Видео:Расчёт анкерных болтов по СП43Скачать

Пособие к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83 по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений Часть 2

3.16. Расчетные сопротивления металла болтов растяжению R ba 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.

Расчетное усилие на болт, МН (тс), при марке стали

резьбы A sa , см 2

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 А sa следует определять по формуле

, (86)

где Р — расчетная нагрузка, действующая на болт;

R ba — 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.

Черт. 23. Расчетная схема для определения усилий в анкерных болтах стальной колонны сплошного тина

1 — анкерный болт

Расчетное усилие Р в анкерном болте рекомендуется определять по формуле

P = (R b b b x — N) / n , (88)

где R b — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию с учетом коэффициентов g b2 , g b3 , g b9 ;

b b — ширина опорной плиты базы колонны;

N — продольная сила в колонне;

n — число растянутых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны;

х — высота сжатой зоны бетона под опорной плитой базы колонны, определяемая по формуле

х = 0,5 (l a + l b ) — , (89)

где l a — расстояние между анкерами (см. черт. 23);

l b , b b — соответственно длина и ширина опорной плиты;

— эксцентриситет продольной силы.

Высота сжатой зоны х ограничивается условием

х / l a £ x R , (90)

При расчете коэффициента условий работы g b2

3.21. Все болты должны быть затянуты на величину предварительной затяжки V, которую необходимо принимать равной V = 0,75 Р.

3.22. Болты следует затягивать, как правило, с контролем величины крутящего момента М, значение которого следует определять по формуле

где V — усилие затяжки, определяемое по п. 3.21;

x — коэффициент, учитывающий геометрические размеры резьбы, трение на торце гайки и в резьбе, принимается по прил. 6.

3.23. Сдвигающую силу от стальной колонны на фундамент допускается передавать через силу трения, возникающую под опорной плитой базы колонны от действия сжимающей продольной силы с учетом усилий затяжки болтов.

Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы под ветви колонны, сдвигающая сила Q, действующая в плоскости изгибающего момента, воспринимается силой трения под сжатой ветвью колонны и определяется по формуле

Q £ f (0,5 N + M / h) , (93)

где f — коэффициент трения, равный 0,25.

Для стальных колонн сплошного типа, а также для сквозных колонн при действии сдвигающей силы из плоскости изгибающего момента, сдвигающая сила воспринимается трением от силы затяжки болтов и определяется по формуле

Q £ f (0,25 n A sa R ba + N) , (94)

где n — число болтов крепления сжатой ветви для сквозной колонны или (для колонны сплошного типа) число сжатых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны;

N — минимальная продольная сжимающая сила, соответствующая нагрузкам, по которым определяется сдвигающая сила.

Если условия (91) и (92) не удовлетворяются, требуется предусмотреть передачу сдвигающей силы от стальной колонны на фундамент с помощью упорных элементов, заделанных и тело фундамента.

СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
СТАЛЬНЫХ КОЛОНН

3.24. Сборно-монолитные фундаменты, рекомендуемые для применения в строительстве, показаны на черт. 4, 5 (см. п. 1.4).

Эти фундаменты могут быть использованы под стальные колонны прокатных цехов.

3.25. Особенностью рамных двухветвевых подколонников (см. черт. 4) является способ сопряжения стоек с оголовком.

Для зданий без подвала рамные двухветвевые подколонники рекомендуется выполнять с жестким сопряжением стоек с оголовком. В зданиях с подвалом (при увеличенном разносе стоек подколонника для опирания на них конструкций подвала без консолей, см. черт. 4, б) оголовок подколонника не полностью опирается на стойки подколонника, образуя с ними условное шарнирное соединение, и включается в работу на поперечную силу и изгиб.

Расчет рамного двухветвевого подколонника дан в примере 3.

3.26. Особенностями сборно-монолитных фундаментов, состоящих из монолитной плитной части, сборных вертикальных плит, устанавливаемых по коротким, наиболее нагруженным сторонам фундамента, и бетонного заполнения между плитами (см. черт. 5), являются:

применение сборных плит, включающих всю вертикальную арматуру подколонника и являющихся элементами несъемной опалубки и опорами кондукторов для установки анкерных болтов;

обеспечение совместной работы сборного и монолитного бетонов.

3.27. Сборные элементы подколонника могут выполняться в виде плоских или ребристых плит, устанавливаемых в стаканы плитной части фундамента.

