Для чего нужны анкерные болты

Продукты ведущих компаний, таких как HILTI, BIT и Chemofast, заполнили российский строительный рынок оригинальными марками химических составов для анкерного крепежа, которые воспринимаются как настоящие инновации в этой области.

Виды анкеров: широкий выбор анкерных соединений удовлетворит как строителя, так и землеустроителя

Этот тип крепежа зарекомендовал себя как самый эффективный в условиях горных работ, для укрепления стен и сводов горизонтальных шахт в рудовых телах. Мастера из Германии и Англии обнаружили в нём аналогию с морским якорем. Так появился универсальный крепёжный элемент — анкер. Анкерный болт представляет собой металлическую деталь, которая может закручиваться, забиваться или укладываться в заранее подготовленное твёрдое основание.

Типичный анкерный болт — это стержень длиной от 45 до 200 мм, выполненный из легированной стали (например, 09Г2С-6), обладающий прочностью от 6 до 8 категорий. Болт имеет шестигранную головку, а его крепёжный конец оснащён нарезной резьбой. Особые характеристики анкерным болтам придают втулка с продольными прорезями и коническая гайка, движение которой по стержню является основой принципа анкеровки. Технические характеристики анкерных болтов подробно разъяснены в данной статье. Способ крепления анкера зависит от характеристик полезных нагрузок, которые обеспечивают прочную связь с конкретным по материалу основанием. Это может быть сила трения, вспомогательное сопротивление, а также адгезия при использовании химических веществ или изменении поверхности в условиях термического воздействия. Наиболее доступным и широко применяемым видом анкерного крепежа является соединение с основанием, основанное на силе трения, которую испытывает болт в отверстии тела крепления. Для тонкостенных материалов более эффективен внешний упор, при котором наружный элемент крепёжного конца позволяет затягивать базовую основу между ним и головкой болта. Наиболее перспективным и универсальным считается химический анкер, который включает в систему крепления синтетические смолы или клеевые составы. В конечном итоге способ крепления анкера определяет его тип.

Преимущество анкерного крепежа заключается в возможности эффективного сочетания различных способов соединения в зависимости от конкретной строительной задачи и особенностей соединяемых материалов.

Классификация анкеров

• способ введения анкера в основание: забивочные, лепестковые, винтовые и бурильные;
• по критериям заделки места крепежа: с бурением, с расширением, трубчатые;
• по конструктивным особенностям основного элемента: цилиндрические, стержневые, из проволочных прядей;
• по срокам эксплуатации: временные и постоянные.

Для чего используется анкер

Часто возникает вопрос, что такое анкер в строительстве. Дословно переведённое слово «анкер» с немецкого языка означает «якорь», поскольку форма этого изделия напоминает конструкции, используемые на кораблях. Анкеры становятся незаменимыми в ситуациях, когда необходимо закрепить спортивные снаряды, кондиционную технику или сантехнические изделия; список можно продолжать до бесконечности. Однако говорить о единой эксплуатационной направленности неуместно, так как всё зависит от конкретного типа анкера.

Все анкеры имеют одну отличительную черту — способность выдерживать значительные динамические нагрузки. В соответствии с существующей классификацией выделяют три категории анкеров: малые (диаметр менее 8 мм, длина менее 55 мм), средние (диаметр до 12 мм, длина до 120 мм) и большие (максимальный диаметр — 24 мм, длина — 220 мм). Далее рассмотрим различные подтипы анкерных болтов в зависимости от их формы.

Распорные анкеры

Наиболее часто встречаемый тип — распорный анкер. По своей структуре он представляет собой болт или шпильку, конец которого выполнен в конусной форме, обрамлённой специальной гильзой с осевым разрезом. Поскольку радиус этой гильзы меньше конуса на её конце, обеспечивается надёжное сцепление; гильза не может слезть со шпильки. На выступающем крае, который выдает за пределы стены, расположена гайка, при вращении которой шпилька подтягивается; она не может пройти через гильзу и приводит к её разжатию.

Следует отметить, что распорные анкеры используются для фиксации конструкций из материалов с внутренней структурой, например, в бетонных конструкциях. Также выделяют несколько подтипов распорных анкеров:

• С гайкой. Это шпилька, прижатая гайкой, имеющая длинную гильзу для максимального контакта во внутренней части. С её помощью можно как прижать конструкцию к стене, так и накрутить на шпилку дополнительную гайку.
• С кольцом или крюком. Этот тип аналогичен ранее описанному, но вместо гайки здесь используется крепёжное кольцо или крюк. Деформационная гильза имеет накатанную резьбу на верхней части. При прокручивании гильза разжимается благодаря имеющимся продольным прорезям. Такое крепление актуально для фиксации шнуров, тросов или верёвок.
• Двухраспорные. Примечательной особенностью является то, что одна распорная втулка входит в другую при выкручивании шпильки. Распор осуществляется ближе к концу анкера, что особенно важно при работе с пористыми материалами. Например, такие крепления часто применяются для укладки на кирпичную поверхность.
• С шестигранной головкой. Этот вид отличается от анкера с гайкой тем, что вместо шпильки используется классический болт. При закручивании анкера конусовидный конец подтягивает гильзу к головке болта, обеспечивая её вдавливание в конструкцию. Эти элементы крепежа часто используются при помощи гаечного ключа или отвертки.

Виды анкерных болтов

Существует несколько видов анкерного крепежа, различающихся по конструкции и принципу крепления к основанию:

1. Анкерная конструкция с крюком на конце стержня предназначена для распределения нагрузки. Она часто применяется для крепления подвесных систем, тросов и кабелей к потолкам или стенам.
2. С шестигранной гайкой — один конец имеет резьбу для навинчивания гайки, что позволяет крепить элементы, в то время как на другом конце расположена анкерная часть (распорная или клиновая). Этот универсальный тип подходит для общестроительных работ.
3. Анкер с кольцом — кольцо на конце служит для продевания тросов и цепей. Этот крепеж стал популярным в опалубочных системах и вентиляционном оборудовании.
4. Клиновой анкер — при завинчивании в основание клин расклинивается, обеспечивая надёжное крепление. Этот тип идеально подходит для малонагруженных креплений.
5. Распорный анкер (двухраспорный) — при установке расклинивающая часть с лепестками разжимается в основании, что обеспечивает высокую несущую способность и подходит для монтажа тяжелого оборудования.
6. Гильзовый (вставной) анкер — металлическая гильза вставляется в заранее просверленное отверстие, затем внутрь завинчивается соединение.

Материалы, используемые для анкеров, включают углеродистые и нержавеющие стали, а также реже латунь и алюминиевые сплавы. Выбор материала определяется условиями эксплуатации, у каждого из которых есть свои преимущества и предназначение.

Монтаж анкерных болтов

Существует несколько основных методов установки анкерных креплений.

При монтаже в мокрый (только что залитый) бетон заранее определяют расположение крепежа согласно проектной документации. Крепёжные элементы устанавливаются в опалубку или плотный грунт, при этом необходимо выставить их строго вертикально. Фиксатор удерживает элемент на месте, предотвращая его смещение во время вибрации бетона. После заливки и затвердевания бетона фиксирующие элементы удаляют.

Монтаж в уже застывшую бетонную поверхность имеет свои особенности. Для начала при помощи перфоратора или ударной дрели просверливают отверстие необходимого диаметра. После тщательной очистки отверстия от пыли и грязи, в него вставляется болт, допускающий использование химического состава или распорных элементов. Следует выдержать время, необходимое для полимеризации состава или распора анкера.

Наиболее распространённые ошибки при монтаже включают:

1. Несоблюдение вертикальности установки анкеров
2. Неточное позиционирование отверстий
3. Недостаточная очистка отверстий от пыли и грязи
4. Нарушение сроков полимеризации химических составов
5. Использование крепежа неверного размера или типа

Подготовка отверстий является крайне важной задачей, особенно при установке в застывший бетон. Отверстие должно быть ровным, без сколов по краям. Диаметр и глубина отверстия строго соответствуют рекомендациям производителя.

Следуя установленным правилам и технологиям монтажа, можно обеспечить надёжное сцепление анкера с бетонным основанием.

Предварительно прикрепленные анкеры

Предварительное крепление анкерных элементов в частях конструкций происходит ещё на этапе выполнения несущей конструкции, как при изготовлении монолитных объектов на стройплощадках, так и на заводах по производству сборных конструкций.

Анкерные элементы, закреплённые таким образом, идеально соединяются с несущей конструкцией и обладают высокой механической прочностью и устойчивостью к динамическим нагрузкам. Предварительная фиксация анкерных элементов имеет множество вариантов применения.

В методе подвесной сборки анкерный болт обычно устанавливается заподлицо с конструкцией. Сквозной монтаж уменьшает трудозатраты при частом использовании анкерных элементов или при наличии объектов с множественными точками крепления. Отверстия в присоединённом объекте могут служить как шаблон для установки анкерного болта с петлёй.

• Дистанционное крепление — используется для монтажа конструкций, которые располагаются на определённом расстоянии от анкерного основания.
• В этом случае используются металлические анкеры с наружной резьбой, позволяющие удерживать резьбовые стержни или винты с стопорными гайками на нужном расстоянии.

В таких конструкциях наиболее часто применяются анкеры с гайкой.

Поскольку необходимо заранее знать точное положение анкерной точки, проектирование конструкций с заранее прикреплёнными анкерными элементами требует тщательной подготовки основания и согласования с монтажниками на строительной площадке.

Двухраспорные анкерные болты

Эти анкерные болты могут быть установлены в конструкцию как в процессе её изготовления, так и непосредственно на строительной площадке. Поскольку они служат в качестве опалубки, болты должны быть оценены в процессе проектирования с учётом химического состава бетона, агрессивности окружающей среды, риска конденсации водяного пара и типа используемого винта.

При неверном использовании двухраспорных анкерных болтов возможно возникновение трещин в бетоне, особенно вокруг втулки на конической поверхности. Высота бетонного конуса определяется глубиной анкеровки забетонированной анкерной гильзы.

Размеры и вес

При выборе анкерных болтов, как и многих других изделий, важно опираться на различные параметры, прописанные в ГОСТ. В этом нормативном документе указаны характеристики изделия: размер, вес, предельная допустимая нагрузка и другие важные параметры.

При детальном рассмотрении положений ГОСТа становится очевидным, что самым маленьким анкерным болтом является образец с размерами 5х18 мм. Несмотря на это, он может выдерживать довольно значительные нагрузки, если изготовлен из качественного материала.

Размеры анкеров имеют также большое значение. При выборе надо ориентироваться на толщину и длину, указанные в ГОСТе.

Сравнив задачу, которую необходимо решить, с размерами анкеров, можно выбрать оптимальный вариант.

Среди стандартных размеров, применяемых в производстве анкерных болтов с гайками, можно выделить:

10х100, 12х100, 8х100, 10х97, 12х150, 20х300, 10х150, 10х77, 8х85, 12х60, 12х129, 10х250, 10х50, 10х60, 6х40, 10х200, 20х150, 6х60, 8х40, 12х200, 16х150, 10х120, 16х110, 8х50, 8х120, 12х300, 10х80 мм.

Кроме того, существуют размеры с указанием диаметра резьбы: М8х65, М8, М10, М8х35.

В таблицах ГОСТа используются несколько ключевых понятий.

• MPF – минимальная вырывающая сила, измеряемая в килоньютонах. Она может принимать значения 8, 10, 13, 18, 22, 27, 46.
• TotAM – толщина материала, который будет скрепляться болтом. Этот параметр варьируется от самых тонких (5-6 мм) до толщины в 300 мм.
• L – длина болта, включая как стержень, так и гайку. Длина таких болтов может колебаться. Малые анкеры имеют длину от 18 до 100 мм, анкеры средней длины — от 100 до 200 мм, a самые большие могут достигать 360 мм.
• Н – глубина отверстия.
• TLotH – длина отверстия, в которое должен устанавливаться анкер.

Из этой таблицы можно усмотреть, что минимальная длина анкеров на текущий момент составляет 18 мм. Максимальная же длина достигает 400 мм. При этом, диаметр втулки не может быть меньше чем 6,5 мм. Интересно отметить зависимость: чем больше длина анкерного болта, тем больше его диаметр.

Это вполне логично, ведь в противном случае прочность анкера при увеличении длины бы снижалась.

Советы по выбору

В современном мире, когда магазины переполнены разнообразными товарами, крайне важно четко осознать, что именно вам нужно, чтобы не приобрести ненужные и бесполезные вещи. Следующие советы помогут вам разобраться в ассортименте анкерных болтов и сделать более обоснованный выбор.

Первое, на что следует обратить внимание, это длина анкера. Разнообразие моделей по длине действительно велико. Определяйтесь с длиной, исходя из толщины прикрепляемого материала и соответствующего основания, к которому будет крепиться деталь. Чем больше эти параметры, тем длинее анкер следует подбирать. Однако стоит быть осмотрительным с этим критерием. Если вы выберете слишком короткий анкер, то его может не хватить для надёжной фиксации.

В случае выбора слишком длинного анкера он может насквозь пробить основание — будь то стена, потолок и так далее.

Не менее важным аспектом является соответствие предъявляемым стандартам ГОСТ в Российской Федерации. Это критически важно, невзирая на заверения некоторых сомнительных поставщиков о том, что их продукция, хоть и не соответствует ГОСТу, всё равно надёжна и качественна. На практике никто не может достоверно сказать, как обстоят дела, но соответствие общепринятым стандартам значительно повышает уверенность в покупке.

Также стоит учитывать материал анкера, хотя он и не является решающим параметром. Лучше всего выбирать более качественные модели для критически важных креплений. В тех местах, где велика вероятность появления коррозии, рекомендуется приобретать специальные анкеры из нержавеющей стали.

И, несомненно, важнейший фактор — это максимальная нагрузка, которую может выдержать болт. Это становится одним из решающих критериев. Однако здесь не все так просто. Многие специалисты рекомендуют устанавливать анкеры с запасом по максимальной нагрузке. То есть, если в паспорте изделия указано значение, ровно соответствующее вашим требованиям, такой болт не будет идеальным выбором. Гораздо разумнее использовать анкер, способный выдержать нагрузки в 4 раза больше, чем нужно.

Такой подход обеспечит безопасность и надёжность крепления.