Заказать звонок
Телефон для связи
Почтовый адрес
Пн-Пт 09:00-18:00
Время работы
1-ая Бухвостова, д. 12/11, к. 16, офис 502
Наш адрес в Москве. Работаем по всей России

Методы испытания анкеров на вырыв

📅 2021-06-18 🙎 Айронкон-Лаб

Безопасность и надежность строительных конструкций зависят от качества крепежных систем. Самым надежным соединением считается анкерное. Оно формируется за счет специальных элементов фиксации – анкеров. По сути, анкер – это прочный стальной стержень 30-200 мм длиной, который устанавливают в основания из разных материалов: камень, дерево, бетон и пр. На стержне находится втулка с прорезями, под ней – коническая гайка. Гайка закручивается по резьбе, проходит через втулку и расширяет прорези. За счет этого создается прочное и надежное крепление.

Вид анкерных болтов и способ крепления подбирают после проведения специальных испытаний на вырыв. При исследовании также определяются разные характеристики крепежа.

Виды анкеров

Крепежные элементы делятся на несколько разновидностей по материалу оснований и типу непосредственно самого анкера. Есть изделия, предназначенные для оснований следующего типа:

  • тонких: из ДСП, ДВП, гипсокартона;
  • плотных бетонных или кирпичных;
  • пористых: из пено-, шлакоблоков, пенобетона;
  • ветхих и разрушающихся.

Для крепежных систем применяют несколько видов анкерных болтов, остановимся на некоторых из них подробнее.

Распорные

Распорные анкерные болты предназначены для бетона. По сути – это стержень с резьбой, втулкой и коническим наконечником. При вкручивании гайки втулку расклинивает, за счет этого элемент прочно удерживается в бетоне. Достоинства распорных анкеров заключаются в простоте монтаже, возможности сквозной установки и высокой несущей способности.

Распорные элементы используют исключительно в плотных бетонах. Погружают их на большую глубину, повторная установка болтов запрещена. Бывает, что на конце шпильки вместо гайки устанавливают кронштейн. Он выступает в качестве крепления для разного оборудования.

Забивные

Короткие забивные анкеры имеют внутренний конус и метрическую резьбу. Конус расклинивает основание, когда болт вкручивается. На поверхности крепеж не выступает, поэтому его часто применяют при установке инженерных коммуникаций, потолочных коробов и пр. До монтажа просверливают отверстие, затем в него забивают болт, расклинивают и закручивают стержень. К анкерам забивного типа относят дюбель-гвозди, которые крепятся к поверхности через деталь. Используют крепеж часто при монтаже закладных, подвесов, реек. Болты такого типа – несъемные, поэтому также используются в качестве противовандального и противопожарного крепежа.

Рамные

Рамные анкеры используют в целях раскрепления коробок окон или дверей. Гильза болта разрезана по длине и оборудована упорами, предупреждающими проворачивание и смещение вокруг оси. Присутствует небольшая расклинивающая гайка, которая, в момент затягивания, прижимает конструкцию к проему, пока та не достигнет требуемого положения.

Анкер Молли

Это так называемая «бабочка» или болт Молли, который используют при установке полок, карнизов, приборов освещения в пустотелые конструкции из бетона с невысокой несущей способностью. На болтах присутствует цанга, которая выполнена в виде раскрывающейся юбки. Когда стержень вкручивается, цанга упирается во внутреннюю сторону основания. С внешней стороны цанги есть шипы, которые углубляются в бетон и предотвращают смещение или проворачивание крепежа.

Химические

Это инъекционная масса, способная к быстрому отвердеванию. С ее помощью болты или шпильки вклеивают в поверхность. За счет химического анкера обеспечивается прочная связь с бетонным основанием без локального или точечного напряжения, при этом нагрузка распределяется равномерно по длине соединения.

Закладные

Сверление отверстия под анкер такого типа не требуется. Установка изделия выполняется до заливки бетона или монтажа кирпичной кладки. Применяют крепежную систему при фиксации тяжелых ответственных конструкций, наподобие фундаментов или колонн.

Особенности испытаний анкеров

Чтобы определить несущую способность анкеров, проводят статические и динамические испытания. Во время тестов инициируют усилия на вырыв, используя для этих целей специальное оборудование. Оборудование для создания усилий обязательно проверяют перед испытанием. Испытания выполняются на каждом конкретном объекте.

Материал основания, даже если исходные данные одинаковы, может в одном месте существенно отличаться от материала на другом участке, в зависимости от разных объективных и субъективных факторов. Поэтому испытания проводят в разных местах, зачастую не единожды – это зависит от площади объекта исследования.

Организация, которая выполняет испытания на вырыв, должна иметь лицензию на проведение исследований такого типа. Поэтому доверять тестирование крепежных систем необходимо аккредитованным строительным лабораториям.

Результаты контроля зависят от ряда параметров. Это:

  • материал поверхности, его пустотность, пористость, прочность;
  • тип анкера;
  • ветровая нагрузка (если испытываются вентилируемые фасады).

При исследовании на вырыв возможны выпадения, разломы, срез болта или крошение края основы.

Правила проведения испытаний на вырыв

Испытания механических анкеров на вырыв производятся по ГОСТ Р 56731-2015, химических крепежей – по ГОСТ Р 58387-2019. Разработаны определенные правила проведения тестов. Для механических анкерных болтов действует следующий регламент:

  • Отверстия, куда будут монтироваться болты, бурят с учетом межкраевых и межосевых расстояний.
  • Отверстия обязательно очищают от пыли, остатков бетона с помощью строительного насоса или щетки из металла.
  • Анкер для проведения испытаний устанавливается в отверстие без закрепляемой детали. Он забивается посредством киянки или молотка, затем затягивается до требуемого значения. Момент затяжки контролируют динамометрическим ключом. Момент затяжки зависит от диаметра анкера: чем он больше, тем сильнее затяжка.
  • На анкер, установленный в отверстие, накручивают переходник, посредством которого болт будет подсоединяться к прибору, инициирующему усилие. После соединения прибора и анкера выкручивается ручка, инициирующая усилие на вырыв.

Усилие воздействует вертикально, поэтому бурить отверстие нужно осторожно и аккуратно, чтобы оно было ровным. Проводятся испытания болтов только в бетоне, который уже набрал максимальную прочность. При исследовании на свежем бетоне усилие на вырыв будет намного ниже. Учитывается, что бетонная смесь, залитая в холодное время года, медленнее набирает прочность в сравнении с бетоном, залитым в теплый сезон.

При воздействии усилия на вырыв происходит сопротивление анкера. Например, клиновой болт удерживается за счет распорной клипсы, т.е. его способность к сопротивлению нагрузке определяет качество распорной клипсы. Чем мягче материал клипсы, тем ниже показатели сопротивления. После испытания на всех точках крепежной системы высчитывают среднюю нагрузку.

При проведении испытаний на вырыв химических анкеров учитывают следующие правила:

  • При подготовке к исследованию анкеры устанавливают согласно инструкции, прописанной в технической документации производителя. Отверстие, где будет крепиться анкер, выполняют перпендикулярно поверхности. Основание должно быть гладким.
  • Исследования проводятся для серии крепежных элементов.
  • При ступенчатом нагружении нагрузка на каждой ступени возрастает не больше чем на 1/10 от ожидаемых показателей разрушающей нагрузки. На каждой ступени делают выдержку, чтобы снять показатели в начале и в конце этапа. Выдержка не может превышать 15 секунд. В целом, испытание при ступенчатом или плавном нагружении длится 1-3 минуты.
  • После исследования для каждого испытуемого элемента составляют график «нагрузка-перемещение».
  • В ходе тестирования измеряют значение испытательной нагрузки, которое соответствует предельному состоянию анкерного крепежа, а также перемещения элемента при нагружении. Предельное состояние – это разрушение клеевого состава по контакту с бетонным основанием или стальным элементом болта, в результате чего анкер скользит или выдергивается; выкалывание бетона с образованием конуса; разрушение анкера по стали.

При исследовании на вырыв нагрузки прикладывают соосно химическому анкеру.

Методы испытаний анкеров на вырыв

Исследования анкерных болтов на вырыв проводят статическим и динамическим методом. Рассмотрим каждый из них подробно.

Статические методы

Европейский метод

Для получения показателей рекомендуемых нагрузок на анкер применяют ETAG 001 – европейскую систему статического испытания. В исследование такого типа включено два этапа:

  1. Практический. В этом случае испытание на вырыв из кирпичной, пенобетонной, бетонной, монолитной поверхности начинают с монтажа нескольких образцов в поверхность. Затем болт плавно нагружают около 1-3 минут, пока узел не разрушится или не произойдет вырыв.
  2. Расчетный. Рассчитываются показатели вырывающих усилий, которые зависят от воздействия сразу нескольких факторов, не зависящих друг от друга. К таким факторам относятся плотность монтажа крепежных элементов, неоднородность, физические и химические свойства основания. Расчеты производят по математическому закону распределения случайных величин. Благодаря его применению получают усредненный показатель и уходят от однородности.

Результаты, полученные после исследования, обрабатывают и вносят в специальную таблицу.

Отечественный метод

Методика исследований, которые проводятся в России, кардинально отличается от европейских испытаний. В нашей стране материал и цельную конструкцию тестируют разными способами. Так, при исследовании материала нагрузку увеличивают плавно, но промежутков при этом нет. Выполняется нагружение пошагово, на каждом этапе производится задержка по времени. На каждом этапе нагрузка составляет 10% от предельных показателей, затем выдерживается пауза в течение 5-10 минут. Уровень деформации анкера и материала, который его окружают, измеряют в начале и в конце каждого этапа испытания.

Динамические методы

Сведения, полученные после динамических исследований, необходимы для определения эксплуатационных, физико-механических характеристик крепежа при воздействии на него нагрузок, которые моделируют сейсмические воздействия. Благодаря полученным данным можно оценить возможность расширения сферы применения анкеров с учетом эксплуатационной надежности, долговечности зданий, строящихся в сейсмически опасных районах.

Динамические испытания подразумевают воздействие наибольшими ударными нагрузками на анкерные соединения. Проводятся исследования поэтапно и включают:

  1. Определение предельных показателей вырывающего усилия при статическом нагружении. Берут 5-10 образцов, которые нагружают до полного вырыва болта или, пока материал вокруг основания не разрушится.
  2. Многократное динамическое нагружение проб. Совершают по 200-300 циклов нагрузки и разгрузки за одну минуту.
  3. Статическое испытание предыдущих образцов со ступенчатым нагружением каждого, пока не произойдет вырыв болта или материал вокруг него не разрушится. Полученные результаты сравнивают с показателями, которые были получены на первом этапе.

Показатели, полученные в ходе тестов, заносят в акт испытаний. Затем полученные данные сравнивают со значениями, указанными в технической документации. При наличии запаса по прочности разрешается монтаж крепежных элементов. Если запас отсутствует, нужно поменять вид анкерного болта или тип материала основания.

Динамическое испытание на вырыв при цикличном раскрытии трещины

Данный способ испытаний подразумевает предварительное формирование трещины в поверхности с использованием закладной арматуры. Далее в закрытую трещину устанавливают анкерный болт (в соответствии с рекомендациями изготовителя). Затем трещину раскрывают до достижения определенного значения, и к анкеру прикладывают растягивающую нагрузку. Трещина циклично раскрывается. Частота раскрытия и закрытия трещины выполняется в диапазоне от 0,1 до 0,3 Герц. Нагрузку раскрытия подбирают опытным путем. Растягивающее усилие при каждом последующем цикле не должно превышать начальное значение больше чем на 5%.

По результатам исследования формируется график перемещения анкерного крепежа от воздействия растягивающего усилия. Перемещение фиксируют непрерывно либо после определенного количества циклов раскрытия трещины. После завершения раскрытия анкер разгружают и измеряют остаточное перемещение.

Заключение

Проведение статических и динамических испытаний на вырыв позволяет подобрать анкеры, подходящие для решения конкретных задач на каждом конкретном объекте. Но чтобы результаты были точными и достоверными, проводить исследования должны аккредитованные строительные лаборатории с необходимыми лицензиями и допусками.

Остались вопросы? Наши специалисты помогут вам!





защита от спама reCAPTCHA

Даю свое согласие на обработку персональных данных.