Как рассчитать болты для фундамента

Фундаментные анкерные болты: ГОСТ, виды, монтаж

Несмотря на то, что фундаменты любого типа являются надежными и прочными элементами строительных конструкций, соединять их со стенами возводимых зданий желательно при помощи специальных крепежей, в качестве которых можно использовать болты фундаментные.

Внедрение фундаментных болтов в монолитную плиту для последующего закрепления несущей колонны

Такие изделия позволяют повысить устойчивость строительной конструкции и отличаются не только своими размерами, но также повышенной прочностью и особой системой фиксации, работающей по принципу якоря, внедренного в структуру строительного материала и находящегося с ним в надежном зацеплении. Чтобы крепления подобного типа эффективно справлялись со своей задачей, необходимо грамотно подбирать их и строго следовать правилам выполнения их монтажа.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к фундаментным болтам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Что собой представляют болты фундаментного типа

Болты фундаментные относятся к категории крепежных элементов анкерного типа, принцип действия которых определяется самим их названием. Слово «анкер», если перевести его с немецкого языка, означает «якорь». Не случайно по отношению к крепежным изделиям определенной конструкции используется такое определение.

Буквально врезаясь в структуру материала конструкции, такой крепежный элемент формирует надежное соединение с ней, способное выдержать значительные статические и динамические нагрузки. Естественно, что для того, чтобы несущие способности и надежность таких болтов находились на должном уровне, для их изготовления используются только качественные и прочные материалы, а их поверхность покрывается слоем цинка, защищающего их от воздействия негативных факторов внешней среды.

Фундаментные болты с разжимной цангой на конце (тип 6.1)

Учитывая то, что такие болты могут использоваться для монтажа в фундаментных конструкциях различных габаритов, длина этих изделий может серьезно разниться. Так, на современном рынке можно приобрести фундаментные болты анкерного типа с глубиной заделки от 15 сантиметров до 5 метров. Диаметр таких болтов, увеличивающийся вместе с их длиной, также может соответствовать различным значениям.

Основные виды

Анкерные болты, которые используются для заделки в фундаментные блоки, выпускаются современной промышленностью в различных размерах и конструктивных исполнениях. Если говорить о классификации таких крепежных изделий, то все их можно разделить на несколько основных типов.

Изогнутые

Такие изделия, изготавливаемые в соответствии с требованиями ГОСТ 24379.1-80, выполнены в виде металлического штыря, конец которого имеет изогнутую форму и напоминает крюк. В соответствии с вышеуказанным ГОСТом, максимальная длина таких крепежных изделий составляет 180 см. Используются они в фундаментных конструкциях, выполненных из железобетона.

Изогнутый фундаментный болт состоит из шпильки, двух гаек и шайбы. Последняя может быть увеличенной для крепления оборудования с большим диаметром монтажных отверстий

С анкерной плитой

Такие болты, длина которых по ГОСТу может доходить до 5 метров, также используются для монтажа в железобетонных фундаментных конструкциях. Конструктивно фундаментный болт этого типа представляют собой металлический штырь, на нижнем резьбовом конце которого при помощи дополнительных гаек зафиксирована анкерная плита, обеспечивающая их надежную фиксацию в бетонном основании.

Конструкция анкерной плиты зависит от исполнения фундаментного болта

Составные

Глубина заделки таких болтов тоже может достигать нескольких метров. Конструкция таких крепежных изделий, которые изготавливаются в соответствии с требованиями нормативного документа 24379.1-80, включает в себя металлический штырь, резьбовую шпильку, муфту и анкерную плиту. Используют составные фундаментные болты в тех случаях, когда возникает необходимость выполнить стяжку одного конструктивного элемента с другим.