При необходимости армирования всех граней подколонника арматурные сетки устанавливаются в монолитном бетоне.

3.28. Совместная работа сборных элементов с монолитным бетоном подколонника обеспечивается петлевыми арматурными выпусками, шероховатостью поверхности, поперечными и продольными ребрами (при наличии) .

Для связи плоских сборных элементов с плитной частью фундамента в сборных элементах в пределах стакана предусматриваются шпонки (черт. 24).

Черт. 24. Сопряжение сборных элементов с монолитной частью
сборно-монолитного фундамента

3.29. Расчет сборно-монолитных подколонников на эксплуатационные нагрузки рекомендуется производить как для внецентренно сжатых бетонных или железобетонных элементов без учета сжатой арматуры.

Проверка прочности внецентренно сжатого бетонного подколонника, когда растянутая арматура для расчета не требуется, выполняется из условия

N £ b R bm (x + D R b t / R bm ) , (95)

где t — толщина сборной плиты;

D R b = R b — R bm ,

здесь R b , R bm — расчетные сопротивления бетона соответственно сборной и монолитной частям сечения.

Высота сжатой зоны определяется по формуле

x = x e + , (96)

где x e = 0,5 l cf — e ³ 0,05 l cf .

Если x e 0,5 t , то х = 2х е .

Площадь сечения необходимой растянутой арматуры во внецентренно сжатом железобетонном подколоннике А s определяется по формуле

N + R s A s = R bm b cf x + D R b b cf l cf , (97)

A s = (R bm b cf x + D R b b cf l cf — N) / R s . (98)

Высота сжатой зоны определяется по формуле

x = l 0,cf — , (99)

где l 0,cf = l cf — 0,5t ; e a = e + 0,5 (l cf — t) .

Если x t, то x = l 0,cf — . (100)

3.30. Сборные элементы, кроме того, необходимо рассчитывать на монтажные нагрузки, а также на случай транспортировки.

3.31. Для обеспечения совместной работы сборных плит с монолитным бетоном количество поперечной арматуры (выпусков) необходимо назначать из условия

A sw ³ g c b S R bt / R sw , (101)

где A w — площадь сечения одного ряда арматурных выпусков (петель или стержней) в горизонтальной плоскости;

g c — коэффициент условия работы, принимается равным 0,35 для необработанной (незаглаженной) поверхности и 0,3 — для поверхности, специально обработанной щетками, с втопленным щебнем, имеющей насечки или шпонки. Для поверхности сборных плит, формуемых на металлическом поддоне, g c = 0,6, на деревянном поддоне g c = 0,45;

b — ширина сборной плиты;

S — расстояние между рядами выпусков но высоте, принимается не более 8t;

R bt — расчетное сопротивление монолитного бетона растяжению;

R sw — расчетное сопротивление металла выпусков растяжению принимается равным 147 МПа (1500 кгс/см 2 ) для арматуры класса А-I и 176 МПа (1800 кгс/см 2 ) для арматуры класса А-II.

Минимальный процент поперечного армирования (число выпусков) должен быть равен 0,15, т.е.

m = A sw × 100 / bS = 0,15 % . (102)

В верхней части сборных плит необходимо предусматривать не менее двух рядов стержневых или одни ряд петлевых выпусков, объединенных горизонтальными сетками (не менее двух) косвенного армирования, размещенными в монолитном бетоне.

3.32. Глубина заделки d с сборных элементов в стаканы монолитной плитной части фундамента определяется по конструктивным соображениям исходя из выполнения длины анкеровки растянутых стержней арматуры (см. п. 4.10), а также из условий сцепления бетона замоноличивания с бетоном стенок стакана и с бетоном сборных плит с учетом шпонок в плитах:

N p = 2d p (b p + l p ) R an ¢ ; (103)

N p = 2d c (t + b cf ) R an ¢¢ + T . (104)

В формулах (103) и (104):

d p , b p , l p — соответственно глубина, ширина и длина стакана;

R an ‘ = 0,18 R bt ; (105)

R an ¢¢ = 0,2 R bt , (106)

где R bt — расчетное сопротивление бетона замоноличивания осевому растяжению;

Т — сдвигающая сила, воспринимаемая шпонками, принимаемая по наименьшему из значений:

T = d R bm l n ; (107)

T = 2h R bt l n, (108)

где d , l, h — соответственно глубина, длина и высота шпонки;

R bm — расчетное сопротивление бетона замоноличивания осевому сжатию;

n — число шпонок (не более трех).

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ

МАТЕРИАЛЫ

4.1.* Для монолитных железобетонных фундаментов следует применять тяжелый бетон классов по прочности В12,5 и В15 на сжатие, при соответствующем обосновании допускается применение бетона класса В20.

Для замоноличивания колонн в стакане применяется бетон класса не ниже В12,5. Бетон подготовки под подошвой фундамента принимается класса В3,5.

4.2. Для армирования фундаментов рекомендуется применять горячекатаную арматуру периодического профиля класса А-III по ГОСТ 5781-82. Для слабонагруженных сечений, где прочность арматуры используется не полностью (конструктивные сетки армирования подколонника, сетки косвенного армирования дна стакана и т.п.), а также в тех случаях, когда прочность арматуры класса А-III не используется полностью из-за ограничения по раскрытию трещин, допускается применять арматуру классов A-II по ГОСТ 5781-82 и Вр-I по ГОСТ 6727-80.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ

4.3. Монолитные фундаменты рекомендуется проектировать ступенчатого типа, плитная часть которых имеет от одной до трех ступеней.

4.4. Все размеры фундамента следует принимать кратными 300 мм (3 М в соответствии с ГОСТ 23478-79) из условия их изготовления с применением инвентарной щитовой опалубки.

При соответствующем обосновании в случае массового применения или для отдельных индивидуальных фундаментов разрешается принимать размеры, кратные 100 мм в соответствии с ГОСТ 23477-79.

4.5. При центральной нагрузке подошву фундамента следует принимать квадратной.

При внецентренной нагрузке, соответствующей основному варианту нагружения, подошву рекомендуется принимать прямоугольной с соотношением сторон не менее 0,6.

4.6. Высота фундамента h назначается с учетом глубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента. Обрез фундамента железобетонных колонн зданий следует принимать, как правило, на отметке 0,15 для обеспечения условий выполнения работ нулевого цикла.

4.7. Рекомендуемые размеры сечений подколонников, высот фундаментов и плитной части, а также подошвы приведены в табл. 4.

Модульные размеры фундамента, м, при модуле, равном 0,3

Видео:Монтаж анкерный болт с гайкойСкачать

Расчет расстояния от края фундамента до анкерного болта

Немаловажно здесь и качество материала, из которого изготовлен крепёж.

Если нагрузки заведомо высокие или речь идёт об ответственном строительстве, лучше сразу рассматривать высокопрочные анкеры

Много лет на рынке крепеж представлен в китайском и европейском исполнении. Разница колоссальная! Безусловно, есть множество конструкций, где применение наиболее доступных анкеров будет вполне достаточно. Если же Вы строите «для себя» или прописаны строгие требования по эксплуатации в заключенном Вами договоре на выполнение работ, то качественный крепеж будет надежен и гарантирует результат. На сайте ГОСКРЕП они представлены в разделе «Профессиональный крепёж / Анкеры».

Видео:Все гениальное просто! Как работает механизм анкерного болта? #shortsСкачать

Определение анкерных болтов

Анкерные болты для фундамента
Болт удерживается в основании из-за трения и усилия упора. Распирание создается за счет распора стальной цанги или дюбеля из пластика. Давление (упор), получаемое анкером, возникает в глубине и возмещается внутренней обструкцией материала изгибу, сжатию, смятию. Такой принцип характерен для металлических анкеров, болтов фундамента.

Метиз разрушается на самом слабом участке, при этом случается:

• взрыв скобяного изделия — абсолютный или частичный выброс с сохранением целостности конструктива;
• срез — разрушение по границе основания под влиянием сдвига;
• излом или сгиб — деформация под воздействием изгибающего усилия;
• взрыв основания — разрушение при нагрузке, которая выше несущей способности основы.

Может развиваться коррозия после установки анкеров на отдельных его частях. Метиз разрушается от высокой температуры и выгорает.

Видео:Проблемы анкерных болтов и их решенияСкачать

Химические анкеры

Химический анкер является идеальным способом крепления различных конструкций к ячеистому или пустотелому бетону. Он не пользуется большим спросом только по одной причине – высокой стоимости таких изделий.

