Навигация по справочным таблицам
- Таблица допустимых нагрузок клиновых анкеров
- Таблица глубины заделки по диаметру болта
- Характеристики нержавеющих сталей A2 и A4
- Минимальные расстояния между анкерами
- Коэффициенты безопасности для различных нагрузок
Таблица допустимых нагрузок клиновых анкеров
| Диаметр, мм | Нагрузка на вырыв в бетоне B25, кН | Нагрузка на срез, кН | Рекомендуемый момент затяжки, Нм | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 1.2 | 1.0 | 8 | Легкий крепеж, кронштейны |
| M8 | 2.5 | 2.0 | 20 | Средний крепеж, направляющие |
| M10 | 5.0 | 4.0 | 40 | Тяжелый крепеж, оборудование |
| M12 | 8.5 | 7.0 | 70 | Промышленное оборудование |
| M16 | 15.0 | 12.0 | 150 | Конструкции, колонны |
| M20 | 25.0 | 20.0 | 300 | Тяжелые конструкции |
Таблица глубины заделки по диаметру болта
| Диаметр болта | Глубина заделки для бетона B15 | Глубина заделки для бетона B25 | Глубина заделки для бетона B35 | Минимальная толщина основания |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 50 мм | 45 мм | 40 мм | 100 мм |
| M8 | 65 мм | 60 мм | 55 мм | 120 мм |
| M10 | 80 мм | 75 мм | 70 мм | 150 мм |
| M12 | 95 мм | 90 мм | 85 мм | 180 мм |
| M16 | 125 мм | 120 мм | 115 мм | 240 мм |
| M20 | 160 мм | 150 мм | 140 мм | 300 мм |
Характеристики нержавеющих сталей A2 и A4
| Характеристика | Сталь A2 (AISI 304) | Сталь A4 (AISI 316) | Область применения |
|---|---|---|---|
| Химический состав | 18% Cr, 10% Ni | 18% Cr, 10% Ni, 2-3% Mo | Различные среды |
| Прочность на растяжение | 500-750 МПа | 600-800 МПа | Нагруженные конструкции |
| Температурный диапазон | -200°C до +425°C | -60°C до +450°C | Экстремальные условия |
| Коррозионная стойкость | Хорошая | Превосходная | Агрессивные среды |
| Стойкость к морской воде | Ограниченная | Высокая | Морские условия |
| Магнитные свойства | Слабомагнитная | Немагнитная | Точные приборы |
Минимальные расстояния между анкерами
| Диаметр болта | Между осями болтов | От края основания | Между рядами | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 48 мм (8d) | 30 мм (5d) | 36 мм (6d) | Минимальные значения |
| M8 | 64 мм (8d) | 40 мм (5d) | 48 мм (6d) | Стандартные условия |
| M10 | 80 мм (8d) | 50 мм (5d) | 60 мм (6d) | Рекомендуемые значения |
| M12 | 96 мм (8d) | 60 мм (5d) | 72 мм (6d) | Усиленные конструкции |
| M16 | 128 мм (8d) | 80 мм (5d) | 96 мм (6d) | Тяжелые нагрузки |
| M20 | 160 мм (8d) | 100 мм (5d) | 120 мм (6d) | Максимальные нагрузки |
Коэффициенты безопасности для различных нагрузок
| Тип нагрузки | Коэффициент безопасности | Коэффициент затяжки | Применение | Особенности расчета |
|---|---|---|---|---|
| Статическая постоянная | 4.0 | 0.75P | Здания, сооружения | Долговременная нагрузка |
| Статическая переменная | 3.0 | 0.75P | Подвесные конструкции | Изменяющаяся нагрузка |
| Динамическая вибрационная | 5.0 | 1.1P | Оборудование с вибрацией | Усталостные напряжения |
| Динамическая ударная | 6.0 | 1.1P | Кранобалки, подъемники | Импульсные нагрузки |
| Сейсмическая | 8.0 | 1.1P | Сейсмоопасные зоны | Многократные циклы |
| Дефектное основание | x 0.6 | 0.75P | Основания с трещинами | Снижение несущей способности |
Оглавление статьи
- Классификация и типы анкерных болтов
- Основы расчета нагрузок на анкерные болты
- Определение глубины заделки в зависимости от материала основания
- Характеристики материалов анкеров: сталь A2 и A4
- Методика расчета анкерных креплений по современным нормам
- Особенности монтажа и контроль качества установки
- Практические примеры расчета анкерных соединений
Классификация и типы анкерных болтов
Анкерные болты представляют собой специализированные крепежные элементы, предназначенные для создания прочных соединений конструкций с бетонными, каменными и кирпичными основаниями. Согласно действующему ГОСТ Р 56731-2023 (взамен ГОСТ Р 56731-2015), механические анкеры классифицируются по принципу передачи усилий на основание.
Клиновые анкеры состоят из резьбовой шпильки и распорного узла с конусной вставкой. При затяжке гайки происходит расклинивание втулки, создающее надежное механическое зацепление со стенками отверстия. Этот тип анкеров именуется также анкерный болт или анкер-шпилька.
Втулочные анкеры имеют длинную зону распора, что обеспечивает равномерное распределение давления на стенки отверстия. Это позволяет использовать их не только в бетоне, но и в кирпиче и материалах пониженной прочности. Среди существующего ассортимента хорошо зарекомендовали себя втулочные анкера FSA Fischer класса прочности 6.8.
По способу установки анкеры разделяются на заглубляемые до бетонирования (фундаментные болты с отгибами и анкерными плитами) и устанавливаемые в готовые конструкции через просверленные отверстия (распорные, клиновые, втулочные).
Основы расчета нагрузок на анкерные болты
Расчет анкерных болтов производят на нагрузки статические и динамические. Статические нагрузки представляют собой постоянные или медленно изменяющиеся силы от веса конструкций и оборудования. Динамические нагрузки включают вибрационные, ударные и импульсные воздействия.
P_раб = P_разр / K_безопасности
где P_раб - рабочая нагрузка, P_разр - разрушающая нагрузка, K_безопасности - коэффициент безопасности (обычно 3-6).
Выбирают крепеж, допустимая вырывающая сила которого будет на 75% больше, чем оказываемая на него нагрузка. Для статических нагрузок предварительная затяжка должна составлять 0,75P, для динамических нагрузок - 1,1P, где P - расчетная нагрузка на болт.
При установке в бетон с трещинами рабочую нагрузку следует умножить на коэффициент 0,6. Это связано со снижением несущей способности анкера в поврежденном основании.
Определение глубины заделки в зависимости от материала основания
Глубина заделки зависит от класса бетона, марки стали болтов и нагрузок на болт. Для конструктивных болтов с отгибами глубину заделки в бетон допускается принимать равной 15d, для болтов с анкерными плитами - 10d, а для болтов, устанавливаемых в скважины - 5d.
Минимальная глубина заделки для различных типов анкеров рассчитывается по формуле, учитывающей класс бетона и марку стали. СНиП 2.09.03-85 определяет для изогнутых болтов минимальную глубину заделки 25d в бетоне класса В12,5.
H = H_базовая × (R_bt,базовый / R_bt,принятый) × (R_ba,принятый / R_ba,базовый)
где H - требуемая глубина, R_bt - сопротивление бетона растяжению, R_ba - сопротивление стали болта.
Для бетонов различных классов прочности применяются корректирующие коэффициенты. В бетоне B15 глубина заделки увеличивается на 15-20% по сравнению с B25, а в высокопрочном бетоне B35 может быть уменьшена на 10-15%.
Характеристики материалов анкеров: сталь A2 и A4
Нержавеющая сталь A2 содержит около 18% хрома и около 10% никеля, что обеспечивает хорошую коррозионную стойкость в обычных атмосферных условиях. A2 по химическому составу идентична 304 (AISI), 1.4301 (DIN, EN), 12Х18Н10 (ГОСТ).
Сталь A4 содержит около 18% хрома, около 10% никеля и около 3% молибдена, что способствует увеличению прочности и устойчивости к воздействию агрессивных сред. A4 по химическому составу идентична 316 (AISI), 1.4401 (DIN, EN), 03Х17Н14М2 (ГОСТ).
Для стали A4 характерна более высокая прочность, предел которой на растяжение составляет 600-800 МПа, против 500-750 МПа у стали A2. Диапазон рабочих температур для стали A2: от -200°C до +425°C.
Материал может проявлять магнитные свойства в результате холодной обработки при изготовлении крепежа. Изделия из нержавейки 304 (A2) более магнитны, чем из 316 (A4).
Методика расчета анкерных креплений по современным нормам
Относительно недавно вступил в силу свод правил СП 513.1 325 800.2022 "Анкерные крепления к бетону. Правила проектирования". Этот документ устанавливает современные требования к расчету анкерных креплений с применением механических стальных, клеевых и комбинированных анкеров.
Расчет ведется по предельным состояниям с учетом различных видов разрушения: по стали анкера, по бетону основания, по выдергиванию конуса бетона, по сколу ребра бетонного элемента. При групповой установке болтов значение расчетной нагрузки на один болт определяется для наиболее нагруженного болта.
P = N/n + M×y1 / Σyi²
где N - продольная сила, M - изгибающий момент, n - число болтов, y1 - расстояние до наиболее удаленного болта.
Современная методика учитывает влияние краевых и межосевых расстояний, толщины бетонного элемента, наличия армирования. Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2d при соответствующем увеличении глубины заделки на 5d.
Особенности монтажа и контроль качества установки
Болты с анкерными плитами должны устанавливаться в фундамент до бетонирования на специальных кондукторах, строго фиксирующих проектное положение при бетонировании фундамента. Для распорных анкеров отверстия сверлятся в готовой конструкции с точностью по диаметру ±0,1 мм.
Все рассмотренные виды анкеров удерживаются силами трения в плотных материалах. Наиболее подходящим основанием является бетон марки С20/25. Не забывайте очистить и продуть отверстие, так как продукты бурения снижают несущую способность анкеров.
1. Сверление отверстия точного диаметра
2. Очистка отверстия от пыли и крошки
3. Установка анкера до упора
4. Затяжка рекомендуемым моментом
5. Контроль затяжки динамометрическим ключом
Контроль качества включает проверку глубины установки, момента затяжки и отсутствия видимых деформаций. Для строительных конструкций затяжку болтов допускается осуществлять стандартными ручными инструментами с предельным усилием до упора.
Практические примеры расчета анкерных соединений
Рассмотрим практический расчет крепления металлического кронштейна массой 80 кг к бетонной стене. С учетом динамических нагрузок от ветра принимаем коэффициент запаса 4.
P = m × g × K_дин = 80 × 9.81 × 4 = 3.14 кН
По таблице выбираем анкер M10 с допустимой нагрузкой 5.0 кН > 3.14 кН
Для крепления промышленного оборудования массой 500 кг четырьмя болтами в бетоне B25:
P_общ = 500 × 9.81 × 1.4 = 6.87 кН (с коэффициентом динамичности)
P_болт = 6.87 / 4 = 1.72 кН на болт
Выбираем M8 (допустимая нагрузка 2.5 кН > 1.72 кН)
При расчете группового крепления колонны с эксцентриситетом необходимо учитывать неравномерное распределение нагрузки между болтами. Наиболее нагруженный болт может воспринимать нагрузку в 2-3 раза превышающую среднюю.
- Для легких конструкций (до 50 кг): M6-M8
- Для средних нагрузок (50-200 кг): M10-M12
- Для тяжелого оборудования (свыше 200 кг): M16-M20
- В агрессивных средах: только нержавеющая сталь A4
Часто задаваемые вопросы
Источники информации: СП 513.1325800.2022, ГОСТ Р 56731-2023, СНиП 2.09.03-85, ГОСТ 24379.1-2012, технические каталоги производителей анкерного крепежа, специализированные инженерные издания по строительным конструкциям.
