Как правильно устанавливать анкерные болты в фундамент

Надёжности строительных конструкций во многом способствуют анкерные болты, применяемые при соединении фундаментной основы со стенами возводимых строений. Крепежи значительно повышают устойчивость построек и могут быть применены также для возведения сложных сооружений. Изделия отличаются размерами, высокой прочностью, а также системой фиксации, позволяющей обеспечить надёжное зацепление со строительным материалом — задача будет выполнена при условии грамотного подхода к реализации, заключающегося в правильном выборе изделий и соблюдении технологии монтажа.

Из чего изготавливают анкерные болты для фундаментных работ

Выполняемые крепёжными элементами задачи подразумевают высокие нагрузки, а потому выполняются они из высокопрочных материалов. Чаще всего в производстве используется сталь и её вариации, что позволяет повысить устойчивость изделия к перепадам температур и прочим внешним воздействиям. Технология изготовления предполагает также термическую обработку анкерных болтов, чем обеспечивается надёжность соединения крепёжных элементов с конструкцией.

Фундаментные болты отличаются высокой прочностью, долговечностью и надёжностью, при том, что разные типы крепёжных систем применимы для различных задач. Так, крепежи могут быть использованы в фундаментных строениях разных масштабов, соответственно, будет отличаться и длина изделий (глубина заделки может составлять от 15 см. до 5 м.), а также их диаметр. Крепится анкер к опоре сооружения либо элементам стен, а в промышленных цехах посредством болтов монтируется тяжеловесное оборудование.

Зависимо от конструктивных особенностей, производства и допустимых нагрузок, которые может выдерживать изделие, варьирует и цена. Приобретая фундаментные анкеры, важно удостовериться, что товар выполнен в соответствии с требованиями по ГОСТу и прошёл необходимую проверку (перед выпуском продукции на рынок, она тестируется в условиях соответствующих нагрузок и потенциальных внешних воздействий). Определить технические особенности, область и условия использования болтов можно при помощи специальной маркировки, которая наносится на изделие согласно ГОСТу.

Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций

Основой строительства любой капитальной постройки сегодня, независимо от того какое планируется его дальнейшее применение, является фундамент, тип и особенности которого зависят в первую очередь от типа грунтов на участке и той нагрузки, которая будет передаваться на него от остальных элементов здания.

Для устройства основания под такие специфические строительные элементы, как колонны в отличие от остальных видов конструкций применяются фундаменты, способные не только выдержать вес колон и остальных частей здания, но и обеспечить необходимую проектом заданную вертикаль.

Для выполнения этих задач в современных технологиях применяются два основных варианта устройства фундамента под колонные конструкции:

• монолитные основания;
• сборные фундаменты.

Виды фундаментов под колонны: слева — монолитный, справа — сборный

Оба варианта в основе своей имеют схожую конструкцию, выполненную из армированного железобетона. Такое исполнение позволяет надежно зафиксировать нижние точки опор в соответствующем положении. Отличие заключается в том, что каждый вид имеет свое направление применения:

• монолитные фундаменты более универсальны и могут использоваться как под железобетонные колонны, независимо от формы, так и под стальные или металлические;
• составные или сборные основания используются в основном под бетонные колонны.

Для обеспечения соединения колонн и фундаментов в одно целое, применяются два основных вида соединения:

• для железобетонных конструкций применяются метод вставки основания колонны в специально созданное углубление с последующей его фиксацией заливкой бетоном;
• для стальных элементов предусматривается соединения с помощью болтов. Такая конструкция, когда в фундаментном блоке заранее установлены болты под отверстия в основании колонны обеспечивает наиболее удобное соединение.

Основные виды

Как мы выяснили, для соединения применяют различные вариации анкеров, отличающиеся конструктивным исполнением и подобранные соответственно предполагаемой нагрузке. С учётом особенностей крепёжных изделий различают несколько основных типов.

Рассмотрим, какие различают анкерные болты и в чём особенности каждого вида.

Изогнутые

Изделия изготавливаются из высокопрочной стали, в нижней части анкера имеется изгиб, повторяющий форму крюка. Касательно фундаментных работ, в этом случае стержни монтируются в колодцы либо железобетонные основы, после чего заливаются бетоном.

