Анкерные болты используются для соединения конструктивных и неструктурных элементов с бетоном . [2] Соединение может быть выполнено с помощью множества различных компонентов: анкерных болтов (также называемых крепежными элементами), стальных пластин или ребер жесткости. Анкерные болты переносят разные виды нагрузок: силы растяжения и силы сдвига . [3]
Связь между элементами конструкции может быть представлена стальными колоннами, прикрепленными к железобетонному фундаменту . [4] Распространенным случаем присоединения неструктурного элемента к несущему является соединение между фасадной системой и железобетонной стеной . [5]
Самая простая и самая прочная форма анкерного болта - это монолитный болт с заделанным концом, состоящим из стандартного болта с шестигранной головкой и шайбой, изгиба 90 или какого-либо кованого или сварного фланца (см. Также приварку шпилек ). Последние используются в бетонно-стальных композитных конструкциях в качестве соединителей, работающих на сдвиг. [6] Другие области применения включают анкерные станки для заливки бетонных полов [7] и зданий на их бетонные основания. Для фиксации и выравнивания монолитных анкеров перед укладкой бетона производятся различные, как правило, одноразовые приспособления, в основном из пластика. Причем их положение также должно быть согласовано с раскладкой арматуры . [3] Можно выделить разные типы монтируемых анкеров: [3]
Для всех типов монтируемых анкеров механизмом передачи нагрузки является механическая блокировка [3], то есть встроенная часть анкеров в бетонных переходах и приложенная нагрузка (осевая или сдвигающая) через давление подшипника на контактная зона. В условиях отказа уровень давления в опоре может быть более чем в 10 раз выше прочности бетона на сжатие , если передается чистая сила растяжения. [3] Монтируемые анкеры также используются в кирпичной кладке, их устанавливают в стыки мокрого раствора во время кладки кирпича и литых блоков ( CMU ).
Установленные анкеры могут быть установлены в любом месте затвердевшего бетона после бурения. [3] Различаются по принципу действия.
Механизм передачи усилия основан на механической блокировке трения, гарантируемой силами расширения. Далее их можно разделить на две категории: [3]
Механизм передачи усилия основан на механической блокировке. Специальная операция сверления позволяет создать поверхность контакта между головкой анкера и стенкой отверстия, где происходит обмен несущими напряжениями.
Механизм передачи силы основан на напряжениях связи, создаваемых связующими органическими материалами. Могут использоваться как ребристые стержни, так и стержни с резьбой, и экспериментально можно оценить изменение местного механизма соединения. В ребристых стержнях сопротивление в основном обусловлено сдвигом бетона между ребрами, тогда как для стержней с резьбой преобладает трение (см. Также анкеровку в железобетоне ). [9] Склеенные анкеры также называют клеевыми анкерами [10] или химическими анкерами . Анкерный материал представляет собой клей (также называемый строительным раствором ) [3], обычно состоящий из эпоксидной смолы , полиэстера., или винилэфирные смолы. [1] Характеристики анкеров этого типа с точки зрения «несущей способности», особенно при растягивающих нагрузках, строго зависят от условий очистки отверстия. Результаты экспериментов [3] показали, что снижение емкости составляет до 60%. То же самое относится и к состоянию влажности бетона, для влажного бетона уменьшение составляет 20% при использовании полиэфирной смолы . Другие проблемы представлены поведением при высоких температурах [11] и реакцией на ползучесть . [12]
Механизм передачи усилия винтового анкера основан на концентрированном обмене давлением между винтом и бетоном через отверстия .
Винты Tapcon - это популярный анкер, представляющий собой самонарезающий ( самонарезающий ) винт по бетону. Винты большего диаметра называются LDT. Этот тип застежки требуется предварительно просверленные отверстия, используя Tapcon Drillbit-и затем ввинчивают в отверстие с помощью стандартного гекс или крестообразная бит . Эти винты часто бывают синими, белыми или нержавеющими. [13] Они также доступны в версиях для использования в морских условиях или в условиях высоких нагрузок.
Их механизм передачи усилия аналогичен механическим дюбелям. К винту, вставленному в пластмассовую втулку, прилагается крутящий момент. При приложении крутящего момента пластик расширяет втулку по сторонам отверстия, действуя как сила расширения.
Они действуют, передавая силы через механическую блокировку. Эта технология крепления используется при соединении стали со сталью, например, для соединения холодногнутых профилей. Винт вставляется в основной материал с помощью газового пистолета. Энергия движения обычно обеспечивается за счет сжигания горючего пороха. [14] Установка застежки вызывает пластическую деформацию основного материала, в котором находится головка застежки, в которой происходит передача усилия.
При растяжении анкеры могут выйти из строя по-разному: [3]
При проверке конструкции в предельном состоянии нормы предписывают проверять все возможные механизмы отказа. [18]
Разрушение стали [1]
Разрушение бетонного конуса [1]
Ошибка вытягивания [1]
Ошибка сквозного подключения [1]
Ошибка продувки [1]
Ошибка разделения
Анкеры могут выйти из строя по-разному при нагрузке на сдвиг: [3]
При проверке конструкции в предельном состоянии нормы предписывают проверять все возможные механизмы отказа. [18]
Разрушение бетонной кромки [1]
Отказ отжатия [1]
При одновременном приложении к анкеру растягивающей и сдвигающей нагрузки разрушение происходит раньше (при меньшей несущей способности) по сравнению с несобранным корпусом. В текущих проектных кодах предполагается линейная область взаимодействия. [20]
Для увеличения несущей способности анкеры собираются в группу, кроме того, это позволяет также организовать соединение, сопротивляющееся изгибающему моменту. Для растягивающей и поперечной нагрузки на механическое поведение заметно влияет (i) расстояние между анкерами и (ii) возможная разница в прилагаемых силах. [22]
При эксплуатационных нагрузках (растяжение и сдвиг) смещение анкера должно быть ограничено. Характеристики анкера (грузоподъемность и характерные перемещения) при различных условиях нагружения оцениваются экспериментально, после чего орган технической оценки выдает официальный документ. [23] На этапе проектирования смещение, возникающее при характерных воздействиях, не должно быть больше допустимого смещения, указанного в техническом документе.
При сейсмических нагрузках существует вероятность того, что анкер будет временно (i) установлен в трещине и (ii) подвергнут инерционным нагрузкам, пропорциональным как массе, так и ускорению прикрепленного элемента ( вторичной конструкции ) к основному материалу ( первичная структура ). [2] Условия нагрузки в этом случае можно резюмировать следующим образом:
Исключительные нагрузки отличаются от обычных статических нагрузок своим временем нарастания. Ударная нагрузка связана с высокими скоростями смещения. Что касается соединений стали с бетоном, некоторые примеры включают столкновение транспортного средства с препятствиями, прикрепленными к бетонному основанию, и взрывы. Помимо этих чрезвычайных нагрузок, структурные соединения подвергаются сейсмическим воздействиям, которые необходимо тщательно обрабатывать с помощью динамического подхода. Например, время подъема сейсмического выдергивания якоря может составлять 0,03 секунды. Напротив, в квазистатическом испытании 100 секунд можно принять как интервал времени для достижения пиковой нагрузки. Относительно режима разрушения бетонного основания: разрушающие нагрузки бетонного конуса увеличиваются с повышением скорости нагружения по сравнению со статической. [25]
Тип клина - 1
Тип расширения
Тип рукава
Тип клина - 2
Связанный якорь
Бетонный винт
|journal=
( помощь )