Что такое фундамент с анкером

Расчет фундаментов с анкерами в нескальных грунтах

Общие положения

Фундаменты с анкерами в нескальных грунтах применяются при действии значительных моментных нагрузок (крановых, ветровых и т.п.) в том случае, если эксцентриситет приложения нагрузки, вычисленный на уровне подошвы фундамента, превышает 0,2 размера подошвы в плоскости действия моментной нагрузки. Необходимость применения таких фундаментов в каждом конкретном случае обосновывается технико-экономическим сравнением с другими фундаментами: на естественном основании, свайными и др.

В качестве анкеров используются сваи трения, жестко связанные с телом фундамента. Воспринимая выдергивающие, а при знакопеременных моментных нагрузках и вдавливающие усилия, они трансформируют эпюру контактных напряжений, распределяя их более равномерно в плоскости действия моментной нагрузки, чем идентичные фундаменты без анкеров; кроме того, они уменьшают крен и отрыв подошвы. Применение таких фундаментов целесообразно в твердых, полутвердых, тугопластичных связных грунтах и в плотных, средней плотности несвязных грунтах с модулем деформации, превышающим 10 МПа.

Размеры подошвы фундаментов с анкерами определяются по сочетанию нагрузок, в котором действует максимальное вертикальное усилие. Параметры анкеров назначаются исходя из расчета по сочетанию усилий, в котором действует максимальный момент или минимальная вертикальная сила. Анкеры следует располагать симметрично в плоскости действия моментной нагрузки на расстоянии от наружной грани фундамента, равном размеру поперечного сечения анкера d, в один или два ряда у каждой грани. Расстояние между отдельными анкерами в ряду должно быть не менее (4-5) d. Глубина заложения подошвы фундамента с анкерами принимается такая же, как и для обычного фундамента мелкого заложения на естественном основании. Тем самым удается избежать повышения массы фундамента за счет увеличения глубины его заложения при значительных моментных нагрузках.

В соответствии с принятой моделью основания для характеристики его жесткости при повороте фундамента в расчет вводится коэффициент неравномерного сжатия с, имеющий размерность Н/м 3 и вычисляемый по формуле

где α₁, α₂ – коэффициенты, определяемые по рис.24 и 25.

Рис.24. К определению коэффициента α₁

Рис.25. К определению коэффициента α₂

Для характеристики работы анкеров в фундаментах используются параметры податливости: с_a t и на вдавливание с_а р . Эти параметры определяются из зависимости перемещений от нагрузок при выдергивании и вдавливании анкеров, принимаемой линейно по рис.26. При действии на фундамент сочетания нагрузок с максимальным вертикальным усилием на каждый анкер передается максимальная нагрузка, равная F_а р . В процессе работы фундамента происходит уменьшение вертикальной нагрузки до минимальной величины N`, принимаемой из второго или третьего сочетаний (N` — минимальное из значений N_a и N_min), и соответственно разгрузка анкеров до значения N₁ р . При этом соблюдается следующее соотношение:

где ξ – коэффициент, который можно принимать равным единице в диапазоне изменения N`=(0,4÷1)N_max.

Рис.26. К определению параметров податливости сжатых и выдергиваемых анкеров

1 – фактическая зависимость; 2 – зависимость, используемая в работе

В пределах изменения вертикальной нагрузки от N` до N_max параметр податливости на вдавливание определяется по формуле

где δ_al p – предельное допускаемое перемещение сжатого анкера; F_а р – несущая способность сжатого анкера.

Параметр податливости анкеров на действие выдергивающих нагрузок вычисляется по формуле

где δ_al t – предельное допускаемое перемещение выдергиваемых анкеров; F_а t – несущая способность выдергиваемого анкера.

Несущую способность анкеров рекомендуется определять по графикам статических стандартных испытаний выдергивающими и вдавливающими нагрузками. При отсутствии графиков F_а р и F_а t определяются расчетом по СНиП II-17-77, а δ_al p и δ_al t назначаются равными соответственно 0,2 предельной допустимой осадки для данного сооружения и 0,5см.

При действии на фундамент знакопеременных моментных нагрузок несущую способность сжимаемых и выдергиваемых анкеров следует определять с учетом коэффициента цикличности k, который показывает степень уменьшения несущей способности и принимается равным 0,8.

Расчетная схема фундамента с анкерами представлена на рис.27. Анкеры в расчете учитываются как жесткие стержни, воспринимающие сжимающие и выдергивающие усилия за счет сил трения по боковой поверхности и лобового сопротивления при вдавливании.

Рис.27. Расчетная схема фундамента

а – общий вид; б – схема внешних и реактивных усилий; в – схема перемещений подошвы

Для проектирования фундамента с анкерами необходимо определить характеристики грунта основания: плотность, консистенцию, угол внутреннего трения, удельное сцепление, модуль деформации.

Источник

Болт фундаментный: что это такое и особенности применения

Болт фундаментный – это одна из разновидностей специального крепежа, выполняющего функцию соединения между собой фундамента и компонентов конструкции сооружения либо промышленного оборудования. В основу его работы заложен принцип «якорной» (анкерной) технологии. То есть эта деталь внедряется в структуру фундамента, в результате чего создается ее надежная фиксация. При корректно подобранном болте долговечность, а также устойчивость сооружения возрастают.

Конструкция и разновидности

Конструкция болта фундаментного включает следующие компоненты:

• стержень с насечкой;
• якорь. Длинная часть этой детали. Именно она фиксируется в монолитном бетонном основании:
• верхний отрезок фундаментного болта. Реализован может быть в самых разнообразных вариантах исполнения.

Подразделяются фундаментные болты на:

• глухие. Вставляются в ж/б основание – колодец;
• глухие съемные. Сначала в высверленное гнездо вставляется трубка, а затем в нее –аналогичный по конфигурации съемный стержень с нарезкой.

Варианты исполнения

Производство фундаментных болтов нормируется Государственным стандартом 24379.1, принятом в 2012 году. Данный нормативный документ устанавливает 6 типов этих изделий. Коротко рассмотрим их.

Фундаментные болты изогнутые

Эти изделия отличаются своеобразной формой, напоминающей кириллическую букву «Г». Допускается 2 исполнения фундаментных изогнутых болтов.

Эту конструкцию можно назвать примитивной: 2 шестигранные гайки, плоская шайба и стержень. Одна сторона шпильки выполнена изогнутой, на сленге строителей она называется так: крюк. Преимущественная сфера применения – ж/б основания разнообразных размеров и конфигураций.

Фундаментные болты с анкерной плитой

На чертеже цифрами обозначены:

• «3», «4» – шпильки;
• «11», «12» – анкерные плиты;
• «18», «19» – здесь и далее гайки, выполненные по ГОСТам 5915 и 10605, соответственно.

В конструкцию фундаментного болта данного типа входит специальная вставка – т.н. плита анкерная. Ее наличие позволяет существенно увеличить нагрузку на всю крепежную деталь. Единственный значительный недостаток заключается в необходимости установки соответствующих соединителей при создании фундамента.

Составные фундаментные болты

Конструкция этих крепежных элементов более сложная.

Государственным стандартом 24379.1-2012 установлено 2 варианта их исполнения. На чертеже приняты следующие обозначения:

Предназначены для стяжки элементов конструкции методом надвижки либо путем поворота. Конструктивная особенность – наличие дополнительной втулки/муфты, скрепляющей два разных отрезка фундаментного анкера.

Фундаментные болты съемные

Нормами ГОСТа 24379.1-2012 предусмотрено 3 исполнения крепежных элементов данного типа.

Принятые на чертеже обозначения:

Фундаментные болты этого вида подлежат установке в заливное основание. Наиболее ходовыми анкерными плитами, входящими в их конструкцию, являются изделия плоской конфигурации, и, кроме того, полученные сваркой, а также литьем. Предназначение фундаментных болтов съемных – работа в условиях повышенных внешних нагрузок.

Прямые болты фундаментные

Цифрой «7» обозначена шпилька.

Конструкция фундаментного анкера данного типа тоже сложностью не отличается: обыкновенный металлический стержень с витками резьбы, шестигранной гайкой и плоской шайбой. Существуют два способа его установки. Первый – на этапе заливки фундамента. Второй – после того, как бетон полностью высохнет. В последнем варианте фиксация узла крепления выполняется посредством цементного раствора либо эпоксидного клея.

Фундаментные болты, оснащенные коническим концом

• «8», «9», «10» – шпильки;
• «15» – цанга разжимная;
• «16» – втулка коническая.

Данный тип крепежа считается наиболее удобным. С его помощью производятся прочные, надежные соединения в фундаменте, который уже готов к эксплуатации.

У болта первого исполнения во время затягивания гайки происходит расклинивание разжимной цанги.

Втулка коническая у крепежной детали второго исполнения оснащена внутренней резьбой. Она не расклинивается. Демонтаж такого фундаментного болта осуществляется выкручиванием стержня.

Третий тип – самый простой. У шпильки на конце имеется расширение. Этот фундаментный крепеж погружается в ранее высверленное отверстие.

Разновидности анкеров фундаментных в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации

По критерию «условия эксплуатации» данные крепежные приспособления принято подразделять на две группы.

• Расчетные болты фундаментные. К этой категории относятся изделия, воспринимающие воздействия нагрузок, появляющихся при функционировании мощного технологического оборудования либо в период эксплуатации различных строительных конструкций.
• Конструктивные болты фундаментные. Детали крепления, входящие в эту группу, применяются для надежной фиксации строительных конструкций либо технологических агрегатов, устойчивость которых к сдвигу либо опрокидыванию обеспечивает их собственный вес.

Виды по способу монтажа в фундамент

По критерию «метод монтажа в фундамент» данный вид крепежа подразделяется на 2 категории.

• Детали, подлежащие установке до момента наполнения фундамента бетоном. В эту группу входят болты:
  • съемного типа;
  • элементы составные;
  • оснащенные анкерной плитой;
  • изогнутые (изготовленные по чертежу исполнения 1).

  Внимания заслуживает следующий момент. Процедура установки крепежа съемного типа предполагает закладку в фундамент исключительно анкерной арматуры. А стержень, в свою очередь, устанавливается в обрамляющую трубу по завершении обустройства самого фундамента.

• Болты, которые устанавливаются на уже готовые к будущей эксплуатации фундаменты с застывшим бетоном в заблаговременно созданные скважины либо колодцы. К этой категории относятся:
  • крепежные элементы, оснащенные коническим концом;
  • болты прямые;
  • Изогнутые болты (исполнение 1).

Основные преимущества и недостатки

Стоит выделить следующие основные плюсы фундаментных анкеров:

• возможность установки как в ходе строительства, так и по его завершению;
• большое разнообразие конструктивных исполнений;
• повышенная несущая способность;
• доступная стоимость.

Недостатков у крепежных элементов данного типа заметно меньше:

• задействование фундаментных болтов требует наличия определенных навыков и специфических знаний. Обусловлено это тем, что для выполнения качественного соединения узлов, нужно провести достаточно точный расчет необходимого количества метизов и сопутствующих материалов. Подлежат учету, также подходящий способ монтажа, особенности конкретной конструкции и иные факторы;
• метизы характеризуются узкой специализацией применения. Установка болтов проводится исключительно в фундамент бетонный. Но, как было сказано выше, некоторые типы и варианты исполнений устанавливаются до его заливки, а другие – в уже застывший.

Материал изготовления

В качестве сырья для производства анкеров фундаментных согласно нормам ГОСТа 24379.0-2012 используется сталь следующих марок:

· сталь для сварных конструкций низколегированная конструкционная 10Г2 C 1 и 09Г2 C ;

· сталь качественная углеродистая конструкционная C т.20;

· сталь обыкновенного качества углеродистая конструкционная Ст.3 c п, C т.3пс и C т.3кп;

Сферы применения болтов фундаментных

Помимо своего прямого назначения, определяющего их название – «болты фундаментные» –, данные крепежные элементы нашли применение для бетонных конструкций другого вида, к которым требуется прикрепить конкретные иные объекты.

• В быту их зачастую используют, чтобы закрепить дорогостоящее ответственное оборудование, например, кондиционер, или ЖК телевизор, вес которого может достигать 155 кг, как это наблюдается у модели LG 105UС9V.
• Обустройство крепежей в подушках в фундаменте под технологическое оборудование.

• При возведении плотин, строительстве мостов и иных гидротехнических сооружений, подвергающихся колоссальным нагрузкам.
• Монтаж к бетонным столбам (сваям) металлического ростверка.
• Скрепление между собою растрескавшихся участков несущих стен и фундамента.

Заключение

В заключение просмотрите короткое видео, рассказывающее о производстве фундаментных загнутых болтов. Для его воспроизведения курсор наведите на ниже размещенное изображение, нажмите на клавиатуре « Ctrl », а после превращения стрелки в кисть человеческой руки, кликните левой кнопкой мышки вашего компьютера.

Источник