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.
Область применения
Анкеры, которые в соответствии с нормативным документом (ГОСТ 26778-90) называются болтами самоанкерующимися распорными, представляют собой прочные крепежные элементы, при помощи которых можно выполнять надежную фиксацию различных предметов на конструкциях из полнотелых материалов. Высокая надежность фиксации, обеспечиваемая таким анкером, объясняется тем, что вся его внешняя часть сцепляется с внутренней поверхностью отверстия с большой силой трения, формируя исключительную удерживающую способность.
Свою высокую эффективность распорный крепежный элемент будет демонстрировать только в том случае, если его монтаж выполняется в материале, который имеет высокую плотность. Таким образом, принцип действия такого анкера в корне отличается от принципа работы дюбеля, внешняя часть которого контактирует с внутренней поверхностью отверстия лишь в отдельных точках, а не по всей своей длине. Соответственно, крепеж распорного типа способен обеспечить значительно большую надежность формируемого соединения.
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к распорным анкер-болтам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ 28778-90 Болты самоанкерующиеся распорные для строительства. Технические условия
Распорные анкера используют при закреплении разнообразных конструкций, находящихся под значительной нагрузкой
В отличие от дюбеля, который преимущественно производится из полимерных материалов, для изготовления анкеров применяют прочные металлы – углеродистую сталь, латунь и др. В том случае, если такой крепежный элемент изготовлен из стали, его дополнительно защищают от коррозии, нанося на его поверхность цинковое покрытие белого или желтого цвета.
Рабочая часть анкерного болта распорного типа – это полая гильза, на боковой части которой выполнены продольные разрезы, формирующие разжимающиеся лепестки. Во внутренней части такой гильзы имеется распорный элемент, который при забивании анкера в предварительно подготовленное отверстие разжимает лепестки, что и способствует надежной фиксации крепежного изделия в отверстии. Верхняя часть такого крепежа – это шпилька, на резьбовой части которой размещены шайба и регулировочная гайка.
На рисунке представлена простейшая конструкция распорного анкера, имеющего сплошную втулку по всей длине
Монтаж распорного анкера не представляет особых проблем, не требует использования сложного оборудования и наличия специальных навыков у исполнителя. Заключается этот процесс в том, что такой болт аккуратно забивается в предварительно подготовленное отверстие до упора, а после надежной фиксации на его резьбовую часть навешиваются предметы, которые необходимо зафиксировать.
Наиболее эффективно использовать такие анкеры для крепления различных предметов на конструкциях из плотных материалов, обладающих хорошей адгезией (бетон, кирпич, натуральный камень и др.). В том случае, если в конструкциях из бетона и любых других материалов, в которые будет монтироваться такой болт, имеются внутренние трещины, нагрузка, которую сможет выдержать крепежный элемент, значительно снизится.
Конструкция анкера для ответственных креплений более сложна, зато позволяет использовать крепеж даже при вибро-нагрузках
Сегодня распорные болты анкерного типа, параметры которых должны соответствовать требованиям ГОСТа 26778-90, успешно используются для выполнения монтажа таких предметов и изделий, как:
- тяжелые и габаритные оконные и дверные рамы;
- элементы лестничных конструкций;
- элементы подвесных потолков различного типа;
- светильники и люстры;
- леса для выполнения строительных и отделочных работ;
- ворота и калитки;
- элементы различных коммуникаций (воздуховоды, кабельные трассы, водопроводы и др.);
- балюстрады и консоли;
- различные изделия, изготовленные из стали и отличающиеся значительным весом.
Крепление лаг на распорный анкер
Наиболее значимыми характеристиками распорных анкеров, за что их и ценят специалисты, являются:
- исключительно высокая прочность и надежность;
- устойчивость к механическим повреждениям, воздействию негативных факторов внешней среды;
- удобство использования;
- быстрота создания крепежа.
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.
Допустимые нагрузки и вес
Допустимой считается нагрузка на анкер не превышающая 25% от указанной в таблице (при плотности бетона 200-250 кгс/кв.см). При использовании более прочного бетона, нагрузка анкера на вырывание возрастает пропорционально. Если используется бетон с трещинами, следует уменьшать указанные в таблице величины примерно на 40%.
| Наименование | Диаметр сверла, мм | Резьба | Нагрузка на вырывание, кгс | Вес 1 шт., кг | Полная длина анкера, мм | Головка болта |
| M6 8*45 | 8 | M6 | 1200 | 0,0177 | 48 | SK 10 |
| M6 8*60 | 8 | M6 | 1200 | 63 | SK 10 | |
| M6 8*80 | 8 | M6 | 1200 | 0,03 | 83 | SK 10 |
| M6 8*85 | 8 | M6 | 1200 | 88 | SK 10 | |
| M6 8*90 | 8 | M6 | 1200 | 93 | SK 10 | |
| M6 8*100 | 8 | M6 | 1200 | 0,0323 | 103 | SK 10 |
| M8 10*50 | 10 | M8 | 1700 | 54 | SK 13 | |
| M8 10*55 | 10 | M8 | 1700 | 59 | SK 13 | |
| M8 10*60 | 10 | M8 | 1700 | 0,038 | 64 | SK 13 |
| M8 10*75 | 10 | M8 | 1700 | 0,068 | 79 | SK 13 |
| M8 10*80 | 10 | M8 | 1700 | 84 | SK 13 | |
| M8 10*85 | 10 | M8 | 1700 | 0,0496 | 89 | SK 13 |
| M8 10*100 | 10 | M8 | 1700 | 0,059 | 104 | SK 13 |
| M8 10*110 | 10 | M8 | 1700 | 0,061 | 114 | SK 13 |
| M8 10*120 | 10 | M8 | 1700 | 124 | SK 13 | |
| M8 10*125 | 10 | M8 | 1700 | 0,08 | 129 | SK 13 |
| M8 10*140 | 10 | M8 | 1700 | 144 | SK 13 | |
| М10 12*65 | 12 | M10 | 2500 | 0,062 | 71 | SK 17 |
| М10 12*70 | 12 | M10 | 2500 | 76 | SK 17 | |
| М10 12*80 | 12 | M10 | 2500 | 0,0646 | 86 | SK 17 |
| М10 12*100 | 12 | M10 | 2500 | 0,085 | 106 | SK 17 |
| М10 12*110 | 12 | M10 | 2500 | 0,0935 | 116 | SK 17 |
| М10 12*120 | 12 | M10 | 2500 | 0,113 | 126 | SK 17 |
| М10 12*150 | 12 | M10 | 2500 | 0,13 | 156 | SK 17 |
| М12 16*75 | 16 | M12 | 3700 | 0,1132 | 88 | SK 19 |
| М12 16*110 | 16 | M12 | 3700 | 0,1405 | 118 | SK 19 |
| М12 16*130 | 16 | M12 | 3700 | 0,1845 | 138 | SK 19 |
| М12 16*150 | 16 | M12 | 3700 | 158 | SK 19 | |
| М16 20*110 | 20 | M16 | 5100 | 120 | SK 24 | |
| М16 20*140 | 20 | M16 | 5100 | 0,2925 | 150 | SK 24 |
| М16 20*160 | 20 | M16 | 5100 | 0,3345 | 170 | SK 24 |
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.
Типы и конструкция фундаментных болтов
| Тип болта | Исполнение | Наименование болта фундаментного | Детали и сборочные единицы комплекта | Кол-во |
| 1 | 1 | Болты изогнутые — с нижней частью, имеющей форму крюка | 1 Шпилька (поз. 1) | 1 |
| 2 Шайба | 1 | |||
| 3 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 | |||
| 2 | 1 Шпилька (поз. 2) | 1 | ||
| 2 Шайба | 1 | |||
| 3 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 | |||
| 2 | 1 | Болты с анкерной плитой — с нижней частью, выполненной из металлической пластины | 1 Шпилька (поз. 3) | 1 |
| 2 Плита анкерная (поз. 11) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 5915 | 4 | |||
| 2 | 1 Шпилька (поз. 4) | 1 | ||
| 2 Плита анкерная (поз. 11) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 10605 | 4 | |||
| 3 | 1 Шпилька (поз. 4) | 1 | ||
| 2 Плита анкерная (поз. 13) | 1 | |||
| 3 Шайба | 2 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 10605 | 3 | |||
| 3 | 1 | Болты составные — нижняя часть которых размещена в бетоне, а верхняя соединена со специальной муфтой | 1 Шпилька (поз. 3) | 1 |
| 2 Шпилька (поз. 5) | 1 | |||
| 3 Муфта (поз. 13) | 1 | |||
| 4 Плита анкерная (поз. 11) | 1 | |||
| 5 Шайба | 1 | |||
| 6 Гайка по ГОСТ 5915 | 4 | |||
| 2 | 1 Шпилька (поз. 4) | 1 | ||
| 2 Шпилька (поз. 5) | 1 | |||
| 3 Муфта (поз. 13) | 1 | |||
| 4 Плита анкерная (поз. 11) | 1 | |||
| 5 Шайба | 1 | |||
| 6 Гайка по ГОСТ 10605 | 4 | |||
| 4 | 1 | Болты съемные — состоящие из нижней обоймы и шпильки, имеющей резьбу | 1 Шпилька (поз. 5) | 1 |
| 2 Арматура анкерная (поз. 14, исполнение 1) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 | |||
| 2 | 1 Шпилька (поз. 6) | 1 | ||
| 2 Арматура анкерная (поз. 14, исполнение 2) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 10605 | 2 | |||
| 3 | 1 Шпилька (поз. 6) | 1 | ||
| 2 Арматура анкерная (поз. 14, исполнение 3) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 10605 | 2 | |||
| 5 | — | Болты прямые — крепящиеся в заранее сделанные отверстия силоксановым или эпоксидным клеем | 1 Шпилька (поз. 7) | 1 |
| 2 Шайба | 1 | |||
| 3 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 | |||
| 6 | 1 | Болты с коническим концом — устанавливаемые в готовый фундамент с помощью разжимной цанги | 1 Шпилька (поз.  | 1 |
| 2 Цанга разжимная (поз. 15) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 | |||
| 2 | 1 Шпилька (поз. 9) | 1 | ||
| 2 Втулка коническая (поз. 16) | 1 | |||
| 3 Шайба | 1 | |||
| 4 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 | |||
| 3 | 1 Шпилька (поз. 10) | 1 | ||
| 2 Шайба | 1 | |||
| 3 Гайка по ГОСТ 5915 | 2 |
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.
Источник
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.
