Болты в бетоне: выбор анкера, пути нагрузки и борьба с коррозией

Бригаде опорной плиты в проекте средней этажности необходимо установить четыре анкерных болта. Одна дырка попадает в арматуру, другая находится рядом с краем плиты, а третья находится во влажной зоне возле погрузочной платформы. Все болты одинакового диаметра и класса, но риск при установке не одинаков. Это первый урок о болтах в бетоне: сталь — это всего лишь одна переменная. Заглубление, состояние отверстия, краевое расстояние, крутящий момент и защита от коррозии определяют, будет ли соединение вести себя должным образом.

Для покупателей и инженеров практический вопрос не в том, «какой болт самый прочный?» Вопрос в том, «какой болт можно установить, проверить и обслуживать в этом бетоне?» Это различие защищает проекты от сбоев при завершении проекта, проблем с расползанием проекта и доработок на поздней стадии.

Как болты передают нагрузку в бетоне

Бетонные анкеры выдерживают растяжение, сдвиг или комбинацию того и другого. Напряжение отрывает болт от бетона; сдвиг толкает его в сторону. Опорная плита, находящаяся под подъемом, может нагружать анкеры на растяжение, тогда как стойка ограждения или полозья для оборудования часто нагружают их на сдвиг. Комбинированное растяжение и сдвиг требуют проверок взаимодействия, а не отдельных проверок, сложенных вместе.

Литые анкеры

Литые болты устанавливаются до затвердевания бетона. Они распространены для несущих колонн, машинных оснований и стальных конструкций, поскольку анкер встроен в заливку и может быть проверен перед укладкой бетона. Компромиссом является координация: шаблоны анкеров, прижимные болты и конфликты в кабелепроводах должны быть решены до прибытия грузовика.

ASTM F1554 Анкерный болт из углеродистой стали, оцинкованный горячим способом Посмотрите этот вариант анкерного болта для структурного крепления с конструкцией из углеродистой стали, горячеоцинкованной отделкой, а также настраиваемыми характеристиками и обработкой поверхности. Посмотреть продукт →

Для конструкционных анкерных болтов ASTM F1554 представляет собой общее семейство спецификаций, в котором есть марки, охватывающие разные уровни прочности. Горячее цинкование часто рекомендуется для открытых или влажных условий, но необходимо проверить толщину покрытия и посадку резьбы, поскольку цинкование изменяет оболочку резьбы.

После установки анкеров

После установки анкеров are drilled and set after concrete has cured. Mechanical expansion anchors transfer load through friction and bearing; undercut anchors use a mechanical key beneath the surface; adhesive anchors bond a threaded rod or stud into a cleaned hole. Screw anchors are a separate family and rely on thread engagement in the concrete.

• Механическое расширение: быстрая установка, чувствительность к диаметру отверстия и расстоянию до края.
• Подрез: лучше подходит для растрескавшегося бетона и вибрации во многих протестированных конфигурациях, но требует специального инструмента.
• Клей: хорошо подходит для работ на близком расстоянии и при модернизации, но обеспечивает очистку отверстий и контроль времени отверждения.
• Винтовые анкеры: эффективен при более легких нагрузках и не заменяет квалифицированный структурный анкер.

Болты, залитые на месте, и болты, установленные после установки: данные для выбора

Приведенное ниже сравнение представляет собой экран закупок и проектирования, а не замену конструкции анкера для конкретного проекта. Правильный выбор зависит от варианта нагрузки, состояния бетона, доступа для осмотра и отчета об оценке продукта.

Скрытые переменные, которые изменяют емкость якоря

Таблицы пропускной способности якорей могут выглядеть точными, но применимость таблицы определяется переменными рабочей площадки. Видна глубина установки и расстояние до края; очистка отверстий, влажность бетона и соблюдение крутящего момента - нет. Приведенная ниже гистограмма представляет собой иллюстративный индекс чувствительности для распространенных видов отказов, а не результат испытаний.

На практике заглубление и краевое расстояние принимаются на этапе проектирования. Очистка скважины и крутящий момент являются решениями, принимаемыми на местах. Поэтому технически правильный якорь все равно может не пройти проверку: в конструкции предполагалось очищенное отверстие и калиброванный динамометрический ключ, но экипаж один раз воспользовался щеткой и угадал крутящий момент.

