Расчет расстояния от края фундамента до анкерного болта

Разновидности анкерных болтов

На рынке представлены разнообразные типы анкерных болтов для решения различных задач. Встречаются как универсальные приспособления, так и узкоспециализированные образцы.

Чтобы правильно выбрать анкерный крепеж, необходимо разобраться в классификации и области применения каждого образца при выполнении строительных работ.

Среди наиболее распространенных видов следует выделить следующие варианты:

1. С гайкой. Разновидность считается самым популярным крепежом. В состав данного метиза входит резьбовая шпилька, распорная втулка и гайка. По принципу применения данный крепежный элемент отличается своей простотой и надежностью. Конструкцию помещают в отверстие, и при закручивании специальной гайки конусный наконечник разжимает распорную втулку. Для повышения удобства монтажа производители предлагают метизы с различными размерами гаек.
2. С крюком. Фиксатор данного образца отличается от анкерного болта одной деталью – наличием крюка. Этот компонент позволяет проводить монтажные работы разных уровней сложности. Зачастую метиз используется для обеспечения качественной сцепки навесных элементов. Конструкция также включает в себя гайку, которая приводит в действие разжимной механизм.
3. С кольцом. Следующий вариант идентичен по принципу монтажа в основание, однако, выделяется наличием специального кольца. Благодаря замкнутому механизму появляется возможность крепить конструкции и отдельные элементы большой массы.
4. Двухраспорные варианты. Данные анкера имеют одну важную особенность – наличие двух втулок распорного образца. Принцип действия значительно отличается от предыдущих метизов. При закручивании монтажной гайки одна втулка постепенно входит в другую, что обеспечивает разжимание механизма.

3.3 Проверочный расчет анкерных болтов

Анкерные болты – это болты крепления стойки подъемника к полу производственного корпуса ПТО.

Характеристика резьбы:

• Резьба общего назначения, треугольная, однозаходная М14х2 ГОСТ 9150–59

• шаг резьбы P = 2 мм

• наружный диаметр резьбы болта d = 14 мм;

• внутренний диаметр резьбы болта d1 = 11,84 мм;

• средний диаметр резьбы болта и гайки d2 = 12,7 мм;

• высота гайки Н = 11 мм;

• высота резьбы h = 1,082 мм;

• площадь сечения стержня винта A = 110.05 мм2;

• материал – автоматная сталь А12 σв = 420 Мпа, δ = 22 %, НВ = 160

Каждая стойка подъемника крепится четырьмя болтами. При не нагруженном подъемнике будем считать болты ненагруженными. Рассмотрим одну стойку: при подъеме подъемником автомобиля ГАЗель нагруженными будут два внешних болта, поэтому необходимо произвести проверочный расчет анкерных болтов на прочность и смятие резьбы.

3.3.1 Проверочный расчет анкерного болта на прочность

Р

(18)

где d1 – внутренний диаметр резьбы винта, d1 = 11,84 мм;

Р– растягивающее усилие, действующее на болт,

(19)

где G – нагрузка, действующая на подъемник, G = 25480 Н.

Подставив данные в формулу, получим:

р–допускаемое напряжение на растяжение, допускаемое напряжение при растяжении находится по формуле:

(20)

р= σв/n ,

где σв – предел прочности материала болта,σв = 420 Н/мм2;

n– коэффициент запаса, для статически нагруженного пластичного материалаn= 2,5.

р= 420/2,5 = 168Н/мм2

Подставим данные в формулу (18) и получим:

Из результатов расчета видно, что площадь поперечного сечения стержня болта гораздо больше площади, необходимой для сохранения целостности болта при нагрузке Р = 6370 Н. Это означает, что прочность при растяжении анкерного болта удовлетворяет условию прочности при данных условиях эксплуатации.

3.3.2 Проверочный расчет анкерного болта на смятие

Из условия износостойкости резьбы по напряжениям смятия:

г

(21)

Так как подъемник П-97М имеет четыре нагруженных анкерных болта то силу, действующую на резьбу болта и гайки, найдем следующим образом:

(22)

гдеG – нагрузка, действующая на подъемник, G = 25480 Н.

d2 – средний диаметр резьбы винта и гайки d2 = 48 мм;

h – высота резьбы, h = 4 мм;

z – число рабочих витков.

