Расчет расстояния от края фундамента до анкерного болта

Почему виброопора — плохой вариант

Фундамент станков представляет из себя, как правило, 1-2 и более метров бетона, в котором закрепляются анкерные болты. Станок выставляется по уровню, а затем жёстко прикручивается к фундаменту. При этом момент затяжки каждой опоры влияет на общую геометрию станка. Поэтому установка станка требует очень высокой квалификации специалиста — пусконаладчика, который понимает как ведёт себя станок при затяжке или ослаблении той или иной точки крепления. При правильной установке станок получает идеальную геометрию, и жесткость фундамента увеличивает жесткость станка. В результате повышается точность обработки и минимизируется износ направляющих станка. В случае использования виброопор станина станка «гуляет» под нагрузкой, что негативно сказывается как на качестве изготовленной детали, так и на ресурсе самого станка.

Правила выполнения монтажа

Поверхность рабочей части анкера очищается перед установкой механическим способом, убирается ржавчина, пыль, смазка. Жир удаляется обжигом с дальнейшей протиркой спиртом или ацетоном. Работают вибраторы адресного действия с напряжением 36 В.

В скважину болты помещаются после замешивания заделочного раствора и подготовки отверстия. Крепеж ставится в скважину, между стенкой отверстия и метизом подается немного смеси. Надевается на стержень вибрационный уплотнитель, в дозаторный отсек закладывается раствор. В процессе монтажа виброуплотнитель поворачивается на 20 – 30°.

Назначение анкерных болтов

Анкерный болт — фундаментный крепеж, предназначенный для крепления к железобетонным основаниям несущих элементов зданий и других строительных конструкций, в том числе и металлических.

Представляет собой металлический прут, имеющий на одном конце нарезанную резьбу, а на другом крае предусмотрен специальный узел (который может иметь различную конструкцию), обеспечивающий фиксацию в толщине бетона.

Виды анкерных болтов

В связи с тем, что данные крепежные элементы должны отвечать достаточно жестким требованиям, предпочтение стоит отдавать изделиям, изготовленным в соответствии с ГОСТ 24279.1-80 или 24379.1 2012. Различают следующие виды фундаментных болтов:

Изогнутые — нижняя часть такого анкера изгибается в форме крюка, при этом его конфигурация может отличаться. В зависимости от типа исполнения монтируется в железобетонные основания до заливки или в специальные колодцы (проемы) с последующим заполнением бетонной смесью.

С наличием анкерной плиты — в нижней части имеют специальную металлическую пластину (крепится при помощи сварки или резьбового соединения и гаек). Устанавливается до осуществления заливки.

Составные — изготовлены из двух частей, которые соединяются между собой при помощи муфты. Нижняя часть анкера крепится до заливки опалубки бетоном, верхняя вкручивается в муфту после застывания смеси.

Съемные — имеют схожую конструкцию, нижняя обойма монтируется до начала выполнения работ, шпилька с резьбой вкручивается после бетонирования.

Прямые — такой фундаментный анкерный болт монтируется в готовые бетонные основания. Для этого в конструкции выбуривают отверстие необходимого диаметра, крепление анкера выполняется при помощи силоксанового или эпоксидного клея, в некоторых случаях применяется виброчеканка стандартной цементно-песчаной смесью.

С коническим концом — достаточно распространенный тип анкерного крепежа. Устанавливается в готовые фундаменты, достаточно часто (при небольшом диаметре) используется для крепления различных навесных устройств (в том числе и мебель, бойлеры). Фиксация в толще бетона осуществляется за счет разжимной цанги, которая при закручивании шпильки расклинивается и не дает смещаться крепежу. В продажи можно найти и обычные конические анкера (с расширением в нижней части), они крепятся при помощи раствора или клея, как и прямые модификации элемента.

Ассортимент анкерных болтов

При выборе определенной конструкции необходимо выполнить расчет анкерных болтов для фундаментов, только на его основании можно выбрать диаметр, длину, тип крепежа.

Промышленность предлагает болты со следующими параметрами:

  • Диаметр шпильки может варьироваться от 12 до 140 мм.
  • Длина изделия достигает 5 метров.
  • Для изготовления применяют различные марки стали 09Г2С, 30ХГСА, 14Х17Н2, 20Х13 и многие другие.
  • Класс прочности может составлять от 4 до 12,9.

Кроме того, по желанию заказчика анкерные фундаментные болты могут подвергаться дополнительной обработке:

  • Термообработка.
  • Цинкование (термодиффузионное покрытие).

Расчет анкерных болтов

Расчет анкерных болтов производят на нагрузки статические и динамические. Величина, направление и характер действующих нагрузок от оборудования на болты должны быть указаны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.

Мака сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65°С включительно, должна назначаться в соответствии с указаниями табл. 1.

Примечание. Болты допускается изготовлять из других марок сталей, механические свойства которых не ниже свойств сталей марок, указанных в табл. 1.

Конструктивные болты во всех случаях допускается изготовлять из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 380.

Расчетные сопротивления металла болтов растяжению Rва следует принимать по табл. 2

Все болты должны быть затянуты на величину предварительной затяжки F, которая для статических нагрузок должна приниматься равной: f = 0,75 Р, для динамических нагрузок F = 1,1р, где Р — расчетная нагрузка, действующая на болт.

Для строительных конструкций (стальных колонн зданий и т.п.) затяжку болтов допускается осуществлять стандартными ручными инструментами с предельным усилием (до упора) на болт.

Площадь поперечного сечения болтов (по резьбе) должна определяться из условия прочности по формуле:

где ко = 1,35 — для динамических нагрузок; ко = 1,05 — для статических нагрузок.

Для съемных болтов с анкерными плитами, устанавливаемых свободно в трубе, коэффициент ко для динамических нагрузок принимается равным 1,15.

При действии динамических нагрузок сечение болтов, вычисленное по формуле (1), следует проверить на выносливость по формуле:

где х — коэффициент нагрузки, принимаемый по табл. 3, зависящий от конструкции болта; m — коэффициент, учитывающий масштабный фактор, принимаемый по табл. 4, в зависимости от диаметра болта; a — коэффициент, учитывающий число циклов нагружения, принимаемый по табл. 5.

Таблица 4

Таблица 5

При расчете креплений строительных конструкций усилие предварительной затяжки и площадь сечения болтов следует определять как для статических нагрузок, если в проекте нет специальных указаний.

Расчет анкерных болтов при групповой установке

При групповой установке болтов для крепления оборудования (рис.1) величина расчетной нагрузки Р, приходящаяся на один болт, должна определяться для наиболее нагруженного болта по формуле:

где N — расчетная нормальная сила; М — расчетный изгибающий момент; n — общее количество болтов; y1 — расстояние от оси поворота до наиболее удаленного болта в растянутой зоне стыка; yi — расстояние от оси поворота до i-го болта, при этом учитываются как растянутые, так и сжатые болты.

Рис. 1. Расчетная схема определения усилий при групповой установке болтов для крепления технологического оборудования

Ось поворота, допускается принимать проходящей через центр тяжести опорной поверхности оборудования.

Классификация анкерных болтов

В зависимости от условий эксплуатации, различают конструктивные и расчетные болты. Конструктивные в основном применяются для крепления достаточного массивного оборудования и строительных конструкций для обеспечения устойчивости давлением собственного веса. Они обеспечивают фиксацию уже готовых изделий. Расчетные же болты берут на себя нагрузки, возникающие во время эксплуатации конструкции или оборудования.

За способом установки бывают болты с установкой до заливки фундамента и такие, которые устанавливаются в просверленные отверстия в готовом фундаменте или другом элементе конструкции.

В зависимости от конструкции, выделяют изогнутые болты, болты с анкерной плиткой, составные анкерные болты, съемные, прямые и болты с коническим концом. Изогнутые болты, как правило, применяются тогда, когда нет зависимости между высотой фундамента и глубиной заделки болтов. Они устанавливаются до бетонирования или монтируются в уже готовое основание. Несколько меньшей глубиной установки обладают болты с анкерной плиткой, они используются, когда от этой глубины зависит высота фундамента. Данный элемент служит исключительно для поддержания прочности конструкции, в основном ставится до бетонирования. Для установки методом поворота или надвижки нужны составные болты с анкерной плиткой. Муфту и нижнюю часть данного элемента (шпилька с плиткой) закладывают в основание на стадии бетонирования, а в муфту на всю длину резьбы ввертывается верхняя шпилька. Такой болт фиксирует оборудование и крепится до бетонирования. Для крепления тяжелого оборудования с большими динамическими нагрузками (электротехника, прокатное оборудование) лучше всего подойдут съемные болты. При их установке в фундамент нужно заложить лишь анкерную арматуру, а шпилька уже устанавливается после заливки фундамента в трубу. Для изготовления данного элемента применяют высокопрочную сталь, которая устойчива к разрывам.

Для крепления конструкции с большим уровнем асимметрии рекомендуется выбирать прямые болты на клею (эпоксидном или силоксановом), а также болты, виброзачеканенные цементно-песчаной смесью. Такие болты выдерживают большие нагрузки, их ставят в скважину, просверленную в готовом фундаменте. Распорные болты предназначены в основном для крепления конструкций и оборудования, испытывающие вибрационные и статические нагрузки. Их можно прикрепить с помощью дюбелей или разжимной тяги. Чаще всего данный материал применяется для сантехники, вентиляционных устройств, отделки и облицовки. И, наконец, болты с коническим концом используются для крепления конструкций, которые не выдерживают сильные удары или динамические нагрузки. Их можно прикрепить с помощью цементно-песчаной смеси методом вибропогружения. Данный материал устойчив к коррозии, а также прекрасно держит механическую нагрузку.

//

Следует знать, что анкер удерживается в фундаменте за счет трех основных рабочих принципов. Прежде всего, это трение, то есть нагрузки, которые воспринимаются анкерным болтом, передаются на материал основания посредством трения тела анкера о материал основания. Для этого нужно наличие распирающей силы, которая может создаваться за счет распора металлической цанги или пластикового дюбеля. Следующий принцип, это упор — нагрузки, которые воспринимаются анкером, компенсируются внутренними силами сопротивления материала излому, возникающими на глубине анкеровки. Также следует отметить такой принцип, как склеивание, то есть нагрузки компенсируются внутренними касательными напряжениями в области контакта тела анкера и материала монолита. Данный принцип работы характерен для клеевых анкеров, а также закладных деталей без упорных приспособлений и уширения. Большинство анкерных болтов удерживаются в материале основания посредством комбинации описанных выше принципов. Анкерное крепление, как правило, разрушается в самом слабом его месте. Различают такие виды разрушений, как вырыв, излом или пластический изгиб анкера, коррозия, плавление или выгорание анкерного болта.

Характеристики соединительных изделий

Некоторые разновидности анкеров отличаются особенностями, не характерными для данного класса изделий. К примеру, забивные анкера используются во многих типах конструкций. Однако главной их чертой является забивная технология монтажа. Фиксация такого метиза происходит по принципу размещения втулки в отверстии и дальнейшего вбивания ее с помощью молотка. Затем вкручивают болт, который выполняет роль распорного элемента. В результате образуется надежное крепление.

Изделия, используемые в болтовых соединениях, изготавливаются из высококачественных материалов. Основным критерием надежной установки является соблюдение минимального расстояния между болтами. Расчет выполняют в определенном порядке, сверяясь с техническими характеристиками и возможностями болтов.

Источник

Условия и рекомендации по установке

Фундаментный метиз держится за счет:

Трение создаёт нагрузка, которая действует на крепёж. Фундамент склеивается с болтом клеем или раствором от этого компенсируется сила воздействия, происходит её равномерное распределение. Приобретение необходимых элементов выполняется после определения расчетом диаметров, длин и требуемого количества для надежного скрепления. Детали небольшие по длине понадобятся на участках, не подвергающихся ударам и вибрациям. Увеличение массы воздействия на место соединения требуют болты по диаметрам 6 см., а при действующих динамических сил, параметры увеличивают.

Типаж элементов зависит от климата региона. В Северных районах с низкой температурой используют для производства низколегированную сталь.

Точный и правильный монтаж строители выполняют по предварительно составленной подробной схеме. Предусматривают распределение крепежных деталей с расстоянием между соседними элементами и их погружением в глубину. Чтобы фундаментное основание не деформировалось, установку проводят, отступая от его края. По нормативам расположение болтов не должно быть меньше величины погружения.

Надежной установкой считается процедура монтажа в момент оформления фундамента, бетон крепко держит метиз, который соединяет конструкцию. Укладывают в незастывший раствор болты вертикально с одинаковой глубиной. После застывания бетона их перевязывают друг с другом с помощью металлических планок. Погружение должно соответствовать фундаментной толщине, опускают изделие, не превышая половину значения этого параметра.

Производство выполняют и в готовом фундаментном блоке. Для установки сверлят отверстия с диаметрами, превышающими размер болта. Мастер знает распределение арматуры в основании и при выполнении процедуры обходит эти участки, чтобы не разрушить конструкцию. После завершения процесса, углубления заливают бетонной смесью или клеящим средством.

Клей строители считают более надежным способом для сцепления. Затем устанавливают вертикально крепежную деталь.

Подобные монтажные работы используют, когда их производство необходимо, но не планировалось. Для этой цели понадобятся метизы с коническими концами с утолщением на стержне. Во время затяжки детали происходит расширение цанги с надежным сцеплением. Крепление применимо при легких объектах, не создающих вибрационных процессов во время работы.

Правильно подобранные фундаментные болты позволяют безаварийно работать целым предприятиям. Исключить внештатные ситуации помогут грамотные расчетные операции в данной области. Справочники, нормативная документация всегда укажут верное направление, в них совмещена работа исследовательских групп, основанная на примерах из практики аварийных ситуаций.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Расчет фундаментных болтов, характерные особенности использования Расчет фундаментных болтов, указания по необходимым параметрам, проектным данным, представлены в строительных нормах и правилах. В руководстве к ним имеются

Как выполняется монтаж

Прежде всего, следует обратить внимание на то, что длина фундаментного болта (и, соответственно, глубина его заделки в материал) не должна превышать высоты самой фундаментной конструкции. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться с тем, что анкерная часть крепежного изделия, которая и обеспечивает надежность его фиксации, будет находиться не в прочном материале фундамента, а в рыхлой и мягкой почве

Глубина заделки болтов (нажмите для увеличения)

Расчет фундаментных болтов с целью определения их удерживающей способности – еще одна важная процедура, которую необходимо выполнить перед их установкой. Что характерно, в нормативном документе (24379.1-80) нет информации о таком параметре, как величина удерживающей способности фундаментных болтов, поэтому рассчитывать ее надо самостоятельно.

Устанавливаемые до бетонирования болты временно прикрепляют к опалубке

в фундамент – это несложная процедура, выполнить которую можно своими силами, не привлекая для этих целей квалифицированных специалистов. Чтобы итогом такой процедуры стало надежное крепление анкерных болтов в фундаментной конструкции вашего будущего строения, следует придерживаться правил их установки, которые заключаются в следующем.

  • Для правильного выбора места установки таких крепежных элементов в фундаменте следует внимательно изучить план здания. Сделать это необходимо для того, чтобы определить места расположения дверных проходов, под которыми фундаментные болты не устанавливаются. Следует помнить, что фундаментные болты (или, как их еще называют, анкерные тяги) устанавливаются только под стенами будущего строения.
  • После того как материал, из которого будет сформирован фундамент, будет залит в опалубку, в него погружают анкерный болт. Выполняя такую процедуру, необходимо следить за глубиной погружения такого крепежного элемента, которая не должна превышать высоты самого фундамента. Для погружения анкерного болта в еще не застывший бетон выбирают середину фундаментного основания.
  • При установке анкерных болтов в фундаментную конструкцию следует учитывать и такой параметр, как расстояние между соседними крепежными элементами. Рассчитать его достаточно просто: он должен равняться двум величинам глубины заделки таких крепежных элементов в фундаментную конструкцию.
  • После того как анкерные болты погружены в еще не застывший бетонный раствор на требуемую глубину, необходимо выставить их строго по вертикали и дать материалу фундаментного основания полностью застыть.
  • После полного застывания бетонного раствора надо сформировать блок фундаментных болтов. Для этого их концы, выступающие над поверхностью фундамента, скрепляют при помощи деревянной доски или металлической пластины. Естественно, что отверстия, предварительно просверленные в доске или пластине, должны располагаться с тем же шагом, что и , закрепленные в фундаментной конструкции.

Примеры монтажа болтов в фундаменте. Условные обозначения: 1 – фундамент; 2 – подливка; 3 – закрепляемая конструкция

Как уже говорилось выше, некоторые типы анкерных болтов могут монтироваться в готовом фундаменте. Для выполнения этой процедуры также необходимо предварительно наметить места монтажа таких крепежных элементов и рассчитать шаг, с которым они будут располагаться в фундаментной конструкции. После этого для установки болтов надо просверлить отверстия, диаметр которых должен быть в несколько раз больше, чем размер поперечного сечения самого крепежного изделия.

В подготовленные отверстия, глубина которых не должна превышать высоты фундаментной конструкции, заливается цементный раствор или специальный клей. Только после этого в них помещаются анкерные болты и выставляются в строго вертикальном положении. После застывания раствора или клеевого состава из анкерных болтов также формируются блоки, как описывалось выше.

Приготовление клеящего состава производится соответственно требованиям нормативных документов

Таким образом, анкерные болты, предназначенные для надежного соединения фундаментной конструкции со стенами возводимого строения, можно устанавливать как в уже готовом, так и в только создаваемом бетонном основании. При соблюдении всех вышеописанных рекомендаций по установке и выбору крепежных элементов они смогут обеспечить высокую надежность возводимого строения и его способность выдерживать даже очень значительные нагрузки.

8.2. Увеличение массы и жесткости фундаментов при их усилении (ч. 9)

В процессе эксплуатации центробежных дымососов в рециркуляции газов марки ГД-26×2 к турбоагрегатам мощностью 800 тыс. кВт возникли повышенные вибрации подшипников дымососов и подшипников их двигателей. В результате произошли поломки подшипников. Кроме того, в теле фундаментов дымососов появились вертикальные трещины с шириной раскрытия 0,3—2 мм, которые проходили от верхнего обреза фундамента до дневной поверхности и располагались в местах крепления машины к фундаменту (рис. 8.12, а). Железобетонные массивные фундаменты дымососов выполнены в виде единого монолитного блока с необходимыми уступами и выемками. Верхняя часть фундаментов значительно ослаблена колодцами анкерных болтов, при этом расстояние от грани колодцев до края фундаментов в местах крепления подшипников и дымососов было менее требуемого .

Результаты измерений и полученные формы колебаний (рис. 8.12, б) обследованных фундаментов дымососов показали, что верхняя часть фундаментов не является единым массивом, а разделена на отдельные конгломераты сквозными трещинами.

Амплитуды горизонтальных колебаний верхнего обреза фундамента достигали 0,07 мм, а рамы и подшипника дымососа — 0,25 мм, что указывало на отсутствие жесткой связи между машиной и фундаментом. Причинами этого являлись уменьшение жесткости крепления анкерных болтов в теле фундамента из-за наличия трещин и нарушения целостности верхнего строения его, а также ослабление затяжки анкерных болтов вследствие накопления пластических деформаций в болтах при совместном действии динамических нагрузок и высоких температур, возникавших из-за недостаточной теплоизоляции машины. Последнее способствовало также возникновению дополнительных температурных деформаций в верхней части фундамента .

Состояние фундаментов требовало незамедлительного усиления, которое было выполнено следующим образом. Верхнее строение, ослабленное выемками и трещинами, на всю высоту было усилено железобетонным поясом-обоймой толщиной 0,5 м (рис. 8,12, в, г), что обеспечивало необходимую по расчету жесткость фундамента, а также надежную связь между машиной и фундаментом вследствие увеличения жесткости верхней части фундамента в местах крепления анкерных болтов. Имеющиеся трещины были зацементированы раствором из расширяющегося цемента, а в местах установки анкерного болта заполнены эпоксидной смолой. Для обеспечения надежной затяжки гаек крепления в узел затяжки анкерных болтов был введен упругий элемент. Одновременно было рекомендовано усилить теплоизоляцию, обеспечить зазор между ее поверхностью и элементами фундамента не менее, чем в 100 мм. Каркас обоймы (сталь класса A-II, диаметром 12 и 8 мм, с шагом 200 мм соединялся с арматурой фундамента на сварке с помощью отдельных стержней на уровне сеток фундамента. Бетонирование обоймы осуществлено бетоном марки М 300.

В работе рассмотрены случаи усиления отдельных конструктивных элементов рамных сборно-монолитных фундаментов турбоагрегатов путем повышения жесткости этих элементов, работающих в области частот, близкой к резонансной. Повышение достигалось увеличением толщины бетонных сечений элементов (с добавлением арматуры по расчету), а также введением дополнительных металлических связей.

Усиление фундаментов машин ударного действия большей частью осуществляется при реконструкции в связи с установкой на фундаментах более мощного оборудования или при значительных колебаниях зданий. Случаи усиления таких фундаментов, вызванные ошибками при их проектировании или возведении, описаны в работах .

Усиление фундаментов машин ударного действия (типа кузнечных и штамповых молотов, бойных копров), в основном ограничивается переустройство шаботной части. В качестве примера (данные М.И. Забылина) рассмотрим усиление фундамента бойного копра, подшаботная часть которого (рис. 8.13) в верхней части была разрушена при эксплуатации на отдельные конгломераторы, а арматурные сетки оказались порванными. Перед усилением конгломераторы частично удалили. В пробуренные вертикальные скважины диаметром 40 мм на эпоксидном клее установлены арматурные стержни диаметром 36 мм класса А-II на глубину около 1 м. К этим стержням была приведена арматурная сетка набетонки, выполненной из бетона марки М 300 на высоту удаленной части разрушенного бетона.

Способы восстановления фундаментных болтов

Существует несколько вариантов восстановления целостности анкерных болтов, если в результате неправильного расчета нагрузки они деформировались, поддались воздействию коррозии.

  1. Ремонт существующих анкерных болтов. Соединенные с фундаментом анкерные болты могут быть отремонтированы с использованием механических муфт или удлинителей сварочного штифта. В этих случаях нужно заменить резьбу анкеров. Ремонт может увеличить срок эксплуатации, если правильно установить причину негативных последствий.
  2. Перемещение. Болты опускаются в колодцы. После настройки положения их выравнивают, пропуская через отверстие в опорной части оборудования. Затем фиксируют гайками. Одним из основных недостатков при перемещении анкерных болтов являются возможные препятствия, вызванные сборкой арматуры.
  3. Замена болта. Чаще всего лучшей альтернативой является полное удаление и замена крепежей. В процессе устанавливают новые анкерные болты в то же место, где и были прежние болты. В этом случае крепления могут быть длиннее с большим диаметром. За счет этого они могут выдерживать более серьезные нагрузки.

Перед проектированием работ с использованием фундаментных болтов, необходимо убедиться в их качестве. Производитель обязан предоставить подтверждения тестирований и соответствия ГОСТу. Поскольку крепежные системы применяются в условиях установки массивных конструкций, ошибки при монтаже недопустимы. Помимо оценки самих крепежных элементов не забывайте и об исследовании самого фундамента.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий