Особенности анкерных болтов с гайками и их размеры. Как работает анкерный болт?

Анкерные болты, имеющие распорный механизм, обладают ограниченной несущей способностью по сравнению с другими видами крепежа. Тем не менее, их характеристики вполне удовлетворяют требованиям домашнего использования.

Принцип действия анкерных болтов: применение, нагрузки, особенности

Анкерный болт представляет собой высокопрочный крепежный элемент, вживляемый в бетонные конструкции, который используется для фиксации различных опор и элементов в фундаментах и массивных архитектурных сооружениях. Эти крепежные соединения находят широкое применение в строительстве, дорожном строительстве, а также на энергетических объектах. Анкерные болты являются незаменимым методом для обеспечения прочности соединения массивных конструкций с надежным фундаментом, что, в свою очередь, предотвращает возможные поломки или повреждения в процессе эксплуатации.

На крупных строительных объектах, где требуется обеспечить надежное соединение конструкций с фундаментом для повышения сейсмостойкости, анкерные болты в полной мере выполняют свои функции. Эти крепежные элементы часто называют болтами, установленными в монолитный бетон, что обусловлено их конструктивными особенностями. Сверхпрочные анкерные болты устанавливаются в бетонные фундаменты и, после твердения бетона, их резьбовая часть подключается к элементу, обеспечивающему соединение болта с конструкцией.

Одним из значительных преимуществ анкерных болтов является их способность минимизировать вероятность ошибки при установке. Однако стоит учитывать, что установка крепежа в свежезалитый бетон может усложнить процесс. Тем не менее, как только анкерный болт затвердеет, он способен выдерживать заданные нагрузки.

Зачем нужен анкерный болт и его разновидности

Существует множество типов анкерных болтов, каждый из которых предназначен для определенных условий применения. Перед тем как сделать выбор, необходимо тщательно проанализировать плюсы и минусы разных конструкций, чтобы обеспечить надежное соединение, учитывая факторы нагрузки и условия эксплуатации в конкретной ситуации.

1. Клиновидный анкерный болт. Данная разновидность крепежа основана на принципе расширения, который обеспечивает надежное соединение с бетонной конструкцией. Конец болта имеет клиновидную форму, что, в сочетании с распорной втулкой, гарантирует крепление. Важно, чтобы болт был установлен глубоко, чтобы его невозможно было вытащить при сильных усилиях. Глубина отверстия должна превышать длину болта примерно на 1,6 см.
2. Розетка. Это вид анкерного болта с увеличенным диаметром, который появляется благодаря внешней оболочке, что позволяет точно определить место установки арматуры. При введении рукава он расширяется до 5 см, что делает этот тип крепежа универсальным в использовании как для бетона, так и для каменной кладки.
3. Кованые крепежные детали. Эти изделия устанавливаются при помощи молотка и фиксируются с помощью гайки или шайбы. Распорки данного типа открываются только в том случае, если болт был правильно вставлен в отверстие.
4. Анкерный болт с гайкой. Эти зарекомендовавшие себя изделия подходят для крепления на твердых поверхностях. В случае использования длинных анкеров они также могут применяться на мягких поверхностях. Отверстие, предназначенное для анкера, должно быть как минимум на 3 см длиннее самого болта.
5. Анкер с крючком. Модель с крюком вместо гайки подходит для монтажа подвесных конструкций благодаря своей особой конструкции.
6. Анкер с кольцом. В этом случае верхняя часть анкерного болта имеет округлую форму. Принцип функционирования аналогичен крюковому анкеру, что делает его идеальным решением для крепления подвесных потолков или кабелей.
7. Двойной анкерный болт. Ключевое отличие этой модели заключается в наличии двух клиньев, что значительно повышает прочность соединения. Такой анкер способен обеспечить надежное крепление вне зависимости от условий эксплуатации и внешних факторов, таких как вибрации. Использование его даже на пористых поверхностях оправдано.