Составные фундаментные болты комплектуются шпильками различного типа

Съемные

Нормативным документом для изготовления болтов этого типа также является ГОСТ под номером 24379.1-80. Съемный болт, представляющий собой металлический штырь, оснащенный специальной анкерной системой, используются для заделки в кирпичные, каменные и железобетонные фундаментные конструкции. При помощи таких крепежных изделий выполняется монтаж инженерно-технических конструкций различного назначения.

Анкерная арматура съемных фундаментных болтов выполняется составной, литой или сварной

Прямые

Это фундаментные болты, которые представляют собой обычные металлические штыри. Их длина может достигать 140 см. Прямые болты также должны соответствовать требованиям ГОСТ 24379.1 от 80-го года. Болты данного типа могут монтироваться в уже готовый фундамент. В таких случаях для их фиксации в предварительно просверленных отверстиях используется специальный клей или цементный раствор.

Прямые болты обеспечивают надежное закрепление только на твердом основании, исключающем деформационные нагрузки

Как выполняется монтаж

Прежде чем приступать к установке в фундаментную конструкцию болтов анкерного типа, параметры которых обязательно должны соответствовать требованиям ГОСТ 24379.1-80, следует выполнить ряд подготовительных процедур.

Прежде всего, следует обратить внимание на то, что длина фундаментного болта (и, соответственно, глубина его заделки в материал) не должна превышать высоты самой фундаментной конструкции. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться с тем, что анкерная часть крепежного изделия, которая и обеспечивает надежность его фиксации, будет находиться не в прочном материале фундамента, а в рыхлой и мягкой почве.

Глубина заделки болтов (нажмите для увеличения)

Расчет фундаментных болтов с целью определения их удерживающей способности – еще одна важная процедура, которую необходимо выполнить перед их установкой. Что характерно, в нормативном документе (24379.1-80) нет информации о таком параметре, как величина удерживающей способности фундаментных болтов, поэтому рассчитывать ее надо самостоятельно.

Естественно, что перед установкой фундаментного болта необходимо провести его осмотр для выявления видимых дефектов конструкции и выполнить его проверку на работоспособность.

Устанавливаемые до бетонирования болты временно прикрепляют к опалубке

Установка анкерных болтов в фундамент – это несложная процедура, выполнить которую можно своими силами, не привлекая для этих целей квалифицированных специалистов. Чтобы итогом такой процедуры стало надежное крепление анкерных болтов в фундаментной конструкции вашего будущего строения, следует придерживаться правил их установки, которые заключаются в следующем.

• Для правильного выбора места установки таких крепежных элементов в фундаменте следует внимательно изучить план здания. Сделать это необходимо для того, чтобы определить места расположения дверных проходов, под которыми фундаментные болты не устанавливаются. Следует помнить, что фундаментные болты (или, как их еще называют, анкерные тяги) устанавливаются только под стенами будущего строения.
• После того как материал, из которого будет сформирован фундамент, будет залит в опалубку, в него погружают анкерный болт. Выполняя такую процедуру, необходимо следить за глубиной погружения такого крепежного элемента, которая не должна превышать высоты самого фундамента. Для погружения анкерного болта в еще не застывший бетон выбирают середину фундаментного основания.
• При установке анкерных болтов в фундаментную конструкцию следует учитывать и такой параметр, как расстояние между соседними крепежными элементами. Рассчитать его достаточно просто: он должен равняться двум величинам глубины заделки таких крепежных элементов в фундаментную конструкцию.
• После того как анкерные болты погружены в еще не застывший бетонный раствор на требуемую глубину, необходимо выставить их строго по вертикали и дать материалу фундаментного основания полностью застыть.
• После полного застывания бетонного раствора надо сформировать блок фундаментных болтов. Для этого их концы, выступающие над поверхностью фундамента, скрепляют при помощи деревянной доски или металлической пластины. Естественно, что отверстия, предварительно просверленные в доске или пластине, должны располагаться с тем же шагом, что и анкерные болты, закрепленные в фундаментной конструкции.

