Анкерный болт

Что такое фундаментные болты-анкеры

Конструкции такого рода в первую очередь имеют промышленное назначение и предназначены для фиксации на бетон металлических конструкций – станков, машин и другого промышленного оборудования. По сути, они выполняют роль закладных. И данная статья расскажет вам подробно о размерах, длине, весе фундаментных болтов (анкеров).

О том, что собой являет фундаментный анкер, расскажет это видео:

Строение изделия

Принципиально конструкция фундаментного болта не отличается от обычного анкера:

• штырь с насечкой – заводится в стену сооружения или является крепежным элементом для механизма;
• якорная часть – расширение, замоноличенное в бетонное основание;
• верхняя часть анкера может сильно отличаться по форме и определяется назначением.

Принцип крепления, обеспечивающий удержание конструкции, также полностью соответствует понятию анкер – якорь. Действовать могут 3 силы:

• трение – крепеж воспринимает нагрузку от конструкции и передает ее монолитному основанию за счет сил трения, возникающих при распирании. Что, собственно, и обуславливает обязательное наличие расширяющейся части;
• упор – нагрузка, воспринимаемая крепежом и компенсируемая сопротивлением самого материала;
• склеивание – нагрузка, компенсированная за счет напряжения в месте контакта материала основания и анкера. Этот фактор действует в химических анкерах фундаментных и в тех случаях, когда конструкционная форма не предусматривает упора.

Конструкцию и размерные параметры фундаментных болтов-анкеров регламентирует ГОСТ 24379.1-80 и ГОСТ 24379.0-80.

Поскольку крепеж предназначен для фиксации тяжелых конструкций в очень плотных материалах, его прочность должна быть выдающейся. Обычно для этого применяют качественную или высококачественную углеродистую сталь, а также низколегированную. Возможно выполнение анкеров из нержавеющей стали, но, как правило, такие изделия производятся на заказ. Крепеж допускается применять только оцинкованный.

Преимущества и недостатки

Изделия такого рода отличаются узкой специализацией. В своей области фундаментные болты не знают конкуренции, однако в других сферах не применяются.

К преимуществам анкеров можно отнести:

• очень высокую несущую способность;
• большое разнообразие конструкций. Способы крепления оборудования разные, так что изделия выпускаются с большим диапазоном конструктивных отличий;
• предполагается 2 метода монтажа. Что позволяет использовать болты и при строительстве, и на более поздних стадиях;
• большой размерный ряд – в зависимости от целей выпускаются изделия длиной от 15 см до 5 м;
• несмотря на то что для изготовления используется качественная сталь, стоимость изделий относительно доступна.

Недостатки изделия:

• фундаментный анкер не универсален. Область его применения ограничена монтажом конструкций на бетонное основание;
• использование его требует определенных знаний, поскольку здесь важен точный расчет с учетом материала фундамента, особенностей конструкции, метода монтажа и многого другого.

Далее рассмотрены типы фундаментных болтов.

Разновидности анкерных болтов

По срокам эксплуатации анкеры разделяют на временные и постоянные. Каждый из этих видов подразделяется в зависимости от метода крепления, материала, с которым происходит контакт, размеру, материалу изготовления.

По назначению

Так как сфера применения анкеров довольно широкая, по материалу основания их разделяют:

• Для полнотелых прочных материалов. Это может быть анкерный болт по бетону, кирпичу, камню.
• Для ячеистых хрупких блоков.

Также имеются приспособления, предназначенные для крепежа конструкций к гипсокартону, дереву, древесно-волокнистым и стружечным плитам.

Размеры

По длине и диаметру крепежные анкерные болты бывают:

• малые: с максимальной длиной до 5,5 см и диаметром до 0,8 мм;
• средние: длиной до 12 см и диаметром до 12 мм;
• большие: длиной не более 22 см и диаметром 24 мм.

Способы закрепления

Химический анкер

Крепиться анкерные болты могут двумя способами: механическим и химическим. У механических фиксация происходит, благодаря непосредственному воздействию рабочей части болта на основание.

• Клиновые. Имеют вид длинного стержня, в конце которого размещается деформирующая гильза. После вкручивания лепестки гильзы расширяются, за счёт чего анкер может выдерживать огромные нагрузки.
• Распорные. Стандартный вид болтов-анкеров, выполненный в виде стержня с конусовидным окончанием. Под воздействием поступательных движений стержень распирает гильзу, создавая надёжное фиксирующее крепление.
• Винтовые. Ещё одно название – болты Молли. Применяются при креплении пустотелых конструкций, имеющих низкую несущую силу. Оборудуются цангой, которая при закручивании упирается в материал с противоположной стороны.
• Втулочные. Состоят из нескольких элементов, включая цангу и расклинивающую часть. Во время закручивания анкера, расклинивающая часть входит в цангу, после чего происходит её распирание.
• Разжимные. Состоят и резьбовидного стержня, 4 продольных лепестков, оснащенных пружинным колечком, и гайкой у одной из сторон. Вращение стержня приводит к раскрыванию гайки и разжиманию лепестков, за счёт чего происходит расширение и закрепление под воздействием силы трения.
• Пружинные. Используются при работе с тонкими материалами и зачастую оснащаются крючком. Расширение происходит благодаря разворачиванию пружины.

Химические – дополнительно используется клейкий состав из полиэфирных смол. Такие анкеры не подлежат вторичному использованию и отличаются максимальной надёжностью крепления.

Конструкция

Механические анкерные болты подразделяют на несколько видов.

• С гайкой. Наиболее простой вид распорного крепёжного приспособления, имеющего конусообразный наконечник, гильзу, гайку и четыре выреза. Гайка служит фиксатором, с помощью которого болт входит в посадочное место. Как только стержень начинают вкручивать, гайка проворачивается по направлению часовой стрелки. В итоге гильза распирается, плотно закрепляя конструкцию.
• С крючком. Головка такого болта имеет вид крюка. Используется крепеж для тяжеловесных конструкций с фиксацией к плотным материалам (камень, бетон, кирпич). Принцип работы не отличается от стандартных анкеров – при вкручивании фиксирующая гайка деформируется, закрепляясь в посадочном гнезде.
• С кольцом. Анкер, зачастую применяемый для монтажа осветительных потолочных приборов, а также электрических кабелей. Внешний конец анкера представляет собой ушко, на которое подвешиваются устройства. Крепление осуществляется стандартно – фиксирующая гайка в конце позволяет раскрыться гильзе и запереть её в нужном углублении.
• С шестигранной головкой. Анкер под отвертку считается аналогом анкера с гайкой. Однако вместо стержня с гайкой применяется обычный болт. Его закручивают гаечным ключом либо отвёрткой, после чего гильза деформируется, что позволяет заполнить стенки углубления и создать надёжное крепление.
• Двухраспорные. В конструкции задействованы две гильзы (короткая и длинная). Короткая входит в длинную конусовидным концом. Как только происходит завинчивание гайки, короткая гильза распирается, что распирает длинную гильзу. Такие приспособления могут иметь конец в виде крюка или кольца. Зачастую их используют для повышения прочности крепления.
• Гвоздевые. Используются для работ с твёрдыми материалами при креплении конструкций с небольшим весом. По форме напоминают полый гвоздь, внутри которого спрятана расклинивающая часть. Болт вбивается молотком или при помощи электроинструментов.

Анкер-болт – достоинства и слабые стороны

Все виды анкеров являются универсальными элементами, позволяющими производить крепеж в стенах из различных материалов. Однако учитывая стоимость анкеров, использовать их для крепления легких предметов в стенах из древесины экономически нецелесообразно. Изделие предназначено для обеспечения надежного соединения в твердых материалах, таких как камень, бетон и кирпич.

Анкерный болт имеет повышенную нагрузочную способность

Используя специализированный крепеж по назначению, можно в полной мере оценить его преимущества:

• повышенную нагрузочную способность. По этому параметру анкер занимает лидирующую позицию среди остальных метизов;
• расширенную номенклатуру фиксаторов. Несложно подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей монтажа;
• применение для изготовления крепежных элементов углеродистой стали. Она устойчива к коррозии и отличается долговечностью;
• простоту выполнения монтажных операций. Для фиксации не требуется специальное оборудование, а монтаж выполняется в ограниченные сроки;
• возможность применения анкеров для укрепления имеющейся конструкции;
• стойкость к воздействию усилий. Неподвижность анкера обеспечивается как в статике, так и в динамике с приложением вибрационных нагрузок.

Наряду с достоинствами, имеется ряд недостатков:

• повышенная стоимость изделий по сравнению с другими видами метизов;
• необходимость предварительного выполнения отверстия в твердой основе;
• подбор конструкции применяемого анкера в зависимости от материала основы.

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.

Анкерные болты — виды и принцип действия

Анкерные болты — если рассматривать принцип действия двух основных видов крепежа — анкера и дюбеля, то анкер имеет существенное преимущество. Металлический анкер, помимо силы трения, в основании удерживается при помощи «упора» в виде своеобразного якоря, получаемого за счет распорной части хвостовика. К трению добавляется сила сопротивления разрушению материла.

Есть еще и химические анкера, они используют вместо металлической гильзы быстротвердеющие клеевые составы, которые вводят в отверстие перед установкой анкерного болта. В результате получают монолитное соединение с основанием.

На рынке существует большая номенклатура анкеров, но их все можно разделить на несколько классов.

Как выполняется монтаж

Прежде всего, следует обратить внимание на то, что длина фундаментного болта (и, соответственно, глубина его заделки в материал) не должна превышать высоты самой фундаментной конструкции. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться с тем, что анкерная часть крепежного изделия, которая и обеспечивает надежность его фиксации, будет находиться не в прочном материале фундамента, а в рыхлой и мягкой почве

Глубина заделки болтов (нажмите для увеличения)

Расчет фундаментных болтов с целью определения их удерживающей способности – еще одна важная процедура, которую необходимо выполнить перед их установкой. Что характерно, в нормативном документе (24379.1-80) нет информации о таком параметре, как величина удерживающей способности фундаментных болтов, поэтому рассчитывать ее надо самостоятельно.

Устанавливаемые до бетонирования болты временно прикрепляют к опалубке

в фундамент – это несложная процедура, выполнить которую можно своими силами, не привлекая для этих целей квалифицированных специалистов. Чтобы итогом такой процедуры стало надежное крепление анкерных болтов в фундаментной конструкции вашего будущего строения, следует придерживаться правил их установки, которые заключаются в следующем.

• Для правильного выбора места установки таких крепежных элементов в фундаменте следует внимательно изучить план здания. Сделать это необходимо для того, чтобы определить места расположения дверных проходов, под которыми фундаментные болты не устанавливаются. Следует помнить, что фундаментные болты (или, как их еще называют, анкерные тяги) устанавливаются только под стенами будущего строения.
• После того как материал, из которого будет сформирован фундамент, будет залит в опалубку, в него погружают анкерный болт. Выполняя такую процедуру, необходимо следить за глубиной погружения такого крепежного элемента, которая не должна превышать высоты самого фундамента. Для погружения анкерного болта в еще не застывший бетон выбирают середину фундаментного основания.
• При установке анкерных болтов в фундаментную конструкцию следует учитывать и такой параметр, как расстояние между соседними крепежными элементами. Рассчитать его достаточно просто: он должен равняться двум величинам глубины заделки таких крепежных элементов в фундаментную конструкцию.
• После того как анкерные болты погружены в еще не застывший бетонный раствор на требуемую глубину, необходимо выставить их строго по вертикали и дать материалу фундаментного основания полностью застыть.
• После полного застывания бетонного раствора надо сформировать блок фундаментных болтов. Для этого их концы, выступающие над поверхностью фундамента, скрепляют при помощи деревянной доски или металлической пластины. Естественно, что отверстия, предварительно просверленные в доске или пластине, должны располагаться с тем же шагом, что и , закрепленные в фундаментной конструкции.

Примеры монтажа болтов в фундаменте. Условные обозначения: 1 – фундамент; 2 – подливка; 3 – закрепляемая конструкция

Как уже говорилось выше, некоторые типы анкерных болтов могут монтироваться в готовом фундаменте. Для выполнения этой процедуры также необходимо предварительно наметить места монтажа таких крепежных элементов и рассчитать шаг, с которым они будут располагаться в фундаментной конструкции. После этого для установки болтов надо просверлить отверстия, диаметр которых должен быть в несколько раз больше, чем размер поперечного сечения самого крепежного изделия.

В подготовленные отверстия, глубина которых не должна превышать высоты фундаментной конструкции, заливается цементный раствор или специальный клей. Только после этого в них помещаются анкерные болты и выставляются в строго вертикальном положении. После застывания раствора или клеевого состава из анкерных болтов также формируются блоки, как описывалось выше.

Приготовление клеящего состава производится соответственно требованиям нормативных документов

Таким образом, анкерные болты, предназначенные для надежного соединения фундаментной конструкции со стенами возводимого строения, можно устанавливать как в уже готовом, так и в только создаваемом бетонном основании. При соблюдении всех вышеописанных рекомендаций по установке и выбору крепежных элементов они смогут обеспечить высокую надежность возводимого строения и его способность выдерживать даже очень значительные нагрузки.

Комплектация по ГОСТу

ГОСТ разработан на основе нормативных строительных документов. Он регламентирует размеры изделий, их качество, особенности хранения и транспортировки.

Что касается требований комплектации, крепеж должен состоять из следующих частей:

• основной стержень;
• анкерная арматура;
• плитка и втулка;
• муфта и шайба;
• зажимная цинга;
• гайка;
• труба.

Некоторые составляющие могут отсутствовать в зависимости от модификации. Для понимания, в прямых болтах резьба накручивается только с одной стороны. Также есть только центральная штанга и гайка. Если рассматривать другие более сложные крепежи, их структура усовершенствована и спроектирована в зависимости от выполняемых функций, специфики крепления и области применения. Фиксаторов в виде гаек и шайб может быть несколько.

Виды таких метизов

Специфика различных материалов изделий требует и особого крепежа, так что разновидностей изделий существует масса. Они заметно отличаются и конструкцией, и областью применения, и стоимостью.

Все анкеры разделяют на механические и химические:

• механический – крепление реализуется за счет сил трения и формы распора;
• химический – здесь действует сила склеивания. Эта группа намного меньше, поскольку химический метод требует больше времени и зависит от температуры: клей или цементный раствор должны схватиться. К тому же монтаж с их помощью далеко не так удобен.

О монтаже разных типов анкеров расскажет этот видеоролик:

По конструктивным особенностям

Наиболее информативная классификация – разделение по конструктивным особенностям.

• Клиновой – анкер-болт или анкер-шпилька. Это металлический стержень, один конец которого выполняется в виде конуса. На конусе помещается распорная втулка. С другой стороны имеется резьба. Как правило, анкер снабжается шайбой и гайкой, хотя есть и исключение: потолочный клиновой анкер имеет только стопорную головку. Крепеж размещается в заранее просверленное отверстие и затягивается ключом. При этом втулка надвигается на конус и расклинивается, увеличиваясь в объеме. Клиновой анкер выдерживает самые большие нагрузки, но и создает в материале высокое напряжение в зоне контакта. Использовать его в неплотных пористых бетонах нельзя. Уменьшает нагрузку модели с двумя распорными гильзами.
• Втулочный – распорная гильза имеет такую же длину, что и металлический стержень. На последнем имеется клиновидная головка. При закручивании гайка двигается вдоль стержня и распирает втулку. Такой крепеж создает меньшее напряжение в материале, поэтому может использоваться и на более легких бетонах и в глиняном полнотелом кирпиче. Требования к монтажу невелики, возможен сквозной монтаж. Однако несущая способность крепежа ниже, чем у клиновых, поэтому он менее распространен.
• Разжимной – усовершенствованная версия втулочного, более сложного строения. 3-4 лепестковую гильзу распирает специальная пружина и разжимная гайка. Крепление таким образом формируется и за счет трения, и за счет формы. Крепеж имеет такую же несущую способность, что и клиновой анкер, но не создает напряжения в зоне контакта с материалом. Его применяют при монтаже и на плотный, и на легкий, и на ячеистый бетон и пустотелый кирпич. Разжимной анкер – изделие дорогостоящее, поэтому используется в основном профессионалами.
• Забивной – внутренняя поверхность резьбовой гильзы имеет коническую форму и разрезы. Внутри находит клин. При ударах молотком клин продвигается внутри гильзы и распирает ее. Забивной анкер рассчитан для работы с бетоном и полнотелым кирпичом. Установка его очень проста и занимает минимум времени, однако и нагрузку на материал он составляет даже большую, чем клиновой.

Специальный – к этой категории относят нетипичные изделия с узкой специализаций, например: самозавинчивающиеся, рамные анкеры с нейлоновой гильзой, крепеж для георешеток, специальный крепеж для пустотелых конструкций и так далее.

Крепление трубы с анкером (фото)

По области применения

Другая классификация связана с областью применения изделия. Анкеры, как понятно из их конструкции, не универсальны.

• Для работы на бетонных стенах – практически все виды анкеров рассчитаны на установку в плотный тяжелых материал. Исключение найти сложнее.
• Специальный крепеж для работы с пористыми материалами – например, тот же «Цикон» или разжимной анкер.
• Фундаментный – особая конструкция, используемая при необходимости закрепить каркас или стены к фундаменту. Крепеж отличается массивностью и сложностью установки.
• Фасадный – вариант для дистанционного монтажа. Таким образом возможно крепление при помощи анкеров в прочные материалы через слой хрупкого материала теплоизоляции или декоративного материала.
• Потолочный – рассчитан анкер для крепления к потолку подвесных конструкций, потолочных систем, оборудования и осветительных приборов.
• Грунтовой – модификация для закрепления конструкции или строения к грунту. Может заменить собой фундамент.
• Рамный – ближе всего к дюбелям, имеют пластиковую распорную гильзу.

Разновидности анкерных соединений для бетона

Одним из самых широко применяемых видов являются изделия, в основе работы которых лежит механический принцип.

Металлические

Металлические анкера используются в основном для крепления в твердых материалах. Их поверхность выполнена из углеродистой стали и покрыта специальным цинковым составом, что полностью исключает возможность возникновения коррозии.

Забивные

Забивной анкер – устройство, с помощью которого крепежный элемент соединяется с массивом основания. Он имеет конусообразный клин и внутреннюю резьбу и отлично подходит для использования в бетонных перекрытиях.

Встречаются несколько видов: с насечками и без них. Работы по монтажу могут выполняться вручную или же с помощью пневматического инструмента.

Важно учитывать, что ослабить крепление не представляется возможным, поэтому необходим тщательный подход к планированию.

Латунные

Забивной анкер, изготовленный из латуни, относится к латунным, его еще называют цанга. Характерной особенностью является отсутствие расклинивающего элемента и антикоррозионная стойкость.

Латунный анкер (цанга) вставляют в подготовленное отверстие и закрепляют шпилькой или болтом. Ребристая поверхность гильзы позволяет выдерживать значительные нагрузки и гарантирует прочное соединение.

Стоимость данного вида крепежа значительно дороже стального, но благодаря латунному исполнению повышается надежность фиксации конструкций.

Распорные

Данный анкер относятся к типу заклинивающих элементов. Он имеет металлическую гильзу, на одном конце которой располагается распорная часть из четырех сегментом, а на втором находится резьба с гайкой и шайбой.

Распорный анкер выдерживает высокие нагрузки и может использоваться в растянутых зонах бетона с трещинами. Для более надежного соединения используются двухраспорные анкера, имеющие две гильзы. Распорная втулка в свою очередь имеет несколько зон расклинивания: у шляпки винта (болта) и внутри несущего основания.

Химические

Крепежный элемент, принцип работы которого основан на силах когезии и адгезии, называют химическим анкером

Важно учитывать, что подготавливаемое отверстие должно быть больше диаметра самого фиксирующего устройства на 2 мм.

Для крепления в сетчатую гильзу заливают предназначенный клеевой состав. Затем вставляется анкерный болт подходящего размера. До полного застывания клея возможна корректировка положения химического анкера по отношению к конструкции.

Как подобрать крепление?

Главным критерием при выборе крепления является количество нагрузки, которое деталь может выдержать. Чтобы правильно подобрать размер анкера для бетонных поверхностей, следует проанализировать материал, из которого сделан объект, вес, прочность и хрупкость. Для пористой структуры подойдет химический болт, а для тяжелых деталей — распорный. К тому же чем сложнее структура сооружения, тем больше должен быть болт. Не следует забывать о соответствии длины детали и ширины конструкции, которая требует фиксации. Они должны соотноситься, ведь в ином случае можно насквозь пробить материал.