Допустимая нагрузка на анкер

Назначение анкера

Применяется для крепления тяжелых конструкций, либо если к точке крепления предъявляются повышенные эстетические требования. Крепление анкерами с шестигранной головкой используется в случае работ электрическим гайковертом, так как, в отличии от анкерного болта с гайкой, у анкера болтом не происходит смещения внутренней шпильки за пределы конструкции.

Особенности конструкции и принцип работы

Анкер состоит из шестигранного болта, распорной цанги, перемещаемой резьбовой частью болта внешней оболочки (гильзы). При вращении болта, распорная цанга перемещается вдоль продольной оси анкера вверх и расклинивает внешнюю оболочку. Анкерный болт изготовлен из оцинкованной (желтопассивированой) стали.

Монтаж анкерного болта

Предназначен для использования в бетоне, камне, полнотелом кирпиче. Допустимо также использование его в пустотелом кирпиче или пустотных блоках при монтаже легких конструкций. Недопустимо применение анкерного болта в известняке, пенобетоне и гипсолите.

При монтаже анкерного болта необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

Высверлить отверстии в соответствии с таблицей технических характеристик
Освободить просверленное отверстие от пыли
Вставить анкер, навесить на него деталь, загнать до упора молотком
Затянуть головку болта на 3-5 оборотов

Назначение анкера

Особенности конструкции и принцип работы

Монтаж анкерного болта

При монтаже анкерного болта необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

Высверлить отверстии в соответствии с таблицей технических характеристик
Освободить просверленное отверстие от пыли
Вставить анкер, навесить на него деталь, загнать до упора молотком
Затянуть головку болта на 3-5 оборотов

Анкерный болт является крепежным элементом, на который можно подвесить те или иные тяжелые предметы к стенам и потолку. Он обеспечивает надежность крепления. Однако какую именно нагрузку может выдержать анкерный болт, например М10, и как правильно его монтировать, предстоит выяснить подробнее.

Виды и технические характеристики анкерных болтов

Анкерные болты классифицируют на несколько групп, но основным критерием является принцип крепления:

Механические. Закрепляются в основании методом распорки. Сначала в стене или потолке перфоратором высверливают отверстие. В него вставляют анкер, а затем ввинчивают болт.
Химические. Представляет собой клеевой крепеж. Чтобы добиться прочного соединения с основанием, болты погружают в полимерный клеевой раствор, который предварительно помещают в подготовленное отверстие. Он затвердевает, эффективно скрепляя между собой болт с основанием. Прочность соединения достигается за счет адгезии – проникновения состава в поры основания. Для монтажа химического анкера требуется пистолет и клей, помещенный в баллон с узким коническим носиком. с помощью этих приспособлений клее выдавливают в отверстие. Есть разновидности химически анкера с клеевой капсулой, которая разбивается при вкручивании в отверстие болта.

Анкерный болт представляет собой стержень в виде цилиндра длиной 45-225 мм, с резьбой на одном конце. Анкер визуально напоминает втулку с распорным элементом по типу конической гайки. Производство метизов осуществляется из высококачественной легированной стали, в соответствии с требованиями ГОСТа.

Из главных технических характеристик, которые определяют эксплуатационные качества анкера следует особенно выделить вырывное усилие. Этот параметр указывает, какое усилие необходимо приложить к метизу, чтобы вытащить его из посадочного гнезда. Единицей измерения являются килоньютоны. ГОСТ требует, чтобы значение было больше 10,5 кН. Помимо вырывного усилия, учитывают также прочность на изгиб и скручивание. Величина изгибающего момента, оказывающего воздействие на болт, не должна быть больше 5-25 нм, а крутящего – более 10-40 нм. Чем меньше цифры, указанные в характеристиках, тем надежнее и жестче будет закреплен крепежный элемент.

Параметры монтажа анкерного болта

Если анкерные болты выбраны в качестве крепежного элемента, необходимо определиться с тем, какие именно метизы следует использовать. Это можно выяснить, обратившись к соответствующим нормативным документам, а именно ГОСТу. В нем указаны все технические характеристики. Помимо массы и размеров болта, в ГОСТе, например, указывают уровень предельной нагрузки на разрыв. Из следующей ниже таблицы можно узнать дополнительные параметры, включая минимальную толщину прикрепляемого объекта и диаметр бура, который нужно использовать для подготовки отверстия.

