Анкерные болты: обзорная характеристика, классификация и принцип действия. Все о маркировке механических и химических анкеров

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.

Кратко остановимся на особенностях размерных групп.

• Анкер-крюкам M8×40 или M8×45 характерны скромные габариты и соответствующий уровень прочности. Выпускается этот крепеж отнюдь не всеми предприятиями-производителями, поскольку его успешно может заменить более дешевый дюбель из пластика с саморезом, у которого тоже имеется на конце крюк.

• Детали размерной группы M10 встречаются в продаже чаще. Да и типоразмеров в ней присутствует немного больше по сравнению с группой M8. Обусловлено это более широким спектром применения анкер-болтов M10 с крюком, ввиду чего металлургические заводы выпускают такие детали с большей охотой.

• Группа якорных болтов (это еще одно название подобного крепежа) M12 хотя и немного уже, чем предыдущая, конкуренты у входящих в нее элементов, практически, отсутствуют. Заменить их пластиковыми дюбелями невозможно ввиду меньшей несущей способности последних. И еще один плюс: пользующиеся популярностью усиленные анкер-болты с крюком двухраспорного типа наиболее широко представлены образцами именно из этой группы.

• Детали M14 и M16 можно смело назвать крепежными монстрами. Эти гиганты нашли применение при проведении серьезных монтажных и строительных работ, а в быту, если и используются, то весьма нечасто. Еще реже встречаются анкер-крюки с резьбовым стержнем M24 и, тем более, M38. Да, эти крепежные детали таких номиналов тоже можно найти на рынке, хоть и с большим трудом.

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.

Технические характеристики

В сопроводительной документации на любой анкерный болт, в том числе и с крюком, в обязательном порядке указывается максимальная нагрузка, которую он способен выдержать. Но рабочее значение этого параметра должно быть в четыре раза меньше от его заявленной величины. Данное требование распространяется на случай, когда в качестве материала монтажного основания выступает бетон с плотностью в пределах от 200 до 250 кгс/см кв.

Для бетона, характеризующегося другой плотностью, пересчет максимальной и рабочей нагрузок ведется пропорционально. При наличии в этом материале основания трещин, практикуется иной подход. Тогда нагрузка не должна превышать 0,6 от нормативной.

Основные технические характеристики анкерного болта с резьбовым стрежнем, заканчивающимся на крюк, представлены в таблице.

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.

Разновидности анкерных болтов

По срокам эксплуатации анкеры разделяют на временные и постоянные. Каждый из этих видов подразделяется в зависимости от метода крепления, материала, с которым происходит контакт, размеру, материалу изготовления.

По назначению

Так как сфера применения анкеров довольно широкая, по материалу основания их разделяют:

• Для полнотелых прочных материалов. Это может быть анкерный болт по бетону, кирпичу, камню.
• Для ячеистых хрупких блоков.

Также имеются приспособления, предназначенные для крепежа конструкций к гипсокартону, дереву, древесно-волокнистым и стружечным плитам.

Размеры

По длине и диаметру крепежные анкерные болты бывают:

• малые: с максимальной длиной до 5,5 см и диаметром до 0,8 мм;
• средние: длиной до 12 см и диаметром до 12 мм;
• большие: длиной не более 22 см и диаметром 24 мм.

Способы закрепления

Химический анкер
Крепиться анкерные болты могут двумя способами: механическим и химическим. У механических фиксация происходит, благодаря непосредственному воздействию рабочей части болта на основание.

• Клиновые. Имеют вид длинного стержня, в конце которого размещается деформирующая гильза. После вкручивания лепестки гильзы расширяются, за счёт чего анкер может выдерживать огромные нагрузки.
• Распорные. Стандартный вид болтов-анкеров, выполненный в виде стержня с конусовидным окончанием. Под воздействием поступательных движений стержень распирает гильзу, создавая надёжное фиксирующее крепление.
• Винтовые. Ещё одно название – болты Молли. Применяются при креплении пустотелых конструкций, имеющих низкую несущую силу. Оборудуются цангой, которая при закручивании упирается в материал с противоположной стороны.

  
  Клиновой Распорный Винтовой

  Читайте также:  Продольная резка металла — технологоия и оборудование
• Втулочные. Состоят из нескольких элементов, включая цангу и расклинивающую часть. Во время закручивания анкера, расклинивающая часть входит в цангу, после чего происходит её распирание.
• Разжимные. Состоят и резьбовидного стержня, 4 продольных лепестков, оснащенных пружинным колечком, и гайкой у одной из сторон. Вращение стержня приводит к раскрыванию гайки и разжиманию лепестков, за счёт чего происходит расширение и закрепление под воздействием силы трения.
• Пружинные. Используются при работе с тонкими материалами и зачастую оснащаются крючком. Расширение происходит благодаря разворачиванию пружины.

  
  Втулочный Разжимной Пружинный

Химические – дополнительно используется клейкий состав из полиэфирных смол. Такие анкеры не подлежат вторичному использованию и отличаются максимальной надёжностью крепления.

Конструкция

Механические анкерные болты подразделяют на несколько видов.

• С гайкой.Наиболее простой вид распорного крепёжного приспособления, имеющего конусообразный наконечник, гильзу, гайку и четыре выреза. Гайка служит фиксатором, с помощью которого болт входит в посадочное место. Как только стержень начинают вкручивать, гайка проворачивается по направлению часовой стрелки. В итоге гильза распирается, плотно закрепляя конструкцию.
• С крючком. Головка такого болта имеет вид крюка. Используется крепеж для тяжеловесных конструкций с фиксацией к плотным материалам (камень, бетон, кирпич). Принцип работы не отличается от стандартных анкеров – при вкручивании фиксирующая гайка деформируется, закрепляясь в посадочном гнезде.
• С кольцом. Анкер, зачастую применяемый для монтажа осветительных потолочных приборов, а также электрических кабелей. Внешний конец анкера представляет собой ушко, на которое подвешиваются устройства. Крепление осуществляется стандартно – фиксирующая гайка в конце позволяет раскрыться гильзе и запереть её в нужном углублении. С гайкой

  
  С кольцом

  
  С крюком

• С шестигранной головкой. Анкер под отвертку считается аналогом анкера с гайкой. Однако вместо стержня с гайкой применяется обычный болт. Его закручивают гаечным ключом либо отвёрткой, после чего гильза деформируется, что позволяет заполнить стенки углубления и создать надёжное крепление.
• Двухраспорные. В конструкции задействованы две гильзы (короткая и длинная). Короткая входит в длинную конусовидным концом. Как только происходит завинчивание гайки, короткая гильза распирается, что распирает длинную гильзу. Такие приспособления могут иметь конец в виде крюка или кольца. Зачастую их используют для повышения прочности крепления.
• Гвоздевые. Используются для работ с твёрдыми материалами при креплении конструкций с небольшим весом. По форме напоминают полый гвоздь, внутри которого спрятана расклинивающая часть. Болт вбивается молотком или при помощи электроинструментов.

  
  С шестигранной головкой Двухраспорный Гвоздевой

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.

Маркировка анкерных болтов

Начиная с 2012 года, все анкерные болты маркируются в соответствие с межгосударственным стандартом. Его требования распространяются на территорию стран, которые его подписали. В этом стандарте анкер болт имеет следующие обозначения:

• первая буква вместе с цифрой указывает на диаметр резьбы, например М8;
• следующая цифра обозначает диаметр сверла, который необходимо применять для подготовки отверстия, например 10;
• число расположенное после наклонной черты означает толщину присоединяемой конструкции или изделия;
• последняя цифра, расположенная после знака «х» указывает минимально допустимую глубину подготавливаемого отверстия миллиметрах, например 90.

Объединив все обозначения, получается аббревиатура следующего содержания – М10/35х100. На строительных чертежах и планах маркировка кроме цифровых обозначений имеет специальные знаки. Они помещаются в окружность и говорят о типе применяемого анкерного соединения.

Для анкерных изделий, произведенных в других странах, применяется своя маркировка. Например, на анкерах немецкой фирмы Fisher маркировка имеет следующий вид – FBN 12/100[+120][GS]. Первые буквы говорят о названии изделия. Цифра 12 указывает на диаметр анкера с учётом резьбы. Вторая цифра определяет полезную длину. Цифра в первых квадратных скобках соответствует полезной длине. Последние две буквы указывают, что анкер комплектуется широкой шайбой.

Следовательно, для правильного выбора типа анкерных болтов необходимо подробно разобраться с системой маркировки и уточнить необходимые характеристики.

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]:

1. Размер и тип нагрузки, действующей на анкер;
2. 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.

Демонтаж анкерных болтов

Чтобы извлечь анкерный болт, можно использовать несколько эффективных приёмов:

• Открутить гайку на шпильке и постараться забить её как можно глубже, чтобы она свернула распирающую часть обоймы.
• Рассверлить соединение фиксирующей гайки со шпилькой, чтобы она больше не распирала гильзу. Сначала необходимо вытащить обойму, а после – весь болт.
• Просверлить отверстие в центре шпильки-болта, в котором происходит нарезание резьбы. В это отверстие вводится болт, который нужно зафиксировать. Удерживая его, прокрутить гайку на основной шпильке, чтобы произошло проворачивание одновременно с обоймой.
• Шпильку вбить максимально в гильзу, а вместе с ней – фиксирующую гайку. При этом вокруг головки анкера разбить бетонную поверхность вглубь на 1 см. После вытащить изделие при помощи пассатижей.
• Если анкер изготовлен не из металла, его можно выкрутить из стены дрелью. Однако разрушения материала придётся устранять в большом объёме с использованием шпаклевки и цементного раствора.

Фото анкерных болтов

Общие рекомендации

Для ответа на вопрос как правильно закрутить анкерный болт, чтобы он долгое время обеспечивал надёжное крепление, профессионалы советуют выполнять следующие рекомендации:

1. Правильно подобрать диаметр и длину сверла (бура). Анкерные болты стандартизованы. К ним легко подобрать сверло. Длина инструмента должна быть больше длины выбранного крепежа.
2. Удалить очистку отверстия от остатков бетона или кирпича.
3. Анкерный болт должен вставляться в стену с небольшим усилием. Если он входит свободно, следовательно, диаметр отверстия сделан не верно.
4. Затягивание гайки производится медленно без рывков. Это обеспечит плотное прилегание к стене втулки болта.

Особое внимание при выборе болта следует уделить параметрам, на которые он рассчитан. К основным параметрам относятся:

• геометрические размеры;
• допустимые динамические и статические нагрузки;
• величина изгибающего и крутящего момента;
• материал, из которого изготовлен крепёж.

Пользоваться болтами следует только после оценки этих параметров и подготовки необходимого инструмента.