Очевидно, что каждому из указанных материалов присущи свои плюсы и минусы. Стальные анкера, демонстрирующие высокую прочность сопряжения, не подлежат применению в условиях высокой влажности и в химически агрессивных средах. Оцинкование, наряду с продлением срока полноценной службы стальных крепежных деталей, повышает их стоимость.
Нержавеющее сырье не подвержено воздействию процесса коррозии. Кроме того, стали A3, A2 и A1 обладают высокой прочностью. Однако, все эти преимущества нивелируются возрастанием стоимости конечной продукции, изготовленной из этих материалов.
Прочностные характеристики латуни не самые лучшие, но ей отдают предпочтение, когда эксплуатация анкерного болта с крюком будет вестись в среде с высокими показателями влажности.
Механические анкеры
Механические анкеры обычно используются для соединения трехслойных слоев кладки, элементов фасада, стальных конструкций или для соединения конструктивных элементов с перемычками и бортиками.
Эти анкеры также выбирают для создания гибких соединений рабочих элементов конструкции, а также там, где фиксируемый элемент подвергается высоким механическим нагрузкам.
Механические анкеры можно использовать только на прочных фундаментах, в основном бетонных. Они обладают большой прочностью, поэтому предназначены в первую очередь для установки элементов, создающих очень высокие нагрузки.
Установка механических анкеров зависит от их типа и основания. Наиболее распространенными механическими анкерами являются:
- Гильзовые;
- Забивные;
- Клиновые;
- С кольцом или крюком;
- Двухраспорные: с анкерной втулкой и внутренней резьбой работают, увеличивая место крепления через расширенную втулку при затяжке клина.
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.
Конструктивные особенности
Анкерный болт может иметь различные размеры, но конструктивно состоит из следующих основных элементов:
- стержень с резьбой (на конце имеет головку в форме конуса);
- внешняя втулка;
- стопорная гайка;
- шайба.
Внутренний стержень имеет резьбу установленных стандартов и выглядит как обычный болт. Основным отличием является его головка. Она изготовлена под конус, что позволяет легче производить расширение нижней части втулки. Его размеры определяются требованиями, предъявляемыми к надёжности крепления конкретных изделий (их габаритам и массе).
Втулка выполнена в форме литого стержня. Она имеет продольные прорези, которые напоминают лепестки. Благодаря им, в процессе крепления, происходит расширение этой части втулки, что значительно увеличивает эффект сцепления анкера с отверстием. Втулка выполнена из металла. Как и весь анкер она покрыта антикоррозионным слоем. Он обеспечивает её долговечность.
Стопорная гайка имеет шестигранную конструкцию. В некоторых конструкциях применяется гайка с напрессованной шайбой.
Принцип работы такого устройства заключается в создании эффекта надёжного крепления в заранее подготовленном отверстии. Этого удаётся добиться благодаря тому, что в процессе закручивания гайки вставленного анкера происходит расширение лепестков шпильки. Она плотно прилегает к стенкам отверстия, что значительно увеличивает силу трения. Допустимая нагрузка на всю конструкцию возрастает многократно. Чтобы предотвратить излишнее углубление гайки применяется специальная стопорная шайба
Для более точного выбора размеров требуемого анкерного болта разработана специальная таблица. В ней приведены размеры изделий и их основные технические характеристики. Перед установкой анкера необходимо разработать чертёж будущего крепления. С его помощью выбирается тип, его диаметр и длина анкерного болта.
Предварительно прикрепленные анкеры
Заблаговременное крепление анкерных элементов в частях конструкций происходит уже на этапе выполнения несущей конструкции, как при изготовлении монолита на стройплощадках или сборных заводах.
Закрепленные таким образом анкерные элементы идеально соединяются с несущей конструкцией и, обладают высокой механической прочностью и устойчивостью к динамическим нагрузкам. Предварительная фиксация анкерных элементов имеет множество вариантов решений.
Подвесная сборка — в этом методе анкерный болт обычно находится заподлицо с конструкцией. Сквозной монтаж — сокращает трудозатраты при частом повторном применении анкерных элементов или объектов с несколькими точками крепления. Отверстия в прикрепленном объекте можно использовать в качестве шаблона для анкерного болта с петлей.
- Дистанционное крепление — используется для крепления конструкций, которые монтируются на определенном расстоянии от анкерного основания.
- Для этого используются металлические анкеры с наружной резьбой, которые удерживают резьбовые стержни или винты со стопорными гайками на необходимом расстоянии.
