Болт фундаментный
Бетонный фундамент – это всегда определенная конструкционная поверхность, на которой возводятся стены дома или другого строительного объекта. Место соединения верхнего уровня фундамента и нижней поверхности стены усиливается цементно-песчаным раствором, но этого недостаточно для многих случаев. Например, в регионах с высокой сейсмической активностью такие точки соединений, а также соединения ФБС между собой необходимо усиливать дополнительно, и для этого используется специальный метиз – болт фундаментный анкерный.
Фундаментные метизы
Что такое фундаментный болт
Анкерные болты для соединения фундамента со стенами изготавливаются из высокопрочной стали и имеют специальную систему фиксации в бетоне, позволяющую надежно якориться и скреплять между собой бетонные плиты, блоки и другие элементы строительной конструкции. Надежность такой системы регламентируется соответствующими правилами и нормативами, согласно которым для каждой бетонной конструкции, исходя из ее свойств, характеристик и функционала, подбираются свои метизы – блок фундаментных болтов или отдельные анкера. Так, строительные нормы СН 471-75, ГОСТ 24379.1-80, пособие к СНиП 2.09.03 и другие документы регламентируют размеры метизов, форму и тип креплений, предельные нагрузки и другие необходимые, чтобы провести правильный и точный расчет фундаментных болтов для усиления основания объекта.
Что такое фундаментный анкерный болт? Это метизный крепеж анкерного (якорного) типа, размеры которого зависят от марки бетона и типа железобетонного сооружения, в котором он будет работать. Анкерное соединение способно выдерживать максимальные динамические и статические нагрузки, зачастую превышающие самые точные расчеты нагрузок несущей способности основания. Такая высокая прочность соединения достигается не только тем, что применяется анкерное крепление, но и тем, что для такого соединения используется высококачественная сталь, а сами анкера делаются оцинкованными, что предотвращает коррозию металла, увеличивая сроки эксплуатации анкеровки.
Технологически монтаж и установка фундаментных болтов находятся в зависимости и от конструктивного исполнения метиза. Это могут быть разные варианты: крепление анкерами изогнутой формы, метизами с анкерной плитой, анкерами составного типа из нескольких метизов, съемными креплениями или прямыми болтовыми анкерами. Рассмотрим каждый тип согласно этой классификации:
Анкера изогнутой формы изготавливаются в виде железного прута с загнутым крючком концом. ГОСТ 24379.1-80 определяет максимально допустимую длину изогнутых крепежных элементов не более 1800 мм. Метизы такой конструкции предназначены для скрепления элементов в железобетонных фундаментах. В состав болтовой конструкции входят собственно шпилька с резьбой, усиленная шайба и две гайки.
Фундаментные метизы с встроенной анкерной плитой изготавливаются по ГОСТ 24379.1-80, регламент которого ограничивает размеры шпильки до 5000 мм. Прямое назначение – монтаж железобетонных блочных фундаментов. Метиз с плитой также выглядит как железная шпилька с резьбой, на нижнем торце с резьбой у которой гайками зафиксируется стальная анкерная плита, обеспечивающая надежное крепление бетонных изделий. Плита может быть круглой, прямоугольной или квадратной, с ребрами жесткости и без них.
Конструктивное исполнение анкера с разными плитами
Составной анкерный метизный элемент рассчитан на изменение длины изделия от конструкции ж/б основания в самых широких пределах. Конструктивно это железный прут с резьбой, на которую накручивается муфта, позволяющая удлинять метиз до любой длины.
Съемные анкерные фундаментные метизы оснащаются специальной системой, позволяющей закрепиться в кирпиче, камне или железобетоне. На одном конце шпильки нарезана резьба, а другой конец оснащен креплением для фиксации в конструкции из любого стройматериала. Такой анкер фиксируется при помощи закладных плит. Метизы съемного типа изготавливаются из высокопрочной стали, позволяющей переносить высокие нагрузки и усилия на разрыв. Монтаж съемного анкера ведется от фиксации арматуры, а подвижные детали накручиваются на шпильку после ее установки.
Прямые болты для работы в фундаментных конструкциях выглядят как стандартные железные штыри длиной до 1400 мм, с характеристиками, регламентируемыми ГОСТ 24379.1. Такие анкера устанавливаются в заранее высверленные отверстия в бетонном изделии, и фиксируются специальным составом или обычным цементно-песчаным раствором. К фундаменту при использовании прямых анкеров не предъявляется особых требований. Изготавливаются прямые фундаментные болты Ø 16-42 мм и длиной 300-1700 мм.
Стандартный прямой фундаментный анкер
Как устанавливать фундаментные метизы
Перед монтажом анкерных болтов любой указанной выше конструкции проводятся определенные подготовительные операции. Главное правило надежного анкерного соединения железобетонных элементов – длина любого анкера должна быть изначально меньше толщины бетонного слоя узла, который будет соединяться с другим элементом. Если анкер будет длиннее, то расширяющаяся часть крепежа может быть выдвинута в грунт или в пустое пространство.
| Метод монтажа | Название метиза | Тип метиза | Характеристики монтажа | Расчетные значения | |||||||
| Глубина погружения | Расстояние между анкерами | Расстояние от анкера до края основания | Нагрузка, Х | Стабильность затяжки, Кст | |||||||
| Тип стыковки | |||||||||||
| H ≥ | C ≥ | L ≥ | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| В бетон | С изгибом | 1 и 2 | 25 диаметров (D) | 6 D | 4 D | 0,55 | 0,45 | 0,5 | 1,5 | 1,3 | 1,4 |
| 2,0 | 1,8 | 1,9 | |||||||||
| С анкерной плитой | 3 и 4 | 15 D | 10 D | 6 D | 0,55 | 0,45 | 0,5 | 1,5 | 1,3 | 1,4 | |
| 1,9 | 1,7 | 1,8 | |||||||||
| Составной | 5 | 15 D | 10 | 6 D | 0,6 | 0,5 | 0,55 | 1,5 | 1,3 | 1,4 | |
| 2,1 | 1,9 | 2,0 | |||||||||
| В бетон с фасонной трубой | Без амортизаторов | 6 | 15 D | 10 | 5 D | 0,4 | 0,3 | 0,35 | 1,5 | 1,4 | 1,45 |
| 1,6 | 1,5 | 1,55 | |||||||||
| 7 | 30 D | 10 D | 6 D | 0,2 | 0,25 | 1,35 | 1,25 | 1,3 | |||
| 1,45 | 1,35 | 1,4 | |||||||||
| С амортизаторами | 8 | 20 D | 10 D | 6 D | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 1,3 | 1,2 | 1,25 | |
| 1,4 | 1,3 | 1,35 | |||||||||
| В бетон | Прямые анкера на клею | 9 | 10 D | 5 D | 5 D | 0,65 | 0,6 | 0,6 | 2,0 | 2. 0 | 2,0 |
| 2,5 | 2,5 | 2,5 | |||||||||
| Конические на цементном растворе | 10 | 10 D | 10 D | 10 D | 0,65 | 0,6 | 0,6 | 2,1 | 2,1 | 2,1 | |
| 2,6 | 2,6 | 2,6 | |||||||||
| Конические цанговые | 11 | 8 D | 10 D | 10 D | 0,7 | 0,65 | 0,65 | 2,2 | 2,2 | 2,2 | |
| 3,0 | 3,0 | 3,0 | |||||||||
| В колодец | Конические распорные с втулкой | 12 | 7 D | 10 D | 10 D | 0,7 | 0,65 | 0,65 | 2,2 | 2,2 | 2,2 |
| 3,0 | 3,0 | 3L0 | |||||||||
| Конические распорные с конусом | 13 | 6 D | 8 D | 8 D | – | – | – | – | – | – | |
| С изгибом | 14 | 25 D | 6 D | 4 D | 0,55 | 0,45 | 0,5 | 1,5 | 1,3 | 1,4 | |
| 2,1 | 1,9 | 2,0 | |||||||||
Рассчитать нагрузку на фундаментные болтовые анкера и их удерживающую способность – следующий шаг при проведении подготовительных работ по установке метизов.
ГОСТ 24379.1-80 никак не регламентирует параметр удерживающей способности анкерных болтов для фундаментов, поэтому вычисления проводятся собственными силами. Первое, что нужно сделать – осмотреть шпильку, гайку, пластину, шайбу и другие детали анкера с целью обнаружения дефектов изделия.
Сам процесс установки и монтажа анкерных метизов в конструкции фундаментов любых типов – процедура очень простая, и под силу любому начинающему мастеру даже без предварительных консультаций и помощи специалистов-строителей. Главное, ка и в любой работе – строго придерживаться технологии и инструкции, чтобы получилось надежное и долговечное крепление.
Правильный выбор мест установки анкеров – залог прочности конструкции, и выбирают места соединений элементов и узлов по плану дома. Наобум выбирать места скреплений нельзя – необходимо принимать во внимание местоположение дверных и оконных проемов, арок, ниш, коридоров, перегородок и несущих стен здания. Помните, что под проходами анкерить элементы основания нельзя – болты можно монтировать только под несущими стенами здания.
Места анкеровки основания
После заливки фундамента бетонным раствором в свежую смесь вставляют болт, которым будут анкерить конструкцию. Глубина погружения должна быть меньше или равной высоте основания, но не выступать на пределы фундамента. При установке анкера в опалубку для стен фундамента следует выбирать место по центру вдоль продольной оси основания. Нормативное расстояние между соседними анкерными болтами должно быть равным двум глубинами погружения крепежных анкеров в фундамент. Во время погружения метиза в раствор и сразу после достижения требуемой глубины заглубления необходимо следить за вертикальным уровнем болта, контролировать его при помощи уровня и поправлять возможные погрешности, пока бетон не начал схватываться и затвердевать.
После того, как бетон в опалубке с анкером (анкерами) полностью схватился, формируется блок анкерных болтов. Это делается, если крепление будет не единичным, а будет соединяться большой пространственный узел.
Формирование блока происходит просто – торцы метизов, которые выступают над бетоном, соединяют обноской из дерева или металла. Чтобы центровка блока не нарушалась, в обноске делаются отверстия под болты с расчетным шагом между метизами.
Кроме изготовления самодельного блока анкеров, промышленностью выпускаются готовые блоки под унифицированные фундаментные конструкции. Кроме того, в готовое основание иногда можно устанавливать анкера определенных типов и конструкций. Чтобы вставить анкер в готовый фундамент, следует заранее разметить места установки и определить расстояние между метизами. По разметке сверлятся отверстия нужного диаметра, при этом диаметр сверла должен быть на 1-2 мм больше диаметра анкера.
В готовые отверстия глубиной не больше высоты фундамента нужно залить специальный клеевой раствор или раствор цемента, после чего строго вертикально вставить в отверстие анкер и зафиксировать его. После затвердевания цемента или клея можно формировать из этих анкеров готовые фундаментные блоки с метизами для крепления больших конструкций.
Рекомендуемые эпоксидные клеевые смеси для фиксации анкерных фундаментных метизов – силоксановый клей:
| Шлак из доменных печей | Кварцевый песок | Кремнефтористый натрий (Na2SiF6) | Алюминиевый порошок, % | Сухая смесь, % | Жидкое стекло, % | Кварцевый песок, % |
| 35% | 40% | 25% | 0,01 | 50 | 30 | 20 |
Состав строительного клея для крепления анкерных болтов приведен в таблице:
| Компоненты | Документация |
| Жидкое натриевое стекло | ГОСТ 13078 |
| Нормальный песок | ГОСТ 8736 |
| Натрий кремнефтористый | – |
| Шлак из доменных печей | – |
| Едкий калий | ГОСТ 9285 |
| Алюминиевый порошок | ГОСТ 5494 |
Любой клеевой раствор, который применяется для фиксации анкерных метизов в бетоне фундамента, должен отвечать требованиям СНиП и ГОСТ, чтобы любые типы фундаментных анкерных болтов можно было крепить и в готовом основании, и в создаваемом с нуля фундаменте.
Таким образом, можно обеспечить надежное, прочное и долговечное крепление конструкции элементов основания с несущими стенами дома. Строго соблюдая всех перечисленные выше рекомендации и правила по выбору и способах монтажа крепежных анкерных метизов, вы гарантированно обеспечите абсолютную надежность здания совместно с возможностью всей конструкции выдерживать предельные нагрузки на основание дома.
Анкерные плиты фундаментного болта
Вернуться на страницу «Анкерные болты»
Анкерные плиты по ГОСТ 24379.1-2012:
Таблица 3
| Размеры в миллиметрах | ||||
| Номинальный диаметр резьбы шпильки d | D Предельное отклонение по h27 | B Предельное отклонение по ±IT17/2 | S* | Теоретическая масса плиты, кг |
| 16 | 22 | 65 | 14 | 0,42 |
| 20 | 26 | 80 | 16 | 0,74 |
| 24 | 32 | 100 | 18 | 1,30 |
| 30 | 38 | 120 | 20 | 2,08 |
| 36 | 45 | 150 | 20 | 3,28 |
| 42 | 50 | 170 | 25 | 5,29 |
| 48 | 60 | 190 | 28 | 7,31 |
| 56 | 66 | 220 | 32 | 11,21 |
| 64 | 74 | 260 | 36 | 17,80 |
| 72 | 82 | 300 | 40 | 26,41 |
| 80 | 90 | 320 | 45 | 33,70 |
| 90 | 100 | 360 | 50 | 47,50 |
Таблица 4
| Размеры в миллиметрах | |||||
| Номинальный диаметр резьбы шпильки d | D | D1 | D2 | H4 | Теоретическая масса плиты, кг |
| 100 | 135 | 625 | 220 | 130 | 94,27 |
| 110 | 145 | 650 | 230 | 135 | 100,32 |
| 125 | 165 | 675 | 240 | 135 | 106,70 |
| 140 | 185 | 700 | 290 | 145 | 125,50 |
Примеры условных обозначений:
Анкерная плита (поз.
11) размером B = 150 мм:
Плита 150 ГОСТ 24379.1-2012
Анкерная плита (поз.12) наружным диаметром D1 = 625 мм:
Плита 625 ГОСТ 24379.1-2012
6.2 Предельные отклонения размеров — по ГОСТ 25347.
6.3 Отливку выполнять по 3-му классу точности ГОСТ 26645.
6.4 Формовочные уклоны — по ГОСТ 3212.
6.5 Литейные радиусы — 5 мм.
6.6 Параметры шероховатости поверхностей литых анкерных плит должны быть не более Ra = 50 мкм по ГОСТ 2789.
Немного о расчётах: Расчёт анкерных болтов
Исходные данные для расчёта анкерных болтов сплошных колонн (ни одно из значений не может быть отрицательным и не может ровняться нулю).
N — нормальная сила, положительно направленна вниз
Nmin — минимальная нормальная сила от которой определяется сдвиговое усилие
M — момент в плоскости колонны
Q — горизонтальная нагрузка
ls — длина опорной плиты колонны
bs — ширина опорной плиты колонны
c — расстояние от оси колонны до болта; считается что болты располагаются симметрично; не может быть больше ls/2
n — количество болтов на одной стороне
Диаметр болта — выбрать из списка
Тип болта — выбрать из списка: с отгибом, в анкерной плитой глухой или съёмный, прямой, конический (распорный).
Марка стали болта — выбрать из списка из двух возможным вариантов согласно СП 16.13330.2011
Класс бетона — выбрать из списка класс бетона фундамента.
Коэффициент k0 — выбрать из списка; коэффициент, зависящий от типа сооружения, типа нагрузки и типа болта.
Проверка на выносливость — поставить или убрать галочку;выполняется при наличии динамических нагрузок. При выборе коэффициент k0 автоматические принимает значение для динамических нагрузок.
{2}_{a}-2N({e}_{0}+c)/{R}_{b}{b}_{s}}$$
Если появляется сообщение о слишком большой нагрузки или слишком маленьком габарите опорной плиты, это означает, что подкоренное выражение отрицательное. Если высота сжатой зоны равна или меньше нуля, то считается, что все болты растянуты.
5. Вычисляется расчётное сопротивление растяжению стали болта.
6. Проверяется прочность бетонного основания исходя из условия
$$x\leq {\xi }_{r}{l}_{a}$$
$${\xi }_{r}=\frac{0.85-0.008{R}_{b}}{1+\frac{{R}_{ba}}{400}\left(1+\frac{0.85-0.008{R}_{b}}{1.1} \right)}$$
В случае не выполнения условия требуется увеличить класс бетона. Если высота сжатой зоны равна или меньше нуля, то проверка не производится.
7. Вычисляется расчётная нагрузка приходящаяся на один болт.
$$p=\left({R}_{b}{b}_{s}x-N \right)/n$$
В случае малых эксцентриситетов при больших вертикальных нагрузках расчётная нагрузка на болт может получиться отрицательной, что означает, что фундаментные болты ставятся конструктивно. Если сжатая зона отсутствует, то в расчёте учитываются все болты.
8. Вычисляется площадь поперечного сечения болта (по резьбе) по условию прочности
$${A}_{sa}=\frac{{k}_{0}P}{{R}_{ba}}$$
и сравнивается с заложенными в исходных данных. Если значение расчётной нагрузки на один болт отрицательное, то болты ставятся конструктивно.
9. Проверяется вычисленная площадь сечения болта при динамических нагрузка на выносливость
$${A}_{sa}=\frac{1.8\chi \mu }{\alpha }\frac{P}{{R}_{ba}}$$
и сравниваться с заложенной в исходных данных. Если значение расчётной нагрузки на один болт отрицательное, то болты ставятся конструктивно.
10. Вычисляется величина предварительной затяжки болта. Вычисляется как 0,75 или 1,1 от расчётной нагрузки на болт. В случае, когда расчётная нагрузка на болт отрицательна, величина предварительной затяжки также будет отрицательна. Это означает, что болты следует затягивать с учётом максимально допустимого момента затяжки, приведённого в таблице 14 [2]
11.
