатации часто показывает, что для снижения смещения/вибрации рамы требуется гораздо более высокое (возможно, в два-три раза) усилие зажима. Если анкерные болты, изначально заложенные в фундамент, не обладают повышенной грузоподъемностью, машина не будет работать так, как должна, или потребуется провести дорогостоящую модернизацию.

 

Опорные системы:

 

На рис. 2 показан ряд вариантов поддержки газового компрессора, от старого метода заливки цементным раствором до новейшей технологии регулируемых опорных систем.

 

Рисунок 2 Типы систем поддержки рамы компрессора. (Иллюстрации предоставлены Robt. L. Rowan & Assoc., Inc.)

 

В настоящее время предпочтение отдается регулируемым опорам, поскольку они устраняют потенциальную проблему плохого начального выравнивания, которая время от времени возникает при заливке цементным раствором. Регулируемые системы также позволяют достичь оптимальных условий работы в горячем состоянии, поскольку раму можно повторно выровнять, чтобы скорректировать изменения выравнивания, которые происходят по мере нагрева оборудования в течение первых 100 часов его работы.

 

Затирка:

 

С момента внедрения эпоксидных заполнителей для заливки газовых компрессоров в 19 г.57, использование цементных растворов, смешанных с водой, практически прекращено. Эпоксидные затирки прочнее, устойчивы к маслам и многим химическим веществам и хорошо работают в условиях динамических нагрузок.

 

Несмотря на то, что цементный раствор не обязательно должен быть прочнее на сжатие, чем бетон под ним, хороший цементный раствор должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать ударные и циклические нагрузки от динамической машины, которую он поддерживает. По этой причине требуется только прочность на сжатие выше 5000 фунтов на квадратный дюйм и прочность на растяжение выше 1000 фунтов на квадратный дюйм. Более высокая прочность на сжатие не обязательно лучше, если продукт является хрупким и чрезмерно растрескивается в процессе эксплуатации. Почти все хорошие машинные растворы могут трескаться, поэтому требуются компенсаторы. Компенсационные швы должны быть размещены так, чтобы трещины не образовывались в зоне основной передачи нагрузки, примыкающей к анкерным болтам.

 

Рисунок 3 Вид в разрезе, если смотреть со стороны маховика в сторону масляного насоса. (Иллюстрация предоставлена ​​Robt. L. Rowan & Assoc., Inc.)

 

Ремонт фундаментов

 

Почти каждый фундамент двадцатилетней давности, спроектированный с минимальной заменой стальной арматуры, является кандидатом на замену. или ремонт. Обычные методы ремонта включают удаление верхних слоев цементного раствора и бетона толщиной от 24 до 30 дюймов, отрезание и модернизацию анкерных болтов, добавление тяжелой арматуры в выкопанную зону и последующее натяжение при ремонте старого оставшегося бетона.

 

Чрезвычайно важно, что использовать для ремонта после натяжения, описанного выше. Если график работы позволяет от 21 до 28 дней, бетон на портландцементе является лучшим выбором. Если требуется продукт с 24-часовым отверждением, следует использовать модифицированный полимерами бетон. Любой продукт будет иметь модуль упругости не менее 4 000 000 фунтов на квадратный дюйм и будет иметь незначительную ползучесть при типичных температурах фундамента компрессора.

 

В качестве ремонтного материала для глубокой заливки вместо удаленного бетона не следует использовать эпоксидный раствор, который используется в качестве окончательного покрытия поверх фундамента. Эпоксидные затирки — это именно то, что затирка предназначена для использования толщиной от 2 до 4 дюймов. Эпоксидные растворы, как класс материалов, имеют модуль упругости в диапазоне от менее 1 000 000 фунтов на квадратный дюйм до 2 500 000 фунтов на квадратный дюйм, причем более низкий диапазон является наиболее распространенным. Это означает, что эпоксидный раствор будет сжиматься под нагрузкой в ​​два-пять раз больше, чем бетон. Кроме того, некоторые эпоксидные растворы при обычных температурах фундамента достаточно ползучести, что может привести к смещению оборудования. Имели место катастрофические поломки машин в результате глубокой заливки эпоксидной смолы. Новый фундамент компрессора не должен проектироваться с верхней заливкой эпоксидной смолы толщиной 14 дюймов, а старый бетонный фундамент не должен ремонтироваться таким образом.

