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.

Расчет анкерных болтов

Расчет анкерных болтов производят на нагрузки статические и динамические. Величина, направление и характер действующих нагрузок от оборудования на болты должны быть указаны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.

Мака сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65°С включительно, должна назначаться в соответствии с указаниями табл. 1.

Примечание. Болты допускается изготовлять из других марок сталей, механические свойства которых не ниже свойств сталей марок, указанных в табл. 1.

Конструктивные болты во всех случаях допускается изготовлять из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 380.

Расчетные сопротивления металла болтов растяжению Rва следует принимать по табл. 2

Все болты должны быть затянуты на величину предварительной затяжки F, которая для статических нагрузок должна приниматься равной: f = 0,75 Р, для динамических нагрузок F = 1,1р, где Р — расчетная нагрузка, действующая на болт.

Для строительных конструкций (стальных колонн зданий и т.п.) затяжку болтов допускается осуществлять стандартными ручными инструментами с предельным усилием (до упора) на болт.

Площадь поперечного сечения болтов (по резьбе) должна определяться из условия прочности по формуле:

где ко = 1,35 — для динамических нагрузок; ко = 1,05 — для статических нагрузок.

Для съемных болтов с анкерными плитами, устанавливаемых свободно в трубе, коэффициент ко для динамических нагрузок принимается равным 1,15.

При действии динамических нагрузок сечение болтов, вычисленное по формуле (1), следует проверить на выносливость по формуле:

где х — коэффициент нагрузки, принимаемый по табл. 3, зависящий от конструкции болта; m — коэффициент, учитывающий масштабный фактор, принимаемый по табл. 4, в зависимости от диаметра болта; a — коэффициент, учитывающий число циклов нагружения, принимаемый по табл. 5.

Таблица 4

Таблица 5

При расчете креплений строительных конструкций усилие предварительной затяжки и площадь сечения болтов следует определять как для статических нагрузок, если в проекте нет специальных указаний.

Расчет анкерных болтов при групповой установке

При групповой установке болтов для крепления оборудования (рис.1) величина расчетной нагрузки Р, приходящаяся на один болт, должна определяться для наиболее нагруженного болта по формуле:

где N — расчетная нормальная сила; М — расчетный изгибающий момент; n — общее количество болтов; y1 — расстояние от оси поворота до наиболее удаленного болта в растянутой зоне стыка; yi — расстояние от оси поворота до i-го болта, при этом учитываются как растянутые, так и сжатые болты.

Рис. 1. Расчетная схема определения усилий при групповой установке болтов для крепления технологического оборудования

Ось поворота, допускается принимать проходящей через центр тяжести опорной поверхности оборудования.

Какие свойства имеют анкерные болты Хилти

Крепежное соединение при помощи анкера hilti создает особую устойчивость фундаментальному сооружению. Для конструкций выбирают соответствующие анкерные болты учитывая материалы основы и деталей сооружения. Корпорация Hilti выпускает качественные анкерные болты для профессионального строительства и других видов монтажных работ:

•  тяжелые инженерные конструкции,
•  укрепление стен (несущих),
•  легкие каркасные конструкции (анкер+саморез),
•  крепеж фасадных панелей.

Связующие материалы должны обладать двумя характерными свойствами:

1. степень крепкого сцепления,
2. прочность.

Отсутствие одного из показателей снижают сопротивление анкерного болта к нагрузкам в 1.5 – 2.0 раза. Распорные анкерные болты hilti из качественного металла, не подвержены коррозии, ударостойкие, устойчивые к химическим реагентам. Определенную конструкцию крепежного анкера можно использовать в бытовой сфере для установки: детских уголков, турников, полок, водонагревательных приборов и пр.

Основания принципа соединения анкеров

Анкерные соединители удерживаются внутри фундаментов, благодаря воздействию разных сил — упор, склеивание, трение, но они возникают при взаимодействии монолита с соединением.

Во время распорки разжимной цанги возникают аналогичные силы, упор распределяется по болту, где компенсируется внутренним сопротивлением, которое противоречит силе излома.

Склеивание нивелирует давление, возникающее от касательного напряжения на месте контакта анкера с бетоном.

Выбор крепежа осуществляют на основании предполагаемой величины нагрузки на одну точку. Берут в расчет особенности основания, чтобы найти нужный тип крепления. Важный фактор — основные характеристики фундамента: вид, степень прочности, структура.