При выборе подходящего анкерного болта важно учитывать различные факторы, такие как требования к коррозионной стойкости, долговечности и физической среды, в которой они будут использоваться. Стальные и углеродистые анкерные болты часто используются для крепления, поскольку обладают высокой прочностью и хорошими физическими свойствами. Болты из нержавеющей стали показывают достаточно высокую сопротивляемость коррозии и сохраняют форму и прочность даже при высоких температурах и в экстремальных условиях.

Из чего изготавливают анкерные болты

Поскольку анкерные болты предназначены для работы с массивными конструкциями, их материалы должны гарантировать прочное и долговечное соединение. Наиболее распространенные материалы, используемые для их производства, включают:

• Конструкционная сталь, к которой относятся различные виды стальных болтов;
• Сталь с повышенной коррозийной защитой, содержащая легирующие элементы, что делает ее одним из лучших выборов для эксплуатации в условиях повышенной влажности;
• Латунь, а также алюминиево-цинковый крепеж, который используется в основном в быту.

Хотя материал, из которого изготовлены анкеры, не является критично важным, предпочтительнее отдать предпочтение более качественным моделям, особенно для основных крепежных соединений. Например, в местностях с высоким риском коррозии стоит использовать специализированные анкеры из нержавеющей стали, которые обеспечат большую надежность.

Описание анкерных болтов

Анкерные болты являются относительно новым устройством, активно используемым современными производителями. Основное назначение этих крепежных элементов — надежная фиксация тяжелых и объемных объектов. Сам анкерный болт необходимо изготавливать из прочного материала, а его механизм крепления должен быть максимально надежным.

На первый взгляд, продукт выглядит довольно просто, и его принцип работы логичен. Основой конструкции является металлический стержень с резьбой. Все типы и подтипы анкерных болтов являются аналогичными по данной характеристике. Характерной особенностью анкерных болтов является специфическая конусная форма их нижней части. Также стоит отметить наличие так называемой «оболочки» на резьбовой части, которая играет важную роль в функционировании анкерного соединения.

Гайка надевается на резьбу, что создает эффект крепления.

Рассмотрим, как функционирует анкерный болт с гайкой. Гильза, представляющая собой цилиндрическую втулку с выемками, установлена вдоль основного резьбового стержня. После установки болта в специальное отверстие на него надевается гайка, и по мере ее затягивания стержень начинает перемещаться вверх. При этом коническая часть в нижней части гайки расширяет гильзу. В результате, по мере дальнейшей затяжки, коническая форма полностью погружается в гильзу, расширяя ее на такое же расстояние, как диаметр основания конуса. Расширенная гильза надежно удерживает детали вместе, обеспечивая необходимую фиксацию.

Назначение шайбы под гайкой достаточно простое. Шайба предотвращает зажим гайки в металлической втулке, что может произойти во время процесса натяжения.

Обзор видов анкерных болтов

В совокупности, анкерный болт с гайкой является одной из разновидностей анкерных изделий, однако существует и их деление на подтипы. Чтобы понять, какие характеристики присущи каждому типу, рассмотрим их более подробно.

На данный момент выделяют два основных типа анкерных болтов: обычные и двойные.

Обычные анкерные болты

Обычные анкерные болты, которые имеют одну гильзу, также известны как анкеры для обшивки. В силу своей популярности они являются наиболее традиционным типом анкерного крепежа, встречающимся даже в частном строительстве. Следует отметить, что принцип их работы во многом сходен с функционированием клиновидного крепежа.

Такой тип болта обладает двумя взаимосвязанными особенностями. Первая заключается в том, что у него лишь одна вставная втулка, что указывает на его использование лишь при относительно небольших нагрузках. Вторая особенность — наличие единственной втулки облегчает процесс затяжки болта по сравнению с другими подтипами.

Важно уточнить, что анкерные болты производятся из различных материалов, поэтому при выборе этого типа крепежа нужно уделить внимание, из каких именно материалов они изготовлены.

Таким образом, данный тип гораздо удобнее использовать в тех ситуациях, когда необходимо выдерживать большие, однако не критические нагрузки.

