Разновидности анкерных болтов + полезная самоделка из нее

Основные виды анкеров для фундамента

Существует несколько видов анкерных фундаментных болтов, различающихся формой основания и конструкцией:

• в форме изогнутой шпильки
• прямые
• составные
• съемные
• в виде анкерной плиты
• с коническим наконечником

Кроме того анкеры, используемые для крепления к фундаменту, разделяются по методам монтажа, в зависимости от которого они бывают:

1. глухие – такие болты устанавливаются перед заливкой бетона. Глухими являются болты в виде изогнутой шпильки и анкерной плиты, конструктивные решения которых позволяют им очень надежно закрепиться в застывшем фундаменте. Во время монтажа их правильная фиксация обеспечивается с помощью специальных приспособлений – кондукторов, без использования которых невозможно добиться, чтобы положение анкеров полностью соответствовало проектным параметрам;

2. съемные – крепеж таких болтов выполняется с использованием закладных деталей и плит. Поскольку сам анкер не имеет сцепления с фундаментом, его закрепляют силоксановым или эпоксидным клеем либо цементно-песчаным раствором. В основании болты устанавливаются в пазы или крепятся разжимными цангами, вмонтированными в фундамент перед бетонированием.

Крепежный анкер для фундамента подходит для использования только в прочных негибких материалах – бетоне, камне, кирпиче. Большинство фундаментных болтов могут эксплуатироваться при температуре -50° – + 50° С. Если условия не соответствуют данным параметрам, то требуется дополнительный расчет конструкции.

В зависимости от допустимых условий эксплуатации болты разделяются на два типа:

• конструктивные – применяются для крепления массивных конструкций, обеспечивающих устойчивость давлением собственного веса;
• расчетные – берут на себя нагрузки, которые возникают при эксплуатации сооружения.

Выбор конкретного типа анкерного болта зависит от габаритов и особенностей конструкции, типа фундамента и способа монтажа.

Популярные виды металлических анкеров для стен и напольных поверхностей

С гайкой

Наиболее простой вид крепежа, состоящий из шпильки и клина в гильзе из металла. В центральной части гильзы есть прорези до самого клина и уплотняющие наплывы. В рабочее состояние конструкция приводится путем вращения гайки. Габариты клина подобраны так, что диаметр основания конуса соответствует внешнему диаметру гильзы.

При выборе вида анкеров для бетонных или кирпичных стен следует учитывать, что болты изготавливают из разных сталей. Учитывая это, их используют в местах с повышенной влажностью, сухих помещениях и в агрессивных средах. Длина изделий может достигать 300 мм, а диаметр – 28 мм. Так что можно смело организовать даже крепление сейфа в квартире или в офисе.

По аналогичной схеме работает болт с потайной головкой. Роль гайки выполняет винт со шляпкой под крестовую или шлицевую отвертку. Рабочая нагрузка не должна превышать 25% от максимального режима на вырывание.

Клиновой

Если начинающий строитель еще не знает, какие бывают анкера для крепления тяжелого оборудования, то стоит обратить внимание на клиновой крепеж. Конструктивно этот тип чем-то напоминает предыдущий, лишь с тем различием, что болт имеет короткую муфту, которая надета на шпильку перед клином

Принцип монтажа заключается в следующем:

• Перфоратором сверлится отверстие соответствующего диаметра.
• Гильза вставляется в отверстие.
• Закручивая гайку, шпилька тянет клин и распирает лопасти гильзы.

Этот вид крепления идеален при монтаже агрегатов на кирпичную или бетонную основу. Гарантией прочного соединения выступают силы трения и упор расширенных элементов.

С кольцом

Основные виды анкерных болтов включают изделие с кольцом, которое используется для крепления подвесных агрегатов и конструкций. Элемент представляет собой шпильку с кольцом на одной стороне, и резьбой с другой. Она комплектуется гайкой и шайбой для надежной фиксации.

Клин Bierbach

Данный вид выполнен в форме гвоздя с пазом, внутрь которого забивается металлический клин. В основном механизм применяется для фиксации потолочного профиля, рам и подвесных потолков. Но в некоторых случаях таким анкерным креплением с клином монтируют коммуникации к полу или стене.

Особенно ценится в строительстве противопожарная устойчивость бирбаха. Во время пожара крепеж из металла не позволит потолочной конструкции упасть, как это обычно случается в системах с пластиковыми дюбелями.

Забивной

Представляет собой небольшую гильзу с внутренней резьбой и конусной полостью. На конце сделаны четыре прорези с наружным рифлением. Крепеж вбивается в отверстие с применением специальной насадки, после чего в него вкручивается болт или винт.

Рамный

Конструкция состоит из гильзы, винта и конической гайки. Закручивая винт, гильза внутри отверстия расширяется и происходит «якорение». Традиционно используют такой анкерный узел для кирпичной стены при установке дверных блоков и оконных рам.

Винтовой

Специальный тип для фиксации элементов в материалах со слабой прочностью, например, в блоках с высокой пустотностью. Гильза имеет прорези, которые ослаблены вырезами, а на конце закручивается гайка. Когда винт закручивается, то гильза деформируется. Ламели разжимаются, насколько им позволяет специфика материала основания.

Расчет анкерных болтов при групповой установке

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

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

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

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

Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы, величину расчетной растягивающей нагрузки, приходящейся на один болт, следует определять по формуле:

где М и N — изгибающий момент и продольная сила в сквозной колонне на уровне верха фундамента; h — расстояние между осями ветвей колонны; n — количество болтов крепления ветви колонны; в — расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви.

Для баз стальных колонн сплошного типа (рис. 2) величину расчетной нагрузки, приходящейся на один растянутый болт, следует определять по формуле:

где N — продольная сила в колонне; Rв — расчетное сопротивление бетона фундамента осевому сжатию, принимается в зависимости от класса бетона по табл. 6; n — количество растянутых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны; вs — ширина опорной плиты базы колонны; x — высота сжатой зоны бетона под опорной плитой базы колонны, определяется по формуле:

где la — расстояние от равнодействующей усилий в растянутых болтах до противоположной грани плиты; С — расстояние от оси колонны до оси болта; е0— эксцентриситет приложения нагрузки.

Рис. 2. Расчетная схема усилий в опорном сечении для стальных колонн сплошного типа

Таблица 6

Высота сжатой зоны х ограничивается условием:

В формулах Rв и Rва в МПа.

В тех случаях когда х > xR la, следует повысить класс бетона фундамента либо увеличить опорную плиту, либо предусмотреть косвенное армирование.

Инструкция по монтажу

Сверление

Сначала основание аккуратно размечают под будущие места сверления. Здесь нужно все сделать максимально точно, так как после монтажа вытащить анкерный болт из бетона не представляется возможным – фиксация очень крепкая. Далее по разметке в бетоне сверлят отверстия нужной длины (измеряют по распорной части болта), устанавливая ограничитель на буре.

Расстояние от края стены минимум в 2.5 раза должно превышать глубину отверстия. Далее отверстия нужно очистить пылесосом, сжатым воздухом из баллончика, грушей из резины. Если удалить крошку без остатка не получилось, можно углубить отверстие на 1-2 сантиметра.

Распорная часть болта вставляется в основание, вбивается молотком до полного погружения в бетон (чтобы края были заподлицо со стеной). Потом вставляют резьбовую шпильку либо болт, гайку затягивают, крутя столько, сколько нужно, чтобы проворачивание дальше осуществить было невозможно.

Заранее желательно узнать, как пользоваться конкретным типом крепежа. Производители могут устанавливать максимальное усилие закручивания – в таких случаях понадобится динамометрический ключ. Затягивание до упора в работе с некоторыми основаниями (газобетон, пенобетон) может стать причиной деформации и разрушения материала.

Сначала размечают основание, сверлят и очищают отверстия. Перед заливкой в бетон клеящего раствора желательно вкрутить сетчатую гильзу, благодаря которой химическое вещество задержится внутри. Потом нужно заполнить отверстия на 2/3 клеем (используя монтажный пистолет) либо установить капсулы, вставить шпильку, постепенно вкручивая ее для равномерного распределения клеящего вещества. Теперь нужно подождать, пока клей высохнет и лишь потом закручивать гайку ключом.

Предлагаем ознакомиться: Печная труба на крыше: установка, вывод через крышу дома, как правильно закрепить, вывести, монтаж

Понимая, как работает анкерный болт, несложно выполнить его установку. Она осуществляется довольно просто. Для этого необходимо произвести следующие операции:

• Выполнить на поверхности разметку и обозначить точки установки фиксатора.
• Просверлить электродрелью или перфоратором отверстие соответствующего диаметра.
• Подготовленное отверстие тщательно очистить от пыли или продуть.
• Установить анкерный болт с фиксируемым элементом в сформированную полость.
• Зафиксировать крепеж гаечным ключом путем завинчивания гайки.

Для выполнения качественного анкерного крепления, необходимо использовать металлические (сталь) элементы с антикоррозийным защитным покрытием, к примеру, М–30.

Кроме того, нужно осознавать, что все соединения характеризуются определёнными параметрами отверстия и нормами прикладываемой силы для закручивания.

Они зависят от свойств стены или покрытия. Так, для прочного бетона минимальная глубина заведения равна 8,0 см с нагрузкой менее 7,1 кН, а для материала тонкого эти значения вдвое меньше.

Проанализируем поэтапно правильную технологию фиксацию распорного (дроблёного) анкерного крепежа в стену из бетона.

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 анкерных болтов

На рынке представлены разнообразные типы анкерных болтов для решения различных задач. Встречаются как универсальные приспособления, так и узкоспециализированные образцы.

Чтобы правильно выбрать анкерный крепеж, необходимо разобраться в классификации и области применения каждого образца при выполнении строительных работ.

Среди наиболее распространенных видов следует выделить следующие варианты:

1. С гайкой. Разновидность считается самым популярным крепежом. В состав данного метиза входит резьбовая шпилька, распорная втулка и гайка. По принципу применения данный крепежный элемент отличается своей простотой и надежностью. Конструкцию помещают в отверстие, и при закручивании специальной гайки конусный наконечник разжимает распорную втулку. Для повышения удобства монтажа производители предлагают метизы с различными размерами гаек.
2. С крюком. Фиксатор данного образца отличается от анкерного болта одной деталью – наличием крюка. Этот компонент позволяет проводить монтажные работы разных уровней сложности. Зачастую метиз используется для обеспечения качественной сцепки навесных элементов. Конструкция также включает в себя гайку, которая приводит в действие разжимной механизм.
3. С кольцом. Следующий вариант идентичен по принципу монтажа в основание, однако, выделяется наличием специального кольца. Благодаря замкнутому механизму появляется возможность крепить конструкции и отдельные элементы большой массы.
4. Двухраспорные варианты. Данные анкера имеют одну важную особенность – наличие двух втулок распорного образца. Принцип действия значительно отличается от предыдущих метизов. При закручивании монтажной гайки одна втулка постепенно входит в другую, что обеспечивает разжимание механизма.

Установка фундаментных болтов.

• В соответствие с рекомендациями упоминавшегося выше ГОСТ 24379 болты исполнения 1.1 и с анкерной плитой рекомендуется устанавливать в бетонное основание до заливки смеси;
• Изделия типа 1.2 монтируют в предварительно подготовленные колодцы в готовом фундаменте с последующим их бетонированием смесью того же состава, что использовалась для изготовления основания строения;
• Фундаментный анкерный болт с расширенной нижней частью устанавливают в готовое основание, предварительно просверлив отверстия по диаметру уширения;
• Стержень крепежа любого из описанных выше видов должен располагаться строго вертикально;
• Шаг установки болтов в анкерный фундамент должен составлять не более двух величин их заглубления;
• Располагаться стержни должны строго посередине ленточного основания при использовании их для связки с материалом наружных стен. Под перегородки анкерные фундаментные болты, как правило, не устанавливают. Так же нецелесообразно использовать их при монтаже полых кирпичей и блоков во избежание раскалывания последних.

Таким образом, в рамках небольшого обзора мы постарались максимально кратко раскрыть особенности такого крепежного элемента, как фундаментный болт, рассмотрели их основные виды и технологию монтажа для решения тех или иных задач.

Довольно часто при строительстве любого типа фундамента устанавливаются анкерные болты, еще их называют фундаментными. Анкер переводится как якорь, а анкерный болт является изделием, которое служит для крепления конструкции к несущему основанию. Несущим основанием в данном случае является фундамент дома, а конструкция — это стены будущего здания. Следует отметить, что произвести строительные или монтажные работы после строительства фундамента просто невозможно без применения таких надежных крепежных изделий, как анкерный болт.

Фундамент болт представляет собой прут, на одном конце которого размещена резьба, а на другом загиб или разветвление. Именно второй конец находится в основании и обеспечивает крепление. Помните, что анкерные болты можно использовать лишь в прочных негибких строительных материалах, таких как кирпич, натуральный камень и железобетон. Большинство фундаментных болтов используются при температуре от -50 до +50 градусов, если же температура выходит за эти рамки, то нужен будет дополнительный расчет конструкции. Выбор типа анкерного болта, как правило, зависит от размера строительной конструкции, типа фундамента, особенностей использования и способа монтажа.

Что такое анкер

Собственно крепление чего-либо к чему-либо обеспечивается в основном силами трения. Метиз погружается в материал основания и при контакте с ним возникает то самое трение, которое удерживает как сам крепеж, так и прикрепленный элемент. Очевидно, что сила трения определяется характеристиками материала.

С другой стороны на крепеж действует вырывающая нагрузка, а также нагрузка на изгиб, кручение и так далее, и если сила трения окажется меньше, чем вырывающая нагрузка, крепление будет разрушено, что обычно и наблюдается при монтаже тяжелых предметов и конструкций. Анкер – приспособление, позволяющее значительно увеличить силу трения, а также создать дополнительные факторы для удержания.

О принципе работы анкера расскажет это видео:

Понятие изделия

Как это происходит? Если сравнить обычный гвоздь и резьбовый, то окажется, что второй метиз обеспечивает куда лучшее крепление за счет увеличения рабочей поверхности. Анкер – следующий шаг в этом направлении.

Любая его конструкция подразумевает наличие элемента, который в теле материала расклинивается. То есть, при погружении в материал поверхности анкер по функциям не отличается от гвоздя, но как только на него оказывается любая нагрузка – ударная, на вырыв, на изгиб, при закручивании, уже находящаяся в материале рабочая часть анкера расклинивается и создает дополнительный упор. Такое соединение настолько прочно, что крепеж применяют при монтаже самый тяжелых конструкций – от массивной бытовой техники до промышленных дымовых труб и каркасов зданий.

Крепление может быть усилено силой склеивания. Речь идет о креплении в виде химических анкеров, в которых дополнительное сопротивление создает застывший клей или цементный раствор.

Однако это не единственная особенность анкера. Тяжелая прикрепляемая конструкция создает большую нагрузку. В обычном случае эта сила действует на крепеж, что и приводит к вырыванию. Анкер благодаря своему строению передает большую часть нагрузки материалу основания, тем самым значительно увеличивая прочность и надежность крепления.

Есть здесь и ограничение: передать большую нагрузку можно только прочному, а, главное, плотному материалу. Поэтому анкеры используют при работах с бетоном, полнотелым кирпичом, камнем, и не применяют при креплении к фанере, дереву, ячеистому бетону или пустотелому кирпичу. Стоит отметить, что выпускаются специальные и вполне эффективные анкеры и для таких материалов, поскольку вопрос с креплением, все же, остается открытым.

Преимущества и недостатки

Анкер – крепеж специализированный. Конечно, можно закрепить светильник в деревянную стену и с его помощью. Но экономически это будет невыгодно, поскольку стоимость изделий весьма ощутима, так что применение крепежа целесообразно лишь в своей области. Изделие полностью соответствует своему назначению.

Достоинства крепежа несомненны:

• очень высокая несущая способность, заметно выше, чем у других видов метизов;
• разнообразие конструкций и размеров – можно подобрать лучший вариант для крепления любого материала или конструкции;
• крепеж изготавливается из самых прочных сталей, устойчивых к любым видам коррозии, так что это не только надежный, но и долговечный метиз. По своим характеристикам он рассчитан на такой же срок эксплуатации, что и несущие поверхности или конструкции;
• монтаж хоть и имеет свои особенности, достаточно прост и обеспечивает минимальные сроки ремонта или строительства;
• анкеры всегда можно использовать для усиления уже существующей конструкции, причем последнюю для этого не надо демонтировать;
• большинство анкеров устойчиво не только к статическим, но и к динамическим нагрузкам, особенно к вибрационным.

Недостатки связаны с особенностями конструкции:

• в большинстве случаев анкеры отличаются высокой стоимостью;
• для большинства моделей требуется большая глубина и большой диаметр отверстия;
• крепеж не универсален. Применяется анкер для крепление к плотному бетону и полнотелому кирпичу, кирпичной стене. Существуют специальные модели для пористых бетонов.

Главным отличием анкера от других видов метизов является высокая несущая способность. По принципу действия – удержание за счет сил трения и дополнительного объема, он сходен с дюбелем. Но последний рассчитан на средние нагрузки, обычно выполняется из пластика и, по сути дела, самостоятельным крепежом не является, а выступает лишь распорной частью.

О том, производят ли анкер для крепления дверной коробки, кронштейнов, оттяжек, бруса, плит перекрытия, газобетона, унитаза или ванны к стене, крепление лаг к бетонному полу, а также о иных применениях анкеров.

Анкеры: их эффективность и разновидности

Эффективность анкерных болтов говорит сама за себя, это новейшее современное приспособление, которое быстро набирает популярность благодаря своей простоте в использовании и практичности. На данный момент для них не существует аналогов, которые могли бы сравниться по экономии и физическим характеристикам. Взяв за основу физические законы рассредоточения нагрузки по плоскости, специалисты пришли к очень эффективному решению и создали данное приспособление.

Анкерные болты делятся на несколько видов

Анкера бывают различных типов, имеют примерно одинаковые свойства и функции, каждый имеет принципиальное отличие. Они разделяются на следующие виды и подвиды:

1. Механические:
   – закладной;
   – распорный;
   – забивной;
   – клиновой;
   – болт с кольцом или крючком;
   – рамный;
   – шпилька;
   – фасадный;
   – потолочный;
   – пружинка.
2. Химические:
   – крепеж-монолит;
   – для наружных и внутренних работ;
   – для крепежа в рыхлых и тонкостенных основах;
   – стойкие к вибрациям;
   – долго служащее;
3. Пластиковые.
4. Грунтовые.
5. Для устройства фундамента.
6. Регулировочные по высоте.
   Подобрать подходящий вид не составит труда