1.1. Конструкції анкерних болтів

Анкерні болти для кріплення будівельних конструкцій і технологічного обладнання за призначенням поділяються на конструктивні й розрахункові (силові) [1,2,3,10,11,16,17,46,47, 51,55,70,80]. Конструктивні служать для фіксації устаткування на фундаментах і для запобігання випадковим зсувам. їх перед­бачають для устаткування, стійкість якого проти перекидання, зсуву, чи скручування забезпечується власною вагою. Розрахун­кові болти сприймають навантаження, що виникають при роботі технологічного устаткування.

В Україні і за кордоном застосовують анкерні болти найрізноманітніших конструкцій. Вони відрізняються один від одного способами установки у фундаментах чи в інших бетон­них і залізобетонних конструкціях, типом анкеруючих пристроїв і способами передачі навантажень на масив фундаменту чи бу­дівельні конструкції (залізобетонні балки, перекриття і т.п.).

Анкерні болти залежно від способу установки підрозді­ляють на встановлювані в масив фундаменту: до його бетону­вання (глухі (рис. 1.1) чи з ізолюючою трубою (рис. 1.2)); після бетонування у просвердлені свердловини чи в колодязі (шанці) (рис. 1.3) готових фундаментів.

Глухі анкерні болти [10,11,16,17,51,55,61,75,76,80,81], що встановлюються безпосередньо в масив фундаменту, до його бетонування, можуть виконуватися з відгинами, з анкерними плитами, складеними з анкерними плитами та ін. (рис. 1.1). Бол­ти з відгинами, найбільш прості у виготовленні, застосовують, якщо висота фундаментів не залежить від глибини закладення болтів у бетон; болти з анкерними плитами, що мають меншу глибину закладення в бетон у порівнянні з болтами з відгинами, застосовують, якщо висота фундаменту визначається глибиною закладення болтів у бетон.


Зазначені конструкції болтів, наведені на рис.1.1,а,б,е, рекомендується застосовувати діаметром ds = 10-48 мм; на рис. 1.1,д - ds = 48-56 мм, глибиною закладення їанк = (25 -т- 30 )d/; на рис.1.1,в,г - для ds= 56-140 мм з глибиною закладення їанк = 15ds..

Друга група болтів [8,9,13,14,51,55,61,74,75,78], устано­влюваних до бетонування фундаментів, подана на рис. 1.2.

Конструкції болтів, зображені на рис. 1.2,а,б, рекомен­дуються для застосування з діаметром анкерів ds = 56-125 мм при їанк = 30ds; рис. 1.2,в - ds = 24-66 мм при їанк = 15ds.; рис. 1.2,г - ds = 36-80 мм при їанк = 20ds.

Болти складені з анкерними плитами (рис. 1.2,в) викори­стовують при установці устаткування методом повороту чи на-суву. У цих випадках муфту і нижню шпильку з анкерною пли­тою встановлюють у масив фундаменту під час бетонування, а верхню ввертають у муфту на всю довжину різьблення після установки устаткування через отвори в опорних частинах.

Болти знімні, встановлювані в масив фундаменту з ізо­люючою трубою (рис. 1.2,а,б,в,г), можуть виконуватися без еле­ментів, що амортизують, і з елементами, що амортизують, - та­рілчастими пружинами.

Болти без елементів, що амортизують, складаються із шпильки й анкерної арматури (труби і плити). Анкерну армату­ру закладають у фундамент під час бетонування фундаменту, а шпильку встановлюють вільно в трубі після влаштування фун­даменту. Болти з елементами, що амортизують, складаються із шпильки, анкерної арматури і тарілчастих пружин, розташова­них у нижній частині болта.


Знімні фундаментні болти без амортизуючих і з аморти-зуючими елементами застосовують для кріплення важкого про­катного, ковальсько-пресового та іншого устаткування, що ви­кликає великі динамічні навантаження, а також у випадках, коли в процесі експлуатації устаткування можлива заміна болтів. Фу­ндаментні болти з елементами, що амортизують, забезпечують міцність з'єднання при менших глибинах закладень болтів у бе­тон у порівнянні з болтами без амортизуючих елементів за ра­хунок пружних деформацій тарілчастих пружин. При цьому не­обхідно передбачити можливість доступу до нижньої частини болтів.

Знімні болти цієї групи, як указувалося вище, встанов­люють у масиві готового фундаменту за допомогою спеціальних конструктивних елементів [16,17,46,47,51,74,81]. Останні закла­дають у бетон при зведенні фундаментів. Знімні болти встанов­люють без наступного заливання цементним розчином. Їх мож­ на встановлювати в трубчастій обоймі (рис. 1.2,а і 1.2,б) за до­помогою сполучної муфти (рис. 1.2,в), з елементами, що амор­тизують, (рис. 1.2,г). Знімні болти цієї групи можна витягувати з кріпильного вузла шляхом відділення анкера від заставної час­тини. Однак заставні частини встановлюють в масиві фундамен­ту до його бетонування. Це є істотним недоліком, оскільки установка зазначених конструктивних елементів чи заставних частин вимагає використання складних кондукторних та інших подібних пристроїв для їхнього утримання в проектному поло­женні. Ці пристрої безповоротно витрачаються при бетонуванні фундаментів. До того ж близько 16% заставних частин у процесі бетонування збиваються від проектного положення. Це викли­кає необхідність проведення додаткових ремонтних робіт і, як наслідок цього, подорожчання такого типу кріплення.


Болти, встановлювані в шанцевих колодязях, допуска­ється застосовувати тільки в тих випадках, коли з якихось при­чин вони не можуть бути встановлені в просвердлені свердло­вини. На рис. 1.3 наведені конструкції глухих болтів, встанов­люваних у шанцевих колодязях, що утворюються у фундамен­тах в момент їхнього зведення. Анкерні болти такої конструкції рекомендується застосовувати діаметром ds = 10 - 48 мм із гли­биною закладення Іанк = 25 - 35 ds.

Недоліком болтів цієї групи є: висока трудомісткість влаштування шанцевих колодязів, необхідність установки бол­тів до монтажу устаткування, великі неточності установки, що

призводить до додаткових витрат на виправлення, а також знач­ний проміжок часу (4 - 28 доби) від установки до затягування болтів і прикладання до них навантажень.

Анкерні болти [4-6,10,16,17,24,47,48,52,59,60,75-78,80­82,84,98-105,108,124-126], встановлювані в готові фундаменти з просвердленими свердловинами, підрозділяються на прямі, що закріплюються за допомогою різних клеїв, конічні, що закріп­люються за допомогою цементного закарбування, розпірних цанг і розпірних втулок, і складені з розпірним конусом. Болти з розпірними цангами і розпірними втулками дозволяють вводити кріплення в експлуатацію одразу після установки болтів у свер­дловини. Болти складені з розпірним конусом застосовують тільки для конструктивного закріплення устаткування.

Анкерні болти цієї групи не вимагають застосування спеціальних кондукторних чи інших підтримуючих пристроїв для утворення шанців і утримання заставних елементів у проек­тному положенні. Це помітно знижує вартість і трудомісткість анкероустановочних робіт.

Кріплення знімних болтів засновано на заклинюванні болта за допомогою спеціального пристрою в свердловині, про­буреної чи просвердленої в бетоні. Вони одержали назву само-заанкеровочних і знайшли широке поширення як у нас, так і за кордоном. Існує багато конструкцій самозаанкеровочних болтів. До них відносяться "ролболт", "дуплексанкер", дюбелі типу ТЕП, ВНДІмонтажспецбуда, НДІЖБ і т.п.

Застосування вказаних вище кріплень дозволяє зменши­ти глибину закладення болта в порівнянні з болтами першої групи. Так, глибина закладення "ролболтов" (рис. 1.4) складає до 10 діаметрів. За кордоном анкерні болти розклинюючого ти­пу, наприклад "ролболти", використовують дуже широко [3, 105,123]. У той же час їхня робота ще не зовсім зрозуміла, тому що невідома площа контакту між сегментом і бетоном. У зв'язку з цим у бетоні можуть виникати значні контактні напруження, що викликають його руйнування. "Ролболти" призначені для кріплення верстатів та іншого устаткування. Вони вставляються в заздалегідь підготовлену свердловину у фундаменті. Принцип роботи "ролболтів" виражається в заклинюванні розсувних сег­ментів при висмикуванні болтів. Діаметр фундаментних болтів такого типу складає від 5 до 25 мм. Ці болти встановлюють у фундаментах та інших будівельних конструкціях, виготовлених

з бетону марки не нижче 100. Їх використовують в основному для кріплення устаткування, що не сприймає динамічних наван­тажень.


У будові розклинюючого болта типу "дуплексанкер" (рис. 1.5) є розширювальний конус і розсувні щоки [3,105]. При обертанні болта конус переміщується вгору, губки-сегменти ро­зсовуються і відбувається заклинювання анкерного пристрою в свердловині. Болти такого типу складні у виготовленні, тому їх виготовляють зі стержнем діаметром до 20 мм, що обмежує їхнє застосування.

У Німеччині [3,105,127-130] запропонована подібна конструкція анкерного болта (рис. 1.6), яка відрізняється тим, що при затягуванні болта конуси входять у розтискний елемент з торців.

Англійський варіант болтового кріплення [105,108,131] також заснований на роботі клина (рис. 1.7). Клиновий анкер за­безпечує надійну роботу, оскільки тиск на стінки свердловини передається всією поверхнею щитків і в одній площині. Це до­зволяє встановлювати болти на невеликому видаленні від обріза фундаменту.


За кордоном також широко застосовують анкерні дюбе­лі, встановлювані в отвори, що просвердлюються [105,108,129, 133,135-137,139,143]. Вони розширюються біля дна отвору за рахунок розклинення насаджуваною конічною пробкою (рис. 1.8). Деякі типи дюбелів ("дріланкер", рис. 1.8) самі свердлять отвори. Для цього служать зубці на порожній частині дюбеля. Дюбель виготовляють з високоякісної сталі і піддають термооб­робці. До його недоліків відносяться висока вартість виготов­лення, труднощі з установкою в залізобетоні та обмежений діа­метр (до 16 мм).

Крім описаних вище типів самозаанкеровочних болтів, одержали також поширення ущільнюючі анкери (рис. 1.9) [3, 105] діаметром до 32 мм і глибиною закладення 10 діаметрів бо­лта. Їх рекомендується встановлювати в місцях з підвищеним змістом вологи. Ущільнювальні анкерні болти складаються із


загартованих сталевих сегментів і циліндричної та свинцевої го­лівки, що сприяє розвальцьовуванню сталевих сегментів і врі­занню їх у стінки свердловини. Для збільшення надійності кріп­лення на болт надягають кілька ущільнюючих сегментів.

Створені й широко використовуються розклинюючі бол­ти типів ТЕП, ВДНІМонтажспецбуду, НДІЗБ.

Розклинюючі болти типу ТЕП розроблені Інститутом «Теплопроект» [105,108]. У його конструкцію (рис. 1.10) вхо­дять стержень з конічною голівкою і заклинююча трубка з про­різами на кінці. При установці спочатку злегка забивається роз­клинююча трубка, а потім нагвинчується гайка. У результаті входження конічної голівки болта в трубку кінець його розсову­ється і пристрій заклинюється в бетоні. Болти типу ТЕП засто­совують не тільки для кріплення обладнання до фундаментів, але і для кріплення стінових панелей, опор трубопроводів, мета­левих площадок і т.п. до збірного залізобетону.


Розклинюючі анкери ВНДІмонтажспецбуду [1,2,3, 105,108] розроблені декількох типів (рис. 1.11). Наведені на рис. 1.11,а,б анкери складаються з конічної шпильки і розширюваль­ної трубки з прорізами, а на рис. 1.11,в - замість трубки з прорі­зами застосовані розрізні кільця. Інші типи анкерів (рис. 1.11,г,д) являють собою дюбелі. У них анкер, що має циліндри­чну трубку, насаджується на конусну пробку.


Відзначимо, що розклинюючі анкери типів ТЗП і ВНДІ­монтажспецбуду мають незначну площу контакту з бетоном у свердловині, що може призвести до зминання бетону в місцях контакту.

Створені в НДІЗБ [16,17,47,80,84,105,108] самоанкерую-чі конічні болти відрізняються від вищенаведених тим, що цанги їх усією зовнішньою поверхнею прилягають до бетону. Це за­безпечує високу надійність роботи болтів. Самоанкеровочний болт НДІЖБа (рис.1.12) складається зі стержня з конічною ниж­ньою частиною і цанг, стягнутих пружним кільцем. Конічні час­тини стержня і внутрішньої поверхні цанг мають однаковий кут нахилу, рівний 5-70. При затягуванні болта конічна частина сте­


ржня, переміщаючись, розсовує цанги, в результаті чого відбу­вається заклинювання болта в свердловині. Ці болти менш ме-талоємкі і прості у виготовленні, ніж болти, конструкції яких наведені раніше.

Знімні самоанкеруючі болти всіх типів можна експлуа­тувати відразу після установки і затягування. Крім того, їх мож­на витягувати з конструкції і повторно використовувати. До цих болтів не відносяться дюбелі.

Основними недоліками всіх знімних самоанкеровочних болтів є висока трудомісткість, складність і дорожнеча виготов­лення. Крім того, для установки таких болтів необхідно бурити чи свердлити свердловини високої точності. Припустимі відхи­лення по діаметру болта складають 0,5 - 2 мм.

Цих недоліків позбавлені глухі болти (рис. 1.13), встано­влювані в пробурені чи просвердлені в конструкціях свердлови­ни і закріплені синтетичними клеями, твердими цементно-піщаними сумішами і цементними розчинами.

До цих болтів відносяться самоанкеруючі конічні болти НДІЖБа із закарбуванням цементним розчином (рис. 1.13,а). Глибина їхнього закладання складає 10 діаметрів болта. Засто­совувати їх рекомендується з діаметром різьблення від М12 до

М42.


На рис. 1.13,б наведені глухі болти, що закладаються в бетон на клеях (силоксанових, епоксидних й акрилових) і жорс­тких цементно-піщаних сумішах. Глибина їхнього закладення коливається від 8 до 10 діаметрів болта [4,5,6,23,47,52,55,65, 66,67,73,77-82,96,100,102,103,108,111-118,124,137,141,143]. ДСТ 24379.0 і СНиП 2.09.03 рекомендують застосовувати анкерні болти з діаметром різьблення від М12 до М42. Але значна кіль­кість експериментів [53,54,65-68,92-95,116,119,145] показала, що болти на акрилових клеях можна також застосовувати до ді­аметра різьблення М56.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я