Снип 2.09.03-85 => приложение 2. анкерные болты для крепления конструкций и оборудования. таблица 1. таблица 2. таблица 3

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°.

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.

Какие виды анкеров бывают

Соединители активно применяются для закладки внутрь фундаментных блоков. В зависимости от параметров, формы, размеров, запаса прочности есть несколько видов болтов.

По пособию по проектированию АБ для крепления строительных конструкций, оборудования, выпущенному к СНиПу 2.09.03, основные параметры для классификации болтов — конструктивное решение и метод монтажа.

По принципу устройства выделяют изогнутые, съемные, с анкерной плиткой, составные, с коническим наконечником. По методу установки — монтируемые до заливки бетона, элементы, вставляемые в готовые основания внутрь предварительно просверленных отверстий.

Изогнутый болт

Изогнутый тип производят по нормам и стандартам ГОСТа 24379.1-80. Болт — прямой металлический штырь с загнутым концом, отчего имеет значительное внешнее сходство с крюком.

Максимальный размер такого крепежа не превышает 180 см, а область применения ограничивается железобетонными строениями фундаментного типа.

Изогнутые крепления

Готовый продукт состоит из основной шпильки с двумя гайками и шайбой. Шайбу часто увеличивают под монтаж крупногабаритного оборудования, либо установок с увеличенным диаметром крепежного отверстия.

Изделие устанавливают перед бетонированием.

Элементы с анкерной плитой

Если приспособления выпускают длиной до 5 м, то для надежной фиксации, лучшего распределения нагрузки, сверху часто крепят плиту на резьбовой участок дополнительными гайками.

Сложность анкерной плиты зависит от фундаментного болта.

Элементы с плитой на одной стороне

Благодаря такой расширенной площадке, повышается устойчивость к нагрузкам, то есть, с такими анкерами можно использовать более тяжелое оборудование. Единственный, но очень заметный минус — монтаж соединителей еще на стадии заложения фундамента.

Устройство крепят на резьбу, либо сваркой, если есть пластина из металла.

Составной крепеж

Составные анкерные крепления позволяют существенно увеличить возможную глубину заложения, даже на несколько метров.

Крепеж выпускают в строгом соответствии ГОСТу 24379.1-80, он содержит металлический основной штырь, шпильку с резьбой, скрепляющую муфту, расширенную плиту.

Крепления применяют для соединения нескольких конструктивных элементов единой стяжкой.

Составной крепежный элемент

В общий комплект составных анкеров вкладывают несколько резьбовых шпилек.

Составные элементы включают две части, которые соединяются муфтой. При использовании составного крепежа его разбирают, низ устанавливают сразу, заливают раствор, после его высыхания ставят верхнюю часть.

Съемные элементы

Съемный вариант устроен аналогично составному, подлежит монтажу нижней части до заливки бетонной смеси, а верхней – после отвердевания раствора.

Крепеж — штырь из металла с целой анкерной системой, которая позволяет загонять анкеры внутрь кладки из кирпича или камня, железобетонные сооружения.

Съемный вариант

С одной стороны расположена плита, а с другой – крепежные гайки. Отдельные части такого анкера стыкуют соединительной муфтой.

Элементы съемного типа способствуют монтажу инженерно-технического оборудования, независимо от целевого назначения конструкции, существуют в трех форматах: литой, составной, сварной болт.

Прямые анкеры

Болты для фундамента прямого типа — простые длинные штыри, достигающие в размерах до 140 см.

Этот вид анкера можно устанавливать в готовый фундамент, заранее высверлив отверстия под каждый штырь. Фиксация положения осуществляется цементным раствором, либо эпоксидным клеем.

Прямой соединитель

Обеспечение данных происходит только на очень твердых опорах для зданий, то есть, без деформационного давления.

Продукция выпускается с параметрами 1,6-4,2 мм в диаметре, от 30 см длиной. В производстве используется только высокопрочная сталь, что укрепляет болт достаточно для стойкого переноса механических нагрузок.

Изделия успешно привлекаются для монтажа оборудования в твердое, не эластичное основание.

8.2. Увеличение массы и жесткости фундаментов при их усилении (ч. 9)

В процессе эксплуатации центробежных дымососов в рециркуляции газов марки ГД-26×2 к турбоагрегатам мощностью 800 тыс. кВт возникли повышенные вибрации подшипников дымососов и подшипников их двигателей. В результате произошли поломки подшипников. Кроме того, в теле фундаментов дымососов появились вертикальные трещины с шириной раскрытия 0,3—2 мм, которые проходили от верхнего обреза фундамента до дневной поверхности и располагались в местах крепления машины к фундаменту (рис. 8.12, а). Железобетонные массивные фундаменты дымососов выполнены в виде единого монолитного блока с необходимыми уступами и выемками. Верхняя часть фундаментов значительно ослаблена колодцами анкерных болтов, при этом расстояние от грани колодцев до края фундаментов в местах крепления подшипников и дымососов было менее требуемого .

Результаты измерений и полученные формы колебаний (рис. 8.12, б) обследованных фундаментов дымососов показали, что верхняя часть фундаментов не является единым массивом, а разделена на отдельные конгломераты сквозными трещинами.

Амплитуды горизонтальных колебаний верхнего обреза фундамента достигали 0,07 мм, а рамы и подшипника дымососа — 0,25 мм, что указывало на отсутствие жесткой связи между машиной и фундаментом. Причинами этого являлись уменьшение жесткости крепления анкерных болтов в теле фундамента из-за наличия трещин и нарушения целостности верхнего строения его, а также ослабление затяжки анкерных болтов вследствие накопления пластических деформаций в болтах при совместном действии динамических нагрузок и высоких температур, возникавших из-за недостаточной теплоизоляции машины. Последнее способствовало также возникновению дополнительных температурных деформаций в верхней части фундамента .

Состояние фундаментов требовало незамедлительного усиления, которое было выполнено следующим образом. Верхнее строение, ослабленное выемками и трещинами, на всю высоту было усилено железобетонным поясом-обоймой толщиной 0,5 м (рис. 8,12, в, г), что обеспечивало необходимую по расчету жесткость фундамента, а также надежную связь между машиной и фундаментом вследствие увеличения жесткости верхней части фундамента в местах крепления анкерных болтов. Имеющиеся трещины были зацементированы раствором из расширяющегося цемента, а в местах установки анкерного болта заполнены эпоксидной смолой. Для обеспечения надежной затяжки гаек крепления в узел затяжки анкерных болтов был введен упругий элемент. Одновременно было рекомендовано усилить теплоизоляцию, обеспечить зазор между ее поверхностью и элементами фундамента не менее, чем в 100 мм. Каркас обоймы (сталь класса A-II, диаметром 12 и 8 мм, с шагом 200 мм соединялся с арматурой фундамента на сварке с помощью отдельных стержней на уровне сеток фундамента. Бетонирование обоймы осуществлено бетоном марки М 300.

В работе рассмотрены случаи усиления отдельных конструктивных элементов рамных сборно-монолитных фундаментов турбоагрегатов путем повышения жесткости этих элементов, работающих в области частот, близкой к резонансной. Повышение достигалось увеличением толщины бетонных сечений элементов (с добавлением арматуры по расчету), а также введением дополнительных металлических связей.

Усиление фундаментов машин ударного действия большей частью осуществляется при реконструкции в связи с установкой на фундаментах более мощного оборудования или при значительных колебаниях зданий. Случаи усиления таких фундаментов, вызванные ошибками при их проектировании или возведении, описаны в работах .

Усиление фундаментов машин ударного действия (типа кузнечных и штамповых молотов, бойных копров), в основном ограничивается переустройство шаботной части. В качестве примера (данные М.И. Забылина) рассмотрим усиление фундамента бойного копра, подшаботная часть которого (рис. 8.13) в верхней части была разрушена при эксплуатации на отдельные конгломераторы, а арматурные сетки оказались порванными. Перед усилением конгломераторы частично удалили. В пробуренные вертикальные скважины диаметром 40 мм на эпоксидном клее установлены арматурные стержни диаметром 36 мм класса А-II на глубину около 1 м. К этим стержням была приведена арматурная сетка набетонки, выполненной из бетона марки М 300 на высоту удаленной части разрушенного бетона.

Разновидности

Как бы просто ни был устроен монолитный фундамент, на деле оказывается, что здесь действуют множество факторов, заметно влияющих на надежность крепления. Соответственно, и фундаментные болты имеют множество разновидностей.

По конструктивным особенностям

По конструктивным особенностям фундаментный анкерный болт разделяют на следующие виды.

  • Изогнутый – состоит из шпильки, шайбы и двух гаек. Один конец штыря имеет изогнутую форму – крюк. Согласно ГОСТ максимальная длина изделия достигает 180 см. Применяется анкер для крепления металлических и железобетонных конструкций. Шайба может быть разных размеров для оборудования с разными монтажными отверстиями. Применяют крепеж, если высота фундамента не зависит от глубины заделки анкера.
  • С анкерной плитой – на нижнем резьбовом конце штыря имеется анкерная плита, закрепляемая при помощи резьбовых гаек. Плита и обуславливает надежность крепления в бетоне. Строение может иметь разное, что определяется строением фундамента. Максимальная длина изделия – 5 м. Используется анкер для крепления металлических и железобетонных конструкций. Этот вариант устанавливается для бетонирования. Имеет меньшую глубину заделки, а поэтому применяется тогда, когда высота основания зависит от глубины заделки.
  • Составной с анкерной плитой – в дополнении к резьбовой шпильке и анкерной плите появляется муфта, что позволяет соединить две части анкерного болта. Таким образом выполняют стяжку двух конструкционных элементов, монтируемых методом поворота или надвижки. Общая схема монтажа такова: в фундамент бетонируют часть шпильки с муфтой, затем устанавливают механизм и вкручивают верхнюю часть в муфту. Длина вкручивания составляет не менее 1,6 от диаметра резьбы.
  • Съемный – монтируется в заливной фундамент. Анкерная плита может иметь разные исполнения: сварная, литая, плоская анкерная плита. Этот вариант разработан для фиксации в бетонный, кирпичный или каменный фундамент. Чаще всего их используют для крепления прокатного оборудования, поскольку оно подвергается высокой динамической нагрузке. Также съемный крепеж требуется в тех случаях, где, как показывает практика, болты придется заменять со временем. Съемный болт монтируется несколько иначе: в фундамент бетонируют только анкерную часть, а шпильку устанавливают после обустройства фундамента.
  • Прямой – самая простая модификация, состоящая из металлического штыря и гайки. Длина может достигать 140 см. Этот вариант рассчитан на установку в готовый твердый фундамент, когда деформационные нагрузки исключаются. Прямой анкер крепят на клеевой или цементный раствор и удержание он обеспечивает за счет сил склеивания. Обычное их применение – строительные работы.
  • Распорный с коническим концом – устанавливается в готовый фундамент, предварительно для него высверливается отверстие. Фиксируется крепеж при помощи разжимных цанг или цементным раствором. Крепеж также используют в строительных работах, но при сооружении конструкций, подвергаемых вибрационной нагрузке.

Фундаментный анкер-болт (разновидности)

По условиям эксплуатации

Крепеж различается по условиям эксплуатации:

  • расчетные – анкер воспринимает нагрузку, возникающую при работе оборудования, и передает ее фундаменту;
  • конструктивные – их главной задачей является обеспечение стабильной работы механизмов и предотвращение случайных сдвигов. При этом стойкость к опрокидыванию или смещению обеспечивается главным образом весом самой конструкции или машины.

По методу установки

По методу установки различают такие виды фундаментных болтов:

  • устанавливаемые до бетонирования – большинство видов закрепляются таким образом: изогнутые, с анкерной плитой и так далее;
  • устанавливаемые в готовый фундамент – это прямые и распорные. Для их монтажа необходимо высверливать отверстие в бетоне. Анкер, который фиксируется в готовое основание, запрещается использовать при возведении высотных зданий, поскольку ветровая нагрузка для них является основной.

Производство фундаментных анкерных болтов запечатлено в этом видео:

Почему виброопора — плохой вариант

Фундамент станков представляет из себя, как правило, 1-2 и более метров бетона, в котором закрепляются анкерные болты. Станок выставляется по уровню, а затем жёстко прикручивается к фундаменту. При этом момент затяжки каждой опоры влияет на общую геометрию станка. Поэтому установка станка требует очень высокой квалификации специалиста — пусконаладчика, который понимает как ведёт себя станок при затяжке или ослаблении той или иной точки крепления. При правильной установке станок получает идеальную геометрию, и жесткость фундамента увеличивает жесткость станка. В результате повышается точность обработки и минимизируется износ направляющих станка. В случае использования виброопор станина станка «гуляет» под нагрузкой, что негативно сказывается как на качестве изготовленной детали, так и на ресурсе самого станка.

Цена фундамента станков

Если станок достаточно большой и тяжёлый, цена строительных работ будет довольно значительной. К строительству фундамента станка лучше всего приступать сразу после заключения контракта на поставку станка, запросив чёртёж фундамента у производителя. В этом случае, как правило, есть 4-8 месяцев на выбор опытного производителя работ, согласование сметы и контракта на изготовление фундамента

Важно не откладывать начало работ на момент изготовления станка. Иначе придётся отложить начало установки, пуско-наладки и запуска в эксплуатацию на срок согласования, изготовления и застывания фундамента. В итоге это может обернуться простоем дорогостоящего оборудования

В итоге это может обернуться простоем дорогостоящего оборудования.

Расчеты при определении размера анкерного болта

Чтобы выяснить, какой анкерный болт необходим в конкретной ситуации, следует учесть все нагрузки, а они бывают статическими и динамическими. К статическим нагрузкам относится сила, с которой объект воздействует на анкер в зависимости от веса. К динамическим нагрузкам относятся импульсные и ударные нагрузки. Они определяются временем, точкой приложения и направления прикладываемой силы. Объект на стене будет зафиксирован прочно и надежно, если нагрузка, которая оказывается на него, будет не более 25% от вырывающей силы.

Понять, как проводятся расчеты, можно на примере.

К примеру, на кухне нужно подвесить шкафчик. Вес объекта, включая содержимое, например продукты и посуду, составляет 25 кг. Так как анкер должен выдерживать четырехкратную нагрузку, расчет будет выглядеть следующим образом:

Р = m (масса объекта, кг) × 4 (согласно правилу) × g (9,81 кН/кг) = 25 кг × 4 × 9,81 кН/кг = 0,981 кН

Значение действительно при условии, что основание, в которое вбивается анкер, не имеет повреждений. Если же бетонная стена имеет трещины или какие-либо другие дефекты, полученный результат необходимо умножить на коэффициент 0,6. Отсюда получаем, что в поврежденной стене анкер выдерживает нагрузку 0,59 кН.

Если нужно вычислить нагрузку, которая создается подвешенным объектом массой m на определенном расстоянии l, следует воспользоваться формулой: M=m×g×l.

Классификация анкерных болтов.

Типы и конструкция фундаментных болтов. За способом установки бывают болты с установкой до заливки фундамента и такие, которые устанавливаются в просверленные отверстия в готовом фундаменте или другом элементе конструкции.

В зависимости от конструкции, выделяют изогнутые болты, болты с анкерной плиткой, составные анкерные болты, съемные, прямые и болты с коническим концом. Изогнутые болты, как правило, применяются тогда, когда нет зависимости между высотой фундамента и глубиной заделки болтов. Они устанавливаются до бетонирования или монтируются в уже готовое основание. Несколько меньшей глубиной установки обладают болты с анкерной плиткой, они используются, когда от этой глубины зависит высота фундамента. Данный элемент служит исключительно для поддержания прочности конструкции, в основном ставится до бетонирования. Для установки методом поворота или надвижки нужны составные болты с анкерной плиткой. Муфту и нижнюю часть данного элемента (шпилька с плиткой) закладывают в основание на стадии бетонирования, а в муфту на всю длину резьбы ввертывается верхняя шпилька. Такой болт фиксирует оборудование и крепится до бетонирования. Для крепления тяжелого оборудования с большими динамическими нагрузками (электротехника, прокатное оборудование) лучше всего подойдут съемные болты. При их установке в фундамент нужно заложить лишь анкерную арматуру, а шпилька уже устанавливается после заливки фундамента в трубу. Для изготовления данного элемента применяют высокопрочную сталь, которая устойчива к разрывам.

Для крепления конструкции с большим уровнем асимметрии рекомендуется выбирать прямые болты на клею (эпоксидном или силоксановом), а также болты, виброзачеканенные цементно-песчаной смесью. Такие болты выдерживают большие нагрузки, их ставят в скважину, просверленную в готовом фундаменте. Распорные болты предназначены в основном для крепления конструкций и оборудования, испытывающие вибрационные и статические нагрузки. Их можно прикрепить с помощью дюбелей или разжимной тяги. Чаще всего данный материал применяется для сантехники, вентиляционных устройств, отделки и облицовки. И, наконец, болты с коническим концом используются для крепления конструкций, которые не выдерживают сильные удары или динамические нагрузки. Их можно прикрепить с помощью цементно-песчаной смеси методом вибропогружения. Данный материал устойчив к коррозии, а также прекрасно держит механическую нагрузку.

Следует знать, что анкер удерживается в фундаменте за счет трех основных рабочих принципов. Прежде всего, это трение, то есть нагрузки, которые воспринимаются анкерным болтом, передаются на материал основания посредством трения тела анкера о материал основания. Для этого нужно наличие распирающей силы, которая может создаваться за счет распора металлической цанги или пластикового дюбеля. Следующий принцип, это упор — нагрузки, которые воспринимаются анкером, компенсируются внутренними силами сопротивления материала излому, возникающими на глубине анкеровки. Также следует отметить такой принцип, как склеивание, то есть нагрузки компенсируются внутренними касательными напряжениями в области контакта тела анкера и материала монолита. Данный принцип работы характерен для клеевых анкеров, а также закладных деталей без упорных приспособлений и уширения. Большинство анкерных болтов удерживаются в материале основания посредством комбинации описанных выше принципов. Анкерное крепление, как правило, разрушается в самом слабом его месте. Различают такие виды разрушений, как вырыв, излом или пластический изгиб анкера, коррозия, плавление или выгорание анкерного болта.

Виды конструкций фундаментов

  • Бесподвальное основание плитного типа, гасящее вибрацию своей массой. Такие фундаменты можно залить в опалубку только на первом этаже цеха. Подобная конструкция обойдется в значительную сумму, поскольку на сооружение цельного основания плитного типа тратят максимальный объем строительного материала. Однако самые крупные станки и механизмы монтируют только на таких фундаментах.
  • Рамный фундамент. Подвальное основание-перекрытие, монтируемое на втором этаже и выше. Такой фундамент гасит вибрацию, передавая колебания на каркас самого цеха (посредством контакта с межэтажным перекрытием). По сути – это такая же плита, только не залитая, а собранная из железобетонных изделий, установленных на балки межэтажного перекрытия. Подобное основание способно противостоять только статическим нагрузкам или вибрации с минимальной амплитудой.
  • Стенчатый фундамент, развивающий идею ленточного основания. Несущую нагрузку и вибрацию в данном случае принимают несущие стены или внутренние перегородки. Как правило, подобные фундаменты подводят под механизмы, расположенные на втором этаже цеха.
  • Основания рамного типа (с балочным ростверком). Такая конструкция выдерживает высокочастотную вибрацию. Поэтому в большинстве случаев фундаменты для ударных механизмов имеют «рамную» конструкцию. Ведь в опоры рамы можно вмонтировать демпферы, гасящие вибрацию.

ГОСТ фундаментные болты

Так как фундаментные болты испытывают чрезмерные нагрузки и призваны снимать напряжение со стен и основания, к их изготовлению предъявляются повышенные требования. Существует специальный ГОСТ, в котором регламентируется не только размер болта и его конструкция, но и определяется материал изготовления. Вне зависимости от конструктивной особенности болта, он должен быть изготовлен из высокопрочной легированной или углеродистой стали. На поверхность, в ряде случаев, и, если в этом есть технологическая необходимость, наносится слой цинка. Методы нанесения покрытия могут быть двух типов:

  1. Гальванический. От цинковой заготовки в специальной гидролизной ванне атомы передаются на болт, полностью покрывая его поверхность.
  2. Диффузионный. Защитное покрытие наносится при высокой температуре, благодаря чему происходит проникновение атомов защитного материала в поверхность заготовки.

Оба метода показывают превосходный результат, и не имеет значения, каким из них было нанесено покрытие, при условии, что все сделано согласно нормативам и установленным правилам.

Комплектность согласно ГОСТ 24379.1-2012

Государственный стандарт предусматривает ряд отсылок к другим нормативным документам. В частности к размеру и шагу резьбы болта, а также качеству используемой стали. Данный ГОСТ различает несколько типов болтов, каждый из которых мы рассмотрим чуть ниже.

Также в регламенте описываются подробные требования по комплектации. Согласно им фундаментный болт должен состоять из следующих элементов:

  • Центральный стержень. Основной элемент анкера;
  • Арматура анкерная;
  • Плита;
  • Втулка;
  • Муфта;
  • Шайба;
  • Гайка;
  • Труба;
  • Разжимная цинга.

В зависимости от конструкции анкера и его типа часть элементов может отсутствовать. Например, в прямом болте используется только центральная штанга и гайка, накручиваемая на резьбу с одной стороны болта. Это самая простая конструкция. В более сложных, составных элементах используются все перечисленные элементы, а в ряде случаев еще и в нескольких экземплярах. В частности гайки и шайбы могут быть в количестве больше одной штуки.