Расчет нагрузки на крепление к стене
Обновлено: 06.05.2024
шайба с рифлением внутренней поверхности, входящим в зацепление с рифлением кронштейна; обеспечивают фиксацию болтового соединения от сдвига в горизонтальной плоскости .
Кронштейн системный, ветровой (алюминий)
Расчет кронштейна на прочность
На рисунке 3 представлен стальной кронштейн высотой 220 мм., шириной 272 мм.
Марка стали С245: на растяжение, сжатие, изгиб (предел текучести) Ry = 235 МПа (таблица В5, СП 16.13330.2017 "Стальные конструкции")
Сварной шов: расчетное сопротивление угловых сварных швов срезу (условному) по металлу шва Rwf = 180 МПа. (таблица Г2, СП 16.13330.2017 "Стальные конструкции"). Катет шва 6мм. Тип шва Т3.
Нагрузки P1=5600 Н - весовая нагрузка
Нагрузки P2=7800 Н - ветровая нагрузка
Момент инерции пластин по оси Y (рис 3) найдем в графической программе, он составит Iy=1064,8 см^4
Момент инерции сварных швов по оси Y найдем в графической программе, он составит Iy=1419,7 см^4
Максимальный изгибающий момент (рис. 2)
Мy=5600 Н*0,151 м = округляем 850 Нм
Рис 2 - стальной кронштейн, вид сбоку
Момент сопротивления пластин
Wy=Iy/h1 = 1064,8 см^4 / 11 см = 96,8 см^3
Проверяем условие прочности кронштейна
Gmax = My/Wy + P2/F = 850 Н*м / 9,68*10^-5 м^3 + 7800Н / 0,00264 м^2 = 8780992 Па + 2954545 Па = 11735537 = 11,74 МПа < Ry
Условие прочности кронштейна (его растяжение, сжатие и изгиб) выполняется. Необходима также проверка основания кронштейна (лучше выполнять в программном комплексе)
Площадь сечения пластин
F=6*220*2=2640 мм^2 = 0,002640 м^2
Рис 3 - момент сопротивления стальных пластин
Момент сопротивления сечения сварного шва относительно оси изгиба
Wy=Iy/h1 = 1419,7 см^4 / 11см = 129 см^3
Рис 4 - момент сопротивления сварных швов
Проверяем максимальное напряжение, приходящиеся на сварное соединение
Gmax = My/Wy + P2/Fшва = 850 Н*м / 12,9*10^-5 м^3 + 7800Н / 0,00352 м^2 = 6589147 Па + 2215909 Па = 8805057 = 9 МПа < Rwf
Площадь сечения сварного шва 6мм. по центру тяжести (получается 4мм.)
Fшва=4*220*4=3520 мм^2 = 0,003520 м^2
Условие прочности сварного шва (его растяжение, сжатие и изгиб) выполняется
Проверяем вырывающие усилие на анкера (см. рис.2)
N(My) = My/0,18м = 4722 Н
180мм. = 0,18м. - расстояние от точки вращения до анкера
N(общ.) = N(Му)+N = 4722 + 7800 = 12530 Н
На один анкер N(общ)/2 = 12530/2 = 6265 Н = 6,3 кН
Проверяем срез 2-ух болтов (смятие стенки стойки) по одной площадке, (в данном случаи будет 4 плоскости среза у двух болтов)
Nболта = корень ( (7800Н/4)^2 + (5600H/4)^2 = корень (3802500 + 1960000) = 2401 Н
Анкерный болт, клиновой анкер, рамный анкер - это эффективные крепёжные изделия, которые должны прочно закрепляться в несущем основании и удерживать прикрепляемую конструкцию.
Для быстрого перехода на крепеж анкерной техники указываем доп.ссылки здесь:
клиновой анкер, анкерный болт, с гайкой и крюком, рамный анкер
Применение анкерного болта и возможные разрушения при эксплуатации
Вот только несколько примеров применения анкеров:
- установка металлической обрешётки или других конструкций к бетонной кирпичной поверхности
- монтаж различных элементов к стене, которая представляет из себя сэндвич из нескольких по своей структуре и плотности оснований
- надежное крепление конструкций, на которые подразумевается воздействие как на скручивание, так и на вырывание
Подбирая тип и размер анкера, надо учитывать следующие факторы: характеристики несущей поверхности и ожидаемые нагрузки
В первом случае возможны такие разрушения, когда анкер выдергивается вместе с куском стены из-за её хрупкости. Следовательно, при монтаже надо подбирать достаточно длинный анкерный болт, который нанизывает на себя длину хрупкого материала и прочно зафиксируется в плотном (бетон, кирпич).
Например, нередко, вбив клиновой анкер на треть его длины в твердую рабочую поверхность, две третьи способны держать нагрузку от прикрепляемой конструкции (из газобетона, древесины). В то же время анкерный болт не имеет свободной длины и применяется для фиксирования, например, металлических листов до 5 мм, которые уже сами по себе создают большую нагрузку из-за удельного веса материала.
Таблица для расчета клинового анкера, где учитывается толщина прикрепляемого элемента и необходимая глубина анкеровки, при которой крепёж будет выдерживать соответствующую вырывающую силу приведена ниже статьи.
Особенности закрепления любых конструкций определяются тремя основными элементами:
- - основание (материал, в который производится закрепление);
- - закрепляемый элемент (что закрепляется);
- - крепёжный элемент (чем закрепляется).
Вместе они образуют устойчивую к нагрузкам и воздействию внешней среды крепежную систему.
- - К какому материалу проводится закрепление?
- - Что будет закрепляться к основанию?
Дополнительная уточняющая информация об особенностях среды в месте закрепления, о нагрузках и особенностях внешнего вида монтируемой конструкции помогает выбрать несколько, а иногда и единственно применимый в данном случае типоразмер крепежного элемента.
Прежде всего, особенности монтажа обуславливаются спецификой материала, в который производится закрепление – т.е. характеристиками материала основания.
Материалы, которые чаще всего используются в качестве основания при закреплении различных конструкций, можно объединить в следующие группы (по убыванию прочности):
| Группа | Вид | Подвид |
|---|---|---|
| Бетон | Тяжелый бетон | |
| Легкий бетон | ||
| Строительный камень | Плотный камень | |
| Пористый камень | ||
| Кирпич | Кирпич с плотной структурой | Полнотелый |
| Пустотелый | ||
| Кирпич с пористой структурой | Полнотелый | |
| Пустотелый | ||
| Металл | Стальные конструкции | |
| Алюминиевые конструкции | ||
| Прочие металлические конструкции | ||
| Дерево | Деревянные конструкции | |
| Пластмасса | Пластиковые конструкции | |
| Композитные панели и плиты> | Гипсокартонные конструкции | |
| Древесно-стружечные/волоконные плиты | ||
| Фиброцементные плиты |
N – нагрузка на вырывание крепежной детали (тяговая сила),
T – нагрузка на срез (поперечная сила),
M – изгибающий момент.
a – краевое расстояние (от оси крепежного элемента от края базового материала),
s – осевое расстояние (между осями крепежных элементов),
D – диаметр отверстия под крепление,
L – длина крепежного элемента,
t – толщина прикрепляемого изделия (полезная длина),
hm – толщина базового материала,
h – глубина сверления отверстия по анкеровку,
ha – глубина анкеровки.
Приведенные на рисунке направления действия сил не охватывает все возможных случаев, т.к. чаще всего возникает сочетание действия вырывающей и срезающей сил, равнодействующей которых является угловая сила.
В технический условиях на применение анкеров и дюбелей или в технических каталогах приводятся разрушающие нагрузки и(или) допустимые нагрузки. Их определяют на основе специальных испытаний на разрушение крепления каждого типа и размера анкера (дюбеля) в тех или иных базовых материалах. Причем чем мощнее исследовательская база производителя, чем серьезней подход к определению нагрузок, тем надежнее крепление, смонтированное на базе анкеров и дюбелей данного производителя.
Силы, действующие на крепеж несущих конструкций характеризуются величиной, направлением, точкой приложения, постоянством или непостоянством во времени.
Виды и причины разрушений
- Самый распространенный случай отказа крепежа – облом основы анкерного крепления.
Причинами облома могут быть:
- слишком высокая тяговая нагрузка N, превышающая
- недостаточная прочность основного материала для заданной нагрузки;
- недостаточная глубина анкеровки hm.
- Разрушение (растрескивание) базового материала. Возможные причины:
- неправильно рассчитаны или не выдержаны при монтаже краевые (a) или осевые (s) расстояния;
- малы размеры базовой детали;
- неправильная ориентация распорных элементов,
- слишком высокое распорное давление.
Крепление многих анкеров и дюбелей осуществляется за счет трения распорной части о стенки отверстия в основном материале. Высокая сила трения обеспечивается большими усилиями прижима распорной части к стенкам отверстия. Однако, это давление создает в зоне анкера напряженную область в основном материале, а при установке нескольких анкеров (дюбелей) на малом расстоянии друг от друга эти зоны перекрываются. Дополнительные напряжения при превышении пределов прочности базового материала вызывают его разрушение (растрескивание). Поэтому при проектировании крепления (особенно тяжело нагруженного) необходимо обязательно учитывать расстояния до края базового материала (угла стены, края плиты перекрытия и т.п.), а при групповой установке и расстояния между креплениями.
Вытягивание (вырыв)крепежной детали из основного материала – еще один случай отказа крепления
- неправильно выбран вид крепежного элемента или его типоразмер – который не соответствует величине и характеру прилагаемой нагрузки или базовому материалу;
- не соблюдены требования и рекомендации по установке крепежа – например, отверстие имеет больший, чем требуется, диаметр.
- Облом анкера (разрыв, срез или излом)
- недостаточная прочность крепежа для приложенной нагрузки;
- при эксплуатации была приложена нагрузка выше допустимой расчетной.
Надо сказать, что этот случай отказа крепежа сравнительно редок. Дело в том, что прочность стального анкера обычно выше прочности базового материала, да и сила трения при анкеровке меньше усилия разрыва анкера. Поэтому вероятность возникновения такого случая меньше, чем одного из предыдущих.
Анкерный болт является крепежным элементом, на который можно подвесить те или иные тяжелые предметы к стенам и потолку. Он обеспечивает надежность крепления. Однако какую именно нагрузку может выдержать анкерный болт, например М10, и как правильно его монтировать, предстоит выяснить подробнее.
Виды и технические характеристики анкерных болтов
Анкерные болты классифицируют на несколько групп, но основным критерием является принцип крепления:
- Механические. Закрепляются в основании методом распорки. Сначала в стене или потолке перфоратором высверливают отверстие. В него вставляют анкер, а затем ввинчивают болт.
- Химические. Представляет собой клеевой крепеж. Чтобы добиться прочного соединения с основанием, болты погружают в полимерный клеевой раствор, который предварительно помещают в подготовленное отверстие. Он затвердевает, эффективно скрепляя между собой болт с основанием. Прочность соединения достигается за счет адгезии – проникновения состава в поры основания. Для монтажа химического анкера требуется пистолет и клей, помещенный в баллон с узким коническим носиком. с помощью этих приспособлений клее выдавливают в отверстие. Есть разновидности химически анкера с клеевой капсулой, которая разбивается при вкручивании в отверстие болта.
Анкерный болт представляет собой стержень в виде цилиндра длиной 45-225 мм, с резьбой на одном конце. Анкер визуально напоминает втулку с распорным элементом по типу конической гайки. Производство метизов осуществляется из высококачественной легированной стали, в соответствии с требованиями ГОСТа.
Из главных технических характеристик, которые определяют эксплуатационные качества анкера следует особенно выделить вырывное усилие. Этот параметр указывает, какое усилие необходимо приложить к метизу, чтобы вытащить его из посадочного гнезда. Единицей измерения являются килоньютоны. ГОСТ требует, чтобы значение было больше 10,5 кН. Помимо вырывного усилия, учитывают также прочность на изгиб и скручивание. Величина изгибающего момента, оказывающего воздействие на болт, не должна быть больше 5-25 нм, а крутящего – более 10-40 нм. Чем меньше цифры, указанные в характеристиках, тем надежнее и жестче будет закреплен крепежный элемент.