Двухраспорные анкерные болты

Данный тип анкерного болта с гайкой схож с обычным анкерным болтом, но имеет одну существенную разницу — наличие двух гильз. Это свойство обеспечивает более жесткое и надежное соединение между двумя частями. Использование таких болтов рекомендуется в ситуациях, когда требуется соединить объемные и тяжелые конструкции, что является их неоспоримым преимуществом. Однако они могут иметь и недостатки, среди которых более сложная затяжка, так как необходимо вставить два клина в отверстия.

Итак, для мелких или частных строительных проектов использование винтов с двойным раскрытием может не быть целесообразным.

Размеры и вес анкерных болтов

При выборе анкерных болтов важно руководствоваться различными параметрами, приведенными в стандартах ГОСТ. В этих документах подробно указаны характеристики продукции: размер, вес, максимально допустимые нагрузки и многие другие факторы.

Изучив стандарты ГОСТ, можно обнаружить, что самым маленьким анкерным болтом является болт размерами 5х18 мм. Несмотря на свои скромные размеры, он способен выдерживать довольно высокие нагрузки, при условии, что изготовлен из материалов высокого качества.

Размеры анкеров играют также значимую роль при выборе. Рекомендуется ориентироваться на толщину и длину, указанные в стандартных нормативах ГОСТа.

Сравнив предстоящие задачи с размерами анкеров, вы сможете подобрать наилучший вариант для своего проекта.

Вот некоторые стандартные размеры, используемые для изготовления анкерных болтов с гайками:

10×100, 12×100, 8×100, 10×97, 12×150, 20×300, 10×150, 10×77, 8×85, 12×60, 12×129, 10×250, 10×50, 10×60, 6×40, 10×200, 20×150, 6×60, 8×40, 12×200, 16×150, 10×120, 16×110, 8×50, 8×120, 12×300, 10×80.

Кроме того, выделяются размеры с указанием диаметра резьбы: M8x65, M8, M10, M8x35.

В таблицах данных часто используются различные термины.

MPF — это минимальное разрывное усилие, которое измеряется в килотоннах. Оно может принимать значения 8, 10, 13, 18, 22, 27 и 46.

TotAM обозначает толщину скрепляемого материала, которая может значительно варьироваться: от 5-6 мм до 300 мм.

L — это длина болта, представляющая собой сумму длины стержня и гайки на нем. Длина может варьироваться в зависимости от категории: малые – от 18 до 100 мм, средние – от 100 до 200 мм, а большие – до 360 мм.

H – это глубина отверстия, где будет устанавливаться анкер.

TLotH – это длина отверстия, в которое должен пройти болт.

Из данной таблицы видно, что минимальная длина дюбеля составляет 18 мм, а максимальная — 400 мм. При этом диаметр гильзы должен находиться не менее 6,5 мм. Существует интересная закономерность: чем длиннее анкерный болт, тем больше его диаметр.

Эта логика очевидна, так как в противном случае прочность анкера снижалась бы с увеличением его длины.

Процесс установки анкерных болтов всегда начинается с разметки мест для сверления. Важно отметить, что расстояние от края стены должно быть более чем в 2,5 раза больше длины крепежного элемента.

Как крепить анкерный болт

Если требуется надежно закрепить тяжелый объект или конструкцию на стене или потолке, использование анкерных болтов станет наилучшим решением. Их применение актуально даже в сложнейших условиях — например, для крепления оптоволоконных кабелей между зданиями, где эти крепления подвергаются значительным нагрузкам.

Актуальность использования анкеров обусловлена двумя основными условиями:

• необходимость надежного закрепления тяжелых грузов;
• использование прочного и твердых строительных материалов в качестве основания.

Анкерные болты можно устанавливать только в бетоне, полнотелом кирпиче, натуральном камне и других плотных строительных материалах. Материалы с низкой плотностью не смогут обеспечить надежного фиксирования таких крепежных элементов. Поэтому важно рассмотреть основные виды анкерных болтов, их свойства и методы установки.

Виды анкерных болтов

Существует разнообразие типов анкерных болтов, что позволяет подобрать наиболее подходящий крепеж для монтажа различных нагрузок в различных условиях. К ним относятся специализированные изделия, предназначенные только для определенных нагрузок.

К основным типам анкерных болтов относятся:

• с гайкой,
• с крючком,
• с кольцом,
• расширительные болты,
• винты с двойным раскрытием.

