Расчет фундаментных болтов