Анкеровка кирпичной кладки к монолитным стенам

Узлы анкеровки кирпичных стен в монолитных зданиях.

Добрый день подскажите литературу где можно посмотреть узлы анкеровки кирпичных стен с монолитом? Каким образом кладка крепится к перекрытиям и колоннам? Может серия или типовые проекты имеются?

Просмотров: 7056
Регистрация: 14.09.2003
Сообщений: 804

С шагом 300-400 мм всверливается арматура в стены и в перекрытие на 50-150 мм. И заводите ее в свою кладку на длину анкеровки.

Регистрация: 13.06.2010
Сообщений: 66
Сообщение от zebs

С шагом 300-400 мм всверливается арматура в стены и в перекрытие на 50-150 мм. И заводите ее в свою кладку на длину анкеровки.

А есть какие то серии где подобные узлы можно посмотреть? в случае чего на что ссылаться?
Регистрация: 21.11.2008
Сообщений: 6,000
если перегородки, то http://dwg.ru/dnl/10302
Регистрация: 13.06.2010
Сообщений: 66
Сообщение от wvovanw
если перегородки, то http://dwg.ru/dnl/10302

Здание административное монолит. Заполнение кирпичной кладкой. Экспертиза простит предоставить узлы анкеровки с колоннами и перекрытиями.

Регистрация: 13.06.2010
Сообщений: 66
Сообщение от KAPAHДAШ
Что то типа того http://letitbit.net/download/67169.6. BC__.djvu.html
не. это не то
Регистрация: 15.09.2007
град Воронеж
Сообщений: 4,582
Сообщение от Mozarello
Экспертиза простит предоставить узлы анкеровки с колоннами и перекрытиями.

Удивляет что вы их раньше не делали. Думаю каждая проектная контора разрабатывает их под себя. В чем-то они схожи с другими разработками.
И чем не понравилась предложенная серия? Переработать под себя узлы крепления к каркасу (так сказать по месту), посчитать анкеровку и в добрый путь.

__________________
С уважением,
yarrus77

Как правильно осуществить связку стены облицовочного кирпича с несущей стеной

Приветствую вас, мои Читатели и Зрители строительного Блога “Путь Домой”! Сегодня будем рассматривать такой вопрос как анкеровка облицовочной кладки. Вопрос очень актуальный. Во время строительного сезона особенно. Многие начинают работы именно с фасада, облицовочной кладки. Особенно, если в прошлом году “выгнали” коробку. Надеюсь, что эта тема будет для вас полезной и вы избежите многих ошибок.

Вопрос/ YrGen: Как правильно осуществить связку стены облицовочного кирпича с несущей стеной при наличии утеплителя и вентзазора? Какие предпочтительно использовать материалы (анкера, проволоку) металлические или стеклопластиковые?

Вообще у меня уже есть топик по многослойной стене и частично ответ можно найти там, но сегодня хочу немного подробнее раскрыть эту тему, затронуть нормативы. Но хочу напомнить, что я буду говорить в основном об украинских нормативах, так как я проживаю и работаю в Украине. Вы же, пожалуйста, ищите нормы, которые подходят для того региона, где вы проживаете.

Упоминалось:

Ранее я уже упоминал, что фасадная стена воспринимает ветровые нагрузки. Информацию по этому поводу можно увидеть в «ДБН Кам’яні та армокам’яні конструкції. Основні положення». Именно в этом нормативы говорится, что количество анкеров для облицовочной кладки должно быть рассчитано в зависимости от того, в каком регионе строитесь. Поэтому, ребята, если вы захотите узнать сколько анкеров на метр квадратный у вас должно быть — спросить эту у конструктора, который работает в вашем регионе. В каждом регионе разная ветровая нагрузка. А анкера должно именно ее и воспринимать.

1:56 Нормы по ветровым нагрузкам
5:40 Установка анкера
7:20 Почему лучше использовать анкер из нержавеющей стали?
12:03 Толщина шва
14:28 Условия анкеровки
16:10 Как рассчитать полную длину анкера?
18:00 Пример

Вопросы пользователей

23:18 Сроки годности анкеров и иных креплений?Что написано в ГОСТах, ДБН и прочих нормах по этой теме?
24:40 Какая система крепления возле дверных и оконных проемов, расстояние от краев до анкеров?
26:47 В другом видео вы уже говорили, что анкер из нержавейки 6 мм, а из оцинковки 8 мм?
27:47 На облицовку узким кирпичом нужно ли увеличивать количество анкеров?

С Уважением, Александр Терехов

Анкеровка арматуры

Анкеровка это технологические операции по закреплению анкерных элементов в теле строительных конструкций для фиксации отдельных конструктивов и придания им необходимой жёсткости. Анкера представляют собой стальной или композитный элемент, закладываемый в основную конструкцию. Этот процесс регламентируется положениями строительных норм и правил.

Анкеровка арматуры

Заанкерование в арматурных каркасах выполняется для восприятия стержнями действующих на них усилий методами устройства на их концах анкеров различных конструкций или заведением арматуры за пределы расчётных сечений на длину, обеспечивающую включение стержней в совместную работу. В зонах фиксации обеспечивается надёжность закрепления в бетоне растянутых арматурных прутов или передача на бетон усилий от элементов работающих на сжатие. Необходимые расчёты выполняются на стадии проектных разработок конструктивов.

Анкеровка арматуры в бетоне осуществляется следующими основными способами или их сочетанием:

• с использованием прямых концов стержней (недопустимо для гладкой арматурной стали);
• устройством загибов в виде крюков или петель на конце прутов, а также отгибов (лапки сгибаются только при применении периодического профиля). Такой способ не рекомендован в сжатых зонах. Минимальные диаметры загибов или отгибов должны гарантированно обеспечивать невозможность раскалывание или разрушение бетона в местах загибов и внутри них. Радиус дуги должен быть в свету ≥ 10-ти диаметров прутов с закреплением на отогнутых участках хомутов, предохраняющих элементы от разгибания;
• приварка поперечных коротышей;
• закрепление по концам прутов различных анкерных приспособлений (высаженных головок, пластин, гаек, шайб, уголков и других элементов).

