Элементы анкера

Клиновой анкер состоит из следующих элементов:

• Шпилька (стержень) — с резьбой на одном конце и коническим хвостовиком (клином) на другом. Изготавливается из углеродистой стали с цинковым покрытием, горячим цинкованием или из нержавеющей стали А2/А4;
• Распорная втулка (цанга) — цилиндрическая втулка с продольными прорезями, образующими 2–4 лепестка. При натяжении шпильки втулка надвигается на конус и разжимается;
• Гайка и шайба — стандартные шестигранные, обеспечивают затяжку и передачу нагрузки на прикрепляемую деталь.

Типоразмеры и материалы

Пошаговая инструкция

1. Разметка — определение мест установки анкеров с соблюдением краевых и межосевых расстояний;
2. Сверление — бурение отверстия диаметром, равным диаметру анкера, на глубину не менее h_ef + 5 мм (запас для буровой муки). Используется перфоратор с ударно-вращательным режимом, бур с твердосплавной пластиной;
3. Очистка отверстия — продувка сжатым воздухом (2 раза), очистка ёршиком (2 раза), повторная продувка (2 раза). Для горизонтальных и потолочных отверстий очистка обязательна;
4. Установка анкера — анкер вставляется в отверстие через прикрепляемую деталь. Лёгкими ударами молотка анкер забивается до упора гайки в деталь;
5. Затяжка — динамометрическим ключом гайка затягивается до требуемого момента. При затяжке шпилька вытягивается, конус входит во втулку и разжимает её;
6. Контроль — визуальная проверка: гайка должна быть затянута, шайба плотно прилегать к детали, резьба должна выступать над гайкой на 1–2 витка.

Моменты затяжки

Виды разрушения

Согласно ETAG 001, Annex C, расчёт клинового анкера выполняется по следующим предельным состояниям:

1. Разрушение стали анкера (растяжение, срез);
2. Вырыв бетонного конуса (concrete cone failure);
3. Выкалывание края бетона (splitting failure);
4. Вырыв анкера из бетона (pull-out failure).

Сопротивление стали анкера растяжению

N_Rd,s = A_s · f_uk / γ_Ms

где A_s — площадь сечения анкера по резьбе; f_uk — нормативный предел прочности стали; γ_Ms = 1,2 · f_uk/f_yk ≥ 1,4.

Для анкера M12 (A_s = 84,3 мм²) из стали класса 5.8 (f_uk = 500 МПа):

N_Rd,s = 84,3 · 500 / 1,5 = 28 100 Н = 28,1 кН.

Сопротивление вырыву бетонного конуса

N_Rd,c = N⁰_Rk,c · (A_c,N/A⁰_c,N) · ψ_s,N · ψ_re,N · ψ_ec,N / γ_Mc

где N⁰_Rk,c = k₁ · √f_ck,cube · h_ef^1,5 — нормативное сопротивление одиночного анкера;

k₁ = 7,2 (для анкеров в бетоне с трещинами) или 10,1 (без трещин);

h_ef — эффективная глубина анкеровки, мм;

A_c,N/A⁰_c,N — отношение фактической и базовой площади бетонного конуса;

ψ_s,N, ψ_re,N, ψ_ec,N — коэффициенты, учитывающие краевые расстояния, армирование и эксцентриситет.

Пример расчёта

Клиновой анкер M12, h_ef = 70 мм, бетон C20/25 (f_ck,cube = 25 МПа), одиночный анкер вдали от края, бетон без трещин.

N⁰_Rk,c = 10,1 · √25 · 70^1,5 = 10,1 · 5 · 585,7 = 29 580 Н.

Для одиночного анкера A_c,N/A⁰_c,N = 1,0; ψ_s,N = 1,0; ψ_re,N = 1,0; ψ_ec,N = 1,0.

N_Rd,c = 29 580 / 1,5 = 19 720 Н ≈ 19,7 кН.

Лимитирующий фактор — вырыв бетонного конуса (19,7 кН < 28,1 кН).