Анкера для бетона предназначены для крепления различных конструкций, деталей, оборудования к несущему основанию. Металлическое изделие представляет собой стержень с уширителями, втулками, гильзами или другими приспособлениями для надежного сцепления с материалом. Анкера изготавливают из оцинкованной или нержавеющей стали прочных марок, латуни, алюминия, покрывают антикоррозионными составами.
Принцип работы и применение
Бетон — пористый материал с неоднородной структурой. В месте крепления создаются усилия — на вырыв, сжатие, сдвиг, срез, изгиб, скручивание, которые анкер воспринимает совместно с несущей конструкцией.
При этом используются три принципа работы:
- При взаимодействии поверхности болта и материала основания возникают силы трения. Распор создают металлические цанги, дюбели.
- На глубине анкеровки материал сопротивляется смятию или излому. Этому способствуют цанговые втулки на крепеже, расширения, изогнутая форма стержня.
Действующие нагрузки компенсируются касательными напряжениями в месте контакта монолита и металлического стержня при склеивании или замоноличивании. По этому принципу работают клеевые анкера, гладкие закладные детали.
При неправильном подборе крепежа возможны разрушения по материалу конструкции, телу анкера или его вырыв, изгиб, плавление, выгорание, коррозия. Последствия этого могут быть катастрофическими — обрушения кровель, фасадов, стен или ограждений.
Неправильное проектирование, крепление и эксплуатация анкеров в мостах, плотинах или эстакадах приводит к чрезвычайным ситуациям. Но даже неожиданное падение полки для книг, карниза или телевизора — не самое приятное событие, чреватое травмами и материальными убытками.
Чтобы этого не случилось, анкеры рассчитывают на нагрузки. Для проектирования крепежа используют Пособие к СНиП 2.09.03, которое содержит классификацию, алгоритм расчета, рекомендации по образованию и разметке скважин, установке болтов.
Анкеры выполняют несущую или конструктивную функцию. В первом случае это нагруженное крепление, где с основанием соединяют:
- балки;
- плиты перекрытия, балконные консоли;
- фермы, колонны;
- лифты, лестничные марши и площадки;
- стеновые или отделочные панели;
- коммуникации, инженерное оборудование;
- оконные или дверные коробки;
- навесы, козырьки;
- пристройки;
- потолочные светильники, вытяжки;
- подвесные потолки.
Метизы применяют для укладки лаг на бетонные полы или плиты с пустотами. Установка анкерных болтов используется при креплении на стену навесной мебели, электрооборудования.
Конструктивный крепеж применяют для предотвращения смещения частей узла, устойчивость которых обеспечивается собственным весом, а также их рихтовке при строительстве.
Без анкеров не возводится ни одно здание. Их монтируют до заливки бетона или после — в подготовленное отверстие или готовый колодец.
Виды и способы крепления
Анкерное крепление выполняют различными видами стальных изделий, где используются одна или одновременно несколько действующих сил — трение, упор и межмолекулярная связь при склеивании.
Классифицируют анкеры по признакам:
- назначение — фундаментные, потолочные, рамные, универсальные;
- форма — прямые или изогнутые;
- конструкция — цельные или сборные;
- поверхность — гладкая или с резьбой;
- площадь контакта — для плотного или пористого материала;
- способ монтажа — забивание, вкручивание, вклеивание, сквозное крепление.
Распорные
Для решения ответственных задач применяют распорные анкера для бетона с гайками, где работает сила трения. Они представляют собой шпильку с резьбой, коническим наконечником и втулкой. При вкручивании она расклинивается и прочно удерживает болт в теле бетона.
Достоинства этих клиновых крепежей:
- простота установки анкеров в бетон;
- возможность сквозного монтажа;
- высокая несущая способность.
Клиновые метизы применяют только для плотных бетонов. Их нужно достаточно глубоко погружать, нельзя использовать повторно.
Если вместо гайки на конце стержня установлен кронштейн, на такое крепление можно подвесить оборудование.
Разновидности клинового анкера — втулочный или гильзовый метизы. Выпускаются в виде болта со специальной расклинивающей гайкой на конце или шпильки с коническим уширением. Для равномерного распределения внутреннего напряжения их усиливают двойным распором.
Эти метизы используют в бетонах высокой и средней плотности. Достаточная площадь контакта при малом диаметре стержня позволяет выдерживать значительные нагрузки.
Забивные
Для плотных бетонов применяют короткие забивные анкеры с метрической резьбой и внутренним конусом. Он расклинивает основание при вкручивании болта или шпильки.
Крепление просто изготавливается, не выступает на поверхность. Такой вариант используют для монтажа потолочных воздуховодов, коробов и другого инженерного оборудования.
В просверленное отверстие забивают метиз, расклинивают кернером-бородком и закручивают стержень с резьбой любой длины.
К забивным относятся потолочный анкер или дюбель-гвоздь, которые крепят на основание через деталь. Это удобное соединение для потолков Армстронг, подвесов, реек, монтажных закладных. Поскольку болты несъемные, их часто применяют как противовандальный и противопожарный крепеж.
Рамные
Предназначены для раскрепления оконных или дверных коробок. Гильза разрезана по всей длине, а небольшая расклинивающая гайка при затягивании поджимает конструкцию к проему до нужного положения.
В верхней части гильзы для защиты от проворачивания и смещения вокруг оси расположены упоры.
Саморезы по бетону
Прочное соединение создает резьба по всей длине метиза. При вкручивании в бетоне возникает высокое сопротивление на сдвиг или вырыв изделия. Благодаря этому несущая способность крепления очень велика.
Саморезы принимают до 100 кг нагрузки, просты в монтаже и надежны в эксплуатации.
Разжимные
К ним относится болт Молли, называемый в обиходе «бабочкой». Предназначен для монтажа светильников, полок, карнизов, картин в пустотелые бетонные конструкции с низкой несущей способностью.
Цанга на болте или винте представляет собой раскрывающуюся юбку, при вкручивании стержня она упирается во внутреннюю сторону полости основания.
Специальные шипы с внешней стороны цанги углубляются в бетон, не дают метизу проворачиваться или смещаться при установке. «Бабочка» может продаваться без винта.
Химический анкер
Анкер этого типа — полужидкая быстротвердеющая масса, с помощью которой шпильки или болты вклеивают в основание.
Составы обеспечивают прочную связь с бетоном без точечных или локальных напряжений. Нагрузка равномерно распределена по длине соединения.
Размеры и характеристики анкерных болтов
Анкерные болты по бетону классифицируют по размерам на три группы:
- малые — диаметром до 8 и длиной до 55 мм;
- средние — до 12х120 мм;
- крупные — максимальный размер 24х220 мм.
Маркируют анкер согласно размерам, указывают диаметр резьбы, номер сверла, толщину прикрепляемой детали, глубину монтажного отверстия.
Например, обозначение крепежного изделия М8 10/60-115 расшифровывается:
- диаметр резьбы — 8 мм;
- диаметр сверла — 10 мм;
- длина анкера — 115 мм;
- толщина прикрепляемого элемента — 60 мм.
Технические характеристики — минимальная вырывающая сила, допустимый изгибающий и максимальный крутящий момент, вес метизов — указываются в таблице параметров крепежа.
На основании протоколов испытаний составляют специальные таблицы с информацией о рекомендуемой расчетной и максимальной нагрузке на единицу, расстоянии от края и между осями. По этим данным рассчитывают и подбирают крепеж с оптимальными характеристиками.
Инструкция по монтажу
Анкеры по бетону монтируют до начала заливки монолита или на уже готовое основание. В первом случае шпильку, болт или другую закладную деталь закрепляют проволокой или приваривают к арматурному каркасу, затем заливают раствор.
Чтобы уберечь резьбу от загрязнения, ее закрывают пленкой. К последующим работам приступают после набора бетоном прочности.
Во втором случае технология включает подготовку скважины и установку изделия.
Сверление
Перед тем, как установить распорный, забивной или разжимной анкерный болт в бетон, подготавливают отверстие:
- Размечают положения метизов на основании
- Дрелью или перфоратором просверливают скважину на 20 мм длиннее стержня и диаметром, рекомендуемым маркировкой болта.
- При помощи пылесоса очищают отверстие от остатков сверления.
Если нужно закрепить какую-либо деталь на основании, сначала просверливают ее, а затем сквозь готовое отверстие проделывают скважину в несущем элементе.
Монтаж анкера с гайкой
Установку анкерного болта с гайкой применяют для закрепления конструкций небольшой толщины, например, деревянной доски или металлического уголка, к основанию.
Болт забивают в отверстие молотком, закручивают гайку ключом. Рекомендуется использовать накладку из бруска или обрезка доски, чтобы не повредить верхнюю часть метиза с резьбой.
Если болт потребуется удалить, ослабляют гайку и извлекают его из стены.
Для подвешивания бытовой техники или оборудования на вертикальную поверхность применяют анкеры с кронштейном вместо гайки. Его вкручивают до упора, следя, чтобы крюк занял нужное положение.
Монтаж химического анкера
Жидкие или инъекционные дюбели устанавливают согласно инструкции изготовителя. Их выпускают в капсулах или картриджах.
Монтаж каждого вида имеет свои особенности:
- Капсулу помещают в отверстие, затем вкручивают болт или шпильку. Выжидают до полного затвердения состава.
- Картридж заряжают в пистолет, заполняют скважину под давлением, монтируют метиз.
Заключение
Чтобы крепление было надежным, перед тем, как установить анкер, нужно рассчитать нагрузку, подобрать изделие согласно техническим характеристикам и правильно выполнить монтаж.