 

Помимо модернизированных анкерных болтов, также добавлена ​​регулируемая система поддержки, облегчающая повторную центровку. На рис. 3 показан типичный проект ремонта фундамента.

Ссылки:

1. Пракаск, Шамшер и Виджай К. Пури, Основы для машин: анализ и проектирование, Серия Wiley по геотехническому проектированию.
2. Rowan, Robert L. & Associates, Inc., Повторная заливка поршневых газовых компрессоров, 5-летний ремонт по сравнению с 20-летними критериями надежности, Информационный бюллетень по технологиям цементации, 1:12.

Факты о фундаментных анкерных болтах

Характеристики

Автор Марк Робинс Старший редактор Опубликовано 01 апреля 2019 г.

Фото любезно предоставлено Portland Bolt & Manufacturing

Прочность и прочность металлического здания зависит от прочности фундамента, на котором оно стоит. Фундамент обеспечивает устойчивость и предотвращает резкое движение здания, чтобы защитить здание и его содержимое от повреждений или разрушения. Для этой устойчивости колонны из конструкционной стали поддерживаются высокопрочными анкерными болтами, залитыми в бетон фундамента.

«Анкерные болты выполняют две функции, — говорит Александр Ньюман, инженер-криминалист из Бостона и автор книги под названием «Металлические строительные системы», уже выходящей уже в третьем издании. «Они помогают стабилизировать стальной каркас во время монтажа и могут передавать горизонтальные и вертикальные нагрузки от каркаса к фундаменту».

Большинство людей обычно думают, что фундамент или нижний колонтитул поддерживают здание. «В какой-то степени да, но основная причина больших цоколей и прокладок для опор заключается в том, что они действуют как противовесы, утяжеляющие здание и удерживающие его на земле», — говорит Роберт Дж. Куорчер-младший, внешний менеджер по продажам, Mohawk. Construction and Supply Co. Inc., МакМюррей, Пенсильвания. «Металлические здания действуют как большие воздушные змеи при сильном ветре, и нижний колонтитул/фундамент является основной причиной, по которой они остаются на земле. Опоры и анкерные болты также связывают всю конструкцию здания воедино. Опоры и анкерные болты работают со стальной конструкцией, панелями и крышей, образуя единую конструкцию и систему».

Типы анкерных болтов

Майк Стейбер, старший менеджер по механическим анкерным системам компании Simpson Strong-Tie, Плезантон, Калифорния, утверждает, что наиболее распространенным типом бетонных анкерных систем являются J-образные болты, залитые на месте. «[Они] позволяют устанавливать анкер после затвердевания бетона и обеспечивают большую гибкость в расположении анкера. Трудно определить правильное расположение закладных анкеров. Преимущество постустановленных анкеров в том, что место крепления можно определить после возведения рамы. Часто положение анкерного болта может сместиться во время заливки бетона, или его положение может быть трудно сохранить. Хорошим решением является использование постустановленных анкеров».

Фото любезно предоставлено Portland Bolt & Manufacturing

Ньюман считает, что в прошлом анкерные болты L- или J-образной формы были наиболее распространенными типами, но сегодня предпочтительным анкерным болтом является анкер с головкой, изготовленный из стали с полной или частичной резьбой. стержень с по крайней мере одной тяжелой шестигранной гайкой, расположенной сверху и снизу. «Анкеры с головкой лучше всего подходят для поддержки основных рам в металлических строительных системах, которые обычно оказывают значительные горизонтальные и подъемные силы на свои фундаменты. L-образные и J-образные болты по-прежнему могут использоваться в менее требовательных приложениях. Строительные нормы и правила по-прежнему позволяют использовать L- и J-образные болты для крепления колонн. Однако было показано, что эти типы болтов проблематичны при большой подъемной нагрузке, которая может возникнуть во время сильного урагана. Американский институт стальных конструкций (AISC) рекомендует в своем руководстве не использовать L- и J-образные болты «при наличии расчетного напряжения».

Портленд, штат Орегон. Portland Bolt & Manufacturing — специализированный производитель, способный производить анкерные болты практически любого размера/класса/конфигурации. «Наиболее распространенными типами являются изогнутые анкеры, анкеры с головкой и анкерные стержни с гайками на обоих концах», — говорит Дейн Маккиннон, менеджер по обеспечению качества в Portland Bolt & Manufacturing. «Для меньших диаметров анкеры с головкой и изогнутые являются наиболее распространенными, но по мере увеличения диаметра возможность изгиба и высадки становится меньше, поэтому стержни с резьбой на каждом конце становятся более популярными. Кроме того, изогнутые и головные типы чаще встречаются в более низких сортах стали, тогда как высокопрочный материал чаще изготавливается в виде резьбы на каждом конце стержня».

Фото предоставлено Александром Ньюманом.

Анкерные болты, извлеченные из бетона. (Фото предоставлено Александром Ньюманом, PE; источник: OSHA, «Расследование обрушения системно-инженерного металлического здания 27 июля 2011 г. в Сан-Маркосе, штат Техас», январь 2012 г.)

Фундамент и болты

Установка болтов оптимизирована этап предварительного планирования, помогающий определиться с проектом фундамента. Quarture рекомендует провести тщательный анализ типа здания, географического положения (для определения погодных условий и почв) и геотехнологические исследования для определения возможного существования скальных образований.

«В полевых условиях расположение фундамента и анкерных болтов начинается с грубого наброска, чтобы выкопать фундамент и опоры/подушки», — добавляет он. «Более точная планировка происходит, когда нижний колонтитул и фундамент находятся ниже линии промерзания в северных регионах. Это предотвращает пучение холода и инея в земле, что приводит к набуханию земли под бетоном и возникновению проблем с бетоном и самим зданием. При проектировании более крупных зданий могут потребоваться дополнительные крепления фундамента, реализующие использование кессонов. Обычно их сверлят и заливают до раскопок, чтобы буровая установка могла получить доступ к точному местоположению кессона».

После того, как кессоны и земляные работы завершены, а также планировка, выполняется формирование нижнего колонтитула и опор. «Точное расположение анкерных болтов теперь указано с точностью до 1/8 дюйма», — говорит Кварчер. «Тесное сотрудничество с производителем здания имеет решающее значение для правильной планировки. Затем заливают бетон, дают ему застыть и вылечить. Опалубка снята, и сейчас можно завершить морозостойкую стену или рейку, если они не были выполнены с заливкой пирса/нижнего колонтитула. Обычно требуется, чтобы бетон выдерживался не менее семи дней, но разрывы образцов после заливки бетона иногда показывают, что бетон застыл до проектной прочности».

Источники в Peikko USA Inc., Ливан, Пенсильвания, Наиболее распространенная ошибка заключается в неправильном расположении анкерных болтов, будь то не на своем месте, слишком низко или слишком высоко. Когда это происходит, существует множество различных средств правовой защиты, одобренных AISC. Неуместные болты можно переместить, просверлив отверстия и добавив эпоксидные анкеры. Болты, залитые слишком низко, можно удлинить с помощью хомутов или приварных удлинителей, а слишком высокие болты можно обрезать и заново нарезать резьбу. или отрезать и добавить новые эпоксидные анкеры. В худшем случае, но иногда это необходимо, было бы отбойным молотком существующий бетон и повторная заливка правильно установленными болтами. Конкретное исправление в конечном итоге будет зависеть от потребностей и специфики работы.

Дейн Маккиннон, менеджер по контролю качества, Portland Bolt & Manufacturing, Портленд, штат Орегон, сообщает, что в Соединенных Штатах для установки анкерных болтов в фундамент рекомендуется использовать шаблон. «Когда стальная конструкция изготовлена, она имеет точную схему расположения болтов в нижних пластинах, с которой анкерные болты должны сойтись на этапе установки. Чтобы обеспечить правильную посадку, используйте шаблон с таким же расположением болтов, что и нижние пластины стальной конструкции. Проверьте расположение анкерной группы перед ее креплением к опалубке фундамента, после закрепления шаблонов и сразу после заливки бетона. Все становится намного сложнее, если бетон затвердевает до того, как будет замечено смещение анкерной группы. Шаблон может быть изготовлен как из стального листа, так и из фанеры. Peikko использует 4-миллиметровую стальную пластину, вырезанную плазмой и снабженную отверстиями для гвоздей и установочными метками».

Фото предоставлено Peikko USA Inc.

Фото предоставлено Portland Bolt & Manufacturing

Точность и ошибки собственно поместите анкерные болты. «Хороший геодезист стоит каждой копейки, которую ему платят», — говорит Куартьюр.

Ньюман говорит, что Кодекс стандартной практики AISC требует, чтобы полевое обследование мест установки анкерных болтов выполнялось до поставки стали. «Если это по какой-либо причине невозможно, задание по установке анкерных болтов должно быть поручено наиболее технически подкованному человеку на строительной площадке: прорабу или слесарю. Перекладывание этой работы на рабочих часто приводит к перекосам и дорогостоящим ремонтным работам».

Источники Peikko в США Для обеспечения точности и правильного расположения болтов используйте шаблон. «Проверьте расположение анкерной группы перед ее креплением к опалубке фундамента, после закрепления шаблонов и сразу после заливки бетона. Если подрядчик использует «два на четыре» в качестве шаблона и прибивает болты в приблизительном положении, то при ходьбе по болтам во время заливки наверняка возникнут проблемы».

Newman предупреждает, что, хотя правильно изготовленный шаблон обеспечит правильное положение анкеров по отношению друг к другу, вся группа анкерных болтов может быть размещена неправильно. «Есть определенные допуски на их размещение, и при их превышении колонны не сядут на болты. Лучшей профилактикой является использование услуг технически грамотного персонала для установки анкеров. Еще одна распространенная ошибка — установка анкеров слишком низко, что также требует корректирующих работ».

Фото любезно предоставлено Simpson Strong-Tie

Хорошие базовые показатели

В обеспечении успешного фундамента на болтах участвуют производитель болтов, Международный строительный кодекс (IBC), монтажник и подрядчик по фундаменту. «Как и в любом строительстве, все начинается с хороших базовых показателей, с которыми все работают», — говорит Куартуре. «IBC регулирует требования. Коммуникация между установщиком фундамента и производителем здания должна быть кристально чистой. Прочность и глубина болта являются частью предварительного анализа и проектирования. Здесь происходит тяжелая работа. Если дизайн скоординирован и соблюдается, это упрощает работу».

Ньюман утверждает, что существует план установки анкерных болтов, который производитель металлических строительных систем обычно предоставляет на рассмотрение и утверждение зарегистрированным инженером-строителем (SER), если таковой существует. «Иногда расчетные места расположения анкерных болтов указываются на контрактных чертежах, подготовленных ГЭЭ. Предполагая, что производитель металлоконструкций работает с этими контрактными чертежами, расположение анкерных болтов должно быть одинаковым. Проблемы, как правило, возникают, когда потенциальный владелец здания не пользуется услугами инженера-строителя и имеет дело напрямую с подрядчиком. В этом случае SER отсутствует».

Маккиннон считает, что четкая и лаконичная коммуникация, а также полная информация помогут всем сторонам получить то, что они хотят, и тогда, когда они этого хотят.