С анкерной плитой

Фундаментные крепежи такого типа также ставят погружением в колодец перед бетонированием. Конструктивным отличием данного типа изделия является наличие привариваемой или прикреплённой посредством резьбового соединения металлической пластины с отверстием посередине, через него пропускается штырь. В соответствии с модификацией стержни разнятся по диаметру и форме, причём разных размеров и форм бывают также шайбы.

Составные

Как и следует из названия, изделия выполнены из двух основных деталей, соединённых посредством муфты. Монтаж крепёжной системы подразумевает погружение нижней части в бетон (нижнюю шпильку и муфту монтируют перед бетонированием) и вкручивание верхней части болта, оставшейся снаружи, в муфту, далее верх приваривается после монтажа оборудования.

Съёмные

Крепёжные элементы этого типа монтируют в два этапа. Крепёж включает нижнюю обойму (анкерная арматура может быть составной, литой или сварной), устанавливаемую в фундамент и шпильку с резьбой, которую ставят после заливки бетона. Такие крепежи удобны в том случае, когда в течение срока эксплуатации требуется проводить работы по ремонту или замене оборудования.

Прямые

Монтируется изделие прямого типа в застывший бетон, для чего предварительно проделывают отверстие в фундаментной основе, после чего выполняется монтаж болта. Для надёжности фиксации применяется эпоксидный или силиконовый клей, альтернативный вариант — использование цементного раствора. Данный тип изделий применяют для закрепления на твёрдой основе, исключающей деформационные нагрузки.

С коническим концом

Крепёж монтируют в готовый фундамент, этот тип часто используется для крепления предметов мебели или сантехники. Надёжная фиксация обусловлена разжимной цангой, расклинивающейся и удерживающей конструкцию.

Таблица 1. Основные размеры для анкерных болтов.

С учётом задач и условий эксплуатации различают конструктивные и расчётные крепления. Первые обычно применяются для крепежа массивного оборудования, чтобы обеспечить устойчивость давления веса объекта. Вторые принимают нагрузки, возникающие в ходе эксплуатации конструкции или оборудования. Длина и диаметр резьбы назначаются зависимо от длины шпилек и диаметра их резьбы.

Если речь идёт о больших массивных конструкциях, следует позаботиться о точности разметки и правильной установке крепёжных элементов.

Таблица 2. Теоретическая масса изделия типа 1 (длина принята согласно ГОСТ 6636, все размеры в этой и следующих таблицах указываются в миллиметрах).

Таблица 3. Теоретическая масса болта типа 2.

Таблица 4. Теоретическая масса изделия типа 5.

Таблица 5, ч. 1. Теоретическая масса болта типа 6.

Таблица 5, ч. 2.

Кондуктор инвентарный металлический что это такое

При монтаже стальных и железобетонных конструкций используют приспособления, позволяющие временно удерживать установленный на место элемент и регулировать его положение при выверке и приведении в проектное положение.

Одиночные приспособления предназначены для удержания одного элемента, групповые — одного элемента или нескольких. Комплекты таких приспособлений называют монтажной оснасткой.

Применяют в основном два вида монтажной оснастки. Первый вид обеспечивает свободную установку элемента и последующую выверку регулирующими винтовыми или другими устройствами. Второй вид непосредственно фиксирует элемент в пределах заданного допуска.

Расчалки (см. схему ниже, поз. а) — гибкие (из канатов) монтажные приспособления, работающие только на растяжение. Расчалками временно закрепляют колонны, чаще всего металлические, при высоте их более 12 м, а также другие конструкции, например первую ферму, монтируемую в пролете. Расчалки 3 закрепляют за ранее установленные колонны либо фундаменты, если это разрешено проектом производства работ, или за инвентарные якоря. Для выверки колонн расчалки снабжают винтовыми стяжками 4, которыми придают расчалкам необходимое натяжение.

Непосредственно в стакане фундамента колонны временно закрепляют клиньями или клиновыми вкладышами 5, позволяющими перемещать низ колонны в стакане фундамента 1.

Подкосы — жесткие монтажные приспособления, работающие на сжатие и растяжение, предназначены для удержания элементов конструкций в заданном положении.