Длина анкеровки арматуры ≥ 15-ти диаметров стержней и не менее 20-ти см., с достаточной толщиной защитного бетонного слоя, предохраняющего их от коррозии.

Стыкование ненапрягаемой арматуры ≤ 36-ти мм в растянутых зонах допускается внахлёст вязкой или сваркой прутков. Стыки должны располагаться в разбежку в местах действия минимальных крутящих и изгибающих моментов. Длина перехлёста, в основном выполняемого стержнями A-III, зависит от их диаметров. В строительных нормах представлены специальные таблицы, так для 10-ти мм прутков перехлёст должен составлять 30-ть см, а 25-ти — 76-ть см.

Расчёт необходимой длины анкеровки должен учитывать:

• способ исполнения;
• профиль, диаметр и класс арматуры;
• наличие поперечных элементов;
• расположение прутов в сечении;
• напряжённое состояние бетона в зоне анкеровки и его прочностные характеристики.

При приваривании анкеров обязательно учитывается способ и условия проведения сварочных работ и показатели арматурной стали по свариваемости.

Напрягаемая арматура с периодическим профилем и стальные канаты, при выполнении натяжения на упоры и достаточных прочностных характеристик бетонов, могут располагаться в конструкции без использования анкеров, а пучки из гладкой высокопрочной проволоки обязательно закрепляются в бетоне специальной анкеровкой.

При натяжении на бетон важно обеспечение хорошей передаче на него на напряжений с арматуры. Под анкерными устройствами устанавливаются стальные пластины для обеспечения равного восприятия бетоном усилий с арматуры. Торцы конструкций усиливаются постановкой дополнительных сварных сеток, хомутов и спиралей.

Арматурные пучки натягиваются до заданных напряжений упором домкратов в торцы элементов, после чего пучки проволоки заклиниваются коническими трубками в стальных колодках при помощи специального, выдвигаемого из домкратов, поршня.

Более мощные арматурные пучки закрепляются анкерами стаканного типа. Захватывая тело анкера, домкрат оттягивает его с упором на бетон и созданием зазора от торца конструкции, в который устанавливаются шайбы с продольными прорезями. Таким образом осуществляется фиксация арматурных пучков в состоянии заданного напряжения.

Анкеровка плит перекрытия

Фиксация положения элементов перекрытий для предотвращения их смещений обязательна для выполнения в любых постройках независимо от их этажности и назначения. Работа обязательно выполняется на каждом перекрытии. Принципиальная схема анкеровки представлена в проекте здания в разделах ППР. Крепление плит между собой и наружными стенами зданий осуществляется при помощи 8-ми или 12-ти мм стержней периодического профиля, скоб или стальных пластин. Хорошо себя зарекомендовала стеклопластиковая арматура неподверженная коррозии.

Примерный состав выполнения работ:

• анкерные петли закладываются в конструкцию несущих стен с 50-ти см заходом на плиты. По длине каждой торцевой панели достаточно 2-х креплений, а по ширине одного;
• при стыковке плит по их коротким сторонам, фиксация выполняется по диагонали к рабочей арматуре в рабочих отверстиях. При отсутствии таких отверстий используются специальные крепления Г- или П-образных форм;
• скрепления плит между собой выполняется путём соединения строповочных петель (при их отсутствии, заложенных в монтажные отверстия анкерных приспособлений) арматурными стержнями с загнутыми концами и фиксацией с помощью сварки минимум в 3-х точках;
• замоноличивание монтажных отверстий и швов между плитами бетоном В15 на щебне мелких фракций или цементно-песчаным раствором. Петли загибаются и также укрываются цементным раствором.

Анкеровку плит перекрытия регламентирует СНиП.

Стандартная схема анкеровки пустотных плит перекрытия:

При монтаже плит с зазорами ≥ 10-ти см в швы необходимо закладывать арматурные каркасы с нижней рабочей арматурой, швы шириной до 5-ти см не армируются.

Фиксация может выполняться в виде устроенных по несущим стенам монолитных армопоясов, верх которых совпадает с верхом плит. Чаще всего применяется в стенах из лёгких бетонных блоков. Традиционно анкеровка плит перекрытия в кирпичном доме выполняется по описанной выше технологии. Важное условие: плиты должны опираться на тычковый край кирпичной кладки.

Грамотное выполнение работ значительно увеличивает пространственную жёсткость зданий.

Разновидности применяемых анкерных изделий

В зависимости от вида построек, несущих элементов, места установки и предназначения различаются анкерные изделия следующих типов:

1. Клинового, состоящие из болтов с втулками распорного типа и конусовидными шляпками. Установка осуществляется в материалы с плотной структурой (полнотелый кирпич, бетон или естественный камень, железобетон). Фиксация происходит в результате заклинивания втулки в несущих стенах и трения об стенки отверстия. Частота применения обусловлена простотой и скоростью установки. Главный недостаток — только одноразовое использование.
2. Втулочного, принцип действия аналогичен клиновым. Основной минус — необходимость сверления больших отверстий для соединения конструктивов.
3. Забивного, в которых втулки на одном конце надрезаны. При ударах по элементу происходит клиновидное распирание втулки. Прочность соединения обеспечивается трением об отверстие и внутренним упором. Достоинство заключается в оперативности монтажа и устойчивости к воздействиям механического характера. Необходима высокая точность зазоров для надёжного соединения.
4. Химического действия. Склеивание конструкций производится закачкой клеевых составов в каналы крепежа. Плюс — простота установки, а минус — высокая стоимость.
5. Отдельный тип — анкера специального назначения. Различают следующие подвиды:
   • рамный — для закрепления окон и дверей;
   • потолочный — подвес различных конструкций
   • фундаментный, для фиксации фундаментных элементов;
   • анкера Моли — используемые внутри полых конструкций или слабонесущей способностью (пустотелый кирпич, гипсокартон, ДСП).

Анкеровка кирпичной кладки

Использование анкеров необходимо для крепления козырьков, навесных фасадов, ограждающих конструкций и поддержки других тяжёлых конструкций, включая мебель.

По способам крепления к кирпичным стенкам различают следующие виды анкеров:

• крепление болтом с гайкой на конце. Обеспечивает тесное соединение со стеной и надёжную фиксацию тяжёлых элементов. Чаще всего это навесы, ограждения и различные металлические конструкции
• болты с двухсторонними гайками. Обеспечивают надёжную фиксацию на кирпичных стенах громоздких тяжёлых толстостенных металлоконструкций;
• крепёж с небольшими колечками на конце для подвески к кирпичной кладке различных больших и тяжёлых элементов;
• анкера из латунных сплавов, при небольшой прочности по сравнению со стальными, обладают высокой устойчивостью к негативным химическим воздействиям и неподверженностью коррозии.

Анкерами соединяются двухслойные кирпичные стены. Ограждающая и несущая части могут соединяться гибкими связями. Стержневые анкера используются сечением до 8-ми мм, материал — нержавеющая сталь или композит.

Детали могут быть забивными или закладными. Первые забиваются в закреплённые в стенах небольшие дюбеля, а вторые закладываются горизонтально в кирпичную кладку в процессе её возведения.

Для всех разновидностей анкеров отверстия сверлятся только в кирпиче и строго под прямыми углами. Сверление не рекомендуется выполнять при помощи перфораторов, лучше использовать электрические дрели. Недопустимо размещение крепежа в межкладочных швах, так как надёжной фиксации получить будет невозможно.

Анкеровка фундаментными болтами

Такое название присвоено различным формам стержням с резьбой, выполняющим самые различные функции.

1. Стальной стержень сечением 16…48 мм, при длине от 50-ти см до 2,5 и более метров, с загибом внизу под прямым углом или приваренной пластиной. В верхней части нарезана метрическая резьба для навинчивания 2-х гаек с шайбами.
2. Прямой болт с нарезанной с обоих концов резьбой. В комплект входит анкерная стальная плита с центральным отверстием, квадратные стальные шайбы и гайки. Может укладываться в устроенных колодцах.
3. Крепёж в виде составных стержней, соединяемых длинными втулками с нарезанной внутренней резьбой.
4. Гладкие стальные стержни с нарезанной резьбой в верхней части.
5. Стержневые изделия с верхней резьбой и утолщением внизу. Фиксация осуществляется при использовании разжимной цанги и конической втулки. Такой крепёж отличается возможностью установки в готовые фундаменты.

При помощи анкерных фундаментных болтов выполняется крепление к фундаментной конструкции различных ростверковых конструктивов, нижних венцов деревянных зданий, связки с фундаментов наружных стен, колонн, различного оборудования и станков. Также часто при помощи их производится усиление оснований инженерных сооружений путём крепления стальных профильных деталей (двутавров или швеллера).

О работе анкеров в многослойных ограждающих конструкциях с наружным кирпичным слоем Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Орлович Роман Болеславович, Рубцов Никита Михайлович, Зимин Сергей Сергеевич

В связи с повышением нормативных требований к теплозащитным свойствам наружных стен широкое применение получили многослойные ограждающие конструкции. Отечественная практика эксплуатации многослойных наружных стен выявила их повышенную дефектность. Прочностные характеристики анкерных связей не регламентируются и зачастую неизвестны. Цель работы – оценить состояние вопроса, проанализировать существующие проектные решения, применяемые в российском строительстве, а также провести ряд лабораторных испытаний основных анкерных соединений, применяемых в настоящее время, для определения их несущей способности. Проанализированы наиболее часто встречающиеся ошибки при устройстве анкеров . Приведены результаты зарубежных исследований. Представлены два цикла экспериментальных исследований несущей способности и деформативности анкеров , в результате которых получены зависимости выдергивающего усилия от типа анкеров , кладки и прочностных характеристик растворных швов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Орлович Роман Болеславович, Рубцов Никита Михайлович, Зимин Сергей Сергеевич

Применение камней с высокой пустотностью в облицовочном слое многослойных стен
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ГИБКИХ СВЯЗЕЙ В СТЕНАХ С ЛИЦЕВЫМ СЛОЕМ ИЗ КАМЕННОЙ КЛАДКИ

Анализ дефектов и методы ремонта лицевого слоя кирпичной кладки многослойных стен на примере жилого дома в г. Перми

НОВОЕ В ПРОЕКТИРОВАНИИ НАРУЖНЫХ СТЕН С ЛИЦЕВЫМ СЛОЕМ ИЗ КАМЕННОЙ КЛАДКИ
СЕТКА КОМПОЗИТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ДЛЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «О работе анкеров в многослойных ограждающих конструкциях с наружным кирпичным слоем»

О работе анкеров в многослойных ограждающих конструкциях с наружным кирпичным слоем

Д.т.н., профессор Р.Б. Орлович’,

Западно-Померанский технологический университет;

аспирант Н.М. Рубцов ‘; аспирант С. С. Зимин,

ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Ключевые слова: каркасно-монолитные дома; лицевой кирпичный слой; слоистая кладка; анкеры;испытания

В связи с повышением нормативных требований к теплозащитным свойствам наружных стен широкое применение получили слоистые конструкции, состоящие из внутреннего несущего либо самонесущего слоя каменной кладки, лицевого слоя и расположенного между ними утеплителя с вентилируемым зазором или без него (рис. 1). Отечественная практика эксплуатации таких стен [1-11] выявила их повышенную дефектность, одной из причин которой является низкое качество анкеровки лицевого слоя к внутреннему. Распространенными ошибками при устройстве анкеров являются:

• недостаточная стойкость к коррозии (стоит отметить, что в зарубежной практике часто используются системы связей из нержавеющей или оцинкованной стали [12]);

• излишняя гибкость из плоскости стены;

• излишняя жесткость на сдвиг;

• низкое качество анкеровки в кладке лицевого и внутреннего слоев;

• большое расстояние между связями, т.е. недостаточное количество анкеров.

Рисунок 1. Слоистые каменные стены: а) — без вентилируемого воздушного зазора; б) — с вентилируемым зазором; в) — с утеплителем без вентилируемого зазора; г) — с утеплителем и вентилируемым зазором. (1 — внутренний слой; 2 — лицевой слой;

3 — анкеры; 4 — вентилируемый зазор; 5 — утеплитель)

Следует отметить, что ремонтопригодность многослойных ограждающих конструкций, широко применяемых в отечественной строительной индустрии, крайне невелика, а дефектовка и замена поврежденных анкерных связей является еще более сложной технологической задачей.

Целью данной работы является определение несущей способности и деформативности анкерных соединений, используемых в ограждающих конструкциях зданий.

Состояние вопроса. Оценка напряженно-деформированного состояния анкерных связей

Основной функцией анкеров является предотвращение обрушения лицевого слоя стен. Анкеры воспринимают растягивающие либо сжимающие усилия от ветровой нагрузки и действия опрокидывающего момента, вызванного внецентренным опиранием лицевого слоя на край железобетонной плиты перекрытия. Наибольшие ветровые нагрузки возникают в угловых частях в уровне верхних этажей высотных зданий. Значительные осевые усилия в анкерах могут возникать

при отсутствии горизонтальных деформационных швов [13] межу нижней поверхностью вышележащего железобетонного диска перекрытия и кладкой лицевого слоя. В связи с этим ограничение вертикальных температурных деформаций лицевого слоя по высоте, особенно, при его внецентренном опирании и разнице температур на внутренней и внешней поверхностях лицевого слоя (этому способствует отсутствие вентилируемой прослойки или вентиляции в ней) приводит к изгибу лицевого слоя из плоскости стены и, как следствие, растяжению либо сжатию анкеров.

Анкера в слоистых стенах работают также на изгиб, вызванный взаимным смещением лицевого и внутреннего слоев в результате их неравномерной усадки в различных температурновлажностных условиях эксплуатации. Геометрические параметры, количество и глубина заделки анкеров в растворных швах кирпичной кладки зависят от следующих факторов: величины возникающих в анкерах усилий; толщины воздушной прослойки между внутренним и лицевым слоями; толщин и материалов слоев, составляющих конструкцию; расстояния между вертикальными и горизонтальными деформационными швами в лицевом слое.

Минимальное количество анкеров на 1 м2 поверхности стены, а также размеры их сечений, регламентируемые нормами различных стран, представлены в таблице 1. При этом на участках, примыкающих к оконным и дверным проемам, а также к деформационным швам, количество анкеров увеличивается до 30-50 % (рис. 2). Количество анкеров увеличивается также при строительстве в сейсмически активных регионах.

Таблица 1. Минимальное количество гибких металлических анкеров на 1 м2 поверхности слоистой стены

Страна Толщина воздушной прослойки (см) Расстояние между анкерами по вертикали и горизонтали (см) Количество анкеров на 1 м2 стены (шт) Сечение гибкого анкера (мм)

Дания 12 25 х 15 2,38 с1 4

Норвегия 10 46 х 50 4,35 с1 5

Германия 4-15 25 х 75 5 С 4

Англия 5-7,5 45 х 90 2,5 19 х 0,6

7,5-10 45 х 90 2,5 19 х 0,8

10-15 45 х 45 4,94 С 5

Польша 5-15 46 х 50 4,3 С 4 — С 6

Рисунок 2. Схема расстановки анкеров в плоскости стены согласно [14] (размеры приведены в сантиметрах; на не заштрихованных участках требуется более частая расстановка анкеров): 1 — вертикальный деформационный шов, 2 — оконный проем,

3 — дверной проем

По результатам обширных зарубежных исследований [14] установлены следующие закономерности напряженно-деформированного состояния анкеров: напряжения в анкерах от изгиба могут в 10-20 раз превосходить напряжения от осевого растяжения либо сжатия; с увеличением толщины воздушной прослойки и уменьшением сечения анкеров напряжения, вызванные их изгибом, уменьшаются; наиболее напряженными являются анкера, расположенные по контуру оконных и дверных проемов, а также вдоль вертикальных и горизонтальных деформационных швов; многоцикловые температурные деформации лицевого слоя по высоте и длине стены приводят к выкрашиванию растворных швов в местах заделки анкеров и, как следствие, снижению несущей способности анкеровки.

Следует отметить, что в отечественной практике прочностные характеристики анкерных связей в кладках многослойных стен не регламентируются и зачастую неизвестны, несмотря на существование методики испытаний [15]. Согласно [16] несущая способность анкеров на растяжение должна быть не менее 600 кН, а на сжатие — 350 кН.

Для определения изгибных напряжений в анкерах от температурных деформаций лицевого слоя в зарубежной практике иногда используется следующее выражение:

где В — коэффициент, зависящий от способа заделки анкера в каменных слоях кладки (В=0 при шарнирном закреплении, В=1,5 при односторонней жесткой заделке, В=3 — при двустороннем жестком закреплении);

Е — модуль упругости материала анкера;

d — диаметр анкера круглого сечения либо толщина его плоского сечения;

А? = ?н -?в — разница наружной и внутренней температур в лицевом слое; а( — коэффициент температурного расширения материала лицевого слоя;

Н — расстояние между деформационными швами;

? — толщина воздушной прослойки между внутренним и лицевым слоями кладки.

Согласно экспериментальным данным [17] в стальных анкерах круглого сечения диаметром 3-5 мм при Н=12 м напряжения от изгиба могут достигать а. =150-400 МПа в случае изготовления

лицевого слоя из глиняного кирпича и а. =300-600 МПа — из силикатного. Такой уровень

напряжений обусловливает необходимость изготовления анкеров из высокопрочной стали, а также недопустимость технологического выгиба (механической деформации) анкеров в процессе кладки. Необходимость выгиба анкеров, как правило, обусловлена несовпадением горизонтальных швов внутренней и облицовочной кладок. В свою очередь, выгиб анкеров приводит также к снижению их сопротивления сжатию от ветровых нагрузок и, как следствие, к преждевременной потере устойчивости из-за криволинейной формы. Кроме того, в воздушной прослойке анкеры могут подвергаться конденсационному увлажнению и, как следствие, коррозии. В связи с этим в зарубежной практике анкера в виде гибких связей изготавливаются исключительно из нержавеющей либо гальванизированной и оцинкованной стали. В случае изготовления анкерных связей из высокопрочных сталей наиболее опасным является поражение материала анкера язвенной коррозией, которая при многоцикловом нагружении анкеров от температурных и ветровых воздействий приводит к их преждевременному хрупкому разрушению.

Как уже отмечалось, при взаимном сдвиге внутреннего и лицевого слоев напряженное состояние анкеров существенно зависит от толщины воздушного зазора t (формула 1). В этом случае анкеры работают не только на изгиб, но и на сдвиг с образованием в предельном состоянии шарниров пластичности (рис. 3).

При этом внутреннее плечо «с» пары сил Ус составляет примерно 6 толщин С анкерных стержней [17]. Более точные экспериментальные данные для кладки из полнотелых камней и при толщине воздушного зазора t=0 получены в работе [18], согласно которой плечо пары сил равно:

где /у — расчетное значение предела текучести стали анкеров; б — диаметр анкеров;

УоЫ — несущая способность анкерного соединения при сдвиге.

Рисунок 3. Схемы деформирования (а) и образования шарниров пластичности «т» (б) в анкерах (3) при вертикальном сдвиге лицевого слоя (1) относительно внутреннего (2)

Работоспособность анкеров также существенно зависит от величин сжимающих напряжений в каменной кладке. При низких значениях сжимающих напряжений сдвиговые усилия Ус вызывают концентрацию напряжений в области контакта анкеров с каменной кладкой (рис. 4). Такое состояние характерно для самонесущих стен, являющихся заполнением каркаса здания. Согласно работе [19] величина сдвигового усилия в этом случае определяется из выражения:

где /ук — характеристическое значение предела текучести материала анкеров;

w — ширина анкера;

с — плечо пары сил Ус;

а — сжимающие напряжения в кладке;

/т — прочность кладки на сжатие;

к = 25, /и =1,5 — эмпирические коэффициенты.

Рисунок 4. Схемы работы анкеров на сдвиг в зависимости от величины сжимающих напряжений а в каменной кладке: а) — при больших значениях а; б) — при малых значениях а; в) — распределение усилий в анкере диаметром d (белыми кругами обозначены шарниры пластичности т в анкерах)

Следует отметить, что работа анкеров на сдвиг в европейской практике регламентируется нормами [17, 20].

При образовании шарниров пластичности анкеры являются работоспособными только в том случае, если не произойдет их вырывание из горизонтального растворного шва. Этому должны препятствовать усилия анкеровки Т (рис. 3б), зависящие от сил сцепления между анкером и растворными швами, и сил прижима, вызванных сжимающими напряжениями в каменной кладке. Концентрация сжимающих напряжений в зоне анкеров в случае изготовления каменной кладки из камней низкой прочности может привести к их выкрашиванию и уменьшению эффективной длины анкеровки. Такое явление наблюдается в лицевом слое в случае его изготовления из керамических камней с высокой пустотностью и во внутреннем слое стены, изготавливаемом из низкопрочных пенобетонных и газосиликатных блоков. В наиболее неблагоприятном состоянии находятся анкера, расположенные в верхних верстах каменного заполнения каркасных зданий, где сжимающие напряжения достигают минимальных величин.

Лабораторные испытания анкеров на выдергивание

Учитывая неполноту информации о работоспособности применяемых в стране анкеров [1-4], авторами выполняются два цикла экспериментальных исследований их несущей способности и деформативности. Ниже представлены отдельные результаты лабораторных испытаний на выдергивание анкеров из растворных швов.

В рамках первого цикла применялись образцы, выполненные из керамических пустотелых (пустотность 40%) и полнотелых кирпичей марки М100. Кирпичи объединялись цементнопесчаным раствором М125, в который втапливались анкеры на ширину кирпича, то есть на 120 мм. Предметом исследований были анкеры , представленные на рис. 5.

Рисунок 5. Вид испытанных анкеров, выдергиваемых из растворных швов:

1 — спиралевидные анкеры из нержавеющей стали фирмы «ОЕБО!» диаметром 8 мм;

2 — стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм;

3 — стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм, снабженные «якорем» из деформированной стальной шайбы;

4 — стекловолоконные анкеры постоянного сечения диаметром 6 мм;

5 — горячекатаная ребристая арматура класса А400 диаметром 10 мм

Выдергивание стержней осуществлялось в разрывной машине в специально изготовленном приспособлении. Во время испытаний регистрировались деформации сдвига стержней относительно растворных швов. Результаты испытаний на выдергивание представлены в таблице 2 в виде максимального выдергивающего усилия.

Таблица 2. Результаты испытаний первого цикла

№ Вид анкеров Максимальное выде ргивающее усилие (кН)

кладка из полнотелого кирпича кладка из пустотелого кирпича

1 Спиралевидные анкеры из нержавеющей стали фирмы «ОЕЭО!» диаметром 8 мм 7,1 5,2

2 Стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм без «якоря» 11,0 10,6

3 Стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм с «якорем» 14,6 13,6

4 Стекловолоконные анкеры постоянного сечения диаметром 6 мм 4,5 —

5 Горячекатаная ребристая арматура класса А400 диаметром 10 мм 7,1 7,0

Из полученных данных можно сделать следующие выводы:

• вне зависимости от типа анкеров значения выдергивающих усилий больше в образцах из полнотелых кирпичей;

• применение «якоря», выполненного из сплющенной шайбы, на конце стекловолоконного анкера с ребристой поверхностью диаметром 7 мм увеличивает несущую способность соединения на 25%.

В рамках второго цикла применялись такие же образцы, выполненные из керамических пустотелых и полнотелых кирпичей. Кирпичи объединялись цементно-песчаным раствором М100, в который втапливались анкеры на ширину кирпича, то есть на 120 мм. Помимо кирпичной, имитировалась кладка из газобетонных блоков. Для изготовления этих образцов применялись наиболее распространенные на строительном рынке блоки, напиленные под размер для изготовленного ранее приспособления. Образцы склеивались рекомендованным для данного типа кладок клеевым составом. Предметом исследований были анкеры, представленные на рис. 6.

Рисунок 6. Вид испытанных образцов анкеров, выдергиваемых из кирпичных растворных швов (а — полнотелый кирпич и б — пустотелый кирпич) и клеевого слоя кладки из

газосиликатных блоков (в):

1 — спиралевидные анкеры из нержавеющей стали фирмы «ОЕБО!» диаметром 8 мм;

2 — стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм с «якорем»;

3 — стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм без «якоря»;

4 — горячекатаная ребристая арматура класса А400 диаметром 10 мм;

5 — стальная арматура постоянного сечения 6мм;

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6 — стекловолоконные анкеры постоянного сечения диаметром 6 мм;

7 — стальной трос диаметром 10 мм; 8 — стальной трос диаметром 5 мм

Результаты испытаний на выдергивание приведены в таблице 3 в виде максимального выдергивающего усилия. Методика испытаний аналогична применяемой в первом цикле испытаний.

Таблица 3. Результаты испытаний второго цикла

Максимальное выдергивающее усилие (кН)

№ Вид анкеров кладка из полнотелого кирпича кладка из пустотелого кирпича кладка из газосиликатных блоков

1 Спиралевидные анкеры из нержавеющей стали фирмы «ОЕЭО!» диаметром 8 мм 3,92 4,12 3,24

2 Стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм с «якорем» 11,18 9,81 —

3 Стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм без «якоря» 4,41 9,61 4,81

4 Горячекатаная ребристая арматура класса А400 диаметром 10 мм 7,7 11,58 4,41

5 Стальная арматура постоянного сечения диаметром 6 мм 9,41 4,91 1,96

б Стекловолоконные анкеры постоянного сечения диаметром 6 мм 0,83 0,95

7 Стальной трос диаметром 10 мм 6,47 2,21 2,94

В Стальной трос диаметром 5 мм 4,71 4,41 3,92

Результаты испытаний показали следующее.

■ В соединениях с применением жестких анкеров переменного сечения выдергивающее усилие увеличивается при использовании пустотелого кирпича. Исключение -стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм с «якорем», что обусловлено концентрацией напряжений на внутренних стенках кирпича, формирующих пустоты, и их преждевременным разрушением.

■ В соединениях с применением анкеров с гладкой поверхностью (стальной стержень сечения диаметром 6 мм) выдергивающее усилие увеличивается при использовании полнотелого кирпича.

■ При использовании анкеров одинакового диаметра с гладкой поверхностью решающую роль играет материал, из которого изготовлен анкер. Наибольшее усилие зафиксировано при испытаниях образцов с анкерами из стали. Стекловолоконные анкеры с гладкой поверхностью проскальзывали сразу после нагружения при относительно небольших величинах выдергивающих усилий.

■ В соединениях с применением стальных тросов значение выдергивающих усилий в большей степени зависит от диаметра анкера, при этом при диаметре анкера 10 мм значение выдергивающих усилий более чем в два раза выше в образцах из полнотелого кирпича. В случае со стальным тросом диаметром 5 мм выдергивающие усилия не зависят от вида кирпичей.

■ При испытаниях образцов анкеровки в кладке из газосиликатных блоков решающим фактором является поверхность анкера. Практически во всех случаях применения спиралевидных анкеров и анкеров с ребристой поверхностью значения выдергивающих усилий находились на одном уровне. Максимальное значение зафиксировано при использовании стекловолоконных анкеров с ребристой поверхностью диаметром 7 мм без «якоря». Стоит отметить, что характер разрушения всех образцов, за исключением спиралевидных анкеров, идентичен — разрушение происходило по

материалу кладки (рис. 7). Рисунок 7. Пример разрушения

образца из газобетона

Испытания первого и второго цикла отличаются маркой применяемого раствора, это позволит выявить зависимость между маркой раствора и выдергивающим усилием. Для наглядности результаты испытаний представлены в сводной таблице.

Таблица 4. Результаты первого и второго цикла испытаний

№ Вид анкеров Максимальное выдергивающее усилие (кН) при М125 Максимальное выдергивающее усилие (кН) при М100

кладка из полнотелого кирпича кладка из пустотелого кирпича кладка из полнотелого кирпича кладка из пустотелог о кирпича

1 Спиралевидные анкеры из нержавеющей стали фирмы «ОЕЭО!» диаметром 8 мм 7,1 5,2 3,92 4,12

2 Стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм без «якоря» 11,0 10,6 4,41 9,61

3 Стекловолоконные анкеры с ребристой поверхностью диаметром 7 мм с «якорем» 14,6 13,6 11,18 9,81

4 Стекловолоконные анкеры постоянного сечения диаметром 6 мм 4,5 — 0,83 0,95

5 Горячекатаная ребристая арматура класса А400 диаметром 10 мм 7,1 7,0 7,7 11,58

Из полученных данных следует, что несущая способность анкеров на выдергивание оказывается практически одинаковой для кладок из пустотных и полнотелых кирпичей в случае применения растворов большей марки. При меньшей прочности растворных швов первостепенное значение имеют характеристики анкеров: гибкость, диаметр и шероховатость поверхности.

Наибольшая несущая способность получена для стекловолоконных анкеров с ребристой поверхностью, что объясняется повышенными силами сцепления в области контакта поверхности с растворным швом, однако данные анкеры требуют более глубокого изучения с точки зрения влияния на их материал щелочесодержащих растворов, изменений температуры и т.д.

Наличие «якоря» на конце стекловолоконного анкера приводит к увеличению выдергивающего усилия до 30%, но в отдельных случаях приводит к разрушению материала кладки.

Повышенная прочность и жесткость анкерных связей не гарантирует увеличения их анкерующей способности.

Сечения анкеров должны быть подобраны таким образом, чтобы при их увеличении не разрушались растворные швы, а при уменьшении не происходило разрыва от растяжения. В этом смысле удачно себя зарекомендовали спиралевидные анкеры, которые обладают относительно малой площадью сечения и значительной площадью контакта с материалом шва. Однако они подвержены значительным деформациям при относительно небольших нагрузках.

В заключение следует отметить, что полученные данные могут значительно отличаться от реальных условий стройплощадки и тем более эксплуатации, в связи с этим планируются испытания анкеров на реальных объектах.

1. Ищук М.К. Российский опыт возведения наружных стен с лицевым слоем из кирпичной кладки // Технология строительства. 2009. Вып. 64. №2. С. 28-37.

2. Гроздов В.Т. О недостатках существующих проектных решений навесных наружных стен в многоэтажных монолитных железобетонных зданиях. Дефекты зданий и сооружений. СПб.: ВИТУ, 2006. С. 15-21.

3. Орлович Р.Б., Деркач В.Н. Сопряжение лицевого слоя сплошных каменных стен с плитами перекрытий // Промышленное и гражданское строительство. 2011. №11. С. 60-63.

4. Ананьев А.А., Гохберг Ю.Ц. Пути повышения срока безремонтной службы наружных стен жилых зданий, облицованных кирпичом // Промышленное и гражданское строительство. 2011. №1. С. 14-19.

5. Кнатько М.В., Пестряков И.И. Горщков А.С., Рымкевич П.П. Опыт испытания стеновой конструкции в лабораторных и натурных условиях с целью прогнозирования ее эксплуатационного срока службы // II Всероссийская научно-техническая конференция «Строительная теплофизика и энергоэффективное проектирование ограждающих конструкций зданий». Санкт-Петербург, 2009. С. 56-66.

6. Ищук М.К. Требования к многослойным стенам с гибкими связями // Жилищное строительство.

7. Ищук М.К. Причины дефектов наружных стен с лицевым слоем из кирпичной кладки // Жилищное строительство. 2008. №3. С. 28-31.

8. Лобов О.И., Ананьев А.И. Долговечность наружных стен современных многоэтажных зданий // Жилищное строительство. 2008. №8. С. 48-52.

9. Деркач В.Н. Повреждения керамической облицовки наружных стен многоэтажных каменных зданий // Вестник Брестского государственного технического университета. Строительство и архитектура.

2009. №1. С. 199-209.

10. Милонов В.М. Исследование облегченных кирпичных стен: автореф. дисс. . канд.техн.наук. М.: ЦНИПС, 1952.

11. Здания с монолитными железобетонными несущими конструкциями. Наружные стены из легкобетонных блоков с облицовкой кирпичом. Технические решения / ЦНИИЭП жилища. М., 2005.

12. Murauer T. Edelstahl im zweishaligen Mauerwerk — Sicherheit im Hintergrund // Mauerwerk. 2006. №6. Pp. 230-234.

13. Beasley K.J. Masonry Facade Stress Failures // The Construction specifier. 1998. Vol.51. No.2.

14. Jager W., Pfeifer G. Konstruktionsregeln fQr Mauerwerk. Mauerwerk Kalender. Berlin, 2005. Pp. 233-264.

15. Грановский А.В., Киселев Д.А. О методике испытаний анкеров на вырыв из различных стеновых материалов и возможных областях их применения // Жилищное строительство. 2010. №2. С. 7-8.

16. EN 846-5: 2002 (Еврокоды) Определение несущей способности и жесткости анкеров, работающих на сжатие и растяжение.

17. EN 846-7: 2002 (Еврокоды) Определение несущей способности и жесткости на сдвиг анкеров и связей.

18. Roumani N.A. The shear strength of prestressed brichwork sections. PhD thesis. University of Manchester, 1985.

19. Simudic G., Page A.W. Australian developments in the use of walls of geometric section // 7th North American Masonry Conference, University of Notre Dame — South Bend, Indiana, USA. 1996. Vol. 2. Pp. 1007-1018.

20. Phipps M.E., Montague T.I. The behaviour and design of steel shear connectors in plain and prestressed masonry // 7th North American Masonry Conference, University of Notre Dame — South Bend, Indiana, USA. 1996. Vol. 2. Pp. 789-798.

*Роман Болеславович Орлович, г. Щецин, Польша Тел. раб.: 48-661868850, эл. почта: orlowicz@mail.ru **Никита Михайлович Рубцов, Санкт-Петербург, Россия Тел. моб.: +7(921)317-96-18; эл. почта: nrubtsov@stpr.ru

Towards the anchors behavior in multilayer building envelope with face brick layer

ZUT, Szczecin, Poland 48-661868850, e-mail: orlowicz@mail.ru

Saint-Petersburg State Polytechnical University, Saint-Petersburg, Russia +7-921-317-96-18, e-mail: kit451@mail.ru; nrubtsov@stpr.ru

Saint-Petersburg State Polytechnical University, Saint-Petersburg, Russia

framed monolithic buildings; face brick layer; layered masonry; anchors; test

Due to increasing regulatory requirements for exterior wall thermal insulation properties multi-layer building envelope is widely used. National practice of using multi-layer exterior walls revealed their increased deficiency. The strength properties of the anchor ties are not regulated and often unknown.

Purpose of the study was to assess the state of the question, to analyze existing design solutions used in the construction in Russian Federation and also to conduct a series of laboratory tests to determine their bearing capacity of the main anchor ties currently used.

The most common mistakes in applying anchors are analyzed. The results of foreign researchers are given. Two series of experimental studies of bearing capacity and deformability of anchors are presented. The dependencies of the pulling force on the type of anchors and strength properties of masonry mortar joints are obtained.

1. Ishchuk M.K. Tekhnologiya stroitelstva. 2009. Vol. 2 No. 64. Pp. 28-37. (rus)

2. Grozdov V.T. Defekty zdaniy i sooruzheniy. Tezisy konferentsii [Defects in buildings and structures. Proceedings]. Saint-Petersburg: VITU, 2006. Pp. 15-21. (rus)

3. Orlovich R.B., Derkach V.N. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitelstvo. 2011. No. 11. Pp. 60-63. (rus)

4. Ananyev A.A., Gokhberg Yu.Ts. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitelstvo. 2011. No. 1. Pp. 14-19. (rus)

5. Knatko M.V., Pestryakov 1.1., Gorshchkov A.S., Rymkevich P.P. II Vserossiyskaya nauchno-

tekhnicheskaya konferentsiya «Stroitelnaya teplofizika i energoeffektivnoye proyektirovaniye

ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy» [II International Scientific -Technical Conference «Building thermal physics and energy-efficient design of building envelopes»]. Saint-Petersburg, 2009. Pp. 56-66. (rus)

6. Ishchuk M.K. Zhilishchnoye stroitelstvo. 2008. No. 5. Pp. 15-19. (rus)

7. Ishchuk M.K. Zhilishchnoye stroitelstvo. 2008. No. 3. Pp. 28-31. (rus)

8. Lobov O.I., Ananyev A.I. Zhilishchnoye stroitelstvo. 2008. No. 8. Pp.48-52. (rus)

9. Derkach V.N. Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya “Stroitelstvo i arkhitektura”. 2009. No. 1. Pp. 199-209. (rus)

10. Milonov V.M. Issledovaniye oblegchennykh kirpichnykh sten [Study lightweight brick walls. Abstract of PhD thesis]. Moscow: TsNIPS, 1952.

11. Zdaniya s monolitnymi zhelezobetonnymi nesushchimi konstruktsiy ami. Naruzhnyye steny iz

legkobetonnykh blokov s oblitsovkoy kirpichom. Tekhnicheskiye resheniya [Buildings with monolithic concrete building blocks. Exterior walls of light concrete blocks lined with brick. Technical solutions]. Moscow: TsNIIEP zhilishcha, 2005.

12. Murauer T. Edelstahl im zweishaligen Mauerwerk — Sicherheit im Hintergrund. Mauerwerk. 2006. No. 6. Pp. 230-234.

Orlovich R.B., Rubtsov N.M., Zimin S.S. Towards the anchors behavior in multilayer building envelope with face brick layer

13. Beasley K.J. Masonry Facade Stress Failures. The Construction specifier. 1998. Vol.51. No.2.

14. Jager W., Pfeifer G. Konstruktionsregeln fur Mauerwerk. Mauerwerk Kalender. Berlin, 2005. Pp. 233-264.

15. Granovskiy A.V., Kiselev D.A. Zhilishchnoye stroitelstvo. 2010. No. 2. Pp. 7-8. (rus)

16. EN 846-5: 2002 (Evrokody) Opredeleniye nesushchey sposobnosti i zhestkosti ankerov, rabotayushchikh na szhatiye i rastyazheniye [(Eurocodes) Determination of load capacity and stiffness of anchors in compression and tension].

17. EN 846-7: 2002 (Evrokody) Opredeleniye nesushchey sposobnosti i zhestkosti na sdvig ankerov i svyazey [(Eurocodes) Determination of load capacity and stiffness of shear anchors and ties].

18. Roumani N.A. The shear strength of prestressed brickwork sections. PhD thesis. University of Manchester. 1985.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

19. Simudic G., Page A.W. Australian developments in the use of walls of geometric section. 7th North American Masonry Conference, University of Notre Dame — South Bend, Indiana, USA. 1996. Vol.2. Pp. 1007-1018.

20. Phipps M.E., Montague T.I. The behaviour and design of steel shear connectors in plain and prestressed masonry. 7th North American Masonry Conference, University of Notre Dame — South Bend, Indiana, USA. 1996. Vol. 2. Pp. 789-798.

Full text of this article in Russian: pp. 3-11

Orlovich R.B., Rubtsov N.M., Zimin S.S. Towards the anchors behavior in multilayer building envelope with face brick layer