Методы подбора крепежа: применение и советы
Методы подбора крепежа.

Как выбрать крепеж    Подбор крепежа принято считать немаловажным мероприятием по определенным принципам.  Главное – создание надежной конструкции, в которой не произойдет произвольное откручивание гаек или выпадение саморезов из гнезд.               

Как при проектировании конструкции, так и при ее монтаже необходимо учитывать факторы, определяющие выбор крепежа. В первую очередь, следует выбрать материал основы крепления, затем – соответствующий крепеж и метод сверления. Кроме таких параметров, как предельные нагрузки, коэффициенты запаса прочности, полезные длина и глубина крепления, при выборе крепежа важно знать степень агрессивной среды, в которой те или иные крепления будут эксплуатироваться.

 

Материал основы крепления

Различают 4 группы материалов для кладки:

  •     Бетон подразделяется на тяжелый и легкий. Различие данных видов состоит в том, что тяжелый бетон содержит гравий, а легкий бетон – такие заполнители, как пемза, керамзит, туф, которые обладают более низкой прочностью на сжатие. Следует отметить, что прочностью бетона на сжатие определяет уровень несущей способности креплений. Пустотелый кирпич крепеж
  •      Кирпичная кладка состоит из блоков и раствора. Прочность на сжатие блоков обычно выше прочности на сжатие раствора, особенно в старых зданиях. По этой причине анкерные крепления следует устанавливать в блоки. При этом не исключено, что блоки окажутся самой слабой частью системы.
  •     Полнотелые блоки с плотной структурой характеризуются отсутствием пустот, имеют высокую прочность на сжатие (к этой группе материалов относятся кирпичи с долей пустот до 15%) и хорошо подходят для установки креплений.
  •     Пустотелые блоки с плотной структурой, как правило, производятся из того же материала, что и полнотелые кирпичи, но в них имеются пустоты. При воздействии высоких нагрузок на эти строительные материалы необходимо использовать специальные крепления, например, такие, которые перекрывают или заполняют пустоты.

  
    Полнотелые строительные материалы с пористой структурой обычно имеют низкую прочность на сжатие, поэтому для достижения оптимальной прочности целесообразно использовать крепления с большой распорной площадью.
    Пустотелые строительные материалы имеют много пустот и, соответственно, низкую прочность на сжатие. При выборе крепления для таких строительных материалов следует учитывать его пригодность для установки. Для пустотелых блоков из легкого бетона с пустотами могут подойти только инъекционные анкеры с креплением формой.

 

Методы сверления

    1. Сверление вращением применяется для пустотелых кирпичей и строительного материала с низкой прочностью, для того чтобы диаметр полученного отверстия не оказался недопустимо большим и структура пустотелых кирпичей не разрушилась.
    2. Сверление вращением с большим числом легких ударов используется для полнотелого строительного материала с плотной структурой.
    3. Перфорирование (сверление вращением с меньшим количеством ударов большой силы) рекомендуется для полнотелого строительного материала с плотной структурой.
    4. Сверление алмазными сверлами или коронками используется для получения отверстий больших диаметров, а также любых отверстий в армированном бетоне.
    5. Сверление твердосплавными сверлами сокращает время работ при условии, что сверла остро заточены и имеют положительную режущую кромку, как у сверла по стали.

    При монтаже необходимо обратить внимание на следующие аспекты:
    1. Краевое и осевое расстояния, а также толщина и ширина должны соответствовать нормативным требованиям для обеспечения заявленной несущей способности креплений во избежание раскалывания, отслаивания, растрескивания строительного материала.
    2. Глубина просверленного отверстия, за некоторым исключением, должна быть больше, чем глубина анкерного крепления. Таким образом, остается место для оставшейся в отверстии буровой муки и для выходящего за пределы дюбеля шурупа.
    3. Очистка просверленного отверстия от буровой муки путем продувки обязательна, так как она оказывает негативное воздействие на состояние крепления в отверстии.

Виды монтажа

Существуют 3 вида монтажа:
    1. При монтаже с предварительной системой крепления анкер (дюбель) монтируется заподлицо с поверхностью строительного материала. Просверленное отверстие в анкерной основе больше, чем монтажное в присоединяемой детали. Отмечается расположение мест анкеровки в строительном материале в соответствии с расположением отверстий в прикрепленном изделии.
    2. Сквозной монтаж рекомендуется для серийных монтажных работ и для монтажа изделия с более чем двумя точками крепления. Отверстия в монтируемом изделии могут служить шаблоном для сверления отверстий в основе, так как диаметр отверстий в монтируемом изделии приблизительно такой же, как и в строительных материалах. При этом не только упрощается процесс монтажа, но и достигается высокая точность подгонки отверстия под детали крепления. Крепление вставляется в отверстие через монтируемое изделие и затем закрепляется. Для рамного и фасадного крепежа с шайбами крепление устанавливается через шайбу до края дюбеля.
    3. Дистанционный монтаж используется для закрепления монтируемых изделий в осевом направлении на определенном расстоянии от анкерной основы, с растягивающими и поперечными усилиями. Для этого обычно используются металлические анкеры с метрической внутренней резьбой, к которым могут крепиться болты или резьбовые шпильки стопорными гайками.
Пустотелый кирпич анкер    Полезная длина крепления обычно соответствует толщине крепежных приспособлений монтируемых изделий. При применении анкеров с внутренней резьбой и установке заподлицо она обычно определяется соответствующим выбором длины винта (шурупа). При сквозном монтаже при применении анкерных болтов максимальная полезная длина устанавливается дюбелем (анкером). Если основа анкерного крепления покрыта штукатуркой или изоляционным материалом, то для сквозного монтажа необходимо выбирать шуруп или крепеж с такой полезной длиной, которая была бы равна как минимум сумме значений толщины штукатурки и толщины монтируемой детали.
    Полезная глубина анкеровки при использовании полимерных и стальных дюбелей равна расстоянию между наружным краем несущей основы до конца распорной части дюбеля (анкера), а при использовании химических анкеров – до конца винта.

 

Нагрузки и усилия при монтаже изделия.

    Нагрузки и усилия, появляющиеся при монтаже изделия, характеризуются величиной, направлением и точкой приложения.
   
    Для того чтобы правильно выбрать крепление, необходимо учитывать следующие параметры:
    1. предельные нагрузки, т. е. нагрузки, которые приводят к разрушению анкерной основы;
    2. характерные разрушающие усилия (5% фрактиля, т. е. в 95% всех случаев испытаний достигаются или превышаются эти разрушающие усилия);
    3. допускаемые нагрузки, т. е. рабочие нагрузки, которые уже имеют соответствующий коэффициент запаса прочности;
    4. рекомендуемые нагрузки или максимальные рабочие нагрузки, имеющие соответствующий коэффициент запаса прочности.

    Для того чтобы определить максимальную допускаемую нагрузку, необходимо разделить разрушающее усилие на коэффициент запаса прочности.

Рекомендуются следующие коэффициенты запаса прочности по предельной нагрузке:

  • для стальных и химических анкеров – не менее 4;
  • для полимерного дюбеля – не менее 7.

Рекомендуются следующие коэффициенты запаса прочности по характерной разрушающей нагрузке:

  • для стальных и химических анкеров – не менее 3;
  • для полимерного дюбеля – не менее 5.
Классификация по принципу анкеровки

Для того чтобы безопасно распределить вышеуказанные виды нагрузки, в основании могут использоваться следующие механизмы закрепления:
    1. При анкеровке трением распорная часть дюбеля прижимается к стенкам отверстия и внешняя сила компенсируется силой трения;
    2. При анкеровке формой геометрия дюбеля принимает форму задней части просверленного отверстия или полости;
    3. При химической анкеровке искусственная смола или раствор соединяет поверхность анкера и анкерную основу.

 

Виды и причины разрушений анкерного крепления

Отрыв основы анкерного узла может возникнуть в случае:
    1. если растягивающее усилие или срезывающее слишком большое;
    2. если прочность основы анкерного крепления недостаточна;
    3. если глубина установки анкера недостаточна.

Растрескивание строительной детали происходит в случае:
    1. если размеры строительной детали слишком малы;
    2. если не выдержаны краевые и осевые расстояния;
    3. если слишком высокое распорное давление.
   
    Вырыв анкера из отверстия происходит по причине слишком высокой нагрузки и неправильного монтажа.
    Облом стального анкера происходит в случае, если прочность шурупа (болта) недостаточна для прилагаемой нагрузки.
   

    Трещины в бетоне могут возникнуть в любом месте по причине высоких нагрузок (собственный вес, транспорт, ветровая нагрузка, усадка или ползучесть в бетоне). При анкеровке в бетоне можно предположить, что трещины в зоне установки оказывают воздействие на его нагрузочную способность. Однако практически невозможно определить наличие трещин в бетоне. В случае если возможно их появление, рекомендуется использовать анкеры, пригодные для установки в зонах растяжения.