Анкерные болты с гайкой

Это классический способ крепления, который идеально подходит для монтажа различных объектов на стену. Этот способ включает в себя следующие основные компоненты:

• штифт с клиновидной проставкой,
• корпус якоря — металлическая или пластиковая гильза,
• гайка,
• шайба.

Анкерный элемент вставляется в заранее просверленное отверстие. Когда гайка накручивается на штифт, начинается процесс расширения втулки. Корпус рукава при этом демонтируется, создавая сильное трение между стенками гильзы и материалом основания. В итоге крепеж надежно фиксируется и выдерживает значительные нагрузки.

Для обеспечения надежной установки, анкер должен быть установлен в прочный строительный материал, такой как бетон, кирпич или естественный камень.

Анкерный болт с кольцом

Этот тип анкерного болта оснащен кольцом на конце, которое служит опорой для вертикально закрепляемых конструкций. Метод установки аналогичен предыдущему, где анкер вставляется в предварительно подготовленное отверстие. При закручивании стержня гильза расширяется, обеспечивая надежную фиксацию в стене.

Такой вид анкера идеален для прокладывания кабелей между зданиями, а также для установки объектов, например, люстр на крыше.

Анкерный болт с крюком

Конструкция этого типа анкерного болта визуально схожа с предыдущим вариантом, однако здесь применен крепежный крюк на конце стержня. Это упрощает процесс крепления тросов, кабелей и кабелепроводов и позволяет легко снимать крепленный груз. Метод установки аналогичен алгоритму, использованному в случае с гайкой.

Распорный анкерный болт

Этот тип крепежа отличается конструкцией и способом установки от предыдущих моделей. Установка таких анкерных болтов возможна лишь в качественный бетон, к тому же в них не используются стандартные резьбовые элементы. Основным рабочим механизмом является пруток, выполненный из высокопрочной стали.

Для фиксации такого анкерного болта на поверхности, его вставляют в предварительно подготовленное отверстие. Затем по стержню необходимо сильно ударить молотком — в результате расширяется втулка и фиксируется на поверхности. В этот анкер в дальнейшем вкручивается гайка или болт, что создает необходимую резьбовую связь для монтажа груза.

Хотя анкерные болты с распоркой имеют ограниченные возможности по несущей способности в сравнении с другими типами, их характеристики зачастую достаточно для повседневного использования.

Как закрепить анкерный болт

Техника крепления оборудования или предметов к полу, стенам или потолкам достаточно проста. Даже неопытные пользователи смогут легко научиться этому, просмотрев несколько подходящих видеороликов. К тому же, наша простая пошаговая инструкция по установке анкерных элементов сможет значительно облегчить задачу.

Первый шаг заключается в точной разметке мест для крепежных отверстий. Чтобы создать такие отверстия, необходимо выбрать подходящее сверло или бур для нужного диаметра. Учитывая большой диаметр отверстия для анкера, будет крайне сложно исправить ошибку, если ничто не совпадет, поэтому выбор инструмента приобретает критическое значение. Диаметр должен соответствовать размеру анкерной втулки. Кроме того, длина сверла должна быть больше длины анкера, оставляя небольшой запас. При неверной длине придется затратить много времени и усилий, чтобы извлечь анкер из отверстия и заново просверлить его на нужную глубину.

Необходимо также помнить, что в процессе сверления в отверстии может скопиться пыль и грязь, что помешает своевременной установке крепежа. Не рекомендуется очищать отверстие методом выдувания ртом; лучше воспользоваться ручным насосом или пылесосом. После очищения вставьте анкер в отверстие так, чтобы он был полностью зажат. Используйте легкий молоток для аккуратной установки анкера.

Следующий этап заключается в расплющивании анкерной гильзы. В классической конструкции с гайкой это достигается путем закручивания гайки. Когда гайка подтянута до окончательного положения, штифт постепенно расширяет гильзу и фиксирует ее в отверстии. В завершение можно открутить гайку, прикрепить нужный груз на стержне и затянуть гайку обратно.

На этом процесс установки можно считать завершенным. Эта задача оказывается не столь сложной, как кажется. Важно лишь уделить внимание качеству материалов.

Точное расположение монтажных точек необходимо определить заранее, что в свою очередь предъявляет повышенные требования к грунту и взаимодействию с монтажниками на строительной площадке.

Вес, размеры и характеристики анкерных болтов

Как и в большинстве случаев, распространенная практика включает упаковку материалов в коробки и маркировку их различной информацией. Например, информация о серийных номерах, наличие сертификата, а также информация о производителе. Эти этикетки могут содержать данные о том, как классифицируются анкерные болты.

Бетонные анкеры обозначаются алфавитно-цифровым кодом. Например: M12x250 или M8x50. Буква M указывает на то, что резьба на винте или штифте является метрической. Первая цифра (после буквы) обозначает диаметр, тогда как вторая описывает длину винта в миллиметрах.

К тому же существуют другие ключевые технические параметры, которые могут помочь вам лучше понять классификацию металлов, использующихся в анкерных болтах:

• Вес. Этот параметр варьируется в зависимости от материала, размера и конструкции крепежа. Самыми легкими считаются управляемые элементы, достигать весом около 4 граммов, тогда как крупные клиновидные болты могут весить до 738 граммов.
• Диаметр резьбы. Крепежные элементы делятся на малые (до 8 мм), средние (от 8 до 12 мм) и большие (от 12 до 30 мм).
• Длина хвостовика. Для каждого диаметра типичного винта предлагается 4-5 вариантов длины. Максимальная длина для больших дужек может достигать 220 мм, в то время как минимальная длина для малых диаметров составляет всего 40 мм.

Крепежные изделия на основе химических веществ также имеют различные классификации. Самыми важными размерами здесь являются диаметр и длина капсулы. Наименьшие капсулы могут иметь диаметр 10 мм, в то время как максимальный диаметр может достигать 42 мм. Длина капсул варьируется от 80 до 360 мм.

Даже форма головки винта может служить характеристикой, отличающей одни колпачки от других:

• Крюк или кольцо подходят для крепления подвесных конструкций.
• Конец в форме буквы «G» предназначен для подвешивания съемных предметов.
• Анкеровка в бетоне с помощью гайки и шайбы позволяет создать плотное и прочное соединение.

В следующих таблицах приведены размеры и вес анкерных болтов:

Важные параметры для выбора анкерных болтов

Таким образом, стоит подытожить, какой анкерный крепеж лучше всего подходит для бетона и какие характеристики материалов являются наиболее важными для достижения качественного результата.

Диаметр, длина и металл, из которого изготовлены анкерные болты, представляют собой наиболее значимые характеристики. Однако следует также учитывать, что конструкция крепежа выбирается с учетом состояния бетонной стены и веса устанавливаемого объекта. Чем больший объем и длина болта, тем большую нагрузку он может выдержать.

Основным требованием ко всем крепежным элементам, использующимся для бетона, является наличие антикоррозийного покрытия. Оно служит для защиты металла класса от агрессивного щелочного воздействия бетона и влаги. Высококачественный материал, способный служить долго, должен быть изготовлен из нержавеющей стали с цинковым покрытием. Чтобы избежать покупок подделок, рекомендуется использовать продукцию проверенных производителей.

Монтаж анкера в бетон

Если для завинчивания простых шурупов можно обойтись отверткой, то для установки дюбеля в бетон потребуется дополнительно подготовить инструменты и расходные материалы.

Вот перечень необходимых инструментов для выполнения этой задачи:

• Дрель (или перфоратор с функцией сверления);
• Сверло для бетона;
• Небольшой молоток или киянка; плоскогубцы;
• Очиститель (воздушный насос или пылесос для удаления отходов);
• Маркировочные инструменты.

Сверление отверстий

Монтаж всех типов крепежных элементов начинается с разметки и сверления. Сначала отметьте место для установки. Убедитесь, что расстояние от края стены должно превышать вдвое длину используемого крепежа не менее чем в 2,5 раза.

Чтобы просверлить отверстие нужного диаметра, сначала проверьте маркировку на используемом материале. втулка должна быть установлена в зазор с небольшим усилием, создающим трение. Длина отверстия должна точно соответствовать длине рукава. Для удобства можно маркером отметить длину на сверле.

Еще один важный этап подготовки — удаление пыли и частичек бетона из просверленного отверстия. Это можно сделать с помощью пылесоса или резинового воздуходувки. Если нет возможности полностью очистить, просто увеличьте длину отверстия на несколько сантиметров.

Монтаж анкера с гайкой

Давайте рассмотрим универсальный метод установки, который можно использовать для установки аналогичных типов крепежных элементов. Следуя приведенной ниже схеме, вы быстро поймете, как правильно устанавливать бетонные анкеры.

1. Вставьте дюбель в отверстие, чтобы край гильзы находился на одном уровне с поверхностью стены.
2. Снимите гайку и установите на дюбель деталь, которая будет фиксировать конструкцию на месте. Это может быть, например, уголок.
3. Вставьте гайку и затяните ее, убедившись, что она фиксируется плотно.

Если есть опасения, что бетон может треснуть или деформироваться при установке анкерного болта с гайкой, целесообразно использовать динамометрический ключ для контроля усилия затяжки.

Монтаж химического анкера

Установка химического анкера производится схожим способом, как и в случае с болтом и гайкой, однако, помимо упомянутых ранее инструментов, нам потребуется специальный химический состав для крепежа.

Для небольших объемов работ удобно использовать ампулы с клеем, в то время как состав в дозаторах может оказаться ненужным и имеет ограниченный срок годности.

На представленной схеме показано, как устанавливается химический анкер, на который воспринимает одинаково важные элементы:

1. Сначала необходимо просверлить отверстие и тщательно очистить его от пыли, воспользовавшись пылесосом или другим приспособлением.
2. В качестве крепежа рекомендуется использовать специализированную сетчатую втулку для крепления клейкого слоя.
3. Ампулу с клеем помещают в предварительное отверстие или заполняют дозатор, оставляя 2/3 его длины свободной.
4. Затем аккуратно вкручивайте болт или штифт, чтобы клей равномерно распределился.
5. После этого дайте клею затвердеть, информация о времени обычно указывается на упаковке.
6. И, наконец, установите крепимый предмет на стержень и затяните гайку.

Обращая внимание на ГОСТ, можно заметить, что самым маленьким анкерным болтом является болт размерами 5×18 мм, что впрочем, позволяет ему выдерживать высокие нагрузки при условии качественного материала.

Двухраспорные анкерные болты

Такие анкерные болты могут устанавливаться как на этапе строительства, так и непосредственно при монтаже. Поскольку они выполняют функцию опалубки, важно на стадии проектирования оценить химический состав самого бетона, уровень агрессивности окружающей среды, вероятность конденсации и типы используемых болтов.

Неправильное применение анкеров с двойным раскрытием может вызвать трещины в бетоне, особенно в области гильз на конической поверхности. Высота бетонного конуса определяется глубиной установки анкерной гильзы.

Дополнительно закрепляемые анкерные болты

Дополнительная фиксация анкерных элементов стала весьма распространенной практикой на сегодняшний день. Это особенно актуально в ситуациях, когда невозможно предсказать расположение крепежных точек или когда это нецелесообразно.

Дополнительные анкерные болты вставляются в основание и фиксируются в просверленных отверстиях, обеспечивая надежное крепление за счет трения или даже сварки, либо за счет использования связывающих составов на основе силикатов.

Для того чтобы корректно выбрать метод крепления, имеют значение два главных фактора:

1. Размер и тип нагрузки, действующие на анкер;
2. Свойства материала, в котором закрепляется анкерный элемент.

Размер анкера будет зависеть от несущей способности соединения, расположения точки соединения в конкретной среде (агрессивность условий, температура, возможный конденсат) и взаимодействия анкерного основания с анкерами.

Для каждого вида анкеров лучшим выбором будет продукция известных и надежных брендов, которые гарантируют качество материалов и соблюдение всех этапов производства. Несмотря на то что цена анкерных болтов в таком случае может оказаться выше, надежность и долговечность таких изделий с лихвой оправдывают затраты.