какую нагрузку выдерживает анкерный болт в потолке

Какую нагрузку выдерживает анкерный болт 10

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:

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.

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.

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:

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.

Источник

Какой вес выдерживает анкерный болт?

Для надежной фиксации различных бытовых и производственных элементов изобретают все новые качественные крепежи. Одним из таких мощных креплений считается анкерный болт с гайкой. Каковы на самом деле его технические возможности, правила эксплуатации и способы применения, мы вам сегодня и расскажем.

Как устроен анкерный крепеж с гайкой?

Принимая во внимание тот факт, что данный крепежный механизм должен удерживать достаточно тяжелые элементы, он был тщательно продуман и переделан. Главным элементом конструкции в нем является распорная шпилька, которая имеет на одном конце форму конуса, на другом же конце нарезана метрическая резьба, на которую накручивается гайка. На шпильку по всей длине, кроме резьбовой части, надета специальная металлическая втулка с прорезями.

Работает данное устройство по принципу «распора», то есть, когда мы начинаем закручивать гайку, конусообразный конец входит во втулку и распирает ее в отверстии. Отличительной особенностью считается то, что такой анкер имеет литую шпильку, которая намного прочнее других анкерных конструкций. Ну, и, конечно, мы забыли упомянуть про гайку и в обязательном порядке стопорную шайбу, которые накручиваются со стороны резьбы. Шайба не позволяет при закручивании гайки углубляться в отверстие.

В некоторых случаях во время крепления монтажники используют в качестве дополнительного фиксатора вторую шайбу, которая закрывает отверстие на месте установки, но такой подход зависит от конкретных условий монтажа.

Сферы применения такого крепежа могут быть достаточно разными: от монтажа лестничных ограждений до тяжелых металлоконструкций. Самое популярное применение на сегодняшний день – это монтаж кронштейнов под кондиционер. Само устройство имеет достаточно приличный вес, поэтому использование такого крепления полностью оправдано.

Анкерный болт с гайкой – вес, размеры: что говорит нам ГОСТ?

Так как все крепежные элементы – сложные монтажные изделия, то все они имеют соответствующую техническую документацию. Именно из таких документов мы и можем узнать в случае необходимости технические параметры. К примеру, выбирая тот или иной крепеж, мы хотим знать, выдержит ли анкерное крепление вес в 100 килограммов или нет. Благодаря тому, что имеется документация, мы получим ответ на наш вопрос.

Самый маленький анкер, размеры которого 5×6,5×18 мм, согласно заявленным характеристикам изготовителя, способен выдержать нагрузку на вырывание до 800 кгс.

Для того, чтоб было понятней, кгс – это обозначение килограмм/силы, где в расчет берется масса в один килограмм и сила, с которой этот килограмм оказывает давление на весы. Дальше вычисления совсем просты, 1 кгс равен примерно одному килограмму любого предмета, исходя из этого, такой анкер выдержит изделие весом в 800 килограмм.

Также абсолютно любой болт имеет соответствующий ГОСТ, который и делит все крепежные конструкции на разновидности по способности выдерживать определенную нагрузку, величине и диаметру крепежного элемента. На больших строительных площадках такая документация помогает при выборе элементов крепления и закупке соответствующего материала.

Технические характеристики анкерных болтов

Техническая документация рекомендует проводить монтаж такого крепления в полнотелых твердых материалах, таких как бетон, цельный кирпич, природный камень. В каждом отдельном случае мы должны выбирать болт с гайкой, размеры которого обеспечат нам качественное крепление. Но стоит помнить о том, что во время монтажа при затягивании гайки шпилька подается вперед на некоторое расстояние, в результате иногда эта длина создает помеху при установке изделий, которые мы крепим.

Сегодня в магазинах можно найти крепеж практически любой длины, для различного рода задач. Как правило, начинается линейка анкерных креплений с размера шпильки в 18 миллиметров.

Самый длинный крепеж достигает 400 миллиметров чистого размера крепежной шпильки. Соответственно, в зависимости от длины, мы имеем и различные диаметры, данная величина считается по диаметру втулки, под которую и сверлится отверстие.

Диаметр втулки обычно начинается с 6,5 миллиметров, это, как правило, самый маленький анкер, постепенно с увеличением длины увеличивается и диаметральное значение, на самом длинном креплении втулка может быть 20 миллиметров в обхвате, и выдерживает такой крепеж достаточно солидные нагрузки. Если вас интересует удерживающая сила такого крепежа, вы можете узнать ее из технической документации, о ней мы говорили ранее.

При выборе анкерного крепления всегда учитывайте толщину поверхности, на которой будет производиться монтаж. Длинный – не означает прочный, к тому же, вы рискуете получить сквозное отверстие, которое при монтаже крепления нежелательно.

Усиленный вариант – двухраспорный крепеж

За счет того, что требования потребителя постоянно растут, и возникает потребность в монтаже достаточно тяжеловесных конструкций, было решено немного модифицировать крепеж. Так на рынке стройматериалов появилось модифицированное изделие – анкерный болт с гайкой двухраспорный. Такая технология позволила в достаточной мере увеличить удерживающую силу такого крепления.

Сама конструкция – это все та же шпилька, но в качестве удерживающего механизма в этом случае используются две втулки, одна из которых имеет форму клина и заходит во вторую втулку. Таким образом, затягивая гайку, мы увеличиваем удерживающие свойства, равномерно распределяя силу по всей длине крепления. Такую же технологию использует в своей конструкции двухраспорный анкер с кольцом, и, как показывает практика, довольно успешно.

Такое модифицированное крепление применяют, в основном, на производствах, но не только в строительной среде. К примеру, очень часто этим монтажным элементом крепят станки в цехах.

Обычно при работе станок создает некую вибрацию, которая, как правило, не нужна, и если раньше станок просто крепили к полу с помощью бетона, то сегодня проще всего использовать универсальное крепление и избавиться от нежелательной вибрации при работе.

Правильный монтаж и качественное крепление

Не стоит забывать, что от правильного монтажа зависит, прежде всего, то, как в дальнейшем будет работать крепление, и какую массу оно сможет выдержать. В основном, строительные анкерные болты с гайками монтируются по одному принципу, но по определенным правилам, которые мы с вами сейчас и рассмотрим.

Как правильно установить анкерный болт с гайкой — пошаговая схема

Шаг 1: Диаметр отверстия под анкер

Перед тем, как высверлить отверстие под крепление, необходимо подобрать бур по бетону для перфоратора нужного диаметра. В этом случае в первую очередь руководствуйтесь размерами вашего крепления. Ни в коем случае не рекомендуется рассверливать отверстие, если втулка в него не входит. Лучше пройтись сверлом того же диаметра еще раз, и отверстие станет немного больше. Если рассверлить место крепежа сверлом большего диаметра, втулка может свободно в нем «гулять», при этом распорный механизм попросту не сможет выполнять удерживающие функции.

Шаг 2: Очистка места крепления от мусора

Не секрет, что после сверления в готовом отверстии остается мусор после работы перфоратором. Как раз эти крошки и пыль создают помеху при установке болта на место монтажа. Особенно трудно установить в неочищенное отверстие двухраспорный механизм, такой крепеж имеет втулку, которая немного шире обычной. Поэтому перед установкой качественно прочистите отверстие, в случае необходимости используйте строительный или бытовой пылесос.

Шаг 3: Правильная установка тяжелых элементов

После того, как вы вставили болт в отверстие, не спешите монтировать ваше устройство, при этом закручивать гайки, есть более практичное решение. После установки анкера, не навешивая изделие, затяните гаечным ключом болт до отказа. Затяжку нужно проводить до тех пор, пока шпилька не разопрет втулку, и крепление, так сказать, примет рабочий режим. После этого можно отдать гайку и на шпильки, которые уже прочно держатся в посадочном отверстии, установить прибор, и спокойно зажать его гайками.

Расчет нагрузки на болт

Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные:

Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм²;

1/10 кг/мм²). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм²; 91,71 кг/мм²).

Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм²; 73,37 кг/мм²).

Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответсвенно.

По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм²; 81,52 кг/мм²). Соответственно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.

Примеры текучести материала

Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её в одном направлении, можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации. Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.

Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении.

Процент удлинения — это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Образно, можно называть такого рода болты гибкими, имея ввиду именно способность к удлинению.

Техническая терминология на этот счет довольно простая: относительное удлинение — это не что иное, как процент увеличения образца по сравнению с первоначальным размером.

Твердость материала

Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.

Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.

Вид стали А2 или А4 и предел прочности — 50, 70, 80, примеры: А2-70, А4-80. На крепления, которые имеют четко выраженную резьбу, наноситься цветная маркировка для A2 – зеленым цветом, для A4 – красным. Значение для предела текучести не указывается.

Например, значение 70 – самое стандартное и демонстрирует максимальную прочность крепежа из нержавеющей стали.

Максимальная текучесть для нержавеющих метизов, часто лишь справочное значение.

Текучесть в данном случае будет составлять 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80.

Приблизительное увеличение при этом будет не больше чем 40%. Иными словами, данный вид стали отменно меняет форму перед тем, как произойдёт непоправимая деформация.

Старые отечественные методы измерения по ГОСТ-у не позволяли уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты, поэтому выпускаемые метизы были значительно ниже по качеству относительно современных.

Пример, чтобы максимально точно рассчитать нагрузку на материал, используя классификацию прочности:

Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2. В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон.

Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.

Вашему вниманию представлена дополненная таблица максимальных нагрузок на нержавеющие материалы и высокопрочные соединения.

Чтобы дополнительно быть уверенным в безопасности нагрузки, можно без зазрения совести разделять нагрузку в Ньютонах на тридцать.

Источник