Минимальное краевое расстояние анкера по бетону

Какое минимальное расстояние установки анкеров от краевой зоны основания?

Прежде всего здесь не нужно путать между собой два понятия краевая зона строительной конструкции – строительного основания и краевая зона штучных элементов (кирпич крупноразмерные керамические или газобетонные блоки и др.). Краевая зона отдельных штучных элементов при строительстве наружноограждающих конструкций не учитывается и не регламентируется, а рассматривается только в целом.

В краевых зонах строительных оснований могут устанавливаться как тарельчатые, так и несущие анкера, глубина анкеровки несущих анкеров как правило составляет 80 – 120 мм, по этому, с целью обеспечения несущей способности и целостности основания минимально допустимым расстоянием является 100 мм. Это дает возможность установки анкеров на всю глубину и предотвращает образование сколов в краевой зоне строительного основания и как следствие не снижает несущую способность.

Почему отличается минимальное краевое расстояние для фундаментных болтов и анкеров закладных деталей?

Проектирую опору фермы на монолитный пояс по кирпичным стенам, ширина опоры 380 мм. По расчету расстановка болтов d20 позволяет выполнить расстояние до края элемента 75 мм. В «ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ» минимальное краевое расстояние указано 6d, т.е. 120 мм. Но если вместо болтов я предусматриваю закладную деталь, то краевое расстояние по «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ» для анкеров составляет 3,5d, т.е. 70 мм (если не действует усилие на срез). В чем отличие работы анкерных болтов и анкеров закладных, что по волшебству при замене болтов на закладные у нас проходят краевые расстояния?

Просмотров: 6628

Как выбрать анкер для бетона

Анкеры для бетона – вид крепежа, позволяющий в предварительно подготовленном отверстии создать прочное и устойчивое крепление для строительных материалов, изделий и оборудования к наружным и внутренним элементам конструкций зданий и сооружений различного назначения.

Особенности и виды бетона

Бетон как материал основания широко применяется в строительстве за доступность, простоту приготовления, удобство работы, стойкость, долговечность, водонепроницаемость и универсальность применения. Бетон имеет относительно высокую прочность при сжатии, но низкую прочность при растяжении (примерно в 10 раз меньше, чем при сжатии). В результате бетон всегда разрушается в растянутой зоне, даже когда нагрузка приходится на зону сжатия. Соответственно, на практике в растянутой зоне бетон обычно армируют стальной арматурой (получая железобетон), т.к. сталь как раз хорошо выдерживает растяжение. Также можно армировать минеральными волокнами, равномерно распределенными по всему объему бетона (получая фибробетон).

Использование бетона различной прочности определяется требованиями, предъявляемыми к объекту строительства. Показатели прочности бетона могут иметь значения от К20 (B20, C20 – в зависимости от страны) до K60. Цифра после «К» означает прочность на сжатие. Например, бетон К30 означает, что бетонную конструкцию можно сжимать с предельным усилием 30 кг/см 2 .

• В строительстве частных домов обычно используется бетон класса прочности К20-К25, что соответствует маркировке М250-М350.
• В промышленном строительстве, где конструкции заливают на месте, бетон имеет маркировку М400-М550 (класс прочности К30-К40).
• Из бетона М600 (K50) изготавливаются элементы с более жесткими требованиями к прочности: балки или колонны и прочие несущие конструкции.
• При строительстве таких объектов как мосты, водонапорные башни, высокие мачты, используется бетон самой высокой прочности М600-М800 (К50-К60).

Непосредственно установка крепежа и фиксация может происходить либо механическим, либо химическим способом.

Механические анкеры для бетона

У анкеров механического типа крепление происходит за счет расклинивания осевым резьбовым элементом или при закручивании гайки. К таким анкерам относятся: забивные, рамные, клиновые и анкерные болты.

Забивные анкеры для полнотелого бетона

Забивные — служат для крепления конструкций и оборудования к сплошным твердым материалам. Предназначены для предустановки. Особенность этого анкера в том, что его раскрытие происходит не устанавливаемым в него резьбовым элементом, а встроенным внутрь клином. Это позволяет применять шпильки и болты низкого класса прочности. Однако такой анкер создает наиболее сильные внутренние напряжения, из-за чего не рекомендуется его использовать в зоне растянутого бетона и на основаниях, состояние которых плохо изучено.

Особенности работы с клиновыми анкерами

Клиновой анкер для бетона обладает наилучшей удерживающей способностью среди распорных крепежных изделий механического типа, что позволяет использовать его для больших и средних нагрузок. Он состоит из шпильки с резьбой на одном конце и распорным элементом на другой. Крепеж поставляется с гайкой и шайбой. При затягивании гайки конусный хвостовик втягивается в цанговую втулку, расклинивая ее и обеспечивая тем самым жесткую фиксацию в отверстии.

Можно ли использовать клиновые анкера в других основаниях кроме бетона?

Клиновые анкера разработаны для установки только в твердые бетонные основания. Их нельзя использовать в кирпичной, блочной кладке и растворных швах. Хотя природные материалы, такие как камень и гранит, тоже могут быть достаточно твердыми, но их однородность и удерживающая способность не проверены. Бетон в отличие от кирпича, камня, блоков и других материалов имеет определенную измеряемую прочность, которая учитывается при проектировании анкерных креплений. Чем выше его прочность, тем выше несущая способность крепления. Если прочность бетона не известна, то в расчет принимается самый низкий класс прочности. Конструкция анкера-клина такова, что распирающее усилие создается не по всей его длине, а в определенной зоне. Его распорная часть должна упираться в твердый материал. Кирпич, например, довольно хрупкий материал и может иметь полые участки. При большой концентрации напряжения в одном месте он может раскрошиться. Если зона расширения клинового анкера попадет в пустоту, то фиксации вовсе не произойдет. Блоки из пенобетона и газобетона являются еще более слабым основанием для установки такого анкерного крепления. Стенки отверстия в блоках не имеют достаточной прочности, чтобы противостоять локальным силам расширения, а большие полости в пустотелых блоках создают небезопасные зоны для анкеровки.

Тип и величина нагрузки

Анкер клинового типа должен использоваться только в условиях статического нагружения, то есть прикрепленный груз не должен вибрировать или подвергаться ударным нагрузкам, так как это может ослабить соединение и даже вырвать крепеж. Примером такого использования может стать закрепление флагштока или вибрирующего оборудования. Для таких применений лучшим решением станет химический крепеж. Расчетные усилия на вырывание и срез для анкерных шпилек разного диаметра приведены в таблице:

Диаметр, мм		М6	М8	М10	М12	М16	М20
Бетон В20 (сжатый)	Расчетное усилие на вырыв, кН	4.2	6.0	10.7	13.3	23.3	33.3
	Расчетное усилие на срез, кН	4.0	7.3	11.6	16.8	31.4	49.0
Бетон В20 (растянутый)	Расчетное усилие на вырыв, кН	2.2	3.3	6.0	8.0	16.7	20.0
	Расчетное усилие на срез, кН	4.0	7.3	11.6	16.8	31.4	49.0

Из таблицы видно, что один и тот же крепеж в сжатой зоне бетона выдерживает почти вдвое большее вырывающее усилие, чем в растянутой зоне с трещинами. Для обеспечения надежности анкерного крепления принимается коэффициент безопасности 4:1, то есть допустимая нагрузка должна составлять 25 % от расчетной вырывающей нагрузки.

Условия эксплуатации

• углеродистая оцинкованная сталь – для сухих помещений;
• горячеоцинкованная сталь – для влажных помещений и уличного монтажа;
• нержавеющая стальА2 (AISI 304) – для наружного применения и установки под водой;
• нержавеющая сталь А4 (AISI 316) – для использования в едких средах, погружения в морскую и хлорированную воду.

Минимальная толщина основания

Толщина базового материала не менее важна, так как тонкостенные бетонные конструкции не могут гарантировать заявленную прочность удержания. После установки крепежа, расстояние от его конца до края бетонной плиты должно составлять не менее 1,5 диаметра. То есть, если крепеж М12 устанавливается на глубину 82 мм, то минимальная толщина строительного основания для него – 100 мм.

Расстояние между креплениями

При монтаже конструкций часто возникает вопрос: с каким минимальным шагом устанавливать анкер-клин? Если точки крепления разместить слишком близко друг к другу, то зоны напряжения каждой из них суммируются, и в бетоне может появиться трещина. В справочных материалах по технологии установки анкерных креплений рекомендуется придерживаться следующего правила: межосевые расстояния – не менее 10 диаметров анкера, краевые – не менее 5.

Диаметр, мм	М6	М8	М10	М12	М16	М20
Стандартное межосевое расстояние, мм	120	141	180	210	246	303
Минимальное межосевое расстояние, мм	50	55	60	70	90	110
Стандартное расстояние от края, мм	60	71	90	105	123	152
Минимальное расстояние от края, мм	45	50	55	60	70	130

Диаметр и длина анкера

Основными факторами, определяющими несущую способность крепления, являются: прочность бетона, диаметр крепежа и глубина его заделки в основание. Чем тяжелее прикрепляемый объект, тем больше диаметр анкера. При расчете длины необходимо просуммировать три параметра: глубину установки, толщину прикрепляемого элемента и длину выступающего конца шпильки, на который будет накручиваться крепежная гайка с шайбой.

Диаметр и глубина отверстия

Диаметр отверстия должен быть равен диаметру клинового анкера. Глубина отверстия и глубина анкеровки – два разных параметра. Глубина анкеровки – это минимальная глубина погружения шпильки ниже поверхности бетона, при которой достигаются минимальные значения нагрузок. Производители обычно указывают эту величину в характеристиках крепежных изделий. Более глубокое погружение возможно, но оно существенно не повлияет на допустимые нагрузки. Длина отверстия должна быть как минимум на 6-12 мм больше глубины заделки крепежа. В этом дополнительном пространстве соберется шлам, образовавшийся в процессе установки.

Параметры монтажа

М6	М8	М10	М12	М16	М20
Диаметр бура, мм	6	8	10	12	16	20
Длина отверстия, мм	55	65	70	90	110	130
Глубина установки, мм	49	58	62	82	102	121
Диаметр отверстия в детали, мм	7	9	12	12	18	22
Усилие затяжки гайки, Нм	8	15	30	50	100	200

Инструкция по монтажу

1. Отверстие в бетонном основании просверливается буром с твердосплавным наконечником при помощи перфоратора или ударной дрели.
2. Перед установкой дюбеля важно тщательно прочистить отверстие от бурильной крошки, используя сначала металлический ершик, а затем продувочный насос.
3. Навинтите гайку на резьбовой конец шпильки, подложив под нее шайбу. Совместите верх гайки с торцом шпильки. Это делается для того, чтобы защитить начало резьбы от повреждения молотком.
4. Вставьте крепеж через отверстие в прикрепляемой детали (сквозной монтаж) или непосредственно в материал (предварительный монтаж) и вбейте его ударами молотка.
5. Завинчивайте гайку сначала от руки, пока шайба не будет плотно прилегать к поверхности, а затем затяните ключом, сделав 3-5 оборотов.

Назначение

Клиновые анкера широко используются в капитальном строительстве и при домашнем ремонте. В них возникает необходимость, когда нужно закрепить на поверхности стен, пола и потолка тяжелые предметы, брус, металлические конструкции, оборудование, инженерные коммуникации, навесные консоли, колонны, кронштейны, ограждения и перила.