Принцип работы базируется на создании монолитного соединения тела болта с материалом основания путём заливки в установочное отверстие жидкого быстротвердеющего двухкомпонентного клеевого состава. Распределяясь по всей длине пробурённой скважины и заполняя собой поры и пустоты, клей максимально равномерно распределяет нагрузку и делает материал в точках крепления более прочным.

В продаже есть множество разновидностей химических анкеров, различающихся составом клеевой смеси, формой выпуска, способами установки. Металлические метизы приобретаются отдельно.

• В быту удобнее всего использовать ампульные (капсульные) анкеры.

Ампулы подбирают под диаметр шурупа или шпильки. Они разделены на две капсулы, в одной из которых находится основной клеевой состав, а в другой отвердитель. После установки ампулы в отверстие прямо в неё вкручивают метиз, оболочки капсул при этом разрываются, их содержимое смешивается и быстро твердеет.

На торце ампулы имеется углубление для позиционирования шурупа

Видео:Фундаментные болты анкерные, поизводство всех типов по гостСкачать

Основные виды изделий

Изделие имеет разные конструктивные приспособления, помимо резьбы с одного края. Конец анкера может быть изогнутым или прямым.

• изогнутые с двумя гайками и шайбой;
• фундаментный болт с анкерной плитой;
• анкер составного сечения;
• съемный вид;
• прямого типа с двумя гайкам и шайбами;
• с коническим окончанием.

По размеру различают малые (длина до 55 мм, а периметр сечения до 8 мм), средние (до 120 и 12 мм, соответственно), большие (220 и 24 мм). По варианту монтажа бывают распорные, клиновые и забивные.

Изогнутые

Разновидность имеет окончание в виде крюка вместо резьбового участка. Изделия выпускаются до 180 мм и ставятся в железобетонных основаниях. Крючок обеспечивает комфорт при навеске предметов, на вертикальное ограждение.

Под крюком располагается гайка, которая применяется в конструкции изогнутого метиза и служит для разжима распорной цанги. Так втулка надежно фиксируется в перегородке или несущей стене. Удобство этого вида заключается в том, что его можно убрать в любое время, если есть необходимость.

Эти виды применяются в быту и служат для навески приборов освещения, бойлеров, других устройств. В других вариантах свободный конец изгибается кольцом и приспособлен для натягивания веревки.

Составные

Крепеж состоит из анкерной плиты и стержня, который соединяется муфтой со штырем. Закрепить шпильку в бетоне можно с помощью резьбы, на которую накручивается гайка, чтобы стянуть крупные строительные элементы или части оборудования. Шпильки достигают несколько метров в длину.

Фундаментный комбинированный болт служит для фиксации оборудования в опоре. Нижний стержень крепежного элемента с анкерной плитой и муфтой ставится до подачи бетона, а верхняя часть ввертывается в сцепление. Оборудование навинчивается на шпильку, затем верхняя часть приваривается. Используется метрический тип резьбы, материалом служит конструкционная углеродистая, низколегированная или конструкционная сталь.

Съемные

Анкерное окончание монолитно заделывается в кирпич или бетон, а в него ввинчивается болт, который может демонтироваться из отверстия при необходимости. Распорные анкеры применяются в отделочных, ремонтных работах, состоят из клина и распорной цанги. Эффективность работы зависит от разновидности материала заделки и глубины анкеровки фундаментных болтов.

Втулка расширяется клином и прочно держится в бетоне за счет сил трения. При монтаже клин может забиваться внутрь цанги или ввинчиваться по резьбе. Есть разновидность крепежа, когда втулка снабжена двумя участками расширения и блокирует вылет метиза около головки и на теле анкерного устройства. Такими разновидностями крепят заполнения поемов, перегородки, несущие профили под панельную отделку.

Прямые

Выглядят как металлические штыри с резьбой на одном торце. Монтируются в монолитные участки одновременно с укладкой бетона или вклеиваются в готовое основание. По нормам прямые анкеры не должны превышать 140 см.

Забивные анкера относятся к механическим разновидностям и состоят из двух элементов:

• стальной обоймы или из иного прочного материала;
• резьбового штыря, вкручивающегося в кассету.

Прямые метизы используют в строительстве, ими крепят предметы разной массивности, легкие конструктивы, фиксируют коммуникации, бытовые приборы и промышленное оборудование. Прямые анкеры не ставятся в слабом бетоне или кирпиче с трещинами и другими минимальными разрушениями.