Где используются болты в бетоне

Спрос неравномерно распределяется по типам якорей. Приведенная ниже смесь отражает типичные категории проектов, которые определяют выбор бетонного анкера; это не исследование рынка.

Практический выбор и последовательность установки

Повторяемая последовательность предотвращает большинство проблем с якорем. Это также дает четкую основу для закупок для сравнения цен, поскольку два поставщика могут предлагать одинаковый диаметр с очень разными уровнями производительности.

1. Определите вариант нагрузки: растяжение, сдвиг или комбинированное; статические, сейсмические или вибрационные; временный или постоянный.
2. Подтвердите бетон: толщина, прочность, состояние с трещинами или без трещин, а также то, находится ли анкер рядом с краем или стыком.
3. Выберите семейство анкеров: монолитный для новых структурных работ; механический или клеевой для дооснащения; подрезы там, где этого требуют трещины в бетоне или вибрация.
4. Ознакомьтесь с отчетом об оценке: Убедитесь, что анкер соответствует состоянию бетона, направлению нагрузки и категории сейсмичности.
5. Укажите защиту от коррозии: системы горячего цинкования, цинкования, нержавеющей стали или системы с покрытием должны соответствовать классу воздействия.
6. Установка управления: диаметр отверстия, метод сверления, очистка, крутящий момент и время отверждения должны быть в контрольном списке проверки.
7. Осмотрите и задокументируйте: перед завершением работ зафиксируйте установку, крутящий момент, чистоту отверстия и любые отклонения на месте эксплуатации.

Для соединений стали с бетоном, в которых используются высокопрочные болты, см. требования к установке и испытаниям высокопрочных болтов перед утверждением инструкции метода.

ASTM F1852 A325 Откручивающийся болт с тяжелой шестигранной головкой Ознакомьтесь с этим конструкционным болтом с контролем натяжения для стальных сборок со срезанным хвостовиком для визуального подтверждения предварительной нагрузки и конструкцией из простой углеродистой стали. Посмотреть продукт →

Для конструкций из стальных конструкций в качестве системы часто используются откручивающиеся болты и тяжелые шестигранные гайки. Смешение компонентов из разных партий без проверки совместимости может привести к проблемам с крутящим моментом и резьбой, которые проявляются только во время монтажа.

Примечания по техническому обслуживанию, проверке и соблюдению требований

Бетонные анкеры не требуют технического обслуживания. Открытые анкерные болты в парковочных сооружениях, морских объектах и ​​пищевых предприятиях требуют периодической проверки на предмет коррозии, ослабленных гаек и трещин в бетоне вокруг анкера. Болт, который был оцинкован при установке, все равно может подвергнуться коррозии в месте поврежденной резьбы или в месте контакта с разнородным металлом.

• Проверьте крутящий момент после отверждения и после серьезных динамических событий. Не думайте, что момент затяжки остается действительным на неопределенный срок.
• Проверьте бетон на наличие трещин. Волосяная трещина возле краевого анкера может изменить характер разрушения от растяжения стали до прорыва бетона.
• Защита от гальванической связи. Изолируйте нержавеющую и углеродистую сталь в местах воздействия влаги и хлоридов.
• Ведите записи. Тип анкера, номер отчета об оценке, заделка, момент затяжки, покрытие и установщик должны быть прослеживаемы.
• Проверьте соответствие. Спецификации проекта могут ссылаться на требования ICC-ES, ETA, ASTM или местных строительных норм и правил; привязка должна соответствовать указанной области.

ASTM A194 B7 Черные тяжелые шестигранные гайки Рассмотрите возможность использования этих тяжелых шестигранных гаек для соединения с болтами из легированной стали B7 во фланцевых соединениях, работающих при высоких температурах и высоких давлениях, а также в соединениях сосудов под давлением, с возможностью индивидуальной настройки OEM/ODM. Посмотреть продукт →

Для нестандартных анкерных сборок: OEM/ODM программы анкеров и шпилек может выровнять марку болта, длину резьбы, покрытие и посадку гайки перед отправкой первого анкера. Такая координация на месте обычно обходится дешевле, чем устранение несоответствия резьбы или покрытия на месте.