Обеспечить надежную фиксацию различных предметов и конструкций на бетонных поверхностях способны такие крепежные изделия, как анкера для бетона. Проблема крепления различных предметов к бетону является достаточно актуальной как в сфере капитального строительства, так и в области ремонта, выполняемого силами самих собственников недвижимого имущества.
Анкера по бетону способны обеспечить надежное закрепление любой конструкции
Таких трудностей не возникает, если крепежный элемент необходимо зафиксировать в более мягком материале – дереве или пластике. Если же речь идет о бетоне – материале, отличающемся высокой твердостью и, соответственно, хрупкостью, то необходимо использовать специальные крепежи, к которым, в частности, относятся болты анкерного типа.
Преимущества и недостатки
Анкер-шпилька представляет собой крепежный элемент с резьбовым стержнем и муфтой распорного типа.
Современной промышленностью выпускаются такие детали в широком диапазоне размеров метрической резьбы – минимальный M6, максимальный M24. Но особое место среди профессиональных строителей и домашних мастеров занимает анкер-шпилька M10. Обусловлено данное явление наличием у этого крепежа следующих преимуществ:
- надежность и простота конструкции;
- высокая нагрузочная способность;
- быстрота монтажа. Для этого каких-то определенных навыков не требуется;
- анкер-шпилька M10 присутствует в ассортименте, практически любого предприятия торговли стройматериалами. Так что подобрать подходящий вариант совсем несложно;
- доступная стоимость.
Из недостатков стоит выделить:
- не рекомендовано использование в гипсокартоне, дереве и в иных мягких материалах. Причина – конструктивные особенности;
- необходимость высверливания отверстий с высокой точностью;
- использование носит разовый характер.
Механические анкерные болты для бетона
К самым распространенным видам анкерных болтов относятся крепежные изделия, работающие по механическому принципу.
Забивные
Одним из таких изделий является забивной анкер, внутри распорной втулки которого есть резьба. Этот анкер, предназначенный для бетона и других плотных и твердых материалов, разжимается в отверстии за счет специального устройства, после чего в него вкручивают сам крепежный элемент.
Разновидности и порядок монтажа забивного анкера
Распорные
На современном рынке также широко распространены распорные анкеры для бетона и других строительных материалов. В конструкции таких анкерных крепежных элементов, способных выдержать очень значительные нагрузки, имеется специальный клин, который и отвечает за разжимание распорной втулки. Используя такие анкеры, можно обеспечивать надежную фиксацию на поверхности из бетона даже тяжелых предметов – металлических ворот, габаритного оборудования и др. Между тем следует иметь в виду, что надежность крепления, которую обеспечивает такой анкер для работ по бетону, во многом зависит от прочностных характеристик конструкции, в которую он монтируется.
Распорный анкер HILTI HSL-3
Одним из представителей данного семейства крепежа является рамный анкер. Болты такого плана используются для монтажа окон и дверей. Распорная втулка рамных анкеров имеет две зоны расклинивания: у шляпки болта и в теле несущего основания.
В двухраспорных анкерах для бетона, как следует из их названия, предусмотрено одновременно две распорных втулки. За счет этого анкерами данного вида обеспечивается более надежное сцепление, что позволяет использовать их для монтажа предметов, обладающих значительной массой.
Металлические рамные анкера предназначены для сквозного монтажа в кирпиче, камне и бетоне
Клиновые
Анкер клинового типа для бетона, о котором говорилось выше, может иметь два варианта конструктивного исполнения. В первом случае для расклинивания внутренней втулки такого анкера используют молоток и специальный кернер-бородок. После расклинивания втулки такое дополнительное приспособление извлекают из внутренней части анкера и вкручивают в него крепежный болт или шпильку.
При закручивании клинового анкера шпилька вытягивается и расклинивает своим конусовидным хвостовиком распорную юбку
Установка в бетоне клиновых анкеров другого типа выполняется несколько проще. Их основным элементом является резьбовая шпилька, один конец которой является конусообразным. При затягивании гайки, опирающейся на поверхность конструкции, в которую устанавливается такой крепеж, его конусная часть разжимает распорную втулку, обеспечивая ее надежную фиксацию в заранее подготовленном отверстии. В некоторых моделях анкерного крепежа подобного типа на внешней поверхности распорной втулки есть зубцы, обеспечивающие лучшее сцепление данного элемента с внутренними стенками отверстия.
Стержневой анкер для регулируемого пола
Стержневой анкер, который также относится клиновому типу, отличается от обычного увеличенными размерами (длиной болта). Посредством такого анкера выполняется монтаж многослойных систем со значительной толщиной.
Выбор вида анкера делают, ориентируясь не только на его размеры, которые оговаривает ГОСТ, но и на тип крепления, которое необходимо выполнить с его помощью. При этом также важно выполнить расчет нагрузки, которая будет приходиться на анкер для бетона. Выполняя этот расчет, следует иметь в виду, что нагрузка, приходящаяся на крепежный элемент, не должна превышать 25% от той, которую указывает ГОСТ.
Технические характеристики
До 1995 года на производство анкер-шпилек распространялись требования ГОСТа 28457-90. И хоть тогда он утратил свою силу, предприятия-производители данных метизов в своем большинстве продолжают придерживаться норм этого стандарта. Причина банальна – до сих пор его замены нет. А без унификации размеров на рынке крепежных деталей воцарится хаос. Причем в проигрыше в данном случае окажутся обе стороны – как фирмы –потребители, так и компании, занимающиеся их выпуском.
Нормами ГОСТ 28457-90 установлен один вариант исполнения анкер-шпильки M10.
Значения отображенных на чертеже параметров анкер-шпильки M0 представлены ниже в табличной форме. Единица измерения здесь и далее – миллиметры.
| Типоразмер | 2M10×110 | M10×110 |
| L | 110 | |
| Н | 70 | |
| D | 14 | |
| d | 10 | |
| Код ОКП | 52 2529 0006 | 52 2529 0005 |
На чертеже и в таблице приняты такие обозначения:
- L – общая длина детали;
- Н – высота анкерной части;
- D – диаметр анкерной части;
- d – диаметр резьбы. В нашем случае – это M10.
Кроме того, ГОСТ 28457-90 устанавливает технические характеристики компонентов данного метиза. Так, исполнение самой шпильки по его нормам выглядит следующим образом:
Значения параметров для анкер-шпильки M10, указанных на чертеже, следующие:
- L – 110;
- l – не меньше 60;
- l1 – 22;
- d – 10;
- c – 4;
- с1 – 1,6.
Исполнение конуса анкер-шпильки ГОСТом 28457-90 установлено такое:
Численные значения параметров, отображенных на чертеже, выглядят так:
- L – 15,5;
- D – 14,0;
- Х – 3,5;
- D1 – 11,0;
- S – 1,60;
- d – 10.
Ниже представлен чертеж исполнения втулки по нормам ГОСТа 28457-90.
У технических характеристик, указанных на этом чертеже, численные значения для втулки анкер-шпильки M10 такие:
- L – 25,5;
- D – 15,0;
- С – 2,0;
- d – 11,1;
- δ – 3,5.
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.
Примечание:
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.
Материал изготовления
Для производства анкер-шпильки металлургические предприятия используют сталь разных марок. Это может быть кислотостойкая нержавейка A4 либо ее отечественный аналог – сталь 10X17H13М2. Другой широко встречающийся вариант – углеродистая сталь, покрытая защитным антикоррозионным слоем способами горячего либо гальванического оцинкования.
В целом же, материал изготовления подбирается с учетом требуемого класса прочности конечной продукции. Так, например, если необходимо произвести анкер-шпильку прочностью класса 10.9, заводы производители применяют сталь таких марок:
- сталь хромомарганцевокремниевая легированная конструкционная Cт.35XГСА и Cт.30ХГСА;
- сталь легированная конструкционная Ст.40X и Ст.40X Селект;
- сталь низколегированная конструкционная Cт.40Г2 и Cт.45Г;
- сталь высококачественная легированная конструкционная Ст.38XА;
- сталь легированная хромом конструкционная Ст.35X.
Установка анкер-шпильки M10
Устанавливается анкер-шпилька M10 в таком порядке:
- сначала высверливается отверстие с диаметром – строго таким же, как и у данной крепежной детали, то есть 10 мм;
- из углубления удаляется осколки стройматериала основы. Тщательная очистка не нужна;
- затем в отверстие вставляется анкер-шпилька и забивается при помощи молотка либо киянки. Чтобы не допустить повреждения изделия, делать это необходимо через мягкую прокладку;
- завершающий этап – соединение анкер-шпильки с объектом, подлежащим прикреплению. Осуществляется эта процедура посредством входящей в комплект поставки данного крепежа специальной гайки. При ее закручивании лепестки, находящиеся в фиксирующем цилиндре, разжимаются. Таким образом, анкер-шпилька прочно удерживается в материале основания.
В результате этих действий требуемый объект прикрепляется к несущей конструкции очень надежно.
Особенности монтажа анкеров для бетона
На надежность крепления, полученного при помощи анкерного болта, оказывает влияние целый ряд факторов:
- качество материала, в которой устанавливается анкер;
- тип и размеры крепежного элемента, которые должны подбираться в соответствии с нагрузками, воспринимаемыми таким изделием;
- правильность подготовки места для размещения крепежа и соблюдение технологии его установки;
- прочностные характеристики самого анкера.
Последовательность монтажных операций (нажмите для увеличения)
Монтаж болтов анкерного типа может выполняться в различные конструкции, материал изготовления которых должен отличаться достаточно высокой прочностью. Сюда, в частности, относятся:
- фундаменты из бетона;
- стены и перегородки из бетона и кирпича;
- плиты перекрытия, которые обычно изготавливают из бетона.
Схемы установки механических анкеров
Предметами и конструкционными элементами, которые крепятся при помощи таких болтов, обычно являются:
- балки из металлопроката различного типа;
- элементы подвесных потолочных конструкций;
- светильники и люстры;
- деревянный брус, применяемый для монтажа напольных и потолочных покрытий;
- элементы лестничных конструкций;
- несущие конструкции, обладающие большим весом и габаритами.
Расчет нагрузки в зависимости от параметров анкера
Как уже говорилось выше, фиксация болта анкерного типа внутри предварительно подготовленного отверстия может быть обеспечена двумя основными способами:
- путем расклинивания распорной втулки внутри отверстия;
- за счет специального клеевого состава, связывающего болт и внутренние стенки отверстия (химический анкер).
Существуют требования для отверстий в закрепляемой детали, которые не должны превышать указанные в таблице значения. Большие зазоры допускается заполнять раствором