Размер используемой анкерной системы выбирают, исходя из физических параметров устанавливаемого сооружения. Чем больше, тяжелее конструкция, тем длиннее, толще должны быть болты.

Затем, высчитывают оптимальное расстояние между болтами, согласно массе, габаритам прикрепляемой конструкции или технического обеспечения.

Рекомендации к верному монтажу анкеров можно посмотреть в следующем видео:

Установка болтов и принцип соединения

Процесс монтажа практически не отличается от способов фиксации обычных метизов. Но необходимо учитывать несколько определенных правил:

Сначала в конструкции нужно высверлить отверстие

При этом следует уделить внимание подбору оптимального диаметра. Он должен совпадать с поперечным размером распорной втулки.
Зачищают отверстие от посторонних предметов, осколков и пыли

Чтобы выполнить зачистку быстро и эффективно, используют пылесос или медицинскую грушу.
Измерив расстояние от краев, необходимо установить крепежные анкера в посадочные места. Если метизы плохо помещаются в отверстиях, применяют молоток. Основное условие – анкера должны входить с усилием, что определяет правильное соотношение диаметра с габаритами крепежа.
После установки метиза приступают к процессу разжимания втулок. В действие элементы приводятся благодаря резьбовым деталям.

Принцип соединения напрямую зависит от выбранного типа метиза.

Расчет анкерных болтов и пластин

Пример 8.4. Рассчитать анкерные болты для закрепления базы сквозной внецентренно-сжатой колонны по данным примера 8.3. Болты выполняются из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 с расчетным сопротивлением Rba = 185 МПа = 18,5 кН/см2 (см. табл. 8.5).

Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе подкрановой ветви колонны Fa1 = 1639,2 кН.

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

∑Aa1 = Fa1/(Rbaγc) = 1639,2 / (18,5 · 1) = 88,6 см2.

По табл. 8.6 принимаем 4 болта диаметром dб = 64 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 26,4 см2.

Общая несущая способность четырех болтов

= 4 · 488,4 = 1953,6 кН > Fa1 = 1639,2 кН.

Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе наружной ветви колонны Fa2 = 468 кН.

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

∑Aa2 = Fa2/(Rbaγc) = 468 / (18,5 · 1) = 25,3 см2.

Принимаем 2 болта диаметром dб = 48 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 14,72 см2.

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов Rba

Расчетные сопротивления, МПа, болтов из стали марок

ВСт3кп2 по ГОСТ 380–71** (с 1990г. ГОСТ 535-88)

09Г2С по ГОСТ 19281–73*

Предельные усилия на растяжение одного фундаментного болта Fnр

Общая несущая способность двух болтов

= 2 · 272,3 = 544,6 кН > Fa2 = 468 кН.

Анкерные пластины опираются на траверсы и работают как балки на двух опорах, нагруженные усилием в анкерных болтов (рис. 8.10).

Рассчитываем анкерную пластину в базе подкрановой ветви.

Усилие, приходящееся на один болт:

F′a1 = Fa1/n = 1639,2 / 4 = 409,8 кН.

где f = 35 – 80 мм – привязка анкерных болтов.

Рис. 8.10. К расчету анкерных пластин:

а – для базы подкрановой ветви, б – для базы наружной ветви

Диаметр отверстия под анкерный болт dо = dб + 8 = 64 + 8 = 72 мм.

Анкерная пластина изготавливается из листовой стали.

Ширина пластины составляет:

bа1 = 4 · 72 = 288 мм.

Принимаем bа1 = 300 мм.

Расчетная ширина анкерной пластины с учетом ослабления отверстием под болт

bnа1 = bа1 – dо = 300 – 72 = 228 мм.

Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:

Wna1 = Ma1/(Ryγс) = 2049 / (23 · 1) = 89,1 см3.

Толщина листов более 40 мм не рекомендуется.

Принимаем ta1 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:

bnа1 = 6Wna1/ta12 = 6 · 89,1 / 42 = 33,4 см.

Выполняем анкерную пластину из листа сечением 340×40 мм.

Рассчитываем анкерную пластину в базе наружной ветви.

Усилие, приходящееся на один болт:

Ma2 = F′a2a2/4 = 244,2 · 30 / 4 = 1831,5 кН·см.

