Расчет на вырыв анкерной техники

Рис 1 - установка клеевого анкера (химия)

Ссылка - стоимость анкерной техники (сравнение)

Ссылка -  защита строительных конструкций от коррозии

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)

Защита от коррозии и долговечность конструкций:

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

Письмо ФГУ "ФЦС" о применении крепежных изделий в зависимости от условий окружающей среды, 2011 г. (запрос от компании Elementa). Ответ ниже.

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

R - расчетное сопротивление анкерного крепления, кН

М - момент, Н*м

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)

R (кН) - расчетное сопротивление анкерного крепления

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

R= (N*(1-tv)) / m

N - среднее значение нагрузки

t - коэффициент, соответствующий нижней границе несущей способности анкера с обеспеченностью 0,95 при достоверности 90%

N*(1-tv) - нормативное сопротивление анкерного крепления

m - коэффициент надежности по материалу,

характеризующий, в том числе, среднее

соотношение между разрушающей нагрузкой и

нагрузкой, соответствующей окончанию зоны

упругих деформаций;

m = 3 для стальных и химических анкеров; m = 5 для фасадных анкеров

Инструмент в работе

Установка анкера при помощи насадки