Анкерные болты: обзорная характеристика, классификация и принцип действия. Все о маркировке механических и химических анкеров
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.
Как устроен анкерный крепеж с гайкой?
Принимая во внимание тот факт, что данный крепежный механизм должен удерживать достаточно тяжелые элементы, он был тщательно продуман и переделан. Главным элементом конструкции в нем является распорная шпилька, которая имеет на одном конце форму конуса, на другом же конце нарезана метрическая резьба, на которую накручивается гайка. На шпильку по всей длине, кроме резьбовой части, надета специальная металлическая втулка с прорезями.
Работает данное устройство по принципу «распора», то есть, когда мы начинаем закручивать гайку, конусообразный конец входит во втулку и распирает ее в отверстии. Отличительной особенностью считается то, что такой анкер имеет литую шпильку, которая намного прочнее других анкерных конструкций. Ну, и, конечно, мы забыли упомянуть про гайку и в обязательном порядке стопорную шайбу, которые накручиваются со стороны резьбы. Шайба не позволяет при закручивании гайки углубляться в отверстие.
В некоторых случаях во время крепления монтажники используют в качестве дополнительного фиксатора вторую шайбу, которая закрывает отверстие на месте установки, но такой подход зависит от конкретных условий монтажа.
Сферы применения такого крепежа могут быть достаточно разными: от монтажа лестничных ограждений до тяжелых металлоконструкций. Самое популярное применение на сегодняшний день – это монтаж кронштейнов под кондиционер. Само устройство имеет достаточно приличный вес, поэтому использование такого крепления полностью оправдано.
Особенности конструкции и принцип работы
Анкер состоит из шестигранного болта, распорной цанги, перемещаемой резьбовой частью болта внешней оболочки (гильзы). При вращении болта, распорная цанга перемещается вдоль продольной оси анкера вверх и расклинивает внешнюю оболочку. Анкерный болт изготовлен из оцинкованной (желтопассивированой) стали.
Анкерный болт с гайкой – вес, размеры: что говорит нам ГОСТ?
Так как все крепежные элементы – сложные монтажные изделия, то все они имеют соответствующую техническую документацию. Именно из таких документов мы и можем узнать в случае необходимости технические параметры. К примеру, выбирая тот или иной крепеж, мы хотим знать, выдержит ли анкерное крепление вес в 100 килограммов или нет. Благодаря тому, что имеется документация, мы получим ответ на наш вопрос.
Самый маленький анкер, размеры которого 5×6,5×18 мм, согласно заявленным характеристикам изготовителя, способен выдержать нагрузку на вырывание до 800 кгс.
Для того, чтоб было понятней, кгс – это обозначение килограмм/силы, где в расчет берется масса в один килограмм и сила, с которой этот килограмм оказывает давление на весы. Дальше вычисления совсем просты, 1 кгс равен примерно одному килограмму любого предмета, исходя из этого, такой анкер выдержит изделие весом в 800 килограмм.
Также абсолютно любой болт имеет соответствующий ГОСТ, который и делит все крепежные конструкции на разновидности по способности выдерживать определенную нагрузку, величине и диаметру крепежного элемента. На больших строительных площадках такая документация помогает при выборе элементов крепления и закупке соответствующего материала.
Анкеровка строительных конструкций
Анкерные элементы обеспечивают передачу воздействия нагрузки от прикрепленных объектов на анкерную основу, которая может быть несущей или ненесущей строительной конструкцией.
Крепить анкерными болтами можно широкий спектр натуральных и промышленных материалов. Нагрузка на основу может иметь характер статической или динамической.
Среда, в которой размещаются анкерные элементы, также оказывает фундаментальное влияние на их выбор с точки зрения влияния на материал анкеров, независимо от того, встроены ли они в конструкцию или расположены на открытом пространстве, в воздушном зазоре.
Крепление объектов может быть реализовано двумя способами.
- Заранее закрепив анкерные болты;
- Дополнительное крепление анкеров.
Анкеровка может выполняться в кирпичах, бетоне, металлах, пластмассах и дереве. Для этих целей материалы можно разделить на группы по кубатуре материала:
- С низкой кубической прочностью ниже 10 МПа. К таким материалам относится кладка из полнотелого кирпича, кладка из пустотелого кирпича, гипсокартон, пенобетон;
- С кубической прочностью от 10 до 50 МПа. В эти материалы можно снимать и устанавливать анкеры с высокой несущей способностью. В эту группу входят высокопрочная кирпичная кладка и бетон;
- Кубической прочностью более 50 МПа. Установка анкерных болтов в таких конструкциях невозможна.
Крепление к пластику и дереву осуществляется простой технологией забивания различных гвоздей вручную или пневматическим способом. Другой способ — просверлить винты.
Технические характеристики анкерных болтов
Техническая документация рекомендует проводить монтаж такого крепления в полнотелых твердых материалах, таких как бетон, цельный кирпич, природный камень. В каждом отдельном случае мы должны выбирать болт с гайкой, размеры которого обеспечат нам качественное крепление. Но стоит помнить о том, что во время монтажа при затягивании гайки шпилька подается вперед на некоторое расстояние, в результате иногда эта длина создает помеху при установке изделий, которые мы крепим.
Сегодня в магазинах можно найти крепеж практически любой длины, для различного рода задач. Как правило, начинается линейка анкерных креплений с размера шпильки в 18 миллиметров.
Самый длинный крепеж достигает 400 миллиметров чистого размера крепежной шпильки. Соответственно, в зависимости от длины, мы имеем и различные диаметры, данная величина считается по диаметру втулки, под которую и сверлится отверстие.
Диаметр втулки обычно начинается с 6,5 миллиметров, это, как правило, самый маленький анкер, постепенно с увеличением длины увеличивается и диаметральное значение, на самом длинном креплении втулка может быть 20 миллиметров в обхвате, и выдерживает такой крепеж достаточно солидные нагрузки. Если вас интересует удерживающая сила такого крепежа, вы можете узнать ее из технической документации, о ней мы говорили ранее.
При выборе анкерного крепления всегда учитывайте толщину поверхности, на которой будет производиться монтаж. Длинный – не означает прочный, к тому же, вы рискуете получить сквозное отверстие, которое при монтаже крепления нежелательно.
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
| Маркировка | Диаметр анкера и бура, мм | Длина анкера, мм | Толщина монтируемой детали, мм | Глубина отверстия, мм | Мин. глубина анкеровки, мм | Момент затяжки, Нм | Нагрузки (сжатая зона бетона С20/25) | |
| Вырыв, кН | Срез, кН | |||||||
| 6х40 | 6 | 40 | 2 | 35 | 25 | 4 | 1,0 | 2,0 |
| 6/15х65 | 6 | 65 | 15 | 45 | 35 | 7 | 1,7 | 2,5 |
| 6/50х100 | 6 | 100 | 50 | 45 | 35 | 7 | 1,7 | 2,5 |
| 8х50 | 8 | 52 | 2 | 45 | 30 | 15 | 3,3 | 3,4 |
| 8/10х72 | 8 | 72 | 10 | 60 | 45 | 15 | 3,6 | 5,7 |
| 8/30х92 | 8 | 92 | 30 | 60 | 45 | 15 | 3,6 | 5,7 |
| 8/50х112 | 8 | 112 | 50 | 60 | 45 | 15 | 3,6 | 5,7 |
| 8/85х147 | 8 | 147 | 85 | 60 | 45 | 15 | 3,6 | 5,7 |
| 10х60 | 10 | 62 | 3 | 50 | 30 | 30 | 3,5 | 3,8 |
| 10/10х92 | 10 | 92 | 10 | 75 | 60 | 35 | 6,3 | 10,3 |
| 10/20х102 | 10 | 102 | 20 | 75 | 60 | 35 | 6,3 | 10,3 |
| 10/30х112 | 10 | 112 | 30 | 75 | 60 | 35 | 6,3 | 10,3 |
| 10/50х132 | 10 | 132 | 50 | 75 | 60 | 35 | 6,3 | 10,3 |
| 10/80х162 | 10 | 162 | 80 | 75 | 60 | 35 | 6,3 | 10,3 |
| 12х85 | 12 | 85 | 3 | 75 | 55 | 50 | 6,5 | 9,6 |
| 12/5х103 | 12 | 103 | 5 | 90 | 70 | 50 | 7,9 | 13,1 |
| 12/20х118 | 12 | 118 | 20 | 90 | 70 | 50 | 7,9 | 13,1 |
| 12/30х128 | 12 | 128 | 30 | 90 | 70 | 50 | 7,9 | 13,1 |
| 12/50х148 | 12 | 148 | 50 | 90 | 70 | 50 | 7,9 | 13,1 |
| 12/65х163 | 12 | 163 | 65 | 90 | 70 | 50 | 7,9 | 13,1 |
| 12/80х178 | 12 | 178 | 80 | 90 | 70 | 50 | 7,9 | 13,1 |
| 12/155х253 | 12 | 253 | 155 | 90 | 70 | 50 | 6,4 | 6,4 |
| 16х90 | 16 | 90 | 3 | 80 | 60 | 100 | 9,9 | 21,8 |
| 16/5х123 | 16 | 123 | 5 | 110 | 85 | 120 | 16,7 | 25,1 |
| 16/20х138 | 16 | 138 | 20 | 110 | 85 | 120 | 16,7 | 25,1 |
| 16/50/168 | 16 | 168 | 50 | 110 | 85 | 120 | 16,7 | 25,1 |
| 16/60х178 | 16 | 178 | 60 | 110 | 85 | 120 | 16,7 | 25,1 |
| 16/95х213 | 16 | 213 | 95 | 110 | 85 | 120 | 10,0 | 10,0 |
| 20/20х170 | 20 | 170 | 20 | 135 | 110 | 240 | 19,8 | 27,7 |
| 20/70х220 | 20 | 220 | 70 | 135 | 110 | 240 | 19,8 | 27,7 |
| 20/130х280 | 20 | 280 | 130 | 135 | 110 | 240 | 19,8 | 27,7 |
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
- – 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.
| код | Резьба | Нагрузки в бетоне С20/25 | Изгибающий момент, Нм | Расстояние между креплениями, мм | Расстояние от края, мм | Мин. толщина базового материала, мм | Момент затяжки, Нм | |
| вырыв, кН | срез, кН | |||||||
| m2, m2f | М6 | 3,6 | 2,1 | 5,8 | 120 | 60 | 100 | 5 |
| М8 | 5,7 | 3,9 | 14,3 | 150 | 75 | 100 | 15 | |
| М10 | 7,6 | 6,2 | 28,5 | 174 | 87 | 120 | 30 | |
| М12 | 8,3 | 8,4 | 46,8 | 204 | 102 | 140 | 50 | |
| М16 | 9,9 | 15,7 | 118,6 | 240 | 120 | 160 | 100 | |
| М20 | 16,5 | 24,5 | 231,5 | 300 | 150 | 200 | 200 | |
| m2-C | М8 | 5,7 | 3,9 | 14,3 | 150 | 75 | 100 | 15 |
| М10 | 7,6 | 6,2 | 28,5 | 174 | 87 | 120 | 30 | |
| М12 | 8,3 | 8,4 | 46,8 | 204 | 102 | 140 | 50 | |
| М16 | 9,9 | 15,7 | 118,6 | 240 | 120 | 160 | 100 | |
| m2r | М6 | 3,6 | 3,9 | 6,4 | 120 | 60 | 100 | 6,5 |
| М8 | 5,7 | 7,1 | 16,1 | 150 | 75 | 100 | 25 | |
| М10 | 7,6 | 11,2 | 32,2 | 174 | 87 | 120 | 35 | |
| М12 | 11,9 | 16,3 | 56,4 | 204 | 102 | 140 | 125 | |
| М16 | 14,3 | 30,3 | 142,8 | 240 | 120 | 160 | 140 | |
Таблица 2. Размеры, параметры установки и нагрузки анкеров m2, m2f, m2-C, m2r.
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.
Усиленный вариант – двухраспорный крепеж
За счет того, что требования потребителя постоянно растут, и возникает потребность в монтаже достаточно тяжеловесных конструкций, было решено немного модифицировать крепеж. Так на рынке стройматериалов появилось модифицированное изделие – анкерный болт с гайкой двухраспорный. Такая технология позволила в достаточной мере увеличить удерживающую силу такого крепления.
Сама конструкция – это все та же шпилька, но в качестве удерживающего механизма в этом случае используются две втулки, одна из которых имеет форму клина и заходит во вторую втулку. Таким образом, затягивая гайку, мы увеличиваем удерживающие свойства, равномерно распределяя силу по всей длине крепления. Такую же технологию использует в своей конструкции двухраспорный анкер с кольцом, и, как показывает практика, довольно успешно.
Такое модифицированное крепление применяют, в основном, на производствах, но не только в строительной среде. К примеру, очень часто этим монтажным элементом крепят станки в цехах.
Обычно при работе станок создает некую вибрацию, которая, как правило, не нужна, и если раньше станок просто крепили к полу с помощью бетона, то сегодня проще всего использовать универсальное крепление и избавиться от нежелательной вибрации при работе.
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.
Распорные анкера (втулочные) — конструкция
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.
| Тип и размер анкера | FSA8 | FSA10 | FSA12 | |
| Предельная нагрузка. кН | В15 | 8,1 | 10,2 | 14,1 |
| В25 | 10,5 | 13,1 | 18,3 | |
| Допустимая нагрузка, кН | В15 | 1,5 | 2,5 | 4 |
| В25 | 2 | 3 | 5 | |
| Рекомендуемый изгибающий момент, Нм | 5,2 | 12,9 | 25,7 | |
| Осевое расстояние, мм | 70 | 80 | 100 | |
| Краевое расстояние, мм | 50 | 60 | 60 | |
| Мин. толщина строительного элемента, мм | 70 | 80 | 100 | |
| Крутящий момент при установке, Нм | 10 | 25 | 40 | |
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.
| Код и размер | LSI-8 | LSI-10 | LSI-12 | LSI-16 | LSI-20 |
| Расчетная нагрузка на вырыв, кН | 2,20 | 3,40 | 5,62 | 7,58 | 9,98 |
| Расчетный изгибающий момент, Нм | 2,72 | 4,22 | 6,79 | 9,29 | 12,44 |
Таблица 5. Нагрузочные характеристики анкеров LTP.
| Код и размер | LTP-10 | LTP-12 | LTP-14 | LTP-16 | LTP-20 | LTP-25 | LTP-30 |
| Расчетная нагрузка на вырыв, кН | 3,73 | 7,19 | 9,29 | 12,12 | 19,30 | 22,10 | 25,02 |
| Расчетный изгибающий момент, Нм | 3,0 | 7,6 | 15,0 | 26,0 | 69,0 | 130,0 | 224,0 |
Как правильно установить анкерный болт с гайкой — пошаговая схема
Шаг 1: Диаметр отверстия под анкер
Перед тем, как высверлить отверстие под крепление, необходимо подобрать бур по бетону для перфоратора нужного диаметра. В этом случае в первую очередь руководствуйтесь размерами вашего крепления. Ни в коем случае не рекомендуется рассверливать отверстие, если втулка в него не входит. Лучше пройтись сверлом того же диаметра еще раз, и отверстие станет немного больше. Если рассверлить место крепежа сверлом большего диаметра, втулка может свободно в нем «гулять», при этом распорный механизм попросту не сможет выполнять удерживающие функции.
Шаг 2: Очистка места крепления от мусора
Не секрет, что после сверления в готовом отверстии остается мусор после работы перфоратором. Как раз эти крошки и пыль создают помеху при установке болта на место монтажа. Особенно трудно установить в неочищенное отверстие двухраспорный механизм, такой крепеж имеет втулку, которая немного шире обычной. Поэтому перед установкой качественно прочистите отверстие, в случае необходимости используйте строительный или бытовой пылесос.
Шаг 3: Правильная установка тяжелых элементов
После того, как вы вставили болт в отверстие, не спешите монтировать ваше устройство, при этом закручивать гайки, есть более практичное решение. После установки анкера, не навешивая изделие, затяните гаечным ключом болт до отказа. Затяжку нужно проводить до тех пор, пока шпилька не разопрет втулку, и крепление, так сказать, примет рабочий режим. После этого можно отдать гайку и на шпильки, которые уже прочно держатся в посадочном отверстии, установить прибор, и спокойно зажать его гайками.
Класс прочности болты, гайки 8.8, 10.9 высокопрочные
Хорошо что я ошибался. А есть ли таблица с нагрузками на анкера для упрощенных расчетов? Доброго времени суток всем.
Ситуация следующая: — необходимо рассчитать 2 анкера, установленные вертикально воспринимаю нагрузку от кронштейна, представляющего собой согнутый уголок изгибающим моментом думаю пренебречь и не учитыввать выдергивающие нагрузки на анкер , на который опираются несколько трубопроводов. Нагрузка от трубопроводов различная — буду проверять в нескольких местах.
По совету вышеотписавшихся пользователей принял анкер типоразмера HLC M Как в программе установить условия кирпичной стены?. Я так понимаю «воздействовать» на анкер будет кромка уголка, толщина которого 4 мм 50х50х4 ГОСТ Помогите с этим вопросом, мб я где-то ошибаюсь.
Заранее спасибо. Lovemurder Посмотреть профиль Найти ещё сообщения от Lovemurder. Добрый день. Столкнулся с той же проблемой.
Тот же козырек с работой на выдергивание кг в кирпичной кладке. Как -то мне тож кажется что химический анкер само то, но нужен же конкретный расчет со ссылкой на реальные документы, причем расчет на вычергивание, срез болта и на вырыв самого кирпича конус , а то свои представления к делу не подошьешь.
Расчет нагрузки на болт
Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные:
- клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и т.п.);
- класс прочности;
- стрелка «против часовой стрелки» (если левая резьба).
Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм²;
1/10 кг/мм²). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм²; 91,71 кг/мм²).
Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм²; 73,37 кг/мм²).
Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответсвенно.
По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм²; 81,52 кг/мм²). Соответственно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.
Примеры текучести материала
Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её в одном направлении, можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации. Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.
Другое кухонное оборудование, например нож, сломается при попытках изменить его форму. Вывод: у ножа одинаковая сила текучести и прочности, такое изделие можно назвать хрупким, несмотря на то, что оно изготовлено из стали.
Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении.
Процент удлинения — это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Образно, можно называть такого рода болты гибкими, имея ввиду именно способность к удлинению.
Техническая терминология на этот счет довольно простая: относительное удлинение — это не что иное, как процент увеличения образца по сравнению с первоначальным размером.
Какая допустимая нагрузка на анкерные болты?
Задача анкерного болта — фиксация конструкций и оборудования к поверхности. Современная промышленность выпускает детали разного устройства, однако допустимая рабочая нагрузка рассчитывается для всех одинаково. Принцип: при установке в материале, имеющем прочность около 230 кгс/см2, допустимая нагрузка на анкерный болт не должна быть выше 25% от допустимого усилия на вырывание.
По мере увеличения прочности материала допустимая нагрузка увеличивается. Если же материал имеет механические дефекты, то данное значение следует уменьшить.
Виды и технические характеристики анкерных болтов
Механические крепления разнообразны в конструкционном плане. Их делят на несколько групп по принципу фиксации:
- c контролем момента затяжки. Крутящий момент своим действием создает распор;
- с контролем перемещения. Расклинивающий конус создает распор, перемещаясь относительно втулки;
- с уширением. В анкере встроен механизм уширения, позволяющий закрепиться;
- самонарезающий анкер-винт. При вкручивании резьба прорезает материал основания.
Химические крепления содержат реагент, который вступает в реакцию с материалом основания. Существуют и распорно-клеевой механизм фиксации, где сцепление с поверхностью достигается за счет комбинации распорного воздействия и затвердевания клеящей смеси. Правда, такие конструкции используются редко.
Согласно ГОСТ, имеются различия по следующим характеристикам:
- диаметр болта;
- диаметр резьбы;
- диаметр распорной втулки;
- длина шпильки;
- толщина прикрепляемого материала;
- минимальная вырывающая сила.
Чем больше вес фиксируемой конструкции, тем больше нагрузка. Обращайте внимание на толщину поверхности, с которой планируете работать. В противном случае анкер выйдет с другого конца стены.
Параметры монтажа анкерного болта
Правильность монтажа определяет то, насколько хорошо крепление будет выполнять свои функции. Установка не требует наличия опыта и специальных знаний. Для нее применяют простой инструмент. Учитывайте параметры монтажа.
При установке бур подбирается так, чтобы его диаметр был равен размеру анкера. Необходимая глубина отверстия для самого маленького элемента принимается более 40 мм. Для закручивания подбирается гаечный ключ определенного типоразмера. Важно проследить за тем, чтобы анкер не монтировался рядом с краем стены, т. к. поверхность может треснуть, не выдержав созданного напряжения. Допустимое напряжение на материал зависит от его прочностных характеристик.
При установке элемента в материал придерживаются строго заданной последовательности действий.
- Сверлится отверстие, равное по диаметру поперечному сечению распорной втулки;
- Выполненное отверстие очищается от грязи, пыли и остатков раскрошившегося материала. Это делается при помощи пылесоса или компрессора;
- Болт забивают молотком. Если предыдущие этапы проделаны грамотно, то крепление должно войти в отверстие с определенным усилием;
- Распорная втулка разжимается посредством кручения гайки.
Таблица допустимых нагрузок и веса
Максимальная нагрузка на вырыв и срез зависит от диаметра. В приведенной ниже таблице указаны максимальная и рекомендуемая нагрузка при установке в бетоне.
Применение анкерного болта и возможные разрушения при эксплуатации
Какой же анкерный болт выбрать из всего многообразия механизмов? Существуют нюансы при выборе между механическими и химическими креплениями.
+ простота установки и удаления
+ высокая устойчивость к нагрузкам
+ применимость в материалах любой прочности
+ равномерное распределение нагрузки по всему отверстию
+ устойчивость к коррозии
— невозможность монтирования в малопрочные материалы
— требовательность к точности отверстий
— подверженность расшатыванию и коррозии
— сложность установки и удаления
Механические (распорные) крепления просты в установке и удалении. Они используются для бетонных покрытий повышенной прочности, т. к. распорная втулка создает напряжение в материале, а бетон малой прочности его не может выдерживать. Избегайте установки по краям стен, ведь это позволит избежать трещин.
Химические (клеевые) крепления сложно устанавливать и удалять, т. к. химическая смесь затвердевает и образует прочное сцепление со стеной. Установку можно проводить и по краям стен.
При эксплуатации анкерных креплений любых видов возможны разрушения.
- Вырывание с куском материала. Возникает при слишком большой нагрузке. Во избежание этого, отдается предпочтение длинным деталям. Если поверхность непрочная (например, пустотелый бетон или бетон с трещинами), устанавливается химический анкер.
- Выпадение распорной втулки. При несоответствии диаметра отверстия и диаметра втулки не образуется нормальное сцепление, и малейшая нагрузка приводит к выпадению крепления.
- Срезание элемента. В случае, если он не установлен на полную глубину отверстия, риск облома стержня возрастает. Во избежание этого, сверлится отверстие нужной глубины, затем оно тщательно зачищается.
- Разрыв шпильки или болта. Неправильный подбор диаметра крепления приводит к тому, что детали деформируются из-за чрезмерной нагрузки на них.
