Нагрузки на клиновые, втулочные и забивные анкера

Для металлических анкеров нет единой стандартизации, поэтому изделия близкие по конструкции, но изготовленные разными производителями могут отличаться размерами, детальным исполнением, материалом, видом покрытия и допустимыми нагрузками. Их несущая способность определяются конструктивными особенностями и классом прочности материалов, из которых они изготовлены.

При выборе анкерного крепежа следует руководствоваться степенью ответственности крепления и данными из технической документации производителя о нагрузке на вырывание и срез для конкретного типоразмера анкера. А при монтаже необходимо придерживаться рекомендуемых параметров установки, таких как:

• диаметр отверстия в основном и прикрепляемом материале;
• глубина отверстия и глубина анкеровки;
• минимальная толщина базового основания;
• толщина закрепляемого элемента;
• затягивающий момент;
• минимальные межосевые и краевые расстояния.

Клиновые анкера

Данный вид именуется также анкерный болт или анкер-шпилька. Он получил наибольшее распространение благодаря легкости монтажа и высокой несущей способности. Устанавливается в растянутую и сжатую зоны бетона, естественный камень. 

Выдерживает высокие нагрузки при соблюдении ряда условий:

• достаточное усилие затягивания гайки для создания фрикционного зажима втулки со стенками отверстия;
• точное соответствие диаметра отверстия диаметру анкера;
• достаточная прочность бетона и отсутствие раковин;
• выполнение требований по расстояниям от края и между точками крепления.

Элементы клинового анкера

Фирма Sormat (Финляндия) разработала высокоэффективные клиновые анкера для бетона с регулируемым моментом затяжки для сквозного монтажа тяжелых и среднетяжелых конструкций. Они изготовлены из высококачественной стали холодной штамповки. Потребителю предложен широкий выбор размеров и уровней защиты от коррозии:

• S-KA – электрооцинкованный;
• S-KAK – горячеоцинкованный;
• S-KAH – из нержавеющей кислотостойкой стали А4;
• S-KAD – с покрытием «Дельта».

Таблица 1. Размеры, параметры установки и нагрузки анкеров S-KA и S-KAK

Компания Mungo (Швейцария) предложила свою версию клиновых анкеров, допущенных к использованию в бетоне без трещин прочностью не менее 25 Н/мм² (С 20/25). На шпильку нанесена метка глубины анкеровки для корректной установки. Крепеж представлен в четырех вариантах исполнения:

Клиновой анкер Mungo m2

• m2 – с покрытием GreenTec и плоской шайбой DIN 125A;
• m2f – горячеоцинкованный, толщина покрытия 40 мкм;
• m2-C – с цинковым покрытием 5 мкм и широкой шайбой DIN 9021;
• m2r – из нержавеющей стали А4 / 316.

Таблица 2. Размеры, параметры установки и нагрузки анкеров m2, m2f, m2-C, m2r.

Примечание: в таблице приведены рекомендуемые нагрузки с учетом коэффициента безопасности сопротивлений, также как и коэффициента безопасности действующей нагрузки yF = 1.4. Напомним, что 1кН = 101,9 кг.

Технические данные действительны для одиночного крепления, установленного в бетон С20/25 (минимальная прочность на сжатие 25 N/mm2 ), без учета влияния краевых (C) и межосевых (S) расстояний.

При уменьшении параметров S, C или толщины бетонной основы необходимо для уточнения нагрузки на вырыв и срез учитывать понижающие коэффициенты.

Распорные анкера (втулочные)

Наиболее универсальная анкерная система с распорной гильзой. В отличие от выше рассмотренных клиновых, имеет длинную зону распора, в результате чего давление на стенки отверстия распределяется равномерно, что дает возможность использовать крепеж не только в бетоне, но и кирпиче, а также в материалах низкого качества. Анкер-гильза не слишком требователен к точности монтажных отверстий, но уступает клиновому в несущей способности.

Среди существующего ассортимента анкер-гильз хорошо зарекомендовали себя втулочные анкера FSA Fischer (Германия) класса прочность 6.8 с цинковым покрытием или оцинкованные и желтопассивированные. Комплектуются болтом (FSA-S) или шпилькой с гайкой (FSA-B). В маркировку изделия входят две цифры, например 8/15, где 8 - внешний диаметр гильзы, а 15 - максимальная полезная длина (толщина закрепляемого элемента). Остальные параметры, как и рабочие нагрузки указаны в технических каталогах производителя.

Таблица 3. Предельные и рекомендованные нагрузки на единичный анкер FSA в сжатой зоне бетона.

Анкер LTP (двухраспорный)

На российском рынке анкерной техники большой популярностью пользуются втулочные анкера с гайкой типа LSI (однораспорный) и LTP (двухраспорный). Они комплектуются стержнем класса прочности 5.8 и имеют покрытие желтый цинк толщиной 12 мкм. Рекомендованы для установки в бетон марки не ниже М200 (С12/15) и натуральный камень. Применяются для крепления стальных конструкций средней тяжести, рам, консолей, балюстрад. Анкерный болт LTP с двумя распорными втулками используется в ответственных креплениях, так как обладает повышенным сопротивлением к вырыванию и изгибу.

Таблица 4. Нагрузочные характеристики анкеров LSI.

Таблица 5. Нагрузочные характеристики анкеров LTP.

Забивные анкера и цанги латунные

Это два внешне похожих металлических анкера с внутренней резьбой, фиксация которых в строительном основании осуществляется в результате ударного воздействия. Оба вида требуют высокой прочности базового материала и точности отверстий по диаметру. Чаще всего используются для потолочных креплений при прокладке трубопроводов, систем вентиляции, кабельных каналов.

Латунная цанга имеет сходящее на конус отверстие и разрезы, образующие распорные элементы, которые расходятся в стороны при завинчивании крепежного болта.

Стальной забивной анкер отличается наличием внутри конического клина. При монтаже по клину наносят удары при помощи специального инструмента, в результате чего он продвигается в конец гильзы и распирает ее разрезанную часть. Только после этого в него можно вкручивать болт.

За счет особенностей конструкции и материала забивной анкер из стали выдерживает более высокие нагрузки, чем латунный цанговый. Для сравнения приведем значения несущих характеристик анкеров и цанг Sormat:

• LA+ - оцинкованный (конструкционная сталь)
• LAH - нержавеющий (кислотоустойчивая сталь А4)
• MSA - латунный

Таблица 6. Технические параметры и нагрузки анкеров La+, LAH, MSA Sormat.

Примечание: в таблице даны значения рекомендованной рабочей нагрузки на крепеж, которая составляет 25% от максимальной (на разрушение). При установке в бетон с трещинами рабочую нагрузку следует умножить на коэффициент 0,6. Длина крепежного болта, винта, шпильки должна быть подобрана в соответствии с длиной гильзы и толщиной прикрепляемого изделия. 

Все рассмотренные виды анкеров удерживаются силами трения в плотных материалах. Наиболее подходящим основанием для них является бетон марки С20/25, но не исключается их использование в бетоне более низких марок, природном камне, полнотелом кирпиче.

Производители, как правило, дают ограничение на использование в кирпичной кладке всех анкерных болтов, диаметр которых больше 8 мм, так как увеличение диаметра крепежа в данном случае не приведет к увеличению нагрузочной способности, а лишь расколет кирпич.

Анкерные болты – это анкеры с контролируемой степенью расклинивания. Это значит, что при их монтаже нельзя допускать «перетягивание» гайки. Рекомендуемый момент затяжки также указывается в каталогах производителей. 

Нагрузка на металлический анкер является основным определяющим фактором при его выборе. Если в каталоге производителя указана предельная (разрушающая) нагрузка, то расчет допустимой выполняется делением разрушающей на коэффициент безопасности, который должен быть >3.

Точно следуя инструкции производителя по установке, вы получите надежное анкерное крепление. Не забывайте очистить и продуть отверстие, так как продукты бурения снижают несущую способность анкеров и могут помешать установить их на необходимую глубину.

Татьяна

Инженер-технолог-строитель. Более 10 лет в сфере технического копирайтинга.

Автор статьи

Татьяна

Инженер-технолог-строитель. Более 10 лет в сфере технического копирайтинга.

Автор статьи