Диаметр отверстия под анкерный болт dо = dб + 8 = 48 + 8 = 56 мм.

bа2 = 4 · 56 = 224 мм.

Принимаем bа2 = 240 мм. Расчетная ширина анкерной пластины

bnа2 = bа2 – dо = 240 – 56 = 184 мм.

Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:

Wna2 = Ma2/(Ryγс) = 1831,5 / (23 · 1) = 79,63 см3.

Принимаем ta2 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:

bnа2 = 6Wna2/ta22 = 6 · 79,63 / 42 = 29,86 см.

Выполняем анкерную пластину из листа сечением 300×40 мм.

Рис. 8.11. Крепление связевых колон на фундаменте

В том случае, когда отрыв базы колонны от фундамента невозможен или отрывающее усилие невелико, анкерные болты ставятся в зависимости от мощности колонны конструктивно (2 болта dб = 20 – 30 мм), толщина анкерной пластины принимается минимальной tа = 20 мм.

Подкрановые связи между колоннами передают на фундамент горизонтальные силы от продольного торможения мостовых кранов и ветровой нагрузки на торец здания. Опорные плиты баз, к которым крепятся эти свя-зи, привариваются к специальным швеллерам, заделанным в фундамент (рис. 8.11).

При проектировании базы для безвыверочного монтажа толщина опорной плиты должна быть на 2 – 3 мм больше полученной по расчету (для выполнения фрезеровки).

Базы колонн после установки в проектное положение обетонируются.

Расчет анкерных болтов и пластин Пример 8.4. Рассчитать анкерные болты для закрепления базы сквозной внецентренно-сжатой колонны по данным примера 8.3. Болты выполняются из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 с расчетным сопротивлением Rba = 185

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 Источник etm.ru

Расчёт анкерных, фундаментных болтов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Строительных конструкций и материалов

Методические указания

К курсовому проекту (курсовой работе)

Дисциплина: «Металлические конструкции»

Тема: «Проектирование базы внецентренно – сжатой колонны промышленного здания»

Разработал: доцент Тимофеев Н.М.

Санкт – Петербург

Г.

Данный раздел является частью раздела «Проектирование сплошной внецентренно-сжатой колонны одноэтажного промышленного здания» и является дополнением к методическим указаниям для выполнения курсового проекта (курсовой работы) на тему «Проектирование каркаса одноэтажного промышленного здания без крановой нагрузки».

Настоящее пособие рассматривает конструкцию базы сплошно-стенчатый колонны составного сечения с двухстенчатой траверсой и жёстким опиранием на фундамент, даётся понятие безвыверочного монтажа колонн , подробное описание и расчёта всех элементов базы, приведены все справочные данные, необходимые для проектирования базы данного типа.

МУ ориентирован на самостоятельную работу студентов.

Проект базы колонны

База является опорной частью колонны и служит для передачи усилий от колонны на фундамент. Конструктивное решение базы зависит от типа и высоты сечения колонны, способа её опирания на фундамент и принятого метода монтажа колонны.

Исходными данными для проектирования базы колонны является: геометрические размеры поперечного сечения колонны у основания, расчётные значения изгибающего момента «М» и нормальной силы N» в сечении на уровне подошвы фундаментной плиты.

Здесь рассматривается только жесткое опирание, соответствующее заделке в расчётной схеме. На рис.1 показана конструкция базы с двухстенчатой траверсой.

Рис. 1 База колонны с двухстенчатой траверсой.

Конструкция базы колонны показана на рис 1. База колонны состоит из следующих основных элементов: опорной плиты-1, опирающейся на железобетонный фундамент-2 и дополнительных ребер жесткости-8.передающей на него сжимающее усилие, траверс-3, охватывающих стержень колонны с боков, анкерных болтов-4 и анкерных плиток-5 или опорных двутавров-6, рихтовочных болтов-7,

1. Понятие о безвыверочном монтаже колонн

Существует два способа установки колонны на фундамент: с выверкой колонны в процессе монтажа и безвыворочный монтаж. Последний способ имеет явные преимущества перед первым, но требует наличия на заводе изготовителя оборудования для фрезерования торца колонны и строжки верхней поверхности плиты, поэтому заготовка (лист или сляб) должна иметь толщину на 2-3 мм больше расчётной. Выверку плит производят инструментальным способом, а установку плиты в горизонтальном положение выполняют с помощью установочных (рихтовочных) болтов (на рис.1 деталь А). После выверки под плиту заливают цементный раствор, для чего в плите имеются отверстие (дыры) диаметром около 100мм из расчёта 1 отверстие на 0,5м 2 площади плиты.