Число рабочих витков находится следующим образом:

(23)

г

Р

(24)

– допускаемое напряжение при смятии, допускаемое напряжение при смятии находится по формуле:

= σв/n ,

где σв – предел прочности материала болта,σв = 420 Н/мм2;

n– коэффициент запаса, для статически нагруженного пластичного материалаn= 2,5.

= 420/2,5 = 168Н/мм2

Подставив данные в формулу (21) получим

Напряжение смятия полностью удовлетворяет условию износостойкости ходовой резьбы по напряжениям смятия, более того имеет запас более 100%.

Вывод

Предложенное приспособление просто в использовании, функционально и имеет огромный ресурс работы. Оно позволит расширить производственные возможности ПТО и сократить время на ТО и ТР автомобилей ГАЗель.

Глубина анкеровки

Если высота основания позволяет полностью вкрутить болт, отверстия сверлят на проектный размер и после монтажа заделывают смесью цемента и песка. Если размер фундамента не позволяет полностью заглубить анкер, меняют его на болт с отгибкой с распорной цангой в форме конуса.

Если по проекту нужен болт с размером в 3 раза меньшим, чем смонтированные крепежи, изделие ставится в бетон на нужную глубину. При этом выполняется условие, что метиз функционирует с абсолютным проектным сопротивлением. Можно уменьшать глубину установки анкерных болтов пропорционально усилию, влияющему на крепеж.

Как выполняется монтаж

Прежде всего, следует обратить внимание на то, что длина фундаментного болта (и, соответственно, глубина его заделки в материал) не должна превышать высоты самой фундаментной конструкции. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться с тем, что анкерная часть крепежного изделия, которая и обеспечивает надежность его фиксации, будет находиться не в прочном материале фундамента, а в рыхлой и мягкой почве

Глубина заделки болтов (нажмите для увеличения)

Расчет фундаментных болтов с целью определения их удерживающей способности – еще одна важная процедура, которую необходимо выполнить перед их установкой. Что характерно, в нормативном документе (24379.1-80) нет информации о таком параметре, как величина удерживающей способности фундаментных болтов, поэтому рассчитывать ее надо самостоятельно.

Устанавливаемые до бетонирования болты временно прикрепляют к опалубке

в фундамент – это несложная процедура, выполнить которую можно своими силами, не привлекая для этих целей квалифицированных специалистов. Чтобы итогом такой процедуры стало надежное крепление анкерных болтов в фундаментной конструкции вашего будущего строения, следует придерживаться правил их установки, которые заключаются в следующем.

• Для правильного выбора места установки таких крепежных элементов в фундаменте следует внимательно изучить план здания. Сделать это необходимо для того, чтобы определить места расположения дверных проходов, под которыми фундаментные болты не устанавливаются. Следует помнить, что фундаментные болты (или, как их еще называют, анкерные тяги) устанавливаются только под стенами будущего строения.
• После того как материал, из которого будет сформирован фундамент, будет залит в опалубку, в него погружают анкерный болт. Выполняя такую процедуру, необходимо следить за глубиной погружения такого крепежного элемента, которая не должна превышать высоты самого фундамента. Для погружения анкерного болта в еще не застывший бетон выбирают середину фундаментного основания.
• При установке анкерных болтов в фундаментную конструкцию следует учитывать и такой параметр, как расстояние между соседними крепежными элементами. Рассчитать его достаточно просто: он должен равняться двум величинам глубины заделки таких крепежных элементов в фундаментную конструкцию.
• После того как анкерные болты погружены в еще не застывший бетонный раствор на требуемую глубину, необходимо выставить их строго по вертикали и дать материалу фундаментного основания полностью застыть.
• После полного застывания бетонного раствора надо сформировать блок фундаментных болтов. Для этого их концы, выступающие над поверхностью фундамента, скрепляют при помощи деревянной доски или металлической пластины. Естественно, что отверстия, предварительно просверленные в доске или пластине, должны располагаться с тем же шагом, что и , закрепленные в фундаментной конструкции.

Примеры монтажа болтов в фундаменте. Условные обозначения: 1 – фундамент; 2 – подливка; 3 – закрепляемая конструкция

Как уже говорилось выше, некоторые типы анкерных болтов могут монтироваться в готовом фундаменте. Для выполнения этой процедуры также необходимо предварительно наметить места монтажа таких крепежных элементов и рассчитать шаг, с которым они будут располагаться в фундаментной конструкции. После этого для установки болтов надо просверлить отверстия, диаметр которых должен быть в несколько раз больше, чем размер поперечного сечения самого крепежного изделия.