Подкосы (см. схему ниже, поз. б) — наиболее универсальные и широко применяемые приспособления для временного закрепления и выверки панелей стен, перегородок, колонн высотой до 12 м. Подкосы имеют телескопическую конструкцию, что обеспечивает изменение их длины. Их снабжают фаркопфами, захватными замками или крюками с надвижными муфтами 6, струбцинами 8. Конструктивные особенности таких подкосов и их захватных устройств зависят от строповочных элементов конструкций. Наличие в них фаркопфов позволяет плавно изменять длину подкоса на 500 мм и за счет этого наклонять в нужную сторону выверяемую конструкцию.

Приспособления для временного закрепления и выверки строительных конструкций

Распорки — жесткое линейно-монтажное, обычно телескопически удлиняемое приспособление. По основным конструктивным элементам оно аналогично подкосу. Распорки ставят между смонтированной и устанавливаемой конструкциями, например между соседними фермами, панелями перегородок (стен). Для закрепления на конструкции распорки снабжены струбцинами или иными захватными устройствами.

Связи — линейные монтажные приспособления, не обладающие собственной устойчивостью (работают на растяжение), предназначенные лишь для временного крепления в заданном положении монтируемых элементов. Связи закрепляют на конструкциях струбцинами.

Кондукторы — универсальные каркасные приспособления пространственного типа. Их устанавливают на фундаментах или других конструкциях и временно прикрепляют к ним. В кондукторах закрепляют железобетонные колонны, нередко кондукторы используют как подмости для монтажа ригелей и других элементов сборного каркаса зданий.

Одиночные кондукторы (см. схему выше, поз. в) применяют для установки железобетонных колонн высотой до 12 м в стаканы фундаментов. Кондуктор собирают из двух рам 11, стягиваемых болтами 10, колонны перемещают при выверке распорными домкратами 12. Другой тип одиночного кондуктора, например из Г-образных полурам, — уголкообразный или неразъемный из П-образной полурамы (см. схему выше, поз. г) с откидными (поворотными) балками 16, предназначен для установки колонны 1 на оголовки 17 ранее смонтированных колонн.

Время чтения: 3 минуты

Сварка в условиях цеха разительно отличается от сварки в гараже. Если в случае с домашней сваркой вы просто включаете инвертор и варите штучными электродами, то на производстве применяются не только особые технологии, но и специальные приспособления. Они призваны упростить труд сварщика и ускорить работу. Поскольку зачастую именно от количества выпущенной продукции зависит прибыль предприятия.

Расчёт анкерных болтов

Для определения удерживающей способности перед монтажными работами понадобиться сделать расчёт, выполняемый по формуле. Основные положения по расчёту анкерных болтов изложены в СП 43.13330.2012. Свод правил содержит нужную информацию, включая требования и факторы, которые важно учесть при расчётах.

По характеру воздействия нагрузки, осуществляемые на болты, могут быть статическими (в этом случае давление неизменно и принимается по расчётным величинам из таблиц) и динамическими (меняются в зависимости от направления приложенной силы).

Марка сталей болтов при температуре окружающей среды до -65°C назначается согласно таблице (6):

При этом можно использовать в изготовлении и другую марку стали с качественными характеристиками не ниже свойств тех сталей, что включены в таблицу.

Расчётные сопротивления металла изделий растяжению Rba берутся из таблицы (7):

При групповой установке

Нагрузка (P), что приходится на один болт, рассчитывается для самого нагруженного элемента. Расчёт выполняется по формуле P = -N / n + M y1 / Σyt², где:

N — проектная сила;

M —расчётный момент изгибания;

y1 — расстояние от оси поворота до наиболее удалённого метиза;

n — количество болтов;

yt — расстояние от оси поворота до первого метиза, с учётом прессованных и натянутых крепежей.

Определяя усилия, ось поворота можно принять проходящей через центр тяжести опорной площади оборудования. Подобные выражения используют и для вычисления нагрузки для сквозных металлических колонн, стальных вертикальных изделий сплошного сечения.

Определение величины предварительной затяжки

Затягиваются крепежи посредством соответствующих приспособлений вручную до определённой степени затяжки (F). Значением для различных типов нагрузок следует принимать:

• для статических F=0.75 P;
• для динамических F= 1.1 P.

*P — расчётная нагрузка, воздействующая на анкер.