После достижения проектной прочности раствора подливки по осевым рискам на опорной плите производят установку колонны. На анкерные болты, уже забетонированные в фундамент, устанавливают опорные двутавры или анкерные плитки, надевают анкерные болты с гайками шайбами, плотно прижимая траверсы к опорной плите. При таком способе монтажа колонна без выверки оказывается установленной в проектном положении.

По окончании монтажных работ база колонны замоноличивается до уровня чистого пола производственного помещения.

Расчёт базы колонны

3.1 определение плановых размеров опорной плиты

Боковые свесы плиты принимают конструктивно. а_св= 60÷100 мм, толщину траверс _тр=14-16мм.

Таким образом, ширина плиты: b_пл= b_п+2а_св+2 _тр, где b_п– ширина полки колонны. Полученный размер b_пл округляют до ближайшей стандартной ширины прокатных листов, таблица 5.

Длина опорной плиты l_пл определяется расчётом на прочность бетона фундамента. Задавшись классом бетона фундамента, таблица 1, определяют расчётное сопротивление бетона сжатиюR_b

Расчёт анкерных, фундаментных болтов Расчёт анкерных, фундаментных болтов САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Строительных конструкций и материалов Методические указания К

Виды продукции и требования к ним

Расчет анкерных болтов на срез позволяет специалистам сделать правильный выбор при фиксации особых объектов с жесткими требованиями на прочность. С их помощью осуществляется надежное соединение конструктивных элементов технических средств к фундаментам сооружений. От прочного сцепления создается надежное строение с длительным эксплуатационным сроком.

Анкерные болты

В период ремонтных работ болты используют:

• для реконструкции старого основания с присоединением пристройки
• фиксируют ростверк со сваей, устанавливают стационарную технику
• подвешивают тяжелое оборудование

Производство фундаментных метизов основано на выпуске следующих видов:

• Составного анкерного, их используют при креплении поворотных установок. Нижнюю шпильку, плиту и муфту размещают перед бетонной заливкой. Прикручивают верхний элемент, закрепляет сборку сварочный шов.
• Фундаментного изогнутого метиза. В его состав входят гайки, шпильки, шайбы. Он отличается от аналогов изогнутым концом. Производители представляют их под буквой Г и с отклоненными шпильками. Прямоугольное искривление применяют до формирования основания, «лебедь» устанавливают в готовый фундамент.
• Для полнотелых оснований под постройкой применяют крепеж с помощью анкерных болтов с плитами для несущих и металлических систем. Такой болт варьируется в длине с максимумом в пределах 4 м, и минимумом от 0.2 м. Подобные метизы использует как гражданское, так и промышленное строительство, их устройство происходит перед заливкой бетона. Нестандартный вид крепежного элемента способствует применению его в различных сферах хозяйственной деятельности в любых фундаментных материалах.
• Съемного, на его стержне с одного конца нарезана резьба. Другим наконечником, с помощью крепления он держит груз в бетонном растворе зафиксированный плитой. Его используют строители зданий разных предназначений в сооружениях из железобетона, кирпича, камня. Установка предусматривает размещение анкерной арматуры, закручивание происходит с окончанием монтажных работ.
• Анкерного прямого со стандартной шпилькой. Устанавливают в приготовленные заранее отверстия, применяют вместе с дополнительными клеящими веществами. Эти болты при диаметре 40мм и длине 160 см, стальные с высокой прочностью, выдерживают нагрузку прикрепленного технического средства, конструктивного элемента к неэластичному фундаменту.
• Конического — с конусным окончанием стержня, способным самостоятельно расклиниваться, его монтаж проводят с помощью цанги или заделывают цементным раствором. Это прочные и устойчивые крепления.

Объекты для использования фундамента не имеют границ, для этого производятся расчеты, определяется тип и требуемых размер. Параметр длины может заказать потребитель, если понадобится крепежные элементы для конкретного сооружения.

Применение анкерного болта и возможные разрушения при эксплуатации

Вот только несколько примеров применения анкеров:

• установка металлической обрешётки или других конструкций к бетонной кирпичной поверхности
• монтаж различных элементов к стене, которая представляет из себя сэндвич из нескольких по своей структуре и плотности оснований
• надежное крепление конструкций, на которые подразумевается воздействие как на скручивание, так и на вырывание

Подбирая тип и размер анкера, надо учитывать следующие факторы: характеристики несущей поверхности и ожидаемые нагрузки

В первом случае возможны такие разрушения, когда анкер выдергивается вместе с куском стены из-за её хрупкости. Следовательно, при монтаже надо подбирать достаточно длинный анкерный болт, который нанизывает на себя длину хрупкого материала и прочно зафиксируется в плотном (бетон, кирпич).

Например, нередко, вбив клиновой анкер на треть его длины в твердую рабочую поверхность, две третьи способны держать нагрузку от прикрепляемой конструкции (из газобетона, древесины). В то же время анкерный болт не имеет свободной длины и применяется для фиксирования, например, металлических листов до 5 мм, которые уже сами по себе создают большую нагрузку из-за удельного веса материала.

Ниже приведена таблица для расчета клинового анкера, где учитывается толщина прикрепляемого элемента и необходимая глубина анкеровки, при которой крепёж будет выдерживать соответствующую вырывающую силу.

Рис 1 – установка клеевого анкера (химия)

Подбирая тип и размер анкера, необходимо учитывать несущую поверхность основания (бетон например) и ожидаемые нагрузки.

Область применения анкерной техники: установка колонн, балки, светопрозрачных конструкций, шумо- и ветрозащитные экраны, барьерные ограждения, динамические нагрузки, бетон с трещинами (растянутая зона), ферм.

Базовый материал: газобетонные блоки. пустотелый кирпич, пенобетонный блоки, ячеистый бетон, кирпич полнотелый, бетон, натуральный камень, бетон с трещинами (растянутая зона), влажный бетон.

Рис 2 – испытания клеевого анкера (химия)

1) Гальваническое покрытие – нанесение слоя цинка 5-10 мкм электрохимическим способом. Срок службы 50 лет в неагрессивной среде, сухом влажностном режиме внутри помещения.

2) Горячее цинкование – термомеханическое покрытие цинком 40-60 мкм. Срок службы 50 лет в слабоагрессивной среде, нормальном влажностном режиме.

Закупку стали С235, С245 производить именно по ГОСТ 27772-88 «Прокат для строительных стальных конструкций». От содержания кремния и фосфора зависит толщина покрытия. Для получения покрытия 100-200 мкм необходима сталь С245 по

ГОСТ 27772-88 + предварительная обработка (зачистка сварных швов,

заусенцов и тп). Сталь С235 дает покрытие до 100 мкм.

3) Нержавеющая сталь А2 – срок службы 50 лет слабоагрессивной среде, в нормальном влажностном режиме.

4) Нержавеющая сталь А4 – срок службы 50 лет среднеагрессивной среде, во влажном режиме.

5) Термодиффузионное цинкование (покрытие HARP например) – специальное цинковое покрытие > 12 мкм. Срок службы 50 лет в среднеагрессивной среде, во влажном режиме.

От представителя завода:

– 16-20 мкм для резьбовых соединений

– выше 20 – до 40 мкм – для деталей без резьбы

Для крепления строительных материалов к наружным конструкциям зданий и сооружений, в том числе в навесных фасадных системах, могут применяться стальные анкеры и анкерные дюбели с распорным элементом из:

– углеродистой стали с защитным горячеоцинкованным покрытием, толщиной не менее 45мкм или коррозионной стали А2 – в слабоагрессивной среде и сухой или нормальной зонах влажности.

– коррозионностойкой стали А4 – в среднеагрессивной среде и влажной зоне влажности.

Похожие записи:

Сайдинг: цвета Технология монтажа многоуровневого потолка из гипсокартона с подсветкой Как убрать запах сероводорода из воды колодца, бойлера, скважины Промываем батарею отопления. советы для всех видов радиаторов Дом из кирпича: пошаговая инструкция как правильно и быстро построить кирпичный дом (100 фото и видео) Плюсы и минусы карбонового теплого пола для ванной, кухни или спальни: какой выбрать и как установить?