Чаще всего в таких конструкциях применяются анкера с гайкой.
Из-за необходимости заранее знать точное положение анкерной точки, конструкция предварительно прикрепленных анкерных элементов более требовательна к основанию и к согласованию с монтажниками на строительной площадке.
Применение и преимущества анкерного крепления
Изделие выполняет функцию дюбеля и выполняет аналогичные функции и используется для крепления как в твердые (бетон, камень), так и пористые опоры. Но, благодаря особенностям конструкции, обладает целым рядом преимуществ:
- максимально высокий по сравнению с иными метизами уровень несущей способности;
- разнообразие типоразмеров дает возможность выбирать оптимальный тип анкера для любой конструкции или материала;
- для изготовления анкерной системы используется устойчивая к коррозии особо прочная сталь, рассчитанная на продолжительный срок эксплуатации;
- простой, не требующий навыков, монтаж;
- возможность дополнительного усиления существующей конструкции;
- повышенная устойчивость к статическим, динамическим и даже вибрационным нагрузкам.
Двухраспорные анкерные болты
Такие анкерные болты можно вставлять в конструкцию уже при изготовлении конструкции или непосредственно на строительной площадке. Поскольку они действуют как опалубка, болт должен быть оценен во время проектирования с учетом химического состава бетона, агрессивности окружающей среды, риска конденсации водяного пара, типа винта.
При неправильном использовании двухраспорных анкерных болтов бетон может треснуть, особенно вокруг втулки на конической поверхности. Высота бетонного конуса определяется глубиной анкеровки забетонированной анкерной гильзы.
Дополнительно закрепляемые анкерные болты
Дополнительное крепление анкерных элементов в настоящее время является более распространенным видом. Его используют в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно предсказать положение точек привязки.
Дополнительно закрепленные анкерные болты вставляются в материал, забиваются или забиваются в просверленные отверстия. Здесь они фиксируются за счет трения, вызванного фиксатором анкера в основном материале, или приклеиванием, или с помощью связующих на силикатной основе.
Два фактора являются решающими для правильного выбора метода анкеровки [2]:
- Размер и тип нагрузки, действующей на анкер;
- Свойства материала, в котором закреплен анкерный элемент.
Размеры анкерных болтов определяются с учетом готовности стыка к передаче нагрузок, расположением стыка в определенной среде (агрессивность, температура, конденсация водяного пара), взаимной реакцией основного материала и анкера.
Для любого вида анкеровки болтов лучше применять продукцию известных производителей, которые дают гарантию на метизы и контролируют процесс изготовления на всех этапах. Цена на анкерные болты в таких случаях, как правило, выше, но это окупается долговечностью.
Виды анкерных болтов и сферы их применения
Такое крепежное изделие, как анкерный болт, представлено на современном строительном рынке в различном конструктивном исполнении. Наряду с универсальными крепежными изделиями подобного типа, производители выпускают анкерные болты, предназначенные для решения узкоспециализированных монтажных задач.
Чтобы правильно выбрать крепеж данного типа, необходимо не только хорошо разбираться в его разновидностях, но и знать, какие виды анкеров применяются в тех или иных случаях. Рассмотрим наиболее популярные виды анкерных крепежных элементов, сферы их применения и обоснованность их выбора в конкретной ситуации.
С гайкой
Это наиболее простой анкер, состоящий из резьбовой шпильки с конусообразным нижним концом, распорной втулки с продольными боковыми прорезями и гайки, при помощи которой такой болт фиксируется в посадочном отверстии. Принцип действия такого крепежного приспособления достаточно прост: вся его конструкция помещается в предварительно подготовленное отверстие, диаметр которого должен соответствовать поперечному размеру распорной втулки; при закручивании гайки резьбовой элемент начинает втягиваться в отверстие распорной втулки, разжимая ее своим конусным наконечником. Таким образом, увеличившаяся в диаметре распорная втулка обеспечивает надежное крепление анкерного болта в посадочном отверстии.
Анкерные болты изготавливаются из различных сталей для крепления в сухих местах, с повышенной влажностью и для использования в агрессивных средах
Современная промышленность выпускает анкерные болты, оснащенные гайкой, в широком диапазоне размеров. Так, минимальный диаметр таких крепежных изделий соответствует 6 мм, а максимальный может доходить до 28 мм. Что касается длины, то она может находиться в интервале 60–300 мм. Выбирая такой анкер, следует иметь в виду, что эффективным он будет лишь в тех случаях, когда крепление с его помощью выполняется в строительных материалах с плотной внутренней структурой (сюда относится бетон, природный камень, полнотелый кирпич и др.).
С крюком
Анкерный болт данного типа отличается от предыдущего только тем, что его верхнюю часть венчает не прямолинейный резьбовой конец, а крюк, обеспечивающий удобство монтажа различных навесных изделий. Гайка, также используемая в конструкции такого анкера и расположенная непосредственно под его крюком, необходима только для того, чтобы обеспечить разжимание распорной втулки и, соответственно, ее надежную фиксацию в стене или любой другой строительной конструкции.
Технические параметры анкерных болтов с крюком (нажмите для увеличения)
Основное удобство этого анкерного болта заключается в том, что закрепленный на его крюке предмет можно снять в любой момент, если в этом возникла необходимость. Анкеры данного типа чаще всего используют для монтажа светильников и люстр, крепления к поверхности стен нагревателей воды и других бытовых устройств.
С кольцом
От предыдущего такой анкер отличается тем, что его верхнюю часть венчает не крюк, а кольцо или полукольцо. При этом принцип, по которому он работает, аналогичен действию анкерных болтов двух предыдущих типов. Кольцо, которым заканчивается верхняя часть такого крепежа, очень удобно использовать для монтажа различных предметов и элементов конструкций.
Анкерный болт с кольцом защищается антикоррозийным покрытием белого или желтого цвета
Размеры конструкционных элементов анкерного болта с кольцом могут быть различными. Он успешно используется для навешивания различных предметов к потолочным конструкциям, с его помощью очень удобно выполнять различные растяжки, крепить тросы, цепи, кабельные трассы, строительные леса и др.
Двухраспорные
Такие анкеры отличаются от обычных распорных тем, что в их конструкции имеется сразу две втулки, разжимающиеся в процессе закручивания резьбового элемента. Принцип действия двухраспорных анкерных болтов заключается в том, что при закручивании винта одна из распорных втулок входит во вторую, разжимая ее. При этом первая втулка, в которую вкручивается винт, разжимается тоже. За счет большей площади сцепления со стенками посадочного отверстия, обеспечиваемой таким анкерным болтом, использовать его можно для выполнения монтажа в пористых и даже пустотелых строительных материалах.
Разновидности двураспорных анкеров
Клиновые
Анкеры клинового типа из-за своей высокой стоимости не нашли широкого применения ни в строительстве, ни при выполнении ремонтных работ. Их цена объясняется сложностью их конструкции, которую можно оценить даже по фото. Винт такого анкерного болта при завинчивании воздействует на свободно передвигающийся по внутренней части отверстия в распорной втулке клиновой элемент. Именно последний, оказывая давление на распорную втулку изнутри, обеспечивает ее максимальное разжимание.
Анкер-болт клинового типа считается модернизацией стандартного анкера
Забивные
За разжимание распорной втулки анкерного болта, конструкция которого в корне отличается от устройства всех вышеперечисленных, отвечает не винт, а специальное ударное устройство, которое часто называют просто гвоздем. Процесс крепления такого анкера в строительной конструкции выглядит следующим образом. В посадочное отверстие в строительной конструкции помещается только втулка, которую разжимают посредством воздействия на нее специального ударного элемента. После надежной фиксации распорной втулки в отверстии ударный элемент из нее извлекается и вместо него вкручивается болт или шпилька, на которые и навешивается фиксируемый предмет.
Размеры и параметры забивных анкеров (нажмите для увеличения)
С шестигранной головкой
Основным элементом крепежа данного типа является обычный болт, который вставляют в имеющее конусообразную форму отверстие в распорной втулке. Расширяя отверстие, анкерный болт тем самым разжимает лепестки распорной втулки, обеспечивая ее надежную фиксацию в посадочном отверстии. Разновидностью таких крепежных изделий являются анкеры, на верхней части которых выполнены прорези под крестовую отвертку. С учетом того, что отвертка не может обеспечить таких усилий, как гаечный ключ, анкеры подобного типа изготавливаются только небольших размеров (их диаметр, как правило, не превышает 12 мм).
Параметры анкерных болтов с шестигранной головкой (нажмите для увеличения)
Таким образом, на современном рынке представлены самые разные виды анкеров. Основным требованием к ним является высокая надежность крепления, поэтому выбирать их следует с учетом не только размеров и массы фиксируемого предмета, но и прочностных характеристик материала строительной конструкции и ряда других параметров.
