Расчет анкерных (фундаментных) болтов

Виды анкерных болтов

Для крепления крупных и тяжелых конструкций традиционно применяют анкеры, которые рассчитаны на высокую нагрузку. По области применения анкеры длятся на общие и специальные. Примером анкера специального назначения служат химические анкеры, потолочные анкеры с кольцами, гвоздевые и винтовые анкеры.

Классификация анкеров общего назначения включает:

• распорные анкеры с гайкой. Такой анкер состоит из шпильки с резьбой, расположенной на одном краю и конуса на втором. Штифт расположен в металлической гильзе, на торце гильзы располагаются разрезы, которые обеспечивают расширение металла и раскрытие крепежа в материале. Гайка при закручивании притягивает шпильку и заводит конус внутрь металлической части. Распорный анкер может иметь на конце крюк или кольцо;
• распорные анкерные болты, их в отличие от анкеров с гайкой можно извлечь и переустановить. За счет вращения достигается стягивание и расширение металлической обоймы. При кручении в обратную сторону гайка раскручивается;
• двухраспорные анкеры состоят из шпильки с резьбой, которая продета в стальную обойму. Эта обойма состоит из двух частей и на концах каждой из них располагаются прорези, позволяющие им расширяться. С одной стороны шпильки располагается конусная муфта на резьбе, а с другой - гайка и шайба для стягивания;
• разжимные анкеры. Их конструкция представляет собой гильзу с широкими распилами на концах, под которыми располагается квадрат с внутренней резьбой. За счет конструкции могут применяться болты разной длины;
• рамные анкеры часто встречаются при креплении рам, при закручивании у них расширяются оба края, обеспечивая надежную фиксацию;
• забивные анкеры. Такой анкер имеет полую гильзу (толщина ее стенок увеличена), которая имеет прорези на одном из концов. Забивается гильза молотком в предварительно просверленное отверстие, внутри гильзы имеет резьбу и вкручивание в нее обеспечивает нужное расширение и надежную фиксацию.

Также по конструктивному решению анкерные болты делятся на изогнутые, с анкерной плитой, составные, съемные, прямые и анкерные болты с коническим концом. По способу установки они делятся на те, что устанавливаются после бетонирования и те, которые устанавливаются заранее.

Рисунок 1. Жесткие базы крепятся с помощью анкеров. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Расчет анкерных болтов

Для того, чтобы соединить металлические колонны и железобетонный фундамент необходимы анкерные болты. По характеру работы болты делятся на расчетные и конструктивные. Первые определяются расчетом, вторые устанавливаются исходя из монтажных требований, их устойчивость против опрокидывания обеспечена собственным весом конструкции и оборудования. Конструктивные болты позволяют исключить случайные смещения.

Болты испытывают статические и динамические нагрузки. Расчет анкерного крепления при растяжении состоит из следующих этапов:

• в качестве исходных данных систематизируются значения расчетных усилий, предаваемых на анкерное соединение, тип анкера, толщина плиты, класс бетона;
• далее определяются расчетные усилия и соблюдение конструктивных требований к размещению анкеров;
• затем выполняется проверка прочности при разрушении по стали;
• далее выполняется проверка прочности при разрушении по контакту анкера с основанием;
• выполняется проверка прочности при разрушении от выкалывания бетона в основании;
• выполняется проверка прочности при разрушении от раскалывания основания.

Изготавливаемые болты должны соответствовать ГОСТу, для каждого типа болта определены номинальный диаметр и тип исполнения.

Рисунок 2. Пример крепления колонны к базе с помощью анкера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Несущая способность анкера должна быть обеспечена при действии растягивающих или сжимающих усилий.

При проверке несущей способности крепления на сдвиг также выполняется проверка прочности при разрушении по стали, проверка прочности при разрушении от выкалывания бетона основания, определяются предельные растягивающие усилия при разрушении от выкалывания для группы анкеров, проверяются прочность от откалывания краев в направлении нижней и боковых граней. Также может быть выполнен расчет на комбинированное действие усилий.