Выбор строительных анкеров: часть 1

Ниже представлены основные факторы, которые нужно принимать во внимание при выборе анкеров для несущих или ответственных строительных конструкций. Это — обзор основных положений одной из инструкций (guidance note) авторитетной организации по применению строительного крепежа — британской Ассоциации по строительному крепежу (Construction Fixings Association). Обзор предназначен для общего знакомства с процедурой выбора анкеров. При назначении, размещении и установке анкеров необходимо строго придерживаться инструкции их изготовителя.

Важность правильного выбора анкеров

Последствия неправильного выбора анкеров могут различаться от задержки строительства, пока в проект будут внесены корректировки по замене анкеров, до потенциальных обрушений конструкций в случае неправильного выполнения конструкционных соединений:

• Неправильный выбор защитного покрытия или марки стали может привести к проблемам с коррозией анкеров;
• Слишком малые анкеры могут быстро выйти из строя с нежелательными последствиями для строительных конструкций или угрозой для здоровья и жизни людей;
• Слишком большие анкеры могут иметь проблемы при установке их на строительных конструкциях;
• Анкер, который хорошо работает в бетоне, может быть неэффективным в более слабых материалах;
• Один тип анкера может хорошо подходить для применения в данных условиях, однако другой, аналогичный, может быть более удобным и дешевым.

Процесс выбора анкеров

Основные факторы, которые учитывают при выборе анкеров

Основные факторы, которые необходимо учитывать при выборе строительных анкеров, показаны схематически на рисунке.

Выбор строительных анкеров включает три ключевые стадии принятия решения:

• Тип,
• Размеры,
• Коррозионная стойкость.

Процесс выбора анкера происходит именно в таком порядке. Ограничения, которые могут возникать на каждой стадии, могут потребовать пересмотра решений, принятых на более ранних стадиях.

При возникновении сомнений по прочности материала основы могут потребоваться испытания непосредственно на строительной площадке перед тем, как принять окончательное решение. Полная реализация технических характеристик анкера, которые указывает его производитель, достигается только при правильной его установке.

материал основы

Анкеры, которые разработаны, например, для бетона, могут не работать в более слабых материалах.

Бетон

Прочность бетона

Технические характеристики анкеров для бетона обычно относятся к европейской марке бетона С20/25, который имеет среднюю прочность на сжатие 30 Н/мм2. Некоторые производители анкеров декларируют также характеристики анкеров для более прочных бетонов, например, с прочностью выше 60 Н/мм2.

Бетон с трещинами

Известно, что бетон может растрескиваться по различным причинам, в основном под воздействием нагрузок на строительную конструкцию — бетон с трещинами в зонах растяжения и бетон без трещин в зонах сжатия. Арматура помогает ограничивать ширину трещин и сдерживает их рост.

Многие традиционные распорные анкеры хорошо работают как в бетоне с трещинами, так и в бетоне без трещин. Кроме того, многие из более молодых типов анкеров, анкеров с уширением и химических анкеров, также сертифицированы в Европе для применения в бетоне с трещинами.

Распорные анкеры, которые, в принципе, не предназначены для применения в бетоне с трещинами, иногда могут применяться, если они устанавливаются в зоне сжимающих напряжений. В любом случае нужно руководствоваться

Кладка — кирпичная, блочная и каменная

Кирпичная кладка

Кирпичная кладка считается довольно неудобным материалом для установки анкеров, так как может иметь значительные различия в прочности, в том числе, в швах, заполненных или пустых, и кирпичах, полнотелых или пустотелых.

Инъекционный клеевой состав с перфорированной гильзой в пустотелом кирпиче

Для установки в кирпичной кладке лучше всего подходят химические анкеры, так как они не вызывают растягивающих напряжений и заполняют малые полости. Специальные аксессуары, такие как перфорированные гильзы, помогают оптимально распределять клеящий раствор по полостям и пустотам кирпичной кладки.

Из металлических анкеров для установки в кирпичной кладке больше всего подходят распорные анкеры с тонкостенными металлическими втулками. Они вызывают небольшие растягивающие напряжения и в меньшей степени вызывают растрескивание кирпичей, чем анкеры с толстостенными распорными втулками. Они также могут хорошо работать в пустотелых кирпичах.

В прочных кирпичных кладках со швами из прочного раствора могут хорошо работать некоторые типы малых и средних распорных анкеров с контролем момента затяжки.

Для кирпичной кладки также часто применяются анкеры, которые состоят из полимерной гильзы (дюбеля) и распорного элемента в виде шурупа. Технические требования и условия применения таких анкеров определяет европейский сертификационный документ ETAG 020.

Кладка из ячеистого бетона

Этот тип кладки отличается низкой прочностью. Некоторые металлические распорные анкеры удовлетворительно работают в ячеистых бетонах. Анкеры с тонкостенными распорными втулками могут применяться в полнотелых блоках из легких бетонов с прочностью на сжатие выше 10 Н/мм2. Для аэрированного бетона применяют специально разработанные металлические анкеры и анкеры с полимерными гильзами, а также химические анкеры.

Каменная кладка

Прочность элементов каменной кладки также сильно различается: от песчаника до гранита. Дополнительную сложность представляют разные формы и размеры камней в одной и той же стене, а также возможное заполнение внутренней части стен более мелкими камнями. Рекомендации по типам анкеров и их установке являются аналогичными тем, которые применяются для кирпичной кладки.

Особенности крепления кронштейнов

На выбор анкера влияет способ крепления к основе кронштейна или другой крепежной детали.

температура

Температура эксплуатации

Все строительные анкеры предназначены для применения при нормальной температуре наружного воздуха. При необходимости применяются дополнительные меры по защите от огня для сохранения в полном объеме технических характеристик анкеров. Эти меры могут заключаться в дополнительной защите от огня площади вокруг анкерного крепления в радиусе, равном, по крайней мере, глубине заделки анкера.

Химические анкеры обычно применяют при наружной температуре до 80 ºС, выше которой они начинают терять прочность. Это можно компенсировать более глубокой заделкой анкеров. В таких случаях нужно консультироваться с производителем анкеров.

Большинство металлических анкеров предназначено для работы при отрицательных температурах до минус 40 ºС. Для анкеров с пластиковыми деталями нужно подтверждение производителя.

Температура установки

Химические анкеры на основе различных смол обычно устанавливают при температуре в интервале от минус 5 ºС до +40 ºС, на цементной основе — выше 5 ºС. Металлические анкеры не имеют ограничений по температуре установки.