Проверяется возможность восприятия сдвигающей силы в плоскости сопряжения базы колонны с фундаментом.
$$Q\leq f\left(n {A}_{sa}{R}_{ba} / 4 + N \right)$$
Если сжатая зона отсутствует, то проверка не производится.
$${H}_{0}=H{m}_{1}{m}_{2}$$
Расчёт анкерных болтов сквозных колонн
Исходные данные для расчёта анкерных болтов сквозных колонн (ни одно из значений не может быть отрицательным и не может ровняться нулю)
N — нормальная сила, положительно направленна вниз
Nmin — минимальная нормальная сила от которой определяется сдвиговое усилие.
M — момент в плоскости колонны.
Qx — горизонтальная нагрузка в плоскости действия момента
Qy — горизонтальная нагрузка перпендикулярно плоскости действия момента
b — расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви; не может быть больше h/2
h— расстояние между осями ветвей сквозной колонны
n — количество болтов крепления ветви
Диаметр болта — выбрать из списка
Тип болта — выбрать из списка: с отгибом, в анкерной плитой глухой или съёмный, прямой, конический (распорный).
Марка стали болта — выбрать из списка из двух возможным вариантов согласно СП 16.13330.2011
Класс бетона — выбрать из списка класс бетона фундамента.
Коэффициент k0 — выбрать из списка; коэффициент, зависящий от типа сооружения, типа нагрузки и типа болта.
Проверка на выносливость — поставить или убрать галочку;выполняется при наличии динамических нагрузок. При выборе коэффициент k0 автоматические принимает значение для динамических нагрузок.
Коэффициент α — выбрать из списка; зависит от количества циклов нагружения
Результаты расчёта анкерных болтов для сплошных колонн (расчёт анкерных болтов сплошной колонны выполнен согласно примерам и рекомендациям [1] и [2])
1.
Вычисляется расчётная нагрузка, приходящаяся на один болт$$p=\left(M-Nb \right)/nh$$
2. Вычисляется расчётное сопротивление растяжению стали болта.
3. Вычисляется площадь поперечного сечения болта (по резьбе) по условию прочности и сравнивается с заложенными в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)
4. Проверяется вычисленная площадь сечения болта при динамических нагрузка на выносливость и сравниваться с заложенной в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)
5. Вычисляется величина предварительной затяжки болта (см. расчёт болтов сплошных колонн)
6. Проверяется возможность восприятия сдвигающей силы в плоскости и перпендикулярно плоскости действия момента.Проверка перпендикулярно плоскости момент производиться по аналогии с расчётом болтов сплошных колонн.
Проверка в плоскости действия момента выполняться по формуле
$$Q\leq f\frac{M+N(h-b)}{h}$$При отрицательное Nmin проверка в плоскости действия моменте не производится, а сдвигающее усилие должно восприниматься упорами.
7. Вычисляется минимальная глубина заделки (см. расчёт болтов сплошных колонн).
Расчёт анкерных болтов для крепления оборудования
Исходные данные для расчёта анкерных болтов для крепления оборудования (ни одно из значений не может быть отрицательным и не может ровняться нулю)
N — нормальная сила, положительно направленна вниз
M — момент в плоскости колонны.
Q — горизонтальная нагрузка
Нагр. на болт — вводить или не вводить расчётную нагрузку на болт. Если выбрать, то расчётная нагрузка на болт не будет вычисляется.
P — расчётная нагрузка на болт
y1 — расстояние от оси поворота до самого удалённого растянутого болта
∑yi2— сумма квадратов расстояний от оси поворота до i-ого болта при учёте как растянутых, так и сжатых. Технически сложно выполнить расчёт при произвольной форме базы и расположении анкерных болтов.
{2}}$$2. Вычисляется площадь поперечного сечения болта (по резьбе) по условию прочности и сравнивается с заложенными в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)
3. Проверяется вычисленная площадь сечения болта при динамических нагрузка на выносливость и сравниваться с заложенной в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)
4. Вычисляется величина предварительной затяжки болта (см. расчёт болтов сплошных колонн)
5. Вычисляется величина предварительной затяжки болтов на восприятие горизонтальных сдвигающих усилий$${F}_{1}=k\frac{Q-Nf}{nf}$$
6. Вычисляется усилие затяжки при совместном действии вертикальных и горизонтальных (сдвигающих) сил
$${F}_{0}=F+{F}_{1}k$$
Если F0 отрицательное, то это означает, что болты следует затягивать с учётом максимально допустимого момента затяжки, приведённого в таблице 14 [2]
6. Вычисляется минимальная глубина заделки (см. расчёт болтов сплошных колонн).
Уголок потребителя (для тех, кому не безразлично)
Ниже ошипки/неточност/очепятки, допущенные авторами СП (это моё личное мнение)
1. При расчёте сплошных колонн у нас не редко возникают отрывающие усилия, то есть сила N с минусом. Алгоритм расчёта анкерных болтов для баз сплошных колонн, предложенный СП, в этом случае работает не совсем корректно. При отрывающих усилиях не будет сжатой зоны, соответственно все вычисления в этом направлении по предложенным формулам не получиться. Допущение, что при отрывающих усилиях работают все болты введено автором программы.
2. Как при отрыве рассматривать по предложенным формулам возможность восприятия сдвигающих усилий болтами? В формулах фигурирует коэффициент трения по бетону, который, при отрыве учитывать, бессмысленно. Поэтому работа болтов на двигающие усилие при отрыве не учитывается в программе.
3. Алгоритм расчёта анкерных болтов распространяется на случай, когда болты с одной стороны сжаты, а с другой растянуты и в расчёте участвуют лишь растянутые и, как правило, это половина от общего числа.
Но какое количество болтом можно/должно учитывать при отрыве, когда растянуты все болты? Допущение, что при отрывающих усилиях работают все болты введено автором программы.
4. При отрицательной расчётной нагрузкой на болт (когда болты ставятся конструктивно) величина обязательной предварительной затяжки будет также отрицательна. То, что болт закручивать необходимо и, скорее всего, в данном случае следует использовать табличные данные авторы СП не упомянули. В этом случае программа ссылается на таблицу 14 [2] со значениями максимально допустимого момента затяжки.
5. Нет даже намёка на расчёт болтов при условии действия момента в двух плоскостях. Вполне возможно, что расчёт производиться по аналогичному алгоритму, однако додумывать недосказанное будет не правильно. Правильно будет найти информацию в технической литературе. На данный момент такая информация не была обнаружена.
6. Расчёт минимальной глубины заделки. При классе бетона В12.5 и марки стали ВСт3кп2 используются табличные значения из таблице Г.1. При отличных классе или марки стали вычисляются коэффициенты отношения между расчётными и принятыми в таблице. Затем табличные значения минимальной глубины заделки умножают на полученные коэффициенты соответствия. Проблема в том, что марка стали, принятая в таблице, ВСт3кп2 исчезла из таблиц СП 16.13330.2011. Так как эта марка стали ранее стояла в одном ряду с марками Ст3пс4, Ст3пс2, Ст3сп4, Ст3сп2, то расчётное сопротивление решено было принять соответствующим этим марка стали 185 МПа. К сведению, в пособии к СНиП «Сооружение промышленных предприятий» расчётное сопротивление стали ВСт3кп2 145 МПа.
Любой, обладающей информацией по перечисленным в пунктах проблемам, рискует сделать программу лучше.
Таблица сравнения результатов расчётов
Список литературы.
Нагрузка на болт на разрыв
На чтение 8 мин. Просмотров 21.9k. Обновлено
Анкерный болт является крепежным элементом, на который можно подвесить те или иные тяжелые предметы к стенам и потолку. Он обеспечивает надежность крепления. Однако какую именно нагрузку может выдержать анкерный болт, например М10, и как правильно его монтировать, предстоит выяснить подробнее.
Виды и технические характеристики анкерных болтов
Анкерные болты классифицируют на несколько групп, но основным критерием является принцип крепления:
- Механические. Закрепляются в основании методом распорки. Сначала в стене или потолке перфоратором высверливают отверстие. В него вставляют анкер, а затем ввинчивают болт.
- Химические. Представляет собой клеевой крепеж. Чтобы добиться прочного соединения с основанием, болты погружают в полимерный клеевой раствор, который предварительно помещают в подготовленное отверстие. Он затвердевает, эффективно скрепляя между собой болт с основанием. Прочность соединения достигается за счет адгезии – проникновения состава в поры основания. Для монтажа химического анкера требуется пистолет и клей, помещенный в баллон с узким коническим носиком. с помощью этих приспособлений клее выдавливают в отверстие. Есть разновидности химически анкера с клеевой капсулой, которая разбивается при вкручивании в отверстие болта.
Анкерный болт представляет собой стержень в виде цилиндра длиной 45-225 мм, с резьбой на одном конце. Анкер визуально напоминает втулку с распорным элементом по типу конической гайки. Производство метизов осуществляется из высококачественной легированной стали, в соответствии с требованиями ГОСТа.
Из главных технических характеристик, которые определяют эксплуатационные качества анкера следует особенно выделить вырывное усилие. Этот параметр указывает, какое усилие необходимо приложить к метизу, чтобы вытащить его из посадочного гнезда. Единицей измерения являются килоньютоны. ГОСТ требует, чтобы значение было больше 10,5 кН. Помимо вырывного усилия, учитывают также прочность на изгиб и скручивание.
Величина изгибающего момента, оказывающего воздействие на болт, не должна быть больше 5-25 нм, а крутящего – более 10-40 нм. Чем меньше цифры, указанные в характеристиках, тем надежнее и жестче будет закреплен крепежный элемент.
Параметры монтажа анкерного болта
Если анкерные болты выбраны в качестве крепежного элемента, необходимо определиться с тем, какие именно метизы следует использовать. Это можно выяснить, обратившись к соответствующим нормативным документам, а именно ГОСТу. В нем указаны все технические характеристики. Помимо массы и размеров болта, в ГОСТе, например, указывают уровень предельной нагрузки на разрыв. Из следующей ниже таблицы можно узнать дополнительные параметры, включая минимальную толщину прикрепляемого объекта и диаметр бура, который нужно использовать для подготовки отверстия.
| Типоразмер | Диаметр бура, мм | Диаметр резьбы, мм | Глубина резания, мм | Высота, м | Длина, мм | Минимальная толщина прикрепляемого объекта, мм |
| M5×6,5×18 | 6,5 | M5 | 20 | 10 | 18 | 3 |
| M5×6,5×25 | 6,5 | M5 | 25 | 15 | 25 | 5 |
| M5×6,5×36 | 6,5 | M5 | 40 | 25 | 36 | 8 |
| M5×6,5×56 | 6,5 | M5 | 60 | 25 | 56 | 28 |
| M5×6,5×75 | 6,5 | M5 | 80 | 25 | 75 | 47 |
| M6×8×25 | 8 | M6 | 30 | 17 | 25 | 3 |
| M6×8×40 | 8 | M6 | 45 | 25 | 40 | 12 |
| M6×8×65 | 8 | M6 | 70 | 25 | 65 | 37 |
| M6×8×85 | 8 | M6 | 90 | 25 | 80 | 57 |
| M6×8×100 | 8 | M6 | 105 | 25 | 100 | 70 |
| M6×8×120 | 8 | M6 | 125 | 25 | 120 | 90 |
| M8×10×40 | 10 | M8 | 45 | 30 | 40 | 5 |
| M8×10×50 | 10 | M8 | 60 | 35 | 50 | 12 |
| M8×10×60 | 10 | M8 | 65 | 40 | 60 | 15 |
| M8×10×77 | 10 | M8 | 80 | 30 | 77 | 40 |
| M8×10×97 | 10 | M8 | 100 | 30 | 97 | 60 |
| M8×10×125 | 10 | M8 | 130 | 35 | 125 | 85 |
| M8×10×130 | 10 | M8 | 135 | 35 | 130 | 90 |
| M8×10×150 | 10 | M8 | 155 | 35 | 150 | 110 |
| M10×12×60 | 12 | M10 | 70 | 40 | 60 | 15 |
| M10×12×75 | 12 | M10 | 85 | 45 | 75 | 25 |
| M10×12×99 | 12 | M10 | 110 | 45 | 99 | 50 |
| M10×12×129 | 12 | M10 | 140 | 45 | 129 | 80 |
| M10×12×150 | 12 | M10 | 160 | 45 | 150 | 100 |
| M10×12×180 | 12 | M10 | 190 | 45 | 180 | 130 |
| M10×12×200 | 12 | M10 | 210 | 45 | 200 | 150 |
| M12×16×65 | 16 | M12 | 70 | 35 | 65 | 20 |
| M12×16×111 | 16 | M12 | 120 | 35 | 111 | 65 |
| M12×16×147 | 16 | M12 | 155 | 35 | 147 | 100 |
| M12×16×180 | 16 | M12 | 190 | 35 | 180 | 135 |
| M12×16×220 | 16 | M12 | 230 | 35 | 220 | 175 |
| M12×16×300 | 16 | M12 | 310 | 50 | 300 | 240 |
| M12×16×360 | 16 | M12 | 375 | 50 | 360 | 300 |
| M16×20×75 | 20 | M16 | 85 | 40 | 75 | 25 |
| M16×20×107 | 20 | M16 | 120 | 40 | 107 | 55 |
| M16×20×151 | 20 | M16 | 165 | 40 | 151 | 100 |
| M16×20×200 | 20 | M16 | 215 | 40 | 200 | 150 |
| M16×20×250 | 20 | M16 | 265 | 40 | 250 | 200 |
| M16×20×300 | 20 | M16 | 315 | 40 | 300 | 250 |
| M16×20×360 | 20 | M16 | 375 | 50 | 360 | 300 |
| M20×24×300 | 24 | M20 | 320 | 60 | 300 | 220 |
| M20×24×360 | 24 | M20 | 380 | 60 | 360 | 280 |
Основными критериями при подборе анкеров служат их размеры.
При подборе болтов учитывают массу объекта, который будет удерживать анкер. Если вес предмета большой, то анкер должен быть более длинным и большим в диаметре. Не оставляют без внимания и толщину стены, иначе длинный болт пробьет стены или потолок и выйдет с другой стороны.
Анкерный болт максимального диаметра распорной втулки имеет наивысшую несущую способность, однако, их следует фиксировать только в прочных, надежных основаниях, поскольку параметры конструкции также определяют, выдержит ли она вес фиксируемого предмета.
Таблица допустимых нагрузок и веса
От размера анкерного болта напрямую зависят такие характеристики, как допустимые нагрузки, вес и разрывное воздействие. Ниже следует таблица, по которой можно определить эти параметры.
| Диаметр анкерного болта, мм | М6 | М8 | М10 | М12 | М16 | М20 | |
| Бетон М250 (В20) без трещин | Расчетное усилие на вырыв, кН | 4,2 | 6 | 10,7 | 13,3 | 23,3 | 33,3 |
| Расчетное усилие на срез, кН | 4 | 7,3 | 11,6 | 16,8 | 31,4 | 49 | |
| Допустимая нагрузка, кг | 428 | 612 | 1092 | 1357 | 2377 | 3398 | |
| Бетон М250 (В20) с трещинами | Расчетное усилие на вырыв, кН | 2,2 | 3,3 | 6 | 8 | 16,7 | 20 |
| Расчетное усилие на срез, кН | 4 | 7,3 | 11,6 | 16,8 | 31,4 | 49 | |
| Допустимая нагрузка, кг | 224 | 337 | 612 | 816 | 1704 | 2041 | |
Расчеты при определении размера анкерного болта
Чтобы выяснить, какой анкерный болт необходим в конкретной ситуации, следует учесть все нагрузки, а они бывают статическими и динамическими.
К статическим нагрузкам относится сила, с которой объект воздействует на анкер в зависимости от веса. К динамическим нагрузкам относятся импульсные и ударные нагрузки. Они определяются временем, точкой приложения и направления прикладываемой силы. Объект на стене будет зафиксирован прочно и надежно, если нагрузка, которая оказывается на него, будет не более 25% от вырывающей силы.
Понять, как проводятся расчеты, можно на примере.
К примеру, на кухне нужно подвесить шкафчик. Вес объекта, включая содержимое, например продукты и посуду, составляет 25 кг. Так как анкер должен выдерживать четырехкратную нагрузку, расчет будет выглядеть следующим образом:
Р = m (масса объекта, кг) × 4 (согласно правилу) × g (9,81 кН/кг) = 25 кг × 4 × 9,81 кН/кг = 0,981 кН
Значение действительно при условии, что основание, в которое вбивается анкер, не имеет повреждений. Если же бетонная стена имеет трещины или какие-либо другие дефекты, полученный результат необходимо умножить на коэффициент 0,6. Отсюда получаем, что в поврежденной стене анкер выдерживает нагрузку 0,59 кН.
Если нужно вычислить нагрузку, которая создается подвешенным объектом массой m на определенном расстоянии l, следует воспользоваться формулой: M=m×g×l.
Определение величины предварительной затяжки анкерных болтов
Анкеры затягивают в соответствии с величиной предварительной затяжки F. При динамических нагрузках на болт этот параметр принимается равным 1,1P, при статических – 0,75P. P – это расчетная нагрузка, действующая на крепеж, формула расчета которой была приведена в предыдущем разделе.
Если затяжка болта производится стандартным ручным инструментом при его монтаже в стальную колонну или подобные конструкции, то величину предварительной затяжки анкерных болтов рассчитывают с учетом предельного усилия, оказываемого на крепежный элемент. Чем производится монтаж анкеров, можно узнать в приложении 8 Пособия к СНиП 2.
09.03-85.
Пошаговая схема установки анкерных болтов
Даже если при выборе анкерного болта учтены размеры и масса объекта, который будет установлен с помощью данного крепежного элемента, в случае неправильного монтажа он не выдержит оказываемой на него нагрузки. Чтобы анкер был закреплен надежно, при его установке необходимо соблюдать ряд правил.
Монтаж анкерного крепежа проводится пошагово следующим образом:
- В основании, на которое будет устанавливаться объект, нужно просверлить отверстие такого диаметра, чтобы втулка анкера входила в него плотно. Чтобы не ошибиться с размерами отверстия, следует посмотреть в таблице, каков диаметр отверстия для конкретного анкера. Отверстие проделывают перфоратором или ручным инструментом типа бура.
- Отверстие, которое высверлено в стене или потолке, необходимо очистить от кусков рассверленного основания, попавших внутрь, так как скопившаяся в глубине отверстия пыль не даст углубить анкер на всю длину. Сделать это можно с помощью спринцовки, пылесоса или миниатюрного ершика. При установке анкера в очищенное отверстие повышается надежность монтажа.
- После того как отверстие тщательно освобождено от мусора, устанавливают анкерный болт. Отдельные специалисты рекомендуют монтировать анкер с уже зафиксированным на нем объектом, однако, выполнять работу таким образом неудобно. Есть еще один вариант, который позволяет выполнить эту процедуру с должным результатом. Установив анкер на нем затягивают гайку до тех пор, пока распорная втулка, разжимаясь не зафиксирует крепеж. После установки болта и проверки надежности его фиксации с него скручивают гайку и на свободный резьбовой конец подвешивают предмет. Затем его фиксируют гайкой с шайбой и еще раз проверяют качество монтажа.
Склоняясь к выбору в качестве крепежных элементов анкерных болтов, следует учитывать, что анкера различаются друг от друга как по типу фиксации, так и по размерам, предельной нагрузке, классу прочности, функциональным особенностям.
Чтобы выбрать крепеж правильно, необходимо ориентироваться на задачу, для решения которой крепеж предназначен, а также учитывать особенности материала основания, так как от этого в не меньшей степени завит прочность крепления.
Нет. Требуются дополнительные ответы. Сейчас спрошу в комментариях.
35.04%
Частично. Еще остались вопросы. Сейчас отпишусь в комментариях.
18.8%
Показать результатыПроголосовало: 117
Оцените полезность статьи, нам будет приятно 🙂
Зачётно254Не очень107Факты об анкерных болтах фундамента
Автор Марк Робинс Старший редактор Опубликовано: 01 апреля, 2019Фотография любезно предоставлена Portland Bolt & Manufacturing
Прочность и прочность металлического здания зависит от прочности фундамента, на котором оно покоится. Фундамент обеспечивает устойчивость и предотвращает экстремальные движения здания, чтобы защитить здание и его содержимое от повреждений или разрушения.Для этой устойчивости колонны из конструкционной стали поддерживаются высокопрочными анкерными болтами, заделанными в бетон фундамента.
«Анкерные болты выполняют две функции», — говорит Александр Ньюман, PE, судебный инженер-строитель из Бостона и автор книги под названием «Металлические строительные системы», теперь в ее третьем издании. «Они помогают стабилизировать стальной каркас во время монтажа и могут способствовать передаче горизонтальных и вертикальных нагрузок от каркаса на фундамент.”
Обычно люди думают, что фундамент или нижний колонтитул поддерживают здание. «В какой-то степени они это делают, но основная причина использования больших подножек и подушек опор заключается в том, что они действуют как противовес, прижимая здание и удерживая его на земле», — говорит Роберт Дж.
Куартюр-младший, внешний менеджер по продажам Mohawk. Construction and Supply Co. Inc., Мак-Мюррей, Пенсильвания. «Металлические здания действуют как большие воздушные змеи при сильном ветре, а нижний колонтитул / фундамент — основная причина, по которой они остаются на земле / на земле. Опоры и анкерные болты также служат для связывания всей конструкции здания.Опоры и анкерные болты работают со стальной конструкцией, панелями и крышей, образуя единую целостную конструкцию и систему ».
Майк Штайбер, старший менеджер по продукции механических анкерных систем, Simpson Strong-Tie, Плезантон, Калифорния, утверждает, что наиболее распространенным типом бетонных анкерных систем являются J-образные анкерные болты. «[Они] позволяют устанавливать анкер после затвердевания бетона и обеспечивают большую гибкость при установке анкера. Определить правильное расположение монолитных анкеров сложно.Преимущество анкеров, установленных после установки, в том, что место крепления можно определить после того, как рама будет возведена. Часто положение анкерного болта может смещаться во время заливки бетона или может быть трудно сохранить его положение. Хорошее решение — использовать анкеры после установки ».
Фотография любезно предоставлена Portland Bolt & Manufacturing
Ньюман считает, что в прошлом наиболее распространенными типами были анкерные болты L- или J-образной формы, но сегодня предпочтительным анкерным болтом является анкер с головкой, сделанный из стального стержня с полной или частичной резьбой. по крайней мере, с одной толстой шестигранной гайкой, размещенной сверху и снизу.«Анкеры с головками лучше всего подходят для поддержки основных каркасов в металлических строительных системах, которые обычно создают значительные горизонтальные и подъемные силы на их фундаменты. L- и J-образные болты все еще могут использоваться в менее требовательных приложениях.
Строительные нормы и правила по-прежнему разрешают использование L- и J-образных болтов для крепления колонны. Однако эти типы болтов оказались проблематичными при высоких подъемных нагрузках, которые могут 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 изготавливать анкерные болты практически любого размера / сорта / конфигурации. «Наиболее распространенными типами являются гнутые анкеры, анкеры с головкой и анкерные стержни с гайкой на обоих концах», — говорит Дейн Маккиннон, менеджер по контролю качества Portland Bolt & Manufacturing. «Для меньших диаметров наиболее распространены анкеры с головкой и изгибом, но по мере увеличения диаметра возможность изгиба и загиба становится меньше, поэтому стержни с резьбой на каждом конце становятся более популярными.Кроме того, изогнутые и головные типы более распространены для низкокачественных сталей, тогда как высокопрочные материалы чаще производятся в виде резьб на каждом конце стержня ».
Фото любезно предоставлено Александром Ньюманом.
Анкерные болты вынуты из бетона. (Фото любезно предоставлено Александром Ньюманом, ЧП; источник: OSHA, «Расследование системного обрушения металлического здания 27 июля 2011 г. в Сан-Маркосе, штат Техас», январь 2012 г.)
Фундамент и болты
Установка болтовоптимизируется на этапе предварительного планирования, чтобы помочь определить конструкцию фундамента.Quarture рекомендует провести тщательный анализ типа здания, географического положения (для определения погодных условий и почв) и провести геотехнические исследования для определения возможного наличия скальных образований.
«В полевых условиях компоновка фундамента и анкерных болтов начинается с грубого наброска, необходимого для выкопки фундамента и расположения опор / опор», — добавляет он.
«Более точная планировка происходит, когда нижний колонтитул и фундамент находятся ниже линии промерзания в северных регионах. Это предохраняет землю от холода и мороза от вспучивания — вздутия земли под бетоном и возникновения проблем с бетоном и самим зданием.При проектировании более крупных зданий могут потребоваться дополнительные приставки для фундаментов с использованием кессонов. Их обычно просверливают и заливают перед выемкой, чтобы буровая установка могла получить доступ к точному местоположению кессона ».
После завершения кессонов и земляных работ вместе с планировкой завершается формирование нижнего колонтитула и опор. «Точное расположение анкерных болтов теперь размечено с точностью до 1/8 дюйма», — сообщает Quarture. «Тесное сотрудничество с производителем здания имеет решающее значение для правильной планировки.Затем бетон заливают, дают ему застыть и затвердеть. Формы удалены, и теперь можно закончить морозостойкую стену или перекладину, если они не были выполнены с заливкой опоры / нижнего колонтитула. Бетон обычно требуется для отверждения не менее семи дней, но разрывы образцов от бетонных заливок иногда показывают, что бетон затвердел до своей проектной прочности ».
Источники в Peikko USA Inc., Ливан, Пенсильвания. Наиболее распространенной ошибкой является неправильная установка анкерных болтов, будь то неправильная установка, слишком низкая или слишком высокая.Когда это происходит, существует множество различных средств правовой защиты, одобренных AISC. Неправильные болты можно переставить, просверлив и добавив эпоксидные анкеры. Болты, залитые слишком низко, можно удлинить с помощью муфт или приварных удлинителей, а болты, залитые слишком низко, можно срезать и затянуть заново. или отрезать и добавить новые эпоксидные анкеры. В худшем случае, но иногда это необходимо, — это отбойным молотком существующий бетон и его повторная заливка с помощью правильно установленных болтов. Конкретное исправление в конечном итоге будет зависеть от потребностей и специфики работы.
Дэйн Маккиннон, менеджер по качеству, Portland Bolt & Manufacturing, Портленд, штат Орегон, сообщает, что в США для установки анкерных болтов на фундамент рекомендуется использовать шаблон. «Когда стальная конструкция изготовлена, она имеет точную схему расположения болтов в нижних плитах, с которыми анкерные болты должны совпадать на этапе установки. Для обеспечения правильной посадки используйте шаблон с таким же расположением болтов, что и на нижних пластинах стальной конструкции. Проверьте расположение группы болтов перед ее креплением к опалубке фундамента, после закрепления шаблонов и сразу после заливки бетона.Ситуация усложняется, если бетон затвердевает до того, как будет замечено смещение группы болтов. Шаблон может быть изготовлен из листовой стали или фанеры. Peikko использует 4-миллиметровую стальную пластину, которая резана плазменной резкой и снабжена отверстиями для гвоздей, а также отметками местоположения ».
Фото любезно предоставлено Peikko USA Inc.
Фото любезно предоставлено Portland Bolt & Manufacturing
Точность и ошибки
Поскольку точность очень важна при установке фундаментных болтов, необходимо нанять зарегистрированного землеустроителя для наблюдения за размещением болтов или для фактического размещения анкерных болтов.«Хороший сюрвейер стоит каждой копейки, — говорит Куартюр.
Ньюман говорит, что Кодекс стандартной практики AISC требует, чтобы перед доставкой стали было проведено полевое обследование установленных мест расположения анкерных болтов. «Если по какой-то причине это невозможно, установку анкерных болтов следует поручить наиболее технически подготовленному человеку на строительной площадке: суперинтенданту или полевому инженеру. Предоставление этой работы чернорабочим часто приводит к перекосам и дорогостоящим ремонтным работам.”
Peikko USA создает напряжение, чтобы обеспечить точность и правильную конфигурацию болтов, используйте шаблон. «Проверьте расположение группы болтов 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 примерно в нужное положение, а затем проходит по болтам во время литья, проблемы наверняка возникнут ».
Ньюман предупреждает, что, хотя правильно сделанный 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 если они будут превышены, колонны не поместятся на болтах. Лучшая профилактика — это воспользоваться услугами технически грамотного персонала для установки якорей. Другая распространенная ошибка — установка анкеров слишком низко, что также требует ремонтных работ ».
Фотография любезно предоставлена Simpson Strong-Tie
Хорошие исходные показатели
В обеспечении успешного фундамента на болтах участвуют производитель болтов, Международный строительный кодекс (IBC), монтажник и подрядчик по фундаменту.«Как и любое строительство, все начинается с хороших исходных тестов, по которым все работают», — говорит Куартюр. «IBC регулирует требования. Связь между установщиком фундамента и производителем здания должна быть кристально чистой. Прочность и глубина болта являются частью предварительного анализа и проектирования. Здесь и происходит тяжелая атлетика. Если дизайн скоординирован и соблюден, это облегчит работу ».
Ньюман утверждает, что существует план установки анкерных болтов, который производитель металлических строительных систем обычно предоставляет на рассмотрение и утверждение зарегистрированному инженеру-строителю (SER), если таковой существует.«Иногда проектное расположение анкерных болтов указывается на контрактных чертежах, подготовленных ГЭР. Предполагая, что производитель металлических строительных систем работает с этими контрактными чертежами, расположение анкерных болтов должно быть таким же. Проблемы обычно возникают, когда потенциальный владелец здания не пользуется услугами инженера-строителя и имеет дело напрямую с подрядчиком.
В этом случае SER отсутствует ».
Маккиннон считает, что четкое и краткое сообщение, а также полная информация помогут убедиться, что все стороны получают то, что хотят, и когда они этого хотят.«[Также] послушайте своего инженера», — добавляет он. «Я не могу сказать вам, сколько раз к нам обращались люди, которые не хотели платить за нужный продукт или ждать его и заменяли его чем-то более дешевым или быстрым. Затем они расстраиваются, когда продукт отклоняется. Если вы сделаете несанкционированную замену, на карту будет поставлена огромная ответственность. Многие пользователи просто считают, что чем сильнее, тем лучше, но это не так. Чтобы получить больше прочности, вы обычно отказываетесь от пластичности, и это не тот вариант, на который вы хотите пойти, не сделав расчетных расчетов.”
Проектирование анкерных болтов для бетонного фундамента| Инженеры Edge
Связанные ресурсы: гражданское строительство
Конструкция анкерных болтов для бетонного фундамента
Проектирование и выбор анкерных болтов для бетонного фундамента:
Анкерный болт используется для прикрепления объектов или конструкций к бетону. Существует много типов анкерных болтов, конструкции которых в основном являются собственностью компаний-производителей.Все они состоят из конца с резьбой, к которому можно прикрепить гайку и шайбу для внешней нагрузки. Анкерные болты широко используются во всех типах проектов, от типовых зданий до плотин и атомных электростанций. Они также могут использоваться для прочного крепления закладных плит к бетонному фундаменту при использовании с конструкционным стальным элементом.
Самый простой анкерный болт — монолитный анкер. Как видно на рисунке 1, большинство конструкций состоит из стандартного болта с шестигранной головкой, который заливается в мокрый бетон до того, как он затвердеет.Существуют и другие конструкции, некоторые из которых состоят из изогнутого болта с зацепом на конце или другого вида изгиба.
Монтируемые на месте анкерные болты — это самый прочный тип крепежа, но отливка затруднена, и они обычно используются только для тяжелых машин, установленных на заливных бетонных полах. Другой вариант использования этого анкерного болта — соединение бетонного фундамента здания с его стеной. Благодаря этому здание более устойчиво к землетрясениям. В настоящее время существует несколько устройств для удержания и установки анкерного болта в бетон.Эти устройства в основном сделаны из композитного пластика. После заливки и схватывания бетона единственными другими типами болтов, которые можно использовать, являются механические и эпоксидные болты. Эпоксидные болты являются самыми прочными, но их установка может быть очень сложной, так как эпоксидная смола должна быть смешана в соответствии с точными спецификациями, отверстие должно быть очень чистым и необходимо соблюдать установленное время. Также должна быть строгая программа тестирования. В бостонском проекте Big Dig эти процедуры не были выполнены должным образом, в результате большая бетонная плита раздробила автомобилиста.
Анкерные болты являются важным связующим звеном между оборудованием и фундаментом. К сожалению, дизайнеры часто упускают из виду важные моменты, касающиеся анкерных болтов, такие как их длина и прочность, а также величина предварительного натяга. Анкерные болты, а также другие части системы поддержки, такие как подошвы и подкладки, могут быть один из основных точек отказа на 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 рисунке 1 показаны хорошие и плохие конструкции.
Рисунок 1 Эволюция анкерных болтовых конструкций. (Иллюстрация любезно предоставлена Robt. L. |
Rowan & Assoc., Inc.)
Длина: короткие анкерные болты исторически вызывали проблемы в фундаментах компрессоров. Часто возникают горизонтальные трещины в фундаменте. Лучшая практика сегодня — сделать их как можно более длинными, заделав их в бетонный мат 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, ненамного дороже стали, наполовину меньшей прочности. Поскольку потребность в высоких усилиях зажима для компрессоров признается, болты из легированной стали по ASTM A-193 обеспечивают необходимую нагрузку без использования анкерных болтов большего размера.
Предварительная нагрузка: хотя некоторые производители компрессоров указывают начальное значение крутящего момента для первоначальной установки, зачастую практический опыт показывает, что для уменьшения движения / вибрации рамы требуется гораздо более высокое (возможно, в два-три раза) зажимное усилие. Если анкерные болты, заложенные в фундамент, не имеют дополнительной мощности, машина не будет работать должным образом, или придется провести дорогостоящую модернизацию.
Системы поддержки:
На рис. 2 показан ряд вариантов поддержки газового компрессора — от старого метода заливки цементным раствором до новейших технологий регулируемых опорных систем.
Рисунок 2 Типы опорных систем каркаса компрессоров (Иллюстрации любезно предоставлены Robt. L. Rowan & Assoc., Inc.) |
Регулируемые опоры — это система выбора сегодня, потому что они устраняют потенциальную проблему плохого начального выравнивания, которая время от времени случается при заполнении цементным раствором.
Регулируемые системы также позволяют достичь оптимальных условий работы в горячем состоянии, поскольку рама может быть повторно выровнена для корректировки изменений центровки, которые происходят при нагревании оборудования в течение первых 100 часов работы.
Раствор:
С момента появления в 1957 году эпоксидных растворов для затирки газовых компрессоров использование цементных растворов, смешанных с водой, практически прекратилось. Эпоксидные растворы прочнее, устойчивы к маслам и многим химическим веществам и хорошо работают в условиях динамических нагрузок.
Хотя цементный раствор не обязательно должен иметь более высокую прочность на сжатие, чем бетон под ним, хороший раствор будет достаточно прочным, чтобы выдерживать ударные и циклические нагрузки от динамической машины, которую он поддерживает.По этой причине прочность на сжатие выше 5000 фунтов на квадратный дюйм и предел прочности на разрыв выше 1000 фунтов на квадратный дюйм — это все, что требуется. Более высокая прочность на сжатие не обязательно лучше, если продукт является хрупким и чрезмерно трескается при эксплуатации. Почти все хорошие растворы для машинного оборудования могут треснуть, поэтому требуются компенсационные швы. Компенсационные швы должны быть расположены так, чтобы в зоне передачи основной нагрузки, прилегающей к анкерным болтам, не образовывались трещины.
Рисунок 3 Вид в разрезе со стороны маховика в сторону масляного насоса.(Иллюстрация любезно предоставлена Robt. L. Rowan & Assoc., Inc.) |
Ремонт фундаментов
Почти каждый фундамент возрастом 20-20 лет, спроектированный с минимальным армированием стали, подлежит замене или ремонту. Общие методы ремонта включают удаление верхних от 24 дюймов до 30 дюймов раствора и бетона, обрезку и обновление анкерных болтов, добавление тяжелой арматурной арматуры в выемку грунта и последующее натяжение ремонта к старому оставшемуся бетону.
Чрезвычайно важно, что использовать для ремонта с последующим напряжением, описанного выше. Если график работ позволяет от 21 до 28 дней, портландцементный бетон — лучший выбор. Если требуется продукт для 24-часового отверждения, следует использовать бетон, модифицированный полимером. Любой продукт будет иметь модуль упругости не менее 4 000 000 фунтов на квадратный дюйм и будет иметь незначительную ползучесть при типичных температурах основания компрессора.
То, что не следует использовать в качестве ремонтного материала для глубокой заливки для замены удаленного бетона, — это эпоксидный раствор, который используется в качестве окончательной заглушки поверх фундамента.Эпоксидные растворы — это всего лишь раствор, предназначенный для использования с толщиной от 2 до 4 дюймов. Эпоксидные растворы, как класс материалов, имеют модуль упругости в диапазоне от менее 1000000 фунтов на квадратный дюйм до 2500000 фунтов на квадратный дюйм, причем нижний 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 обладают достаточной ползучестью при типичных температурах фундамента, что вызывает смещение оборудования. Произошли катастрофические отказы машин в результате глубоких заливок эпоксидного раствора.Новый фундамент компрессора не должен быть спроектирован с залитым сверху слоем эпоксидного раствора толщиной 14 дюймов, и старый бетонный фундамент не должен ремонтироваться таким образом.
Помимо модернизации анкерных болтов, также добавлена регулируемая опорная система для облегчения переналадки. На рисунке 3 показан типовой проект ремонта фундамента.
Артикул:
1. Пракаск, Шамшер и Виджай К. Пури, Основы машин: анализ и проектирование, Серия Wiley в геотехнической инженерии.
2. Rowan, Robert L. & Associates, Inc., Повторная заливка поршневых газовых компрессоров, 5-летний ремонт по сравнению с 20-летними критериями надежности, Информационный бюллетень по технологии цементации 1:12.
© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама
| Контакты
Дата / Время:
Точное расположение фундаментных болтов
Вопрос:
Как лучше всего разместить анкерные болты фундамента в точных местах бетонной фундаментной стены?
Скотт Мэтьюз, по электронной почте, нет
А:
Джон Спайер, строитель домов по индивидуальному заказу на Блок-Айленде, Род-Айленд, отвечает: Во время заливки бетона сложно определить точное расположение анкерных болтов.Следовательно, анкерные болты часто оказываются повсюду: слишком высоко, слишком низко, слишком глубоко внутрь или наружу, часто под балками или шпильками. Если вам повезет, болты будут соответствовать коду для размещения и встраивания. Ключ к точной установке болтов — сделать это до начала заливки.
Я использовал несколько методов для установки болтов. Старый резервный — это небольшой отрезок материала 1x или 2x с отверстием в нем. Проденьте болт в пиломатериал, навинтите гайку и прибейте доску к форме.(Я часто использую этот метод для установки болтов в плиты с 2-мя формами.)
Этот метод установки анкерных болтов является быстрым и эффективным, но поскольку доска прибита к вершинам форм, этот метод работает лучше всего, если формы заполняются близко к верху. Хотя эта система более точна, чем простое введение болтов в бетон, что технически не соответствует нормативам, это все же не самый точный способ действовать.
Другой распространенный подход — это крепление фундаментных болтов к арматуре.По возможности я стараюсь прикрепить болтами к вертикальным частям арматуры. Этот метод устанавливает правильную высоту, но болты по-прежнему имеют тенденцию шлепаться во время заливки, и их необходимо выпрямить, прежде чем бетон схватится.
Когда установка болтов должна быть более точной, чем сама опалубка, как, например, при установке прижимной арматуры или оснований колонн, я часто устанавливаю дощечки и тросы, чтобы определить точное размещение болтов.
Затем простые деревянные планки удерживают болты на месте для заливки.
Еще один изящный метод, который я использовал на небольших проектах, — это предварительно вырезать и просверлить пластины подоконника перед заливкой бетона.Закручиваю анкерные болты в плитах и опускаю готовые сборки на мокрый бетон. Результат — идеальное размещение, простота выравнивания и отделки, отсутствие пустот и уплотнения порогов, а также значительная экономия времени.
Наконец, Simpson Strong-Tie (800-999-5099; www.strongtie.com) производит устройство под названием MKP Monkey Paw Anchor Bolt Holder. Эти устройства представляют собой многоразовые зажимы, которые прибивают к формам и удерживают фундаментные болты в точном месте и под определенным углом. Они разработаны для больших прижимных болтов Simpson SSTB, но я использовал MKP и для других типов болтов.
Подпишитесь на участие в голосовании сегодня и получите последние инструкции от Fine Homebuilding, а также специальные предложения.
Получайте советы, предложения и советы экспертов по строительству дома на свой почтовый ящик
×Foundation Анкоридж — Ассоциация строителей жилья Орегона
Подразделение строительных нормготовится к печати следующей редакции жилищных норм, которая должна вступить в силу 1 октября st этого года.Одно из изменений касается анкеровки фундамента при использовании анкерных болтов.
Деревянные подоконники на всех внешних стенах и опорные плиты на внутренних стенах с подпорками на плиточном фундаменте должны быть прикреплены к фундаменту с помощью анкерных болтов диаметром не менее 1/2 дюйма, расположенных на расстоянии не более 6 футов друг от друга. На сечение пластины требуется не менее 2 болтов; и болты должны быть размещены на расстоянии не более 12 дюймов или менее 7 диаметров болта от конца. Стена длиной менее 12 дюймов не требует анкерного болта; а для стены длиной менее 24 дюймов допускается установка одного анкерного болта в центре.
Код теперь будет содержать дополнительное требование для размещения анкерного болта в средней трети порога. Это потребует большей точности при установке болтов во время заливки.
Раньше не существовало требований норм относительно того, насколько близко болт может находиться к краю порога. Стандартная отраслевая практика заключается в том, чтобы держать их на расстоянии не менее 2 диаметров болта от края. Производители анкерных болтов указывают в своих инструкциях по установке, чтобы болты находились на расстоянии не менее 1-3 / 4 дюймов от края пластины.Испытания показали, что анкерный болт теряет часть своей прочности при размещении ближе, чем на 1–3 / 4 дюйма от края.
В соответствии с новым правилом, анкерный болт в пластине 2 x 4 не должен находиться на расстоянии менее 1-1 / 8 дюйма от края; а в пластине 2 x 6 не может быть ближе, чем 1-3 / 4 дюйма.
Было бы разумно убедиться, что ваш конкретный субподрядчик осведомлен о требовании до того, как правило вступит в силу.
Другие методы анкеровки фундамента по-прежнему разрешены, такие как анкеры для фундамента, клиновые анкеры, распорные анкеры, клеевые анкеры и другие методы, утвержденные должностным лицом по строительству.Эти методы должны быть установлены в соответствии со спецификациями производителя.
»Зацепление резьбы
Это сложный вопрос. В зависимости от вашего применения ответ может быть от 1/2 до двух полных резьб, выходящих за гайку. Посмотрите на эти противоречивые ответы, найденные в четырех отдельных технических публикациях.
- Федеральное управление шоссейных дорог, «Руководство по установке, осмотру, техническому обслуживанию и ремонту опор конструкций для дорожных знаков, светильников и дорожных сигналов».”Раздел 16.3.1.2 Анкерные стержни
- Институт промышленных креплений, Джо Гринслейд, директор по инженерным технологиям.
- «Сколько ниток должно выходить за гайку? . Ответ: как минимум два шага резьбы должны выходить за верхнюю поверхность гайки ».
- RCSC (Исследовательский совет по конструкционным соединениям) Спецификация для конструктивных соединений с использованием болтов ASTM A325 или A490 2.3.2. Геометрия
- «Размеры конструктивного болта с большой шестигранной головкой должны соответствовать требованиям ANSI / ASME B18.2.6. Длина используемого болта должна быть такой, чтобы конец болта выходил за пределы или, по крайней мере, был заподлицо с внешней поверхностью гайки при правильной установке ».
- https://www.boltcouncil.org/files/2009RCSCSpecification.pdf
- Руководство по проектированию AISC 1 Стр. 10 Раздел 2.11.3
- Руководство по стальным конструкциям AISC, 13-е издание, раздел 14-10
- «Адекватное резьбовое зацепление анкерных стержней идентично условию, описанному в Спецификации RCSC, как адекватное для конструкционных соединений сталь-сталь с использованием высокопрочных болтов: конец [анкерного стержня] должен быть заподлицо с поверхностью гайки или за ее пределами. ”
Итак, мы немного запутались…..что он? Ответ: , это зависит от . Не все суставы одинаковы. Затяжка конструктивного болта A325 на мосту может иметь другие требования, чем затяжка гайки на анкерном болте для столба светофора. Некоторые спецификации винта и болта допускают одну или несколько незавершенных резьб на острие болта для облегчения стыковки, в то время как другие этого не делают. Конструкционные болты, такие как A325s или A490s, имеют ограниченную длину резьбы, поэтому наличие слишком большого количества выступающих резьб может означать, что гайка входит в зацепление с выходом резьбы и может быть не в состоянии развить необходимую прочность.И наоборот, недостаточный вылет может привести к тому, что резьба останется открытой в плоскости сдвига, что может быть нежелательно. Самый безопасный ответ — проконсультироваться с инженером проекта по вашей работе, чтобы убедиться, что все переменные, характерные для вашей работы, приняты во внимание.
Написанный , г.2018-05-16
Анкерные болты в бетоне | Сакрете
Бетонные плоские работы или ремонт
Установка столба — Круглый столб
Настройка стойки — квадратная стойка
Опоры для столбов и опорные трубы
Ремонт асфальта — рейтинг DOT
Плоские работы или ремонт легких бетонов
Опора столба — круглая стойка, легкий бетон
Опора столба — квадратная стойка, легкий бетон
Опоры для столбов и профильные трубы, легкий бетон
Кладка
Расчетные результаты отражают, сколько мешков необходимо для блока и кирпича.
Введите количество кирпичей (8 x 2 x 4 дюйма) или блоков (8 x 8 x 16 дюймов) в поле ниже, которое вы планируете использовать для своего проекта. Калькулятор подскажет необходимое количество сумок в зависимости от размера сумок, которые мы несем.
Этот калькулятор основан на шве из раствора 3/8 дюйма. Все показатели производительности являются приблизительными и не включают поправку на отходы, неровное земляное полотно или любые другие отклонения от размера шва, а также размеров кирпича и блоков, указанных выше.
Кладка без строительного раствора
Ремонт и восстановление бетона
Результаты изменятся, если форма измерения обновлена.
Форма измерения
StandardMetric
Выбрать калькулятор Смесь бетона и песка Настройка поста — Установка круглого столба — Квадратный столб Заполнение круглого отверстия (для опор столбов) и заполнение трубок формы SakreteПолимерный песок / набор для асфальтоукладчика / Perma SandUS Холодная пластыряВсе погодные условия Black Top PatchMaximizerMaximizer Настройка стойки — Круглый столб Настройка столбца Maximizer — Квадратный столбМаксимизатор Заполнение a Пробирки формы Sakrete Form с круглыми отверстиями и заполнением Растворная смесьПоверхностный цементSandTop’n Bond & Flo-CoatB-1 Leveler
часто задаваемых вопросов | Анкерные болты с головкой
Могу ли я заменить болт с шестигранной головкой A307, класс A, на анкерный болт с шестигранной головкой F1554, класс 36?
Хотя импортные болты с шестигранной головкой A307 Grade A легко доступны и механически очень похожи на F1554 Grade 36, большинство из них не будет соответствовать требованиям прочности F1554 Grade 36.Очень немногие импортированные болты с шестигранной головкой A307 Grade A доступны с отчетами о заводских испытаниях или возможностью отслеживания. При наличии документации на болты A307 класса A предел текучести часто не указывается, поскольку для болтов A307 класса A не требуется минимальный предел текучести. Без заявленного минимального предела текучести болт A307 Grade A не может быть перекрестно сертифицирован с F1554 Grade 36.
Могу ли я приварить анкерный болт F1554 класса 105?
F1554 Марка 36 — свариваемая марка анкерного болта.Если F1554 Grade 55 соответствует требованиям дополнения 1 к ASTM F1554, то он пригоден для сварки. Поскольку F1554 Grade 105 представляет собой болт из высокопрочной легированной стали, прочность которого повышается в процессе термообработки, следует избегать приваривания анкерных болтов этого сорта. Кроме того, следует избегать приваривания анкерных болтов класса 55, которые не соответствуют требованиям к свариваемости дополнения 1. Что касается анкерных болтов класса 105 F1554 и болтов класса 55, не соответствующих приложению 1, вместо приваривания гайки к стержню с резьбой следует использовать анкерный болт с кованой головкой.
Могу я сварить гайки?
Существует два типа гаек, которые обычно используются в строительстве, структурные и неструктурные. Конструкционные гайки, такие как A563 Grade DH или A194 Grade 2H, приобретают свою прочность в процессе термообработки и, как правило, не должны свариваться. Неструктурные гайки не подвергаются термообработке, но часто изготавливаются из стали, которая не поддается сварке из-за высокого содержания углерода.Это типично для гаек диаметром более 1 дюйма. Для гаек, не являющихся конструктивными, таких как A563 Grade A, следует учитывать углеродный эквивалент, если планируется сварка.
AISI Design Guide 21 упоминает следующее о приварке болтов и гаек:
«Иногда желательно приваривать болты к конструкционной стали или болты к гайкам. Как правило, сварка не должна выполняться на болтах или гайках. Однако, если это необходимо, необходимо тщательно продумать состав болта (и гаек, если они есть).”
AISI придерживается позиции, что следует избегать приваривания гаек и болтов без крайней необходимости. Простое решение — использовать анкерный болт с кованой головкой вместо резьбового стержня с приваренной гайкой.
Как формируется головка анкерного болта?
Головка анкерного болта не образуется привариванием куска стали к стержню. Болт с головкой изготавливается путем нагрева одного конца стального стержня и последующей штамповки нагретого конца в шестигранник, тяжелый шестигранник или квадратную головку.Распространенное заблуждение состоит в том, что головка болта изготавливается путем добавления к стержню куска стали. В процессе ковки образуется крепеж превосходного качества за счет формирования болта из цельного куска материала.
Чем отличается болт с головкой от стержня с гайкой?
Распространители или производители крепежных изделий, не имеющие возможности определить заголовок, часто пытаются поставить стержень с гайкой, приваренной прихваточным швом, вместо анкерного болта с головкой.Эти продукты не идентичны, и не рекомендуется вносить какие-либо изменения в конфигурацию, такие как приведенный выше пример, без разрешения инженера. Например, когда инженер определяет анкерный болт с головкой, он может знать, что указанный сорт болта не поддается сварке. Имейте в виду, что любые неутвержденные изменения конфигурации могут привести к возникновению у вашей компании проблем с ответственностью.
Какой тип головки у анкерных болтов F1554?
Спецификация ASTM F1554 не определяет стиль головки по умолчанию для анкерных болтов с головкой.Для таких крепежных изделий, как A325 или A490, требуется только тяжелая шестигранная головка, в то время как для болтов с головкой A307 класса A требуется шестигранная головка стандартного размера. Напротив, в F1554 не указывается, какой тип головки требуется для болта. В некоторых ситуациях может потребоваться, чтобы анкерный болт обеспечивал большее сопротивление выдергиванию, поэтому может быть полезна тяжелая шестигранная головка. В случаях, когда тип головки не указан инженером для анкерных болтов с головкой F1554, подрядчик должен проконсультироваться с инженером-строителем или позволить производителю предоставить наиболее экономичный вариант типа головки.
Можно ли заменить анкерный болт с головкой F1554, класс 55, на анкерный болт с головкой F1554, класс 36?
В соответствии с ASTM F1554-07a, когда указан класс 36, по выбору поставщика может поставляться свариваемый сплав класса 55.
Portland Bolt может использовать эту замену в ситуациях, когда она сэкономит время и / или деньги клиента. Этот припуск полезен для портландского болта, когда его просят поставить тяжелые болты с шестигранной головкой класса 36, потому что у нас есть «заготовки», которые уже имеют головку с тяжелой шестигранной головкой класса F1554.Поскольку «заготовки» соответствуют стандарту S1 F1554 (свариваемые), мы можем использовать класс 55 вместо класса 36, чтобы соответствовать указанному типу головки.
Обратите внимание, что эта замена свариваемого класса 55 на сорт 36 является единственной заменой болта с более высокой прочностью на болт с меньшей прочностью, которую ASTM допускает в контексте своих характеристик крепежа. За исключением этого случая, оценщики Portland Bolt никогда не предложат вам заменить один тип крепежа на другой или предложить вам заменить один тип болта другим типом болта без предварительной консультации с ответственным инженером.
Требует ли ASTM F1554, чтобы на головке анкерных болтов была проставлена отметка с обозначением марки крепежа и логотипом производителя?
Постоянная штамповка торца анкерных болтов F1554 с головкой не требуется и не указывается в спецификации ASTM. Компания Portland Bolt предпочитает штамповать анкерные болты F1554 с головкой, которые мы производим, чтобы предоставить альтернативный способ идентификации болтов до того, как их конец будет заделан в бетон.Анкерные болты отмечены на резьбовом конце, который выступает из бетона, с помощью цветового кода в соответствии со спецификацией F1554.