В подготовленные отверстия, глубина которых не должна превышать высоты фундаментной конструкции, заливается цементный раствор или специальный клей. Только после этого в них помещаются анкерные болты и выставляются в строго вертикальном положении. После застывания раствора или клеевого состава из анкерных болтов также формируются блоки, как описывалось выше.

Приготовление клеящего состава производится соответственно требованиям нормативных документов

Таким образом, анкерные болты, предназначенные для надежного соединения фундаментной конструкции со стенами возводимого строения, можно устанавливать как в уже готовом, так и в только создаваемом бетонном основании. При соблюдении всех вышеописанных рекомендаций по установке и выбору крепежных элементов они смогут обеспечить высокую надежность возводимого строения и его способность выдерживать даже очень значительные нагрузки.

Фундаментные болты

Установка анкерного болта в фундамент

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

Болты погружаются в бетон ровно по центру стены и утапливаются не слишком глубоко, чтобы выступающая часть составляла около 6 см. При этом резьбу анкера рекомендуется обернуть пленкой, чтобы избежать загрязнения и последующей чистки болта от застывшего бетона. Монтируются анкеры по всему периметру стен с шагом в 40 см

Очень важно, чтобы они располагались строго вертикально. Для предотвращения крена анкеров во время застывания раствора следует использовать крепежное устройство, специально прикрепленное к опалубке

Если анкерный болт устанавливается до заливки фундамента, то его фиксируют путем крепления к арматуре.

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

Расчет анкерных болтов

3.16. Расчетные сопротивления металла болтов растяжению Rba следует принимать по табл. 60 прил. 2 СНиП II-23-81.

3.17. Диаметры, площади сечения болтов по резьбе и расчетные сопротивления разрыву следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Диа­метр резьбы	Пло­щадь сече­ния	Расчетное усилие на болт, МН (тс), при марке стали
болтов d, мм	резьбы Asa, см2	Вст3кп2	09Г2С	10Г2С
М10	0,523	0,00722	0,72	0,00920	0,94	0,00947	0,97
М12	0,768	0,01061	1,10	0,0135	1,39	0,0139	1,43
М16	1,44	0,0199	2,06	0,0253	2,61	0,0261	2,68
М20	2,25	0,0310	3,22	0,0396	4,08	0,0408	4,18
М24	3,24	0,0448	4,63	0,0541	5,87	0,0587	6,02
М30	5,19	0,0717	7,42	0,0914	9,39	0,0939	9,64
М36	7,59	0,1048	10,85	0,1301	13,33	0,1301	13,33
М42	10,34	0,1428	14,76	0,1772	18,19	0,1772	18,19
М48	13,80	0,1905	19,71	0,2366	24,26	0,2366	24,26
М56	18,74	0,2588	26,76	0,3212	33,05	0,3212	33,05
М64	25,12	0,3468	35,90	0,4187	43,05	0,4067	41,90
М72	32,23	0,4450	46,00	0,5371	55,24	0,5218	53,71
М80	40,87	0,5644	58,38	0,6811	70,10	0,6617	68,10
М90	53,68	0,7413	76,67	0,8691	89,43	0,8691	89,43

П р и м е ч а н и е. Расчетные площади определены по СТ СЭВ 182-75.

3.18. Площадь поперечного сечения болтов по резьбе Аsa следует определять по формуле

, (86)

где Р — расчетная нагрузка, действующая на болт;

Rba — расчетное сопротивление материала болта.

3.19. Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы (черт. 22), величина расчетной нагрузки Р, приходящаяся на один болт, определяется по формуле

P = (0,5 N — M/h) / n , (87)

где N, М — соответственно продольная сила и изгибающий момент в сквозной колонне;

h — расстояние между осями ветвей сквозной стальной колонны;

n — число болтов крепления ветви.

Черт. 22. Схема сквозной стальной колонны

1 — анкерный болт

3.20. Для баз стальных колонн сплошного типа (черт. 23) величина расчетной нагрузки, приходящаяся на растянутые болты, определяется в соответствии с указаниями п. 3.20, с формулами (38), (39) СНиП 2.03.01-84 для внецентренно сжатых железобетонных элементов прямоугольного сечения.

Рекомендации по расчету анкерных болтов

Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2 d при соответствующем увеличении глубины заделки на 5 d.

Расстояния от оси болта до грани фундамента допускается уменьшить еще на один диаметр при наличии специального армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.

Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть меньше 100 мм для болтов диаметром до 30 мм включительно, 150 мм для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм для болтов диаметром более 48 мм.

При установке спаренных болтов, например для закрепления несущих стальных колонн зданий и сооружений, должна предусматриваться общая анкерная плита с расстоянием между отверстиями, равным проектному размеру между осями болтов, или следует устанавливать одиночные болты с «разбежкой» по глубине. Глубину заделки спаренных болтов при расстоянии между их осями 8 d и более следует назначать 15 d, при расстоянии менее 8 d — равной 20 d.

Расстояние от края плиты до оси болта следует назначать не менее 2 d, при этом площадь анкерной плиты должна быть не менее 32 d2.

Расчетные площади поперечных сечений болтов (по резьбе) в зависимости от их диаметра приведены в табл. 8.

Таблица 8. Расчетные площади поперечных сечений болтов (по резьбе)

О корректности существующих методов испытаний анкеров на вырыв из различных стеновых материалов и возможных областях их применения

В последние 15-20 лет в России значительно вырос объем строительных работ, связанных с применением анкерного крепежа. При этом на строительном рынке лидирующее положение занимали и занимают такие зарубежные фирмы, как НИИ, Fischer, Sormat и MKT. Качество и надежность производимого ими анкерного крепежа достаточно высокие. Однако опыт применения анкерного крепежа в России выявил ряд проблем, без решения которых объективная оценка эксплуатационной надежности анкерного узла и тем более величины расчетного (рекомендуемого) усилия вырыва весьма затруднительна.

Среди этих проблем можно выделить следующие:

1. Выбор методики статических и динамических испытаний анкеров на вырыв и срез. При этом как у нас в стране, так и за рубежом утвержденной (нормативной) методики динамических испытаний анкеров в настоящее время не существует;
2. Разработка методики обработки результатов испытаний с целью получения необходимых для проектировщиков расчетных (рекомендуемых) значений нагрузок вырыва анкера из материала конструкции;
3. Оценка области применения и эффективности работы анкерного крепежа в зависимости от материала конструкции (сталь, железобетон, каменные материалы и т. д.) и его структуры (плотность, пустотность и т. д.).

Отметим, что такие немаловажные вопросы, как огнестойкость, коррозионная стойкость и т. д., либо решены, либо с учетом современного уровня развития техники решаются относительно просто.

Решение указанных выше проблем зависит от двух факторов:

• наличия подготовленных специалистов-исследователей в области анкерного крепежа;
• финансирования исследований в указанной области.

Что такое грунтовой анкер

По сути дела, грунтовой анкер заменяет собой фундамент. Он передает вырывающую нагрузку от сооружения, расположенного на поверхности к несущим слоям почвы.

Это позволяет сделать сооружение более легким без потери устойчивости и надежности. Особенно заметен этот эффект при строительстве подводных объектов.

Особенности установки грунтовых анкеров рассмотрены в этом видео:

Установка грунтового анкера

Состав изделия

Параметры и строение этого вида крепежа довольно сильно отличаются от обычного.

• Принцип подобен: при погружении в грунт анкер раскрывается так, чтобы пластины превратились в удерживающие поверхности – своего рода якорь, который и будет фиксировать и сам крепеж, и какую-либо конструкцию.
• Другой вариант – формирование расширяющегося конуса при помощи цементного раствора.

Но учитывая вес и размеры этой конструкции, понятно, что строение грунтового анкера имеет особенности. Состоит крепеж из следующих частей:

• оголовок – опорная плита с крепежом: гайкой, шайбой, конусом. Они передают нагрузку от тяги к оголовку;
• тяга – передает нагрузку от оголовка к заделке;
• заделка – приспособление, передающее нагрузку от тяги в грунт;
• манжетная труба – оснащена выпускными отверстиями, закрытыми резиновыми клапанами. Может комплектоваться пакером – уплотняющим устройством, которое препятствует выводу раствора. Эта модель используется при инъекцировании;
• инъекционная трубка – приспособление для подачи раствора;
• инъектор – позволяет осуществить поэтапное иньекцирование. Для этого раствор подается через последовательное перекрывание отверстий в манжетной трубе;
• обойма – затвердевший строительный раствор в пространстве между стеной скважины и корпусом;
• замок – обеспечивает передачу нагрузки на заделку;
• упорная труба – требуется для передачи нагрузки от замка к камню заделки;
• изолирующая оболочка – труба из пластика, предупреждающая схватывание тяги с затвердевшим раствором;
• пята – располагается на конце тяги и передает сжимающую нагрузку на заделку;
• разделитель – конструкция, позволяющая фиксировать положение тяги.

Конструкция анкера определяется его назначением. 3 первых элемента являются обязательными. Остальные могут наличествовать или отсутствовать.

Винтовой анкер грунтовый

Выбор и обустройство

Если по отношению к другому виду крепежа говорят о расчетах числа и мощности для удержания конструкции, то по отношению к грунтовым анкерам это звучит как проектирование. Выбор и обустройство крепления определяется массой факторов:

• класс, назначение, параметры и условия эксплуатации возводимого сооружения;
• конструкция фундаментов или опор всех окружающих строений – существующих и предполагаемых;
• строение грунта на участке, для чего проводятся инженерно-геологические изыскании;
• характеристики грунта: состав, оценка пучения и взбухания почвы, сезонных колебаний грунтовых вод, состав вод и так далее;
• несущая способность самого грунтовочного анкера;
• прочность его элементов – по конструкции и по материалу.

Перед анкеровкой проводятся испытания крепежа. После практического исследования допускается установка грунтовых анкеров.

Преимущества и недостатки

Грунтовые анкеры – весьма специфическое устройство, незаменимое в свое области, но не имеющее столь широкого распространения как, например, обычный клиновой анкер. В своей сфере крепеж обладает неоспоримыми достоинствами:

• чрезвычайно высокая несущая способность. Изделия используются при сооружении объектов любой массы и высоты;
• отсутствует необходимость в бетонировании оснований, поскольку анкера и так удерживают конструкцию;
• отсутствие необходимости в рытье котлованов. В ряде случаев не требуется даже бурение. Тем самым сохраняется естественный грунт и значительно уменьшаются затраты: сооружение фундамента составляет не менее 30% стоимости;
• монтаж грунтовых анкеров занимает куда меньше времени, чем заливка бетона или установка свай;
• сразу после установки изделие можно использовать: статического испытания достаточно;
• стоимость объекта снижается: и за счет отсутствия фундамента, и за счет облегчения всего сооружения.

К недостаткам относится некоторая избирательность в грунте. Так же как и его бытовые аналоги, анкер «предпочитает» крепление в плотных тяжелых материалах. Присадочные, набухающие грунты, или сильно сжимаемые наподобие ила, торфа, текучих глин исключаются.

Монтаж анкерных болтов

Болты выставляют четко по размерам,  до заливки бетоном фундамента. Проблема здесь в том, что арматурный каркас или опалубка при заливке бетоном могут сдвинуться и соответственно установленные анкера так же уйдут.

Мой способ выставления фундаментных болтов.  Возьмем для примера ступенчатый фундамент. Для того чтобы можно было надежно закрепить анкера к арматурному каркасу, мы заливаем нижнею часть фундамента. Через два дня, когда бетон встал и арматурный каркас зафиксирован, можно приступать к выставлению болтов.

Первым делом завершаем работы по выставлению опалубки. Закрепляем ее так,  чтоб она стояла «мертво» не сдвинулась и не развалилась при заливке бетонной смесью.

После этого с помощью нивелира отмечаем на фундаменте высотную отметку минус 10 сантиметра от его верха по проекту. Один человек стоит на нивелире, другой  держит рейку и третий с маркером обозначает отметки по углам фундамента на арматурном каркасе.

На анкерах так же откладываем минус 10 сантиметров от верха проектной отметки фундамента. Допустим,  анкер выступает из фундамента на 15 сантиметров, тогда мы от его верха откладываем 25 сантиметров. При совмещение отметок на фундаменте и анкере мы выставляем их четко по проектным высотным отметкам.

Дальше без геодезиста не обойтись с его точным прибором, который называется тахеометром. Я не раз пробовал выставлять самостоятельно с помощью натягивание шнурок по осям, но не попадал в размеры.

Причин несколько ветер подул,  шнурка отклонилась, рулетка с погрешностью или человеческий фактор запутался в размерах. В этом деле,  чем точнее, тем лучше.

Геодезист с точностью до миллиметра выносит оси на фундаменты, к которым мы привязываемся при установке анкерных болтов.

В основном болты крепят с помощью сварки, но на объекте в Кстово технадзор встал в позу если в проекте не указано, что их надо сваривать,  то я запрещаю.  Считал, что это ослабляет металл и он не будет выдерживать  расчетную нагрузку. Мы крепили их на вязальную проволоку и в итоге все анкера при заливке бетона сместились.

Как крепят с помощью сварки? Забыл сказать после выставления необходимо зафиксировать арматурный каркас фундамента с помощью наваривание стопоров. Стопор это обрезки арматуры, которые привариваться к каркасу и упираются в опалубку, таким способом мы не даем ему двигаться.

Кроме этого еще необходимо наварить арматуру, допустим анкер диаметром 24 мм. стоит строго по оси. Мы привариваем к каркасу две арматуры на расстояние  12мм. от оси. В результате угол их пересечение является  местом для крепления анкерного болта. На фото ниже я показал о чем идет речь.

Последствия неправильного выставления анкерных болтов.

Если фундаментные болты выставлены не по размерам, это будет видно после съемки геодезистом и нанесение размеров на  исполнительной схеме.  В итоге  для фирмы будут такие последствие, как перерасход  денег и времени,  рассчитанных на строительство объекта.

В Кстово, когда технадзор увидел на схеме, что анкера стоят не в допусках запретил их гнуть с помощью сварки или расширять отверстия на пятках колонн.

Кстово

Не правильно установленные анкерные болты срезали, установили химические строго по привязки к осям и работы продолжились.

Что такое высокопрочные болты, как их подготавливать перед установкой, каким инструментом закручивать читаем здесь.

Ваша благодарность за мою статью это клик по любой кнопке ниже. Спасибо!

Правила проведения испытаний

Согласно регламента проведения испытания анкеров на вырыв, устанавливаются пятнадцать испытательных точек крепления. Отверстия, для установки анкеров, бурятся с учетом межосевых и межкраевых расстояний. Готовое отверстие тщательно прочищается от строительной пыли и остатков бетона. Прочистку можно осуществить при помощи металлической щетки или строительного насоса. При отсутствии специальных инструментов – прочистку можно осуществить при помощи любых подручных средств.

Главное отличие установки анкера, при испытаниях, является то, что анкер устанавливается в отверстие без закрепляемой детали. Анкер забивается в подготовленное отверстие при помощи молотка или киянки. После забивания анкера, производится его затяжка до необходимого значения. Момент затяжки анкера контролируют посредством динамометрического ключа. Момент затяжки анкера регламентируется Техническим свидетельством РосСтройСертификации. Чем больше диаметр анкера, тем больше момент затяжки.

На установленные анкера накручивается переходник для подсоединения к прибору – инициатору усилия. Испытательный прибор подсоединяется к анкеру, после чего при выкручивании ручки происходит инициация усилия на вырыв

Необходимо помнить, что испытания анкеров проводятся на бетонном основании, набравшем максимальную прочность. Усилие на вырыв, на свежем, не набравшем прочность бетоне, будет гораздо ниже чем у прочно затвердевшего основания. Особенно не следует забывать, об этом при строительстве новых зданий и сооружений. Так же следует помнить, что бетон залитый в зимнее время, набирает прочность медленнее, чем залитый при положительных температурах.

После того, как процесс инициации усилия набирает силу, на анкер действует вертикальное усилие на вырыв. Анкер сопротивляется усилию на вырыв, за счет сил трения, возникающих между основанием и телом анкера. Как правило, стандартный клиновой анкер удерживается в отверстии при помощи распорной клипсы расклиненной на распорном конусе анкера. Таким образом способность всего анкера к сопротивлению вытягивающей нагрузке определяется качеством распорной клипсы.

Если клипса выполнена из мягкой тягучей стали, точка крепления при испытании анкеров на вырыв, покажет более низкие показатели, чем точка с клипсой из более твердого сплава. Однако следует не забывать, что клипса анкера выполненная из нержавеющей стали, хоть и более мягкая, и неустойчивая к вытягивающему усилию, более стойкая к разрушающим коррозийным воздействиям окружающей среды, что является решающим фактором при подборе анкерного крепежа.

После проведения испытания на всех установленных точках анкерного крепления, высчитывается средняя нагрузка на точку крепления.

5.11.2 Расчет анкерных болтов

Расчет прочности анкерных болтов (рисунок 5.33) производится для сечения Е-Е для условий монтажа (), поскольку именно в этих условиях аппарат имеет наименьший вес и, соответственно, осевую сжимающую силу и положительные напряжения от изгибающего момента могут превысить отрицательные напряжения от осевой сжимающей силы, и часть болтов будет работать на растяжение, что может привести к их разрыву.

Рисунок 5.33 – Схема анкерного болта

При расчете анкерных болтов определяют, работают ли они под нагрузкой (воспринимают растягивающие напряжения), или служат только для фиксации аппарата, по соотношению

, (5.43)

или

(5.44)

Если , то напряжения от изгибающего момента меньше, чем напряжения от сжимающей осевой нагрузки и суммарные напряжения от этих двух нагрузок отрицательные, все болты не воспринимают растягивающие напряжения и поэтому служат только для фиксации аппарата от опрокидывания (рисунок 5.34).

В этом случае болты не рассчитываются, а их диаметр и количество принимаются конструктивно по следующим рекомендациям:

— число болтов должно быть не менее 4 при М24 – для колонн D1<1400 мм;

— число болтов должно быть не менее 6 при М30 – для колонн 1400<D1≤2200 мм.

Рисунок 5.34 – К расчету анкерных болтов

При D1>2200 мм болты диаметром М36 мм устанавливают с шагом 1200 мм, но во всех случаях число болтов должно быть не менее 12.

Если, то положительные напряжения (σM) от изгибающего момента М3в сечении Е-Е больше, чем отрицательные напряжения (σF) от осевой сжимающей силыF3, т. е. суммарные напряжения с наветренной стороны аппарата положительны, часть болтов работает на растяжение, может произойти их разрыв (рисунки 5.35) и их необходимо рассчитать на прочность.

Рисунок 5.35 – Болты в правой части опоры воспринимают растягивающие напряжения (), в левой части наблюдается местная потеря

устойчивости

В этом случае определяется внутренний диаметр резьбы dБ расанкерных болтов по формуле

+С, (5.45)

где n=zб– число болтов, определяется по таблицам Ж3, Ж4 Приложения Ж.

бол– допускаемое напряжение материала анкерных болтов, МПа, принимается по таблице Ж5 Приложения Ж;

Dб–диаметр болтовой окружности, мм, определяется по таблицам Ж3, Ж4 Приложения Ж;

— коэффициент, определяемый по рисунку Ж1 Приложения Ж или по формуле 5.46

(5.46)

Внутренний диаметр резьбы болта должен быть не менее стандартного значения dБ.(таблицы Ж3, Ж4 Приложения Ж) , т.е. должновыполняться условие

dБ.dБ.рас

Результаты расчета анкерного болта на прочность необходимо представить в таблице 5.28.

Таблица 5.28 – Исходные данные и результаты проверки прочности анкерных болтов

Параметры	Условия монтажа ()
Расчетное сечение
Изгибающий момент, МН м	M3
Осевая сжимающая сила	F3=
Материал болта
Допускаемое напряжение для материала болта, МПа	[]бол =
Количество болтов	zб=
Диаметр болта (конструктивное значение)	М32
Необходимо рассчитывать болты на прочность или можно выбрать конструктивно	или
Проверка прочности болта (сравнение расчетного значения диаметра резьбы болта dБ с заданным конструктивно), вывод

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении необходимо сделать общие выводы в соответствии с целью курсового проекта, а также выводы по каждому разделу, в которых отражается выполнение поставленных задач.

Виды анкеров. Принцип работы анкера

Множество монтажно-строительных работ требуют прикрепления к конструкциям из хрупких и твердых материалов (кирпича, бетона) других элементов.

В таких случаях применяется металлическое изделие, называемое анкер, принцип действия которого заключается в создании требуемой сцепляющей силы между основанием и прикрепляемым изделием. Такой тип крепежа характеризуется надежностью, прочностью и простотой, поэтому его чаще всего используют для фиксации крупных и массивных элементов.

Принцип функционирования

Различают 3 принципа работы анкера:

• механическая блокировка,
• использование сил трения.

Для анкеров, использующих механическую блокировку, требуется формирование отверстий специальной формы (с внутренней полостью). Поэтому этот способ также называется анкеровкой формой.

Силы трения применяются в анкерах распорного типа, которые делятся на две категории: с контролем перемещения или крутящего момента. Монтаж первых производится забиванием конуса во втулку молотком, а вторых – разжиманием конуса к стенкам отверстия путем втягивания его во втулку с помощью крутящего момента.

Какие бывают анкера

Хотя по принципу действия различают лишь 3 типа анкеров, но по конструктивному признаку их можно разделить на большее число групп: клиновые, забивные, с гайкой, крюком, кольцом и т. д. Такое разнообразие позволяет легко подобрать наиболее эффективный крепеж для каждого конкретного случая.

Например, одним из самых распространенных является анкер клиновой, принцип работы которого заключается в распирании втулки (гильзы) клином при затягивании гайки. При этом диаметр отверстия в материале основания должен строго соответствовать размерам анкера, обеспечивая максимальную силу трения между распертой втулкой и внутренней поверхностью отверстия.

Также широко распространен принцип забивания анкер-клина, заключающийся в контролируемом распирании сердечника конусной формы в сегментированной втулке.

Другой разновидностью этих крепежных изделий являются потолочные анкера, конструктивно состоящие из металлического стержня, снабженного стопорной шляпкой и клинообразным хвостовиком, и распорного клина. Их монтаж выполняется забиванием стержня в отверстие и последующим забиванием распорного клина заподлицо со стопорной шляпкой.

Более сложными являются втулочные анкеры, состоящие из стальной втулки, внутри которой установлена распорно-тяговая система. Ее элементами являются конусная шпилька и фланцевая гайка. Такая конструкция обеспечивает большую универсальность таких анкеров, что существенно расширяет сферы их применения. Их устанавливают в подготовленные отверстия и путем затягивания гайки или болта прижимают сегментированную втулку к внутренним стенкам отверстия.

При этом следует учитывать, что при большем моменте затяжки увеличивается не только надежность крепления на вырыв, но и нагрузка на материал основания

Поэтому важно до начала монтажных работ разобраться, как работает анкер и в каких областях целесообразно применение того или иного его типа

К примеру, вышеописанные типы анкеров (использующие силу трения) не приспособлены для фиксации в пустотелых или тонкостенных строительных конструкциях. В таких случаях целесообразно крепление по принципу внешнего или внутреннего упора с помощью винтов Молли и самоустанавливающихся складных пружинных или опрокидывающихся анкеров.

Особенности

В строительстве для крепления железобетонных либо же стальных конструкций к основанию применяют специальные крепёжные элементы – анкерные болты. Их применение даёт возможность существенно увеличить устойчивость самой строительной конструкции. Но также фундаментные болты позволяют надёжно скрепить несущие колоны и прочие необходимые элементы возводимого объекта. Их принцип работы основан по типу якоря, вмонтированного в конструкцию самого строительного материала, прочно скреплённого с ним

Очень важно правильно подобрать нужные анкерные элементы крепежа

Производство данной крепёжной продукции осуществляется по специальному документу – это известный всем профессиональным строителям ГОСТ 24379.1-80. Врезаясь в основания здания, анкерные болты создают прочное соединение, которое способно выдержать большие нагрузки (динамические и статические). Но это при условии соблюдения технологии строительства. Чтобы обеспечить всё это, при изготовлении применяются исключительно высококачественные материалы. Сверху болты дополнительно покрываются слоем цинка, который уберегает от влияния окружающей среды.

Особенности проведения испытаний винтовых свай

Испытания винтовых опор

Винтовые сваи 108 мм под дом испытывают статическими нагрузками с применением следующих методов:

• Ступенчатой нагрузкой с выжиданием стационарного состояния по вертикальным смещениям на каждой из величин нагружения.
• Непрерывно увеличивающейся нагрузкой.
• Знакопеременным или пульсирующим нагружением.

При ввинчивании винтовой сваи в грунт регистрируются следующие параметры: число оборотов, длительность заглубления, осевая пригрузка и крутящий момент. Периодичность записи данных в журнал определяется величиной погружения сваи на каждые полметра.

Пригрузка вдоль оси определяется плотностью грунта и его структурой. Численно она определяется путём деления теоретического числа оборотов сваи к реальному. Если соотношение имеет значение менее 1, то пригрузка повышается, а при большем — снижается. Оптимальным вариантом, который говорит о правильности настройки испытательной установки, считается равенство полученного значения единице.

Посмотрите видео, как проводятся испытания винтовых опор.