Параметры монтажа анкерного болта
Если анкерные болты выбраны в качестве крепежного элемента, необходимо определиться с тем, какие именно метизы следует использовать. Это можно выяснить, обратившись к соответствующим нормативным документам, а именно ГОСТу. В нем указаны все технические характеристики. Помимо массы и размеров болта, в ГОСТе, например, указывают уровень предельной нагрузки на разрыв. Из следующей ниже таблицы можно узнать дополнительные параметры, включая минимальную толщину прикрепляемого объекта и диаметр бура, который нужно использовать для подготовки отверстия.
| Типоразмер | Диаметр бура, мм | Диаметр резьбы, мм | Глубина резания, мм | Высота, м | Длина, мм | Минимальная толщина прикрепляемого объекта, мм |
| M5×6,5×18 | 6,5 | M5 | 20 | 10 | 18 | 3 |
| M5×6,5×25 | 6,5 | M5 | 25 | 15 | 25 | 5 |
| M5×6,5×36 | 6,5 | M5 | 40 | 25 | 36 | 8 |
| M5×6,5×56 | 6,5 | M5 | 60 | 25 | 56 | 28 |
| M5×6,5×75 | 6,5 | M5 | 80 | 25 | 75 | 47 |
| M6×8×25 | 8 | M6 | 30 | 17 | 25 | 3 |
| M6×8×40 | 8 | M6 | 45 | 25 | 40 | 12 |
| M6×8×65 | 8 | M6 | 70 | 25 | 65 | 37 |
| M6×8×85 | 8 | M6 | 90 | 25 | 80 | 57 |
| M6×8×100 | 8 | M6 | 105 | 25 | 100 | 70 |
| M6×8×120 | 8 | M6 | 125 | 25 | 120 | 90 |
| M8×10×40 | 10 | M8 | 45 | 30 | 40 | 5 |
| M8×10×50 | 10 | M8 | 60 | 35 | 50 | 12 |
| M8×10×60 | 10 | M8 | 65 | 40 | 60 | 15 |
| M8×10×77 | 10 | M8 | 80 | 30 | 77 | 40 |
| M8×10×97 | 10 | M8 | 100 | 30 | 97 | 60 |
| M8×10×125 | 10 | M8 | 130 | 35 | 125 | 85 |
| M8×10×130 | 10 | M8 | 135 | 35 | 130 | 90 |
| M8×10×150 | 10 | M8 | 155 | 35 | 150 | 110 |
| M10×12×60 | 12 | M10 | 70 | 40 | 60 | 15 |
| M10×12×75 | 12 | M10 | 85 | 45 | 75 | 25 |
| M10×12×99 | 12 | M10 | 110 | 45 | 99 | 50 |
| M10×12×129 | 12 | M10 | 140 | 45 | 129 | 80 |
| M10×12×150 | 12 | M10 | 160 | 45 | 150 | 100 |
| M10×12×180 | 12 | M10 | 190 | 45 | 180 | 130 |
| M10×12×200 | 12 | M10 | 210 | 45 | 200 | 150 |
| M12×16×65 | 16 | M12 | 70 | 35 | 65 | 20 |
| M12×16×111 | 16 | M12 | 120 | 35 | 111 | 65 |
| M12×16×147 | 16 | M12 | 155 | 35 | 147 | 100 |
| M12×16×180 | 16 | M12 | 190 | 35 | 180 | 135 |
| M12×16×220 | 16 | M12 | 230 | 35 | 220 | 175 |
| M12×16×300 | 16 | M12 | 310 | 50 | 300 | 240 |
| M12×16×360 | 16 | M12 | 375 | 50 | 360 | 300 |
| M16×20×75 | 20 | M16 | 85 | 40 | 75 | 25 |
| M16×20×107 | 20 | M16 | 120 | 40 | 107 | 55 |
| M16×20×151 | 20 | M16 | 165 | 40 | 151 | 100 |
| M16×20×200 | 20 | M16 | 215 | 40 | 200 | 150 |
| M16×20×250 | 20 | M16 | 265 | 40 | 250 | 200 |
| M16×20×300 | 20 | M16 | 315 | 40 | 300 | 250 |
| M16×20×360 | 20 | M16 | 375 | 50 | 360 | 300 |
| M20×24×300 | 24 | M20 | 320 | 60 | 300 | 220 |
| M20×24×360 | 24 | M20 | 380 | 60 | 360 | 280 |
Основными критериями при подборе анкеров служат их размеры. При подборе болтов учитывают массу объекта, который будет удерживать анкер. Если вес предмета большой, то анкер должен быть более длинным и большим в диаметре. Не оставляют без внимания и толщину стены, иначе длинный болт пробьет стены или потолок и выйдет с другой стороны.
Анкерный болт максимального диаметра распорной втулки имеет наивысшую несущую способность, однако, их следует фиксировать только в прочных, надежных основаниях, поскольку параметры конструкции также определяют, выдержит ли она вес фиксируемого предмета.
Таблица допустимых нагрузок и веса
От размера анкерного болта напрямую зависят такие характеристики, как допустимые нагрузки, вес и разрывное воздействие. Ниже следует таблица, по которой можно определить эти параметры.
| Диаметр анкерного болта, мм | М6 | М8 | М10 | М12 | М16 | М20 | |
| Бетон М250 (В20) без трещин | Расчетное усилие на вырыв, кН | 4,2 | 6 | 10,7 | 13,3 | 23,3 | 33,3 |
| Расчетное усилие на срез, кН | 4 | 7,3 | 11,6 | 16,8 | 31,4 | 49 | |
| Допустимая нагрузка, кг | 428 | 612 | 1092 | 1357 | 2377 | 3398 | |
| Бетон М250 (В20) с трещинами | Расчетное усилие на вырыв, кН | 2,2 | 3,3 | 6 | 8 | 16,7 | 20 |
| Расчетное усилие на срез, кН | 4 | 7,3 | 11,6 | 16,8 | 31,4 | 49 | |
| Допустимая нагрузка, кг | 224 | 337 | 612 | 816 | 1704 | 2041 | |
Расчеты при определении размера анкерного болта
Чтобы выяснить, какой анкерный болт необходим в конкретной ситуации, следует учесть все нагрузки, а они бывают статическими и динамическими. К статическим нагрузкам относится сила, с которой объект воздействует на анкер в зависимости от веса. К динамическим нагрузкам относятся импульсные и ударные нагрузки. Они определяются временем, точкой приложения и направления прикладываемой силы. Объект на стене будет зафиксирован прочно и надежно, если нагрузка, которая оказывается на него, будет не более 25% от вырывающей силы.
Понять, как проводятся расчеты, можно на примере.
К примеру, на кухне нужно подвесить шкафчик. Вес объекта, включая содержимое, например продукты и посуду, составляет 25 кг. Так как анкер должен выдерживать четырехкратную нагрузку, расчет будет выглядеть следующим образом:
Р = m (масса объекта, кг) × 4 (согласно правилу) × g (9,81 кН/кг) = 25 кг × 4 × 9,81 кН/кг = 0,981 кН
Значение действительно при условии, что основание, в которое вбивается анкер, не имеет повреждений. Если же бетонная стена имеет трещины или какие-либо другие дефекты, полученный результат необходимо умножить на коэффициент 0,6. Отсюда получаем, что в поврежденной стене анкер выдерживает нагрузку 0,59 кН.
Если нужно вычислить нагрузку, которая создается подвешенным объектом массой m на определенном расстоянии l, следует воспользоваться формулой: M=m×g×l.
Определение величины предварительной затяжки анкерных болтов
Анкеры затягивают в соответствии с величиной предварительной затяжки F. При динамических нагрузках на болт этот параметр принимается равным 1,1P, при статических – 0,75P. P – это расчетная нагрузка, действующая на крепеж, формула расчета которой была приведена в предыдущем разделе.
Если затяжка болта производится стандартным ручным инструментом при его монтаже в стальную колонну или подобные конструкции, то величину предварительной затяжки анкерных болтов рассчитывают с учетом предельного усилия, оказываемого на крепежный элемент. Чем производится монтаж анкеров, можно узнать в приложении 8 Пособия к СНиП 2.09.03-85.
Пошаговая схема установки анкерных болтов
Даже если при выборе анкерного болта учтены размеры и масса объекта, который будет установлен с помощью данного крепежного элемента, в случае неправильного монтажа он не выдержит оказываемой на него нагрузки. Чтобы анкер был закреплен надежно, при его установке необходимо соблюдать ряд правил.
Монтаж анкерного крепежа проводится пошагово следующим образом:
- В основании, на которое будет устанавливаться объект, нужно просверлить отверстие такого диаметра, чтобы втулка анкера входила в него плотно. Чтобы не ошибиться с размерами отверстия, следует посмотреть в таблице, каков диаметр отверстия для конкретного анкера. Отверстие проделывают перфоратором или ручным инструментом типа бура.
- Отверстие, которое высверлено в стене или потолке, необходимо очистить от кусков рассверленного основания, попавших внутрь, так как скопившаяся в глубине отверстия пыль не даст углубить анкер на всю длину. Сделать это можно с помощью спринцовки, пылесоса или миниатюрного ершика. При установке анкера в очищенное отверстие повышается надежность монтажа.
- После того как отверстие тщательно освобождено от мусора, устанавливают анкерный болт. Отдельные специалисты рекомендуют монтировать анкер с уже зафиксированным на нем объектом, однако, выполнять работу таким образом неудобно. Есть еще один вариант, который позволяет выполнить эту процедуру с должным результатом. Установив анкер на нем затягивают гайку до тех пор, пока распорная втулка, разжимаясь не зафиксирует крепеж. После установки болта и проверки надежности его фиксации с него скручивают гайку и на свободный резьбовой конец подвешивают предмет. Затем его фиксируют гайкой с шайбой и еще раз проверяют качество монтажа.
Склоняясь к выбору в качестве крепежных элементов анкерных болтов, следует учитывать, что анкера различаются друг от друга как по типу фиксации, так и по размерам, предельной нагрузке, классу прочности, функциональным особенностям. Чтобы выбрать крепеж правильно, необходимо ориентироваться на задачу, для решения которой крепеж предназначен, а также учитывать особенности материала основания, так как от этого в не меньшей степени завит прочность крепления.
Подбирая тип и размер анкера, необходимо учитывать несущую поверхность основания (бетон например) и ожидаемые нагрузки.
Область применения анкерной техники: установка колонн, балки, светопрозрачных конструкций, шумо- и ветрозащитные экраны, барьерные ограждения, динамические нагрузки, бетон с трещинами (растянутая зона), ферм.
Базовый материал: газобетонные блоки. пустотелый кирпич, пенобетонный блоки, ячеистый бетон, кирпич полнотелый, бетон, натуральный камень, бетон с трещинами (растянутая зона), влажный бетон.
Рис 2 - испытания клеевого анкера (химия)
1) Гальваническое покрытие - нанесение слоя цинка 5-10 мкм электрохимическим способом. Срок службы 50 лет в неагрессивной среде, сухом влажностном режиме внутри помещения.
2) Горячее цинкование - термомеханическое покрытие цинком 40-60 мкм. Срок службы 50 лет в слабоагрессивной среде, нормальном влажностном режиме.
Закупку стали С235, С245 производить именно по ГОСТ 27772-88 "Прокат для строительных стальных конструкций". От содержания кремния и фосфора зависит толщина покрытия. Для получения покрытия 100-200 мкм необходима сталь С245 по
ГОСТ 27772-88 + предварительная обработка (зачистка сварных швов,
заусенцов и тп). Сталь С235 дает покрытие до 100 мкм.
3) Нержавеющая сталь А2 - срок службы 50 лет слабоагрессивной среде, в нормальном влажностном режиме.
4) Нержавеющая сталь А4 - срок службы 50 лет среднеагрессивной среде, во влажном режиме.
5) Термодиффузионное цинкование (покрытие HARP например) - специальное цинковое покрытие > 12 мкм. Срок службы 50 лет в среднеагрессивной среде, во влажном режиме.
От представителя завода:
- 16-20 мкм для резьбовых соединений
- выше 20 - до 40 мкм - для деталей без резьбы
Для крепления строительных материалов к наружным конструкциям зданий и сооружений, в том числе в навесных фасадных системах, могут применяться стальные анкеры и анкерные дюбели с распорным элементом из:
- углеродистой стали с защитным горячеоцинкованным покрытием, толщиной не менее 45мкм или коррозионной стали А2 - в слабоагрессивной среде и сухой или нормальной зонах влажности.
- коррозионностойкой стали А4 - в среднеагрессивной среде и влажной зоне влажности.
- коррозионностойкой стали А5 (повышенной коррозионной стойкости) - в сильноагрессивной среде и влажной зоне влажности.
В среднеагрессивной среде и влажной зоне, допускается применять анкерные дюбели с распорным элементом из углеродистой стали с защитным горячеоцинкованным покрытием, толщиной не менее 45 мкм, если после монтажа узла крепления, головка распорного элемента будет защищена от влаги покрытием лакокрасочными материалами II и III групп, согласно СНиП 3.04.03-85, СНиП 2.03.11-85, ГОСТ 9.402-2204.
Применение в наружных конструкциях анкерных дюбелей с распорным элементом из углеродистой стали с защитным электроцинковым покрытием, не допускается.
Зона влажности и степень агрессивности воздействия окружающей среды определяются заказчиком по конкретному объекту строительства с учетом СНиП 23-02-2003 (СП 106.13330.2012 "Тепловая защита зданий") и СНиП 2.03.11-85.
Рис 3 - кронштейн с маркировкой размеров, нагрузки, вырыва анкера
P = 4500 Ньютон - весовая нагрузка
K = 0,080 метров - расстояние от отверстия до низа кронштейна (до точки кручения)
L = 0,165 метров - расстояние от основания кронштейна до оси болтового соединения
V = 2500 Ньютон - ветровая нагрузка
М = L * (P/2) = 0,165 * (4500/2) = 372 Н*м
Почему 4500/2, потому что два анкера. Нам необходимо найти вырывающую нагрузку на один анкер.
V = 2500/2 = 1250 Н - ветровая нагрузка на один анкер
Rр = M/K = 372/0,080 = 4650 Н - вырыв анкера от весовой нагрузки
R = Rp + V = 4650 + 1250 = 5900 Н = 5,9кН = 0,590 тс- нагрузка на вырыв на один анкер
Статья дана для сведения.
Механические испытания резьбовой шпильки
Механические испытания резьбовой шпильки M12:
1) класс прочности 8.8 (800МПа предел прочности, 640МПа предел текучести), оцинкованная - max 80кН = 8тс (прикладываемая (нормативная) нагрузка).
R = 80 / m = 80 / 3 = 26,7 кН- max расчетная нагрузка
2) А2-70 (А4-70), нерж., глубина анкеровки 110мм. - max 60кН = 6тс (прикладываемая (нормативная) нагрузка).
R = 60 / m = 60 / 3 = 20 кН- max расчетная нагрузка
Коэффициент надежности по материалу m=3 - для стальных и химических анкеров.
Коэффициент надежности по материалу m=5 - для фасадных анкеров.
Согласно ГОСТ Р ИСО 3506-1 2009 "Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали"
А2-70 - класс стали Аустенитная, марка стали А2, класс прочности 70 (холоднодеформированная с пределом прочности 700МПа = 700Н/мм2)
А2-80 - класс стали Аустенитная, марка стали А2, класс прочности 80 (высокопрочная с пределом прочности 800МПа = 800Н/мм2)
Шпилька М12 А2-70 (А4-70) после приложенной нагрузки более 60кН.
Установка анкера в бетон
Натурные испытания шпильки М14 А2-70
Механические испытания резьбовой шпильки M14:
1) А2-70 (А4-70), нерж., глубина анкеровки 120мм. - max 75,9кН = 7,57тс (прикладываемая (нормативная) нагрузка).
R = 24,9 кН- max расчетная нагрузка, разрушение по бетону, выход по конусу
Коэффициент надежности по материалу m=3 - для стальных и химических анкеров.
Коэффициент надежности по материалу m=5 - для фасадных анкеров.
Методика расчета сопротивления анкерного крепления R, кН, по результатам натурных испытания анкерных креплений определяется по формуле
N - среднее значение нагрузки
t - коэффициент, соответствующий нижней границе несущей способности анкера с обеспеченностью 0,95 при достоверности 90%
Читайте также: