Как правильно сделать расчет анкерного болта

0 0

Анкерный болт, клиновой анкер, рамный анкер — это эффективные крепёжные изделия, которые должны прочно закрепляться в несущем основании и удерживать прикрепляемую конструкцию.

Для быстрого перехода на крепеж анкерной техники указываем доп.ссылки здесь:
клиновой анкер, анкерный болт, с гайкой и крюком, рамный анкер

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.

Размер
клинового
анкера
Резьба Длина
анкера,
мм
max
толщина
прикрепл.
материала,
мм
Диаметр
сверла
Глубина
анкеровки,
мм
min
вырывающая
сила,
kН (бетон В25)
Вес
1000 шт,
кг
6х40 М6 40 5 6 35 1,4 9,98
6х60 М6 60 30 6 35 1,4 14,00
6х80 М6 80 50 6 35 1,4 18,00
8х50 М8 50 10 8 40 1,6 22,00
8х80 М8 80 40 8 40 3,3 34,00
8х90 М8 90 55 8 40 3,3 34,60
8х105 М8 105 65 8 40 3,3 44,00
8х120 М8 120 80 8 40 3,3 49,30
10х65 М10 65 15 10 45 5,0 43,00
10х80 М10 80 35 10 45 5,0 53,00
10х95 М10 95 50 10 45 5,0 62,00
10х120 М10 120 75 10 45 5,0 77,00
10х130 М12 130 70 10 45 5,0 84,00
12х100 М12 100 45 12 55 5,0 93,00
12х120 М12 120 65 12 55 6,0 111,00
12х135 М12 135 75 12 55 6,0 125,00
12х150 М16 150 95 12 55 6,0 138,00
16х105 М16 105 45 16 60 7,5 174,00
16х140 М16 140 80 16 60 9,4 229,00
16х180 М16 180 120 16 60 9,4 292,00
16х220 М16 220 160 16 60 9,4 355,00
20х160 М20 160 40 20 100 12,3 406,00
20х200 М20 200 130 20 75 12,3 505,00
20х300 М20 300 225 20 75 12,3 751,00

Второй вид разрушения, который может встречаться при неправильном подборе типа и размера анкера, — это разрушение по телу крепежа. То есть происходит деформация самого анкера, когда его часть остается в стене, а другая — снаружи.

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».

Расчеты при определении размера анкерного болта

Итак, важно учитывать все нагрузки. Их разделяют на два типа: статические и динамические. К первым относим вес самой конструкции; вторым характерны импульсивные, ударные нагрузки, применимые в зависимости от протяженности по времени, точки приложения, направления.

Для обеспечения надежности конструкции рабочая нагрузка на крепёж не должна превышать 25% от расчётной нагрузки на анкер (вырывание/срез).

Рассмотрим самый простой пример.

Необходимо повесить кухонный шкаф. Его масса вместе с духовкой, коробкой и всякой утварью составит 100 кг. Анкерный болт при этом необходим такой, чтобы выдержать нагрузку равной четырём массам этого шкафа:

Р = m (масса, кг) × 4 (чтобы соблюсти правило выше) × g (Ускорение свободного падения = 9,81 м/с²)

P = 100 кг × 4 × 9,81 м/с² = 3 924 кг х м/с²,
а кг × м/с² = Н (Ньютон), что в итоге и составляет 3,924 кН

Если несущая поверхность имеет трещины или иные допустимые повреждения, то вычисленную нагрузку надо умножить на 0,6. То есть один и тот же анкерный болт в плотной поверхности выдержит 3,924 kН, а с дефектами — только 2,35 kН.

Чтобы вычислить нагрузку на узел, которую создает, например, подвешенный элемент массой m (кг) на расстоянии l (плечо силы, м), воспользуйтесь формулой

M = m x g x l

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

Диаметр анкера, мм М6 М8 М10 М12 М16 М20
Бетон В20
без трещин
Расчётное усилие
на вырыв, kН
4,20 6,00 10,70 13,30 23,30 33,30
Расчётное усилие
на срез, kН
4,00 7,30 11,60 16,80 31,40 49,00
Бетон В20 растянутая зона,
с раскрывающимися
трещинами
Расчётное усилие
на вырыв, kН
2,20 3,30 6,00 8,00 16,70 20,00
Расчётное усилие
на срез, kН
4,00 7,30 11,60 16,80 31,40 49,00

Параметры монтажа клинового анкера

Диаметр бура, мм М6 М8 М10 М12 М16 М20
Глубина бурения, мм 55 65 70 90 110 130
Глубина установки, мм 49 58 62 82 102 121
Диаметр отверстия
в прикрепляемой детали, мм
7 9 12 14 18 22
Момент затяжки, Нм 8 15 30 50 100 200
Стандартное расстояние
между анкерами, мм
120 141 180 210 246 303
min расстояние
между анкерами, мм
50 55 60 70 90 110
стандартное расстояние
до края, мм
60 71 90 105 123 152
min расстояние до края, мм 45 50 55 60 70 130

Технические характеристики анкерного болта

Размер анкера, мм М6,5 М8 М10 М12 М14 М16 М20
Бетон В20 Расчётное усилие
на вырыв, kН
0,7 1,4 2,1 2,8 3,1 4,2 5,6
Расчётное усилие
на срез, kН
1,1 2,5 4,5 7,3 8 8,8 10,5
Кирпич М150 Расчётное усилие
на вырыв, kН
0,4 0,5 0,6 0,8 0,85 0,9
Расчётное усилие
на срез, kH
0,65 1 1,2 1,6 1,7 1,8

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

Размер анкера, мм М6,5 М8 М10 М12 М14 М16 М20
Диаметр резьбы, мм М5 М6 М8 М10 М10 М12 М16
Диаметр бура, мм 6,5 8 10 12 14 16 20
min глубина отверстия, мм 40 50 60 70 75 80 90
Отверстие в прикрепляемой детали, мм 7 9 11 13 15 17 21
min толщина материала основания, мм 60 70 80 90 95 100 120
Размер гайки под ключ, мм 8 10 13 15 15 19 24
Критическое расстояние до края, мм 40 55 65 70 75 80 85
Критическое осевое расстояние, мм 45 60 70 75 80 90 95
Момент затяжки в бетоне, Нм 5 8 25 40 45 50 80
Момент затяжки в кирпиче, Нм 2,5 4 12,5 20 22,5 25

Технические параметры рамного анкера

Размер рамного анкера MF 8 MF 10
Диаметр бура, мм 8 10
min глубина установки, мм 45 50
min глубина отверстия, мм глубина установка + 5 см
Момент затяжки, Нм 4 8
Шлиц Pz 2 Pz 3
Расчётная нагрузка в бетоне В20 на вырыв, kH 1,4 1,7
на срез, kH 0,4 0,5
Расчётная нагрузка в полнотелом кирпиче М150 на вырыв, kH 0,6 0,8
на срез, kH 0,4 0,5
Расчётная нагрузка в пустотелои кирпиче М150 на вырыв, kH 0,4 0,5
на срез, kH 0,2 0,3
Расчётная нагрузка в ячеистом бетоне В3,5 на вырыв, kH 0,1
на срез, kH 0,1

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.

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.