Площадь поперечного сечения стержня вычисляют по формуле Asa= ko P/ Rba.

Коэффициент ko для динамики =1,35, для статических нагрузок=1,05. В случае со съёмными изделиями с анкерными плитами ko для динамики =1,15.

Сечение болтов по резьбе стоит заранее протестировать на выносливость при динамическом воздействии, определяют значение по формуле Asa = 1.8 χ µ ко P / α Rba, где:

χ — коэффициент нагрузки (см. по таблице и выбирается зависимо от конструктивного исполнения крепёжного элемента);

µ — множитель масштабирования (выбирается из таблицы);

α — показатель количества циклов нагрузок;

Rba — сопротивление металла растяжению;

ко — коэффициент по таблице.

Таблица 8. Глубина заделки, расстояние между осями, коэффициент затяжки.

* В скобках указана глубина заделки для стержней диаметром менее 16 мм.

** Значения в скобках приведены для статических нагрузок.

Таблица 9.

Таблица 10.

Как выполняется монтаж

Перед тем, как будет выполняться непосредственно установка анкерных болтов в фундамент, потребуется провести подготовку, убедившись, что изделия стандартизованы по ГОСТ 24379.1-80, а также уделить внимание такому моменту, как длина изделия. От этого фактора будет зависеть и глубина заделки в основание, так что важно проследить, чтобы длина не превысила высоты строения. Несоблюдение данного требования может отразиться на надёжности крепления, например, возможна ситуация, когда анкер не будет закреплён в бетоне, а окажется в таком не слишком надёжном материале, как почва.

Способ установки может быть разным зависимо от типа изделия и задач. Так, практикуется монтаж анкеров в мокрый бетон, до заливки фундамента или же уже после застывания поверхности основания. Наиболее распространённой является практика монтажа в бетонный раствор до его затвердения. Метод монтажа в готовый фундамент подразумевает просверливание отверстия под крепёж и применим в случае использования распорных и прямых болтов.

Правила монтажа

Чтобы правильно выполнить задачу и в результате получить надёжное крепление, следует придерживаться определённых правил монтажа:

• Правильность выбора места крепления подразумевает предварительное ознакомление с планом здания. Так, фундаментные крепежи ставят только под стенами планируемой строительной конструкции. Они не устанавливаются в местах нахождения дверных проёмов постройки, так что этот момент следует прояснить заранее.
• После заливки бетонного состава, в него погружается крепёжный элемент. В процессе важно проконтролировать глубину контакта (она не должна превысить высоту фундаментной основы). В случае погружения болта в ещё незастывшую бетонную массу выбирается середина основания.

• Немаловажную роль при монтаже играет расстояние между крепёжными деталями. Вычислить его легко — параметр должен быть равен двум величинам глубины заделки.
• После заглубления в мокрый бетонный состав на нужную глубину, нужно выстроить болты точно по вертикали, после чего дать раствору застыть.
• Когда бетон полностью застынет, нужно сделать блок анкеров, для чего выступающие над основанием части скрепить посредством деревянных досок или металлических пластин (проделанные заранее отверстия располагают с аналогичным шагом, что и болты в основе).

Рассмотрим подробнее некоторые важные моменты.

Промежуток от болта до среза фундамента

Расстояние от края фундаментного основания до оси анкерного болта должно быть следующим:

• 100 мм. для стержней с диаметром до 30 мм.;
• 150 мм. для метизов диаметром 48 мм.;
• 200 мм. для крепёжных элементов больше 48 мм. в диаметре.

При монтаже спаренных крепежей применяют единую анкерную плиту с промежутком между отверстиями согласно расчёту.

Если глубину анкеровки увеличили на 5 диаметров, допустимо уменьшить расстояние между анкерами на 2 диаметра. Если имеется отвесное армирование по краю в месте монтажа, промежуток от середины стержня до среза фундаментного основания можно уменьшить ещё на 1 диаметр.

Глубина анкеровки

Глубина погружения фундаментных болтов во многом определяет надёжность анкеровки, при этом она напрямую зависит от длины самих крепежей. Когда высотой основания предполагается полное вкручивание крепежа, отверстия просверливают на расчётный размер, а после установки залатывают цементно-песочной смесью. Если же основание не позволило погрузить анкер целиком, его заменяют болтом с отгибкой с распорной цангой конусообразной формы.

При необходимости согласно проекту использования элемента втрое меньшего размера, чем установленные крепежи, изделие заглубляется в бетон на нужную глубину, причём метиз работает с абсолютным расчётным сопротивлением. Глубину можно уменьшить пропорционально усилию, воздействующему на крепёж.

Инструкция по установке анкерных болтов в фундамент

Процесс состоит из нескольких шагов:

• Подготовительные работы включают, в том числе изучение особенностей фундаментных крепежей, которые предполагается применить в работе. Изделия маркируются, так что по нанесённой маркировке можно сразу понять, какой тип анкера перед вами и на какие нагрузки рассчитан объект.
• Когда поиски подходящих крепежей завершены, необходимо обозначить места будущих креплений с учётом правил монтажа (не размещаем элементы под дверными проёмами).
• Тщательно выверяем расстояние между анкерами (величина должна вдвое превышать глубину вхождения).

• Если речь об установке в мокрый бетон, работы выполняются до его застывания, при этом важно проконтролировать, чтобы штыри анкеров оставались в строго вертикальном положении, так как впоследствии, казалось бы, незначительные наклоны могут поставить под сомнение надёжность всей конструкции.
• В заключение анкеры нужно скрепить, для чего используются металлические пластины или деревянные доски.

В случае монтажа крепления в застывший бетон заранее следует намечать места крепления и рассчитывать шаг, с каким они выстроятся в конструкции. Затем поверхность просверливается, и в получившиеся отверстия заливают цементный раствор или клей, после чего вставляются крепежи. После застывания материала из крепежей также формируют блоки.

С целью повышения надёжности могут применяться крепёжные элементы на клеевой основе, что удобно при закреплении конструкции в случае асимметрии. При регулярных вибрациях, воздействующих на фундамент, рекомендуется применять распорные крепежи. Анкеры с коническим концом отлично справляются со статическими воздействиями, но не подойдут для монтажа там, где присутствует опасность вибраций.

Так, крепёжные элементы можно установить как в сырой бетон (или залить его после монтажа), так и в уже готовый. Если в процессе установки анкерных болтов в фундамент строго соблюдается технология процедуры, в дальнейшем не возникнет никаких проблем при эксплуатации, а крепёжные элементы будут исправно выполнять свою задачу, выдерживая и существенные нагрузки.

Установка станка на фундамент на химические анкера

На подготовленный фундамент устанавливаем станок.

Рис 13: Анкерные колодцы для установки станка глубокой расточки и раскатывания на фундамент в проекте ООО “Инкор”.

Далее производим разметку отверстий под анкера. Чем точнее производится разметка, тем ровнее будет установлен станок. Далее убираем станок с фундамента.

Рис 14: Разметка отверстий для анкеров в проекте ООО “Инкор”.

После этого происходит бурение отверстий под анкерный болт. Этот болт под заливку нужно будет дополнительно доработать (срезать петлю и нарезать резьбу).

Бурение отверстий можно произвести несколькими способами:

1. Алмазное бурение.

Рис 15: Алмазное бурение отверстий для анкеров в проекте ООО “Инкор”.

2. Перфоратором и буром.

Алмазное бурение является более предпочтительным, чем использование перфоратора и обычного бура. Алмазный бур просверливает любую поверхность даже при попадании арматуры. Простой бур, в свою очередь, просто упрется в арматуру, и глубина отверстия будет недостаточной. Это может привести к плохому креплению анкера.

После того, как отверстия пробурены, из них нужно удалить все остатки бетона и пыли, вызванной бурением.

Далее закачивается химический состав и вставляется анкерный болт. Необходимо выровнять его перпендикулярно плоскости фундамента и поставить регулировочные опоры. После происходит опускание станка на анкерные болты. Предварительно нужно выставить станок. Через сутки после заливки можно будет производить затяжку анкерных болтов.

Рис 16: Затяжка анкерных болтов.

Крепление с помощью химического анкера является более быстрым, чем установка на анкерные колодцы, но для установки станка на химические анкера потребуются грузоподъемные механизмы соответствующего веса.

Рис 17: Подготовка фундамента на ООО “Сиб-Дамель” в проекте ООО “Инкор”.