Типоразмер	Диаметр бура, мм	Диаметр резьбы, мм	Глубина резания, мм	Высота, м	Длина, мм	Минимальная толщина прикрепляемого объекта, мм
M5×6,5×18	6,5	M5	20	10	18	3
M5×6,5×25	6,5	M5	25	15	25	5
M5×6,5×36	6,5	M5	40	25	36	8
M5×6,5×56	6,5	M5	60	25	56	28
M5×6,5×75	6,5	M5	80	25	75	47
M6×8×25	8	M6	30	17	25	3
M6×8×40	8	M6	45	25	40	12
M6×8×65	8	M6	70	25	65	37
M6×8×85	8	M6	90	25	80	57
M6×8×100	8	M6	105	25	100	70
M6×8×120	8	M6	125	25	120	90
M8×10×40	10	M8	45	30	40	5
M8×10×50	10	M8	60	35	50	12
M8×10×60	10	M8	65	40	60	15
M8×10×77	10	M8	80	30	77	40
M8×10×97	10	M8	100	30	97	60
M8×10×125	10	M8	130	35	125	85
M8×10×130	10	M8	135	35	130	90
M8×10×150	10	M8	155	35	150	110
M10×12×60	12	M10	70	40	60	15
M10×12×75	12	M10	85	45	75	25
M10×12×99	12	M10	110	45	99	50
M10×12×129	12	M10	140	45	129	80
M10×12×150	12	M10	160	45	150	100
M10×12×180	12	M10	190	45	180	130
M10×12×200	12	M10	210	45	200	150
M12×16×65	16	M12	70	35	65	20
M12×16×111	16	M12	120	35	111	65
M12×16×147	16	M12	155	35	147	100
M12×16×180	16	M12	190	35	180	135
M12×16×220	16	M12	230	35	220	175
M12×16×300	16	M12	310	50	300	240
M12×16×360	16	M12	375	50	360	300
M16×20×75	20	M16	85	40	75	25
M16×20×107	20	M16	120	40	107	55
M16×20×151	20	M16	165	40	151	100
M16×20×200	20	M16	215	40	200	150
M16×20×250	20	M16	265	40	250	200
M16×20×300	20	M16	315	40	300	250
M16×20×360	20	M16	375	50	360	300
M20×24×300	24	M20	320	60	300	220
M20×24×360	24	M20	380	60	360	280

Основными критериями при подборе анкеров служат их размеры. При подборе болтов учитывают массу объекта, который будет удерживать анкер. Если вес предмета большой, то анкер должен быть более длинным и большим в диаметре. Не оставляют без внимания и толщину стены, иначе длинный болт пробьет стены или потолок и выйдет с другой стороны.

Анкерный болт максимального диаметра распорной втулки имеет наивысшую несущую способность, однако, их следует фиксировать только в прочных, надежных основаниях, поскольку параметры конструкции также определяют, выдержит ли она вес фиксируемого предмета.

Таблица допустимых нагрузок и веса

От размера анкерного болта напрямую зависят такие характеристики, как допустимые нагрузки, вес и разрывное воздействие. Ниже следует таблица, по которой можно определить эти параметры.

Диаметр анкерного болта, мм		М6	М8	М10	М12	М16	М20
Бетон М250 (В20) без трещин	Расчетное усилие на вырыв, кН	4,2	6	10,7	13,3	23,3	33,3
	Расчетное усилие на срез, кН	4	7,3	11,6	16,8	31,4	49
	Допустимая нагрузка, кг	428	612	1092	1357	2377	3398
Бетон М250 (В20) с трещинами	Расчетное усилие на вырыв, кН	2,2	3,3	6	8	16,7	20
	Расчетное усилие на срез, кН	4	7,3	11,6	16,8	31,4	49
	Допустимая нагрузка, кг	224	337	612	816	1704	2041

Расчеты при определении размера анкерного болта

Чтобы выяснить, какой анкерный болт необходим в конкретной ситуации, следует учесть все нагрузки, а они бывают статическими и динамическими. К статическим нагрузкам относится сила, с которой объект воздействует на анкер в зависимости от веса. К динамическим нагрузкам относятся импульсные и ударные нагрузки. Они определяются временем, точкой приложения и направления прикладываемой силы. Объект на стене будет зафиксирован прочно и надежно, если нагрузка, которая оказывается на него, будет не более 25% от вырывающей силы.