С анкерной плитой

Болты выпускают в виде стержня с метрической резьбой, на одной стороне которого крепится плита с помощью шайб и гаек. Опорный элемент предназначается для крепкой фиксации в бетоне. Такие крепежи производятся длиной до 5 м, изготавливают из сталей высокой прочности марок 09Г2с, 20, 40Х, 35.

Перед тем как крепить анкер в основании, в отверстие наливают специальный клей или химический раствор. При таком крепеже важно соблюдать технологию нанесения и выдержки, иначе может пострадать несущая способность соединения. Время эксплуатации каждого вида после заливки клея указывается в инструкции. Анкерная плита увеличивает площадь опоры предмета и поддерживает его дополнительно.

Видео:Анкеры, принцип работы анкерного болтаСкачать

Коротко о главном

Чтобы обеспечить надёжное крепление различных конструкций к бетонным стенам, фундаментам, балкам и перекрытиям, рекомендуется применять анкерный болт по бетону. Как правильно установить такой крепёж, зависит от его типа и конструкции.

Механические анкеры классифицируются по принципу действия и назначению и бывают распорными, забивными, клиновыми, разжимными. Для их монтажа в основании сверлится отверстие соответствующего диаметра, после чего крепёж либо просто забивается в него, либо поджимается по резьбе с распором надетой на стержень втулки.

Химические анкеры – это заливаемые в отверстие быстротвердеющие смеси, которые обеспечивают неразрывное соединение крепежа с материалом основания.

Видео:Анкерный болт. Установка, принцип работы.Скачать

Расчет анкерных болтов

При вычислении типа и размера крепежа принимают во внимание материал, в который нужно закрутить анкер, и величину нагрузки на метиз. Простые скобяные изделия выдерживают 230 – 500 кг, а укрепленные химическим способом противодействуют 700 кг.

Расчет фундаментных болтов учитывает факторы:

• динамические характеристики, которые зависят от направления приложения силы;
• статическое давление не меняется и принимается по расчетным показателям из таблиц.

Производители указывают прочность при паковке, но конструкторы рассчитывают несущие характеристики на срез и разрыв, при этом делают стандартный запас надежности, применив соответствующе коэффициенты.

При групповой установке

Нагрузка вычисляется для болта, который больше всего подвергается негативному усилию.

Расчет анкеров для нахождения расчетного давления ведется по формуле P = -N / n + M · y1 / Σyt², где:

• N — проектная сила;
• M — предполагаемый момент изгибания;
• y1 — длина от поворотной оси до самого удаленного метиза;
• n — число анкеров;
• yt — длина от поворотной оси до 1-го болта (учитывают прессованные и натянутые крепежи).

Ось обращения принимается проходящей сквозь середину тяжести несущей площади оборудования. Для сквозных колон из металла, стальных вертикальных элементов сплошного сечения и применяются похожие выражения для нахождения нагрузки растяжения. Подставляются параметры вида бетона, габариты основной поверхности, размер сжатой области под колонной.

Определение величины предварительной затяжки

Расчетная таблица глубины заделки, расстояний между осями, коэффициента затяжки
Болты затягивают до определенной степени затяжки F, значение которой для статичного давления берется 0,75 Р, а для динамичных нагрузок используется 1,1Р, где Р означает расчетный прессинг на крепежный элемент. Затягивание строительных метизов производят вручную с помощью приспособлений с усилием до абсолютного упора.

Сечение стержней проверяется на прочность при динамическом влиянии, перед тем как установить анкер по формуле Aи = 1.8 · g · n · ко P / a · R, где:

• g — коэффициент давления из таблицы;
• n — множитель масштабирования, выбирается из таблицы;
• a — показатель числа серий подачи нагрузки;
• R — проектное сопротивление сплава (материал анкера) растяжению;
• ко — коэффициент по таблице.

Площадь сечения стержня находят из условия надежности для динамики и статики. Коэффициент ко принимают 1,05 или 1,15.

Видео:Болт анкерный, болт анкерный с гайкой, рамный дюбель (рамный анкер)Скачать

Технические характеристики крепежа из анкерной техники

Ниже приведены таблицы для анкерного болта и клинового анкера, где указаны расчетные усилия на вырыв и срез в зависимости от материала несущей поверхности и диаметра крепежа.

Технические характеристики клинового анкера

Параметры монтажа клинового анкера

Технические характеристики анкерного болта

Третье разрушение характерно при неправильном выборе рамного анкера и других узлов, где возможна деформация по границе сцепления крепежа с базовым материалом, то есть анкер фактически выдергивается из отверстия под воздействием постоянных динамических нагрузок. В этом случае крепежу не хватает длины, чтобы прочно удерживать прикрепленную конструкцию, даже если её вес невелик.

Из таблиц ниже Вы можете подобрать размер рамного анкера, зная толщину прикрепляемой конструкции, а также при наличии данных о нагрузках на вырыв или срез.

Параметры монтажа анкерного болта

Технические параметры рамного анкера

Итак, чтобы ответить на вопрос «как правильно подобрать анкерный болт», надо учесть материал и особенности поверхности, к которой прикрепляется метиз, и нагрузки, их характер воздействия на узел. А данные таблиц и формулы в данной статье помогут сделать элементарные расчеты.

Видео:Анкерные группы и анкера. Как изготовить и как использовать.Скачать

Промежуток от болта до среза фундамента

Если глубина заложения болта увеличивается на 5 диаметров, расстояние между анкерами допускается сделать короче на 2 диаметра. Промежуток от центра болта до среза фундамента допускается сделать меньше еще на 1 диаметр, если на участке установки крепежа есть отвесное армирование края основания.

В любом случае пролет от центра головки до края основы принимают:

• не меньше 100 мм для метизов диаметром до 30 мм;
• 150 мм — для анкеров диаметром 48 мм;
• 200 мм — для крепежа диаметром больше 48 мм.

Если ставят спаренные болты, для них применяют единая анкерная плита с промежутком между отверстиями, принятым по расчету.

Видео:Tekla Structures: Моделирование фундаментных болтовСкачать

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.

Видео:Расчёт крепления с помощью фундаментных болтов в #SolidWorksСкачать

Принцип работы и применение

Бетон является пористым неоднородным по структуре материалом. И в местах креплений появляются разнообразные усилия – на скручивание, изгиб, сдвиг, срез, сжатие, вырыв. Их бетонный анкер берет на себя, распределяя совместно с несущей конструкцией.

Основные принципы работы анкеров для бетона:

• В момент взаимодействия материала основания и анкера появляется сила трения – распор выполняется дюбелями, металлическими цангами.
• Когда на глубине анкеровки материал дает сопротивление излому или смятию – за счет цанговых втулок на крепеже, изогнутой формы стержня, расширения.
• Нагрузки в месте контакта основания и стержня компенсируются касательными напряжениями при замоноличивании или склеивании – так работают закладные гладкие, клеевые анкера.

Анкера для бетона могут быть разных конструкций, различных видов, размеров. Производятся из специальной стали по ГОСТу, покрываются слоем средства против коррозии. Стержень может быть диаметром 6-20 миллиметров, длиной – до 220 миллиметров.

Любой анкер включает такие части:

• Сам болт
• Конус со слоем резьбы внутри
• Втулка со специальными вырезами

Анкеры выполняют конструктивную либо несущую функцию. Несущая функция реализована в случаях соединения плит перекрытия, балок, колонн, балконных консолей, лестничных площадок и маршей, отделочных и стеновых панелей, инженерного оборудования, коммуникаций, вытяжек, потолочных светильников и т.д. Также анкера применяются для монтажа лаг на бетонные либо пустотные полы. Ими крепят на стены электрооборудование, навесную мебель.

Конструктивный крепеж применяется для противодействия смещению частей узла, если их устойчивость гарантируется собственным весом, также анкера актуальны при рихтовке в строительстве.

Видео:ЧТО ТАКОЕ АНКЕРНЫЙ БОЛТ - ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ✔ Смотри и учись!Скачать

Общие рекомендации по расчету анкерных болтов

Если основание нагревается свыше +50°С, учитывается действие температуры на материал анкера при выполнении расчета. Принимают во внимание влияние тепла на клей или химические крепежные растворы. Метизы, работающие в агрессивном окружении, принимаются в разработку проекта с повышенными требованиями.

Съемные болты ставят для крепежа конвейеров, электротехнического и другого тяжелого оборудования, а изогнутые проектируют для бетонных колодцев отвердевших фундаментов. Прямые изделия на эпоксидном клее закладывают для скрепления перекрытия и оборудования.

Видео:Фундаментные анкерные болтыСкачать

Правила выполнения монтажа

Поверхность рабочей части анкера очищается перед установкой механическим способом, убирается ржавчина, пыль, смазка. Жир удаляется обжигом с дальнейшей протиркой спиртом или ацетоном. Работают вибраторы адресного действия с напряжением 36 В.

В скважину болты помещаются после замешивания заделочного раствора и подготовки отверстия. Крепеж ставится в скважину, между стенкой отверстия и метизом подается немного смеси. Надевается на стержень вибрационный уплотнитель, в дозаторный отсек закладывается раствор. В процессе монтажа виброуплотнитель поворачивается на 20 – 30°.

Видео:Крепление сейфа анкером, как работает анкер гайка!Скачать

Расчет опорной плиты и анкерных болтов внецентренно сжатой колонны

Башмак внецентренно сжатой колонны оказывает неравномерное давление на поверхность фундамента. В направлении действия момента плита башмака оказывает на фундамент сжимающее действие, а с противоположной стороны стремится оторваться от поверхности фундамента.

Схема к расчету анкерных болтов

Этому отрыву препятствуют анкерные болты, осуществляющие защемление колонны. При конструировании первоначально задаются шириной плиты базы В. Длина плиты определяется из того условия, чтобы максимальное напряжение в фундаменте у края плиты σб макc было меньше расчетного сопротивления бетона сжатию:

При этом наибольшее растягивающее напряжение у противоположного края плиты будет равно

Комбинация нагрузок для определения N и М при этом выбирается наиневыгоднейшая.

Решая уравнение (37.VIII) относительно L, можно определить необходимую длину плиты по принятой ширине плиты В и заданному расчетному сопротивлению бетона R_б:

После определения размеров плиты L и В переходят к конструированию базы и определению толщины плиты.

При определении толщины плиты предполагают (несколько в запас прочности), что плита нагружена равномерно распределенной нагрузкой q = σ_б макс (так как большей частью моменты бывают разных знаков). Исключение допускают только для средних участков плиты, которые можно рассчитывать на равномерно распределенную нагрузку, равную максимальному напряжению, соответствующему краю данного участка.

При расчете анкерных болтов исходят из предположения, что растягивающая сила Z, определяемая растянутой зоной эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами.

Поэтому, составляя уравнение равновесия относительно центра тяжести D сжатой треугольной зоны; эпюры напряжений, т. е. точки приложения равнодействующей сил сжатия, получим

Отсюда суммарное усилие Z во всех анкерных болтах, находящихся на одной стороне башмака:

и соответственно общая площадь сечения этих анкеров (считая по нарезке)

где m — коэффициент условий работы колонны;

m_с — коэффициент условий работы анкерных болтов, принимаемый равным 0,65;

R_p — расчетное сопротивление анкерных болтов растяжению, принимаемое равным 2 100 кг/см 2 для болтов из стали Ст. 3.

Величина а определяется из геометрического соотношения

При определении величины с принимаются абсолютные значения σб (без учета их знака).

Плечо анкерных болтов, т. е. размер у, определяют следующим образом. Сначала конструируют деталь прикрепления анкера к башмаку колонны и тем самым определяют размер е. Искомый размер у получится из уравнения

При расчете анкерных болтов необходимо принимать комбинацию нагрузок, дающую при минимальном N максимальное значение М (например, при ветре, но без кранов и снега).

Площадь сечения одного анкера, очевидно, получится, если общую площадь, определенную по формуле (41.VIII), разделить на количество анкеров, расположенных на одной стороне башмака. Обычно на другой стороне башмака анкерные болты ставят симметрично.

Диаметр анкеров принимается в пределах от 20 до 76 мм, так как более толстые анкерные болты сложны в изготовлении. Закрепление анкеров в фундаменте может осуществляться путем сцепления их с бетоном, чем и определяется глубина их заделки, или при помощи опорных шайб.

Типы анкерных закреплений

При определении длины заделки анкерных болтов можно руководствоваться таблицей. Нарезку анкера обычно делают длиной 120 — 150 мм. При конструировании базы необходимо следить за тем, чтобы можно было свободно повернуть гайку при затяжке болта. Поэтому минимальное расстояние от оси болта до траверсы желательно принимать равным 1,5 d (где d — диаметр болта).

Анкерные болты выносят за опорную плиту для того, чтобы во время монтажа колонну можно было двигать во все стороны (примерно на 20 мм), устанавливая ее по оси.

Высота траверсы назначается из условия размещения сварных швов или заклепок, прикрепляющих стержень колонны к траверсе.

Определение толщины плиты

Определение толщины плиты под подкрановую ветвь из
условия ее работы на изгиб.

Пример. Требуется рассчитать конструкцию башмака решетчатой колонны, показанную на фигуре. Максимальные расчетные усилия в колонне принимаем те же, что и в примере:

В этом примере были определены наибольшие усилия в ветвях в подкрановой ветви N_п.в = 135,75 т; в наружной ветви N_н.в = 113 т.

Расчетная комбинация усилий в колонне для расчета анкерных болтов (от постоянной и ветровой нагрузок) принята:

Расчетное сопротивление осевому сжатию бетона марки 100 Rб = 44 кг/см 2 . Материал башмака Ст. 3; электроды типа Э42. Коэффициент условий работы m = 1.

Решение. 1) Определяем необходимую площадь опорных плит:

под подкрановую ветвь

под наружную ветвь

Назначаем размеры плит:

Давление на бетон будет равно:

2) Определяем необходимую толщину плиты под подкрановую ветвь из условия ее работы на изгиб. На участке 2 плита работает как консоль от определенной нагрузки в виде отпорного давления бетона q = σ_б.

Момент в консоли

На участке 1 плита оперта по трем сторонам и также нагружена равномерно распределенной нагрузкой при отношении сторон

находим по таблице коэффициент σ₃ = 0,128. Максимальный изгибающий момент в середине свободной стороны равен

Этот момент больше консольного, а потому и подбираем по нему толщину плиты [по формуле (36.VIII)]

Принимаем δ_пл = 24 мм.

3) Производим расчет траверсы и ребер базы. Принимаем траверсу из листов 450 X 12 и толщину швов, прикрепляющих ветвь к траверсе, h_ш = 10 мм. Предполагая при расчете швов, что усилие ветви передается на опорную плиту только через листы траверсы, которые привариваются к двутавру четырьмя швами, и принимая расчетную длину шва равной l_ш = 45 — 2 = 43 см (где 2 см — вычет на непровар концов швов), найдем напряжение в швах

В швах, прикрепляющих листы траверсы к плите, при h_ш = 10 мм напряжение будет равно

Проверяем среднее ребро, укрепляющее плиту; это ребро с размерами 350 X 300 X 10 воспринимает давление от бетона σ_б с грузовой площади шириной 370:2 = 185 мм.

Нагрузка, действующая на ребро, будет равна:

Для ребра, работающего как консоль, защемленная в стенку, найдем:

Опорная реакция консоли А, сдвигающая ребро относительно стенки:

Производим расчет сварных швов, прикрепляющих консоль к стенке. Имеются два сварных шва h_ш = 10 мм. Шов подвергается действию срезывающей силы А и момента М. Проверку производим по условней формуле

4) Производим расчет анкерных болтов. Необходимая суммарная площадь сечения анкерных болтов, прикрепляющих наружную ветвь колонны, определится по формуле (41.VIII):

Здесь а = 45,2 см — расстояние от оси колонны до середины опорной плиты подкрановой ветви;

у — 100 см — расстояние от оси рассчитываемых анкеров до середины той же плиты;

m_с = 0,65 — коэффициент условий работы анкерных болтов;

R_p — 2 100 кг/см 2 — расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов.

Значения а и у определяем, исходя не из формул (42.VIII) и (43.VIII), выведенных для сплошной опорной плиты, а из условий равновесия, приравнивая нулю сумму моментов всех сил относительно центра сжатой эпюры напряжений.

Найденную суммарную площадь сечения болтов делим на 2 (число болтов):

По таблице принимаем болты диаметром d = 56 мм, длина забелки в бетон l₃ = 1 000 мм.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

🌟 Видео

Анкерный болт. Принцип работы. УстановкаСкачать

Изготовление фундаментных анкерных болтов, чугунных люков и дождеприемников ГОСТ 3634-99Скачать

Конструкции: Базы стальных колонн || Constructions: Steel Column BasesСкачать

Фундаменты с анкерными болтамиСкачать

Установка анкерного болтаСкачать

АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ часть 1Скачать