Расчеты при определении размера анкерного болта
Провести расчет для подбора нужного элемента не так сложно, как может показаться сперва. В начале находим необходимую расчетную нагрузку на крепеж по формуле
где Pнеобх — необходимая нагрузка на крепеж (в Ньютонах); m — масса того, что мы крепим (в килограммах); g — ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2.
Находим нагрузку с учетом запаса, т.к. крепление должно выдерживать повышенные нагрузки. Полученное ранее значение умножаем на 4:
Если поверхность растрескалась или у нее иные деформации, то
Для определения нагрузки, которую создает висящий груз, произведем расчет по формуле
где l — расстоянии от стены до места, где подвешен груз (т. н. плечо силы). Измеряется в Ньютонах на метр.
Какой вес выдерживает анкерный болт?
Для надежной фиксации различных бытовых и производственных элементов изобретают все новые качественные крепежи. Одним из таких мощных креплений считается анкерный болт с гайкой. Каковы на самом деле его технические возможности, правила эксплуатации и способы применения, мы вам сегодня и расскажем.
Как устроен анкерный крепеж с гайкой?
Принимая во внимание тот факт, что данный крепежный механизм должен удерживать достаточно тяжелые элементы, он был тщательно продуман и переделан. Главным элементом конструкции в нем является распорная шпилька, которая имеет на одном конце форму конуса, на другом же конце нарезана метрическая резьба, на которую накручивается гайка. На шпильку по всей длине, кроме резьбовой части, надета специальная металлическая втулка с прорезями.
Работает данное устройство по принципу «распора», то есть, когда мы начинаем закручивать гайку, конусообразный конец входит во втулку и распирает ее в отверстии. Отличительной особенностью считается то, что такой анкер имеет литую шпильку, которая намного прочнее других анкерных конструкций. Ну, и, конечно, мы забыли упомянуть про гайку и в обязательном порядке стопорную шайбу, которые накручиваются со стороны резьбы. Шайба не позволяет при закручивании гайки углубляться в отверстие.
В некоторых случаях во время крепления монтажники используют в качестве дополнительного фиксатора вторую шайбу, которая закрывает отверстие на месте установки, но такой подход зависит от конкретных условий монтажа.
Сферы применения такого крепежа могут быть достаточно разными: от монтажа лестничных ограждений до тяжелых металлоконструкций. Самое популярное применение на сегодняшний день – это монтаж кронштейнов под кондиционер. Само устройство имеет достаточно приличный вес, поэтому использование такого крепления полностью оправдано.
Анкерный болт с гайкой – вес, размеры: что говорит нам ГОСТ?
Так как все крепежные элементы – сложные монтажные изделия, то все они имеют соответствующую техническую документацию. Именно из таких документов мы и можем узнать в случае необходимости технические параметры. К примеру, выбирая тот или иной крепеж, мы хотим знать, выдержит ли анкерное крепление вес в 100 килограммов или нет. Благодаря тому, что имеется документация, мы получим ответ на наш вопрос.
Самый маленький анкер, размеры которого 5×6,5×18 мм, согласно заявленным характеристикам изготовителя, способен выдержать нагрузку на вырывание до 800 кгс.
Для того, чтоб было понятней, кгс – это обозначение килограмм/силы, где в расчет берется масса в один килограмм и сила, с которой этот килограмм оказывает давление на весы. Дальше вычисления совсем просты, 1 кгс равен примерно одному килограмму любого предмета, исходя из этого, такой анкер выдержит изделие весом в 800 килограмм.
Также абсолютно любой болт имеет соответствующий ГОСТ, который и делит все крепежные конструкции на разновидности по способности выдерживать определенную нагрузку, величине и диаметру крепежного элемента. На больших строительных площадках такая документация помогает при выборе элементов крепления и закупке соответствующего материала.
Технические характеристики анкерных болтов
Техническая документация рекомендует проводить монтаж такого крепления в полнотелых твердых материалах, таких как бетон, цельный кирпич, природный камень. В каждом отдельном случае мы должны выбирать болт с гайкой, размеры которого обеспечат нам качественное крепление. Но стоит помнить о том, что во время монтажа при затягивании гайки шпилька подается вперед на некоторое расстояние, в результате иногда эта длина создает помеху при установке изделий, которые мы крепим.
Сегодня в магазинах можно найти крепеж практически любой длины, для различного рода задач. Как правило, начинается линейка анкерных креплений с размера шпильки в 18 миллиметров.
Самый длинный крепеж достигает 400 миллиметров чистого размера крепежной шпильки. Соответственно, в зависимости от длины, мы имеем и различные диаметры, данная величина считается по диаметру втулки, под которую и сверлится отверстие.
Диаметр втулки обычно начинается с 6,5 миллиметров, это, как правило, самый маленький анкер, постепенно с увеличением длины увеличивается и диаметральное значение, на самом длинном креплении втулка может быть 20 миллиметров в обхвате, и выдерживает такой крепеж достаточно солидные нагрузки. Если вас интересует удерживающая сила такого крепежа, вы можете узнать ее из технической документации, о ней мы говорили ранее.
При выборе анкерного крепления всегда учитывайте толщину поверхности, на которой будет производиться монтаж. Длинный – не означает прочный, к тому же, вы рискуете получить сквозное отверстие, которое при монтаже крепления нежелательно.
Усиленный вариант – двухраспорный крепеж
За счет того, что требования потребителя постоянно растут, и возникает потребность в монтаже достаточно тяжеловесных конструкций, было решено немного модифицировать крепеж. Так на рынке стройматериалов появилось модифицированное изделие – анкерный болт с гайкой двухраспорный. Такая технология позволила в достаточной мере увеличить удерживающую силу такого крепления.
Сама конструкция – это все та же шпилька, но в качестве удерживающего механизма в этом случае используются две втулки, одна из которых имеет форму клина и заходит во вторую втулку. Таким образом, затягивая гайку, мы увеличиваем удерживающие свойства, равномерно распределяя силу по всей длине крепления. Такую же технологию использует в своей конструкции двухраспорный анкер с кольцом, и, как показывает практика, довольно успешно.
Такое модифицированное крепление применяют, в основном, на производствах, но не только в строительной среде. К примеру, очень часто этим монтажным элементом крепят станки в цехах.
Обычно при работе станок создает некую вибрацию, которая, как правило, не нужна, и если раньше станок просто крепили к полу с помощью бетона, то сегодня проще всего использовать универсальное крепление и избавиться от нежелательной вибрации при работе.
Правильный монтаж и качественное крепление
Не стоит забывать, что от правильного монтажа зависит, прежде всего, то, как в дальнейшем будет работать крепление, и какую массу оно сможет выдержать. В основном, строительные анкерные болты с гайками монтируются по одному принципу, но по определенным правилам, которые мы с вами сейчас и рассмотрим.
Как правильно установить анкерный болт с гайкой — пошаговая схема
Шаг 1: Диаметр отверстия под анкер
Перед тем, как высверлить отверстие под крепление, необходимо подобрать бур по бетону для перфоратора нужного диаметра. В этом случае в первую очередь руководствуйтесь размерами вашего крепления. Ни в коем случае не рекомендуется рассверливать отверстие, если втулка в него не входит. Лучше пройтись сверлом того же диаметра еще раз, и отверстие станет немного больше. Если рассверлить место крепежа сверлом большего диаметра, втулка может свободно в нем «гулять», при этом распорный механизм попросту не сможет выполнять удерживающие функции.
Шаг 2: Очистка места крепления от мусора
Не секрет, что после сверления в готовом отверстии остается мусор после работы перфоратором. Как раз эти крошки и пыль создают помеху при установке болта на место монтажа. Особенно трудно установить в неочищенное отверстие двухраспорный механизм, такой крепеж имеет втулку, которая немного шире обычной. Поэтому перед установкой качественно прочистите отверстие, в случае необходимости используйте строительный или бытовой пылесос.
Шаг 3: Правильная установка тяжелых элементов
После того, как вы вставили болт в отверстие, не спешите монтировать ваше устройство, при этом закручивать гайки, есть более практичное решение. После установки анкера, не навешивая изделие, затяните гаечным ключом болт до отказа. Затяжку нужно проводить до тех пор, пока шпилька не разопрет втулку, и крепление, так сказать, примет рабочий режим. После этого можно отдать гайку и на шпильки, которые уже прочно держатся в посадочном отверстии, установить прибор, и спокойно зажать его гайками.
Расчет нагрузки на болт
Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные:
- клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и т.п.);
- класс прочности;
- стрелка «против часовой стрелки» (если левая резьба).
Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм²;
1/10 кг/мм²). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм²; 91,71 кг/мм²).
Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм²; 73,37 кг/мм²).
Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответсвенно.
По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм²; 81,52 кг/мм²). Соответственно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.
Примеры текучести материала
Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её в одном направлении, можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации. Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.
Другое кухонное оборудование, например нож, сломается при попытках изменить его форму. Вывод: у ножа одинаковая сила текучести и прочности, такое изделие можно назвать хрупким, несмотря на то, что оно изготовлено из стали.
Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении.
Процент удлинения — это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Образно, можно называть такого рода болты гибкими, имея ввиду именно способность к удлинению.
Техническая терминология на этот счет довольно простая: относительное удлинение — это не что иное, как процент увеличения образца по сравнению с первоначальным размером.
Твердость материала
Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.
Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.
Вид стали А2 или А4 и предел прочности — 50, 70, 80, примеры: А2-70, А4-80. На крепления, которые имеют четко выраженную резьбу, наноситься цветная маркировка для A2 – зеленым цветом, для A4 – красным. Значение для предела текучести не указывается.
Например, значение 70 – самое стандартное и демонстрирует максимальную прочность крепежа из нержавеющей стали.
Максимальная текучесть для нержавеющих метизов, часто лишь справочное значение.
Текучесть в данном случае будет составлять 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80.
Приблизительное увеличение при этом будет не больше чем 40%. Иными словами, данный вид стали отменно меняет форму перед тем, как произойдёт непоправимая деформация.
Старые отечественные методы измерения по ГОСТ-у не позволяли уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты, поэтому выпускаемые метизы были значительно ниже по качеству относительно современных.
Пример, чтобы максимально точно рассчитать нагрузку на материал, используя классификацию прочности:
Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2. В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон.
Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.
| ST-4.6 | ST-8.8 | А2-70 | А4-80 | |||||||
| РЕЗЬБА | d2, мм | Площадь по 62, тт2 | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг |
| М1 | 0,8 | 0,5 | 121 | 0 | 322 | 10 | 126 | 0 | 151 | 0 |
| М2 | 1,7 | 2,27 | 544 | 20 | 1 452 | 70 | 567 | 20 | 681 | 30 |
| М3 | 2,6 | 5,31 | 1 274 | 60 | 3 396 | 160 | 1 327 | 60 | 1 592 | 70 |
| М4 | 3,5 | 9,62 | 2 308 | 110 | 6 154 | 300 | 2 404 | 120 | 2 885 | 140 |
| М5 | 4,4 | 15,2 | 3 647 | 180 | 9 726 | 480 | 3 799 | 180 | 4 559 | 220 |
| М6 | 5,3 | 22,05 | 5 292 | 260 | 14 112 | 700 | 5 513 | 270 | 6 615 | 330 |
| М8 | 7,1 | 39,57 | 9 497 | 470 | 25 326 | 1 260 | 9 893 | 490 | 11 872 | 590 |
| М10 | 8,9 | 62,18 | 14 923 | 740 | 39 795 | 1 980 | 15 545 | 770 | 18 654 | 930 |
| М12 | 10,7 | 89,87 | 21 570 | 1 070 | 57 520 | 2 870 | 22 469 | 1 120 | 26 962 | 1 340 |
| М14 | 12,6 | 124,63 | 29 910 | 1 490 | 79 761 | 3 980 | 31 157 | 1 550 | 37 388 | 1 860 |
| М16 | 14,6 | 167,33 | 40159 | 2 000 | 107 092 | 5 350 | 41 833 | 2 090 | 50199 | 2 500 |
| М20 | 18,3 | 262,89 | 63 093 | 3 150 | 168 249 | 8 410 | 65 722 | 3 280 | 78 867 | 3 940 |
| М24 | 21,9 | 376,49 | 90 359 | 4 510 | 240 956 | 12 040 | 94 123 | 4 700 | 112 948 | 5 640 |
| М27 | 24,9 | 486,71 | 116 810 | 5 840 | 311 493 | 15 570 | 121 677 | 6 080 | 146 012 | 7 300 |
| М30 | 27,6 | 597,98 | 143 516 | 7170 | 382 708 | 19130 | 149 495 | 7 470 | 179 394 | 8 960 |
Вашему вниманию представлена дополненная таблица максимальных нагрузок на нержавеющие материалы и высокопрочные соединения.
Чтобы дополнительно быть уверенным в безопасности нагрузки, можно без зазрения совести разделять нагрузку в Ньютонах на тридцать.
Неужели анкерный болт выдерживает 1315 кг?!
Имеется анкерный болт с гайкой 10*65, нагрузку выдерживает до 13 кН, что равно 2922,52 фунт/силы = приравнено к 1315 кг/силы. На фото сделаный мною кронштейн под телевизор (масой около 30 кг),
Неужели эти болты могут выдержать нагрузку свыше 1 тонны?!
P.S. телевизор на данной подставке удачно простоял 2-е суток, после чего был временно снят.(он не упал) 
От класса прочности болта его допустимая нагрузка зависит ( на головке обозначается) .
Например для класса прочности 8.8 предел прочности 8 тонн на кв. см сечения. Предел текучести (80% от прела прочности) 6,4 тонны на кв. см.
Предположим, что болт М6 у Вас.
Имеем почти 0,2 квадрата сечения. Умножаем, получаем прочность на растяжение до разрушения 1,3 тонны.
С Вашими данными сходится.
Но!! !
Считать надо по пределу текучести и коэффициент запаса, как минимум 2. Тогда болт М6 всего 640 кг выдержит.
В то время как болт М8 уже более 1,2 тонны.
Это в теории. А реальные нагрузки при Вашей схеме нагружения от телевизора считать надо. В любом случае прочность крепления будет определятся не прочностью болтов (никогда вы их не порвете любым рычагом) , а их надежностью крепления в стене (обычно надежностью крепления дюбелей в стене)