Понять, как проводятся расчеты, можно на примере.

К примеру, на кухне нужно подвесить шкафчик. Вес объекта, включая содержимое, например продукты и посуду, составляет 25 кг. Так как анкер должен выдерживать четырехкратную нагрузку, расчет будет выглядеть следующим образом:

Р = m (масса объекта, кг) × 4 (согласно правилу) × g (9,81 кН/кг) = 25 кг × 4 × 9,81 кН/кг = 0,981 кН

Значение действительно при условии, что основание, в которое вбивается анкер, не имеет повреждений. Если же бетонная стена имеет трещины или какие-либо другие дефекты, полученный результат необходимо умножить на коэффициент 0,6. Отсюда получаем, что в поврежденной стене анкер выдерживает нагрузку 0,59 кН.

Определение величины предварительной затяжки анкерных болтов

Анкеры затягивают в соответствии с величиной предварительной затяжки F. При динамических нагрузках на болт этот параметр принимается равным 1,1P, при статических – 0,75P. P – это расчетная нагрузка, действующая на крепеж, формула расчета которой была приведена в предыдущем разделе.

Если затяжка болта производится стандартным ручным инструментом при его монтаже в стальную колонну или подобные конструкции, то величину предварительной затяжки анкерных болтов рассчитывают с учетом предельного усилия, оказываемого на крепежный элемент. Чем производится монтаж анкеров, можно узнать в приложении 8 Пособия к СНиП 2.09.03-85.

Пошаговая схема установки анкерных болтов

Даже если при выборе анкерного болта учтены размеры и масса объекта, который будет установлен с помощью данного крепежного элемента, в случае неправильного монтажа он не выдержит оказываемой на него нагрузки. Чтобы анкер был закреплен надежно, при его установке необходимо соблюдать ряд правил.

Монтаж анкерного крепежа проводится пошагово следующим образом:

В основании, на которое будет устанавливаться объект, нужно просверлить отверстие такого диаметра, чтобы втулка анкера входила в него плотно. Чтобы не ошибиться с размерами отверстия, следует посмотреть в таблице, каков диаметр отверстия для конкретного анкера. Отверстие проделывают перфоратором или ручным инструментом типа бура.
Отверстие, которое высверлено в стене или потолке, необходимо очистить от кусков рассверленного основания, попавших внутрь, так как скопившаяся в глубине отверстия пыль не даст углубить анкер на всю длину. Сделать это можно с помощью спринцовки, пылесоса или миниатюрного ершика. При установке анкера в очищенное отверстие повышается надежность монтажа.
После того как отверстие тщательно освобождено от мусора, устанавливают анкерный болт. Отдельные специалисты рекомендуют монтировать анкер с уже зафиксированным на нем объектом, однако, выполнять работу таким образом неудобно. Есть еще один вариант, который позволяет выполнить эту процедуру с должным результатом. Установив анкер на нем затягивают гайку до тех пор, пока распорная втулка, разжимаясь не зафиксирует крепеж. После установки болта и проверки надежности его фиксации с него скручивают гайку и на свободный резьбовой конец подвешивают предмет. Затем его фиксируют гайкой с шайбой и еще раз проверяют качество монтажа.

Склоняясь к выбору в качестве крепежных элементов анкерных болтов, следует учитывать, что анкера различаются друг от друга как по типу фиксации, так и по размерам, предельной нагрузке, классу прочности, функциональным особенностям. Чтобы выбрать крепеж правильно, необходимо ориентироваться на задачу, для решения которой крепеж предназначен, а также учитывать особенности материала основания, так как от этого в не меньшей степени завит прочность крепления.