Примеры монтажа болтов в фундаменте. Условные обозначения: 1 – фундамент; 2 – подливка; 3 – закрепляемая конструкция

Как уже говорилось выше, некоторые типы анкерных болтов могут монтироваться в готовом фундаменте. Для выполнения этой процедуры также необходимо предварительно наметить места монтажа таких крепежных элементов и рассчитать шаг, с которым они будут располагаться в фундаментной конструкции. После этого для установки болтов надо просверлить отверстия, диаметр которых должен быть в несколько раз больше, чем размер поперечного сечения самого крепежного изделия.

В подготовленные отверстия, глубина которых не должна превышать высоты фундаментной конструкции, заливается цементный раствор или специальный клей. Только после этого в них помещаются анкерные болты и выставляются в строго вертикальном положении. После застывания раствора или клеевого состава из анкерных болтов также формируются блоки, как описывалось выше.

Приготовление клеящего состава производится соответственно требованиям нормативных документов

Таким образом, анкерные болты, предназначенные для надежного соединения фундаментной конструкции со стенами возводимого строения, можно устанавливать как в уже готовом, так и в только создаваемом бетонном основании. При соблюдении всех вышеописанных рекомендаций по установке и выбору крепежных элементов они смогут обеспечить высокую надежность возводимого строения и его способность выдерживать даже очень значительные нагрузки.

В заключение небольшое видео, демонстрирующее процесс производства фундаментных болтов.

Источник

Расчет расстояния от края фундамента до анкерного болта

Анкер держит определенную конструкцию путем закрепления в опорном основании. Скобяное изделие является эффективным видом крепежа предметов даже со значительной массой и размерами из различных материалов. Элемент используется в строительстве и ремонте, обеспечивает надежность фиксации, поэтому расчет анкерных болтов имеет значение для правильного выбора модификации.

Определение анкерных болтов

Анкерные болты для фундамента

Болт удерживается в основании из-за трения и усилия упора. Распирание создается за счет распора стальной цанги или дюбеля из пластика. Давление (упор), получаемое анкером, возникает в глубине и возмещается внутренней обструкцией материала изгибу, сжатию, смятию. Такой принцип характерен для металлических анкеров, болтов фундамента.

Метиз разрушается на самом слабом участке, при этом случается:

• взрыв скобяного изделия — абсолютный или частичный выброс с сохранением целостности конструктива;
• срез — разрушение по границе основания под влиянием сдвига;
• излом или сгиб — деформация под воздействием изгибающего усилия;
• взрыв основания — разрушение при нагрузке, которая выше несущей способности основы.

Может развиваться коррозия после установки анкеров на отдельных его частях. Метиз разрушается от высокой температуры и выгорает.

Основные виды изделий

Изделие имеет разные конструктивные приспособления, помимо резьбы с одного края. Конец анкера может быть изогнутым или прямым.

• изогнутые с двумя гайками и шайбой;
• фундаментный болт с анкерной плитой;
• анкер составного сечения;
• съемный вид;
• прямого типа с двумя гайкам и шайбами;
• с коническим окончанием.

По размеру различают малые (длина до 55 мм, а периметр сечения до 8 мм), средние (до 120 и 12 мм, соответственно), большие (220 и 24 мм). По варианту монтажа бывают распорные, клиновые и забивные.

Изогнутые

Разновидность имеет окончание в виде крюка вместо резьбового участка. Изделия выпускаются до 180 мм и ставятся в железобетонных основаниях. Крючок обеспечивает комфорт при навеске предметов, на вертикальное ограждение.

Под крюком располагается гайка, которая применяется в конструкции изогнутого метиза и служит для разжима распорной цанги. Так втулка надежно фиксируется в перегородке или несущей стене. Удобство этого вида заключается в том, что его можно убрать в любое время, если есть необходимость.

Эти виды применяются в быту и служат для навески приборов освещения, бойлеров, других устройств. В других вариантах свободный конец изгибается кольцом и приспособлен для натягивания веревки.

Составные

Крепеж состоит из анкерной плиты и стержня, который соединяется муфтой со штырем. Закрепить шпильку в бетоне можно с помощью резьбы, на которую накручивается гайка, чтобы стянуть крупные строительные элементы или части оборудования. Шпильки достигают несколько метров в длину.

Фундаментный комбинированный болт служит для фиксации оборудования в опоре. Нижний стержень крепежного элемента с анкерной плитой и муфтой ставится до подачи бетона, а верхняя часть ввертывается в сцепление. Оборудование навинчивается на шпильку, затем верхняя часть приваривается. Используется метрический тип резьбы, материалом служит конструкционная углеродистая, низколегированная или конструкционная сталь.

Съемные

Анкерное окончание монолитно заделывается в кирпич или бетон, а в него ввинчивается болт, который может демонтироваться из отверстия при необходимости. Распорные анкеры применяются в отделочных, ремонтных работах, состоят из клина и распорной цанги. Эффективность работы зависит от разновидности материала заделки и глубины анкеровки фундаментных болтов.

Втулка расширяется клином и прочно держится в бетоне за счет сил трения. При монтаже клин может забиваться внутрь цанги или ввинчиваться по резьбе. Есть разновидность крепежа, когда втулка снабжена двумя участками расширения и блокирует вылет метиза около головки и на теле анкерного устройства. Такими разновидностями крепят заполнения поемов, перегородки, несущие профили под панельную отделку.

Прямые

Выглядят как металлические штыри с резьбой на одном торце. Монтируются в монолитные участки одновременно с укладкой бетона или вклеиваются в готовое основание. По нормам прямые анкеры не должны превышать 140 см.

Забивные анкера относятся к механическим разновидностям и состоят из двух элементов:

• стальной обоймы или из иного прочного материала;
• резьбового штыря, вкручивающегося в кассету.

Прямые метизы используют в строительстве, ими крепят предметы разной массивности, легкие конструктивы, фиксируют коммуникации, бытовые приборы и промышленное оборудование. Прямые анкеры не ставятся в слабом бетоне или кирпиче с трещинами и другими минимальными разрушениями.

С анкерной плитой

Болты выпускают в виде стержня с метрической резьбой, на одной стороне которого крепится плита с помощью шайб и гаек. Опорный элемент предназначается для крепкой фиксации в бетоне. Такие крепежи производятся длиной до 5 м, изготавливают из сталей высокой прочности марок 09Г2с, 20, 40Х, 35.

Перед тем как крепить анкер в основании, в отверстие наливают специальный клей или химический раствор. При таком крепеже важно соблюдать технологию нанесения и выдержки, иначе может пострадать несущая способность соединения. Время эксплуатации каждого вида после заливки клея указывается в инструкции. Анкерная плита увеличивает площадь опоры предмета и поддерживает его дополнительно.

Расчет анкерных болтов

При вычислении типа и размера крепежа принимают во внимание материал, в который нужно закрутить анкер, и величину нагрузки на метиз. Простые скобяные изделия выдерживают 230 – 500 кг, а укрепленные химическим способом противодействуют 700 кг.

Расчет фундаментных болтов учитывает факторы:

• динамические характеристики, которые зависят от направления приложения силы;
• статическое давление не меняется и принимается по расчетным показателям из таблиц.

Производители указывают прочность при паковке, но конструкторы рассчитывают несущие характеристики на срез и разрыв, при этом делают стандартный запас надежности, применив соответствующе коэффициенты.

При групповой установке

Нагрузка вычисляется для болта, который больше всего подвергается негативному усилию.

Расчет анкеров для нахождения расчетного давления ведется по формуле P = -N / n + M · y1 / Σyt², где:

• N — проектная сила;
• M — предполагаемый момент изгибания;
• y1 — длина от поворотной оси до самого удаленного метиза;
• n — число анкеров;
• yt — длина от поворотной оси до 1-го болта (учитывают прессованные и натянутые крепежи).

Ось обращения принимается проходящей сквозь середину тяжести несущей площади оборудования. Для сквозных колон из металла, стальных вертикальных элементов сплошного сечения и применяются похожие выражения для нахождения нагрузки растяжения. Подставляются параметры вида бетона, габариты основной поверхности, размер сжатой области под колонной.

Определение величины предварительной затяжки

Расчетная таблица глубины заделки, расстояний между осями, коэффициента затяжки

Болты затягивают до определенной степени затяжки F, значение которой для статичного давления берется 0,75 Р, а для динамичных нагрузок используется 1,1Р, где Р означает расчетный прессинг на крепежный элемент. Затягивание строительных метизов производят вручную с помощью приспособлений с усилием до абсолютного упора.

Сечение стержней проверяется на прочность при динамическом влиянии, перед тем как установить анкер по формуле Aи = 1.8 · g · n · к_о P / a · R, где:

• g — коэффициент давления из таблицы;
• n — множитель масштабирования, выбирается из таблицы;
• a — показатель числа серий подачи нагрузки;
• R — проектное сопротивление сплава (материал анкера) растяжению;
• к_о — коэффициент по таблице.

Площадь сечения стержня находят из условия надежности для динамики и статики. Коэффициент к_о принимают 1,05 или 1,15.

Промежуток от болта до среза фундамента

Если глубина заложения болта увеличивается на 5 диаметров, расстояние между анкерами допускается сделать короче на 2 диаметра. Промежуток от центра болта до среза фундамента допускается сделать меньше еще на 1 диаметр, если на участке установки крепежа есть отвесное армирование края основания.

В любом случае пролет от центра головки до края основы принимают:

• не меньше 100 мм для метизов диаметром до 30 мм;
• 150 мм — для анкеров диаметром 48 мм;
• 200 мм — для крепежа диаметром больше 48 мм.

Если ставят спаренные болты, для них применяют единая анкерная плита с промежутком между отверстиями, принятым по расчету.

Глубина анкеровки

Если высота основания позволяет полностью вкрутить болт, отверстия сверлят на проектный размер и после монтажа заделывают смесью цемента и песка. Если размер фундамента не позволяет полностью заглубить анкер, меняют его на болт с отгибкой с распорной цангой в форме конуса.

Если по проекту нужен болт с размером в 3 раза меньшим, чем смонтированные крепежи, изделие ставится в бетон на нужную глубину. При этом выполняется условие, что метиз функционирует с абсолютным проектным сопротивлением. Можно уменьшать глубину установки анкерных болтов пропорционально усилию, влияющему на крепеж.

Общие рекомендации по расчету анкерных болтов

Если основание нагревается свыше +50°С, учитывается действие температуры на материал анкера при выполнении расчета. Принимают во внимание влияние тепла на клей или химические крепежные растворы. Метизы, работающие в агрессивном окружении, принимаются в разработку проекта с повышенными требованиями.

Съемные болты ставят для крепежа конвейеров, электротехнического и другого тяжелого оборудования, а изогнутые проектируют для бетонных колодцев отвердевших фундаментов. Прямые изделия на эпоксидном клее закладывают для скрепления перекрытия и оборудования.

Правила выполнения монтажа

Поверхность рабочей части анкера очищается перед установкой механическим способом, убирается ржавчина, пыль, смазка. Жир удаляется обжигом с дальнейшей протиркой спиртом или ацетоном. Работают вибраторы адресного действия с напряжением 36 В.

В скважину болты помещаются после замешивания заделочного раствора и подготовки отверстия. Крепеж ставится в скважину, между стенкой отверстия и метизом подается немного смеси. Надевается на стержень вибрационный уплотнитель, в дозаторный отсек закладывается раствор. В процессе монтажа виброуплотнитель поворачивается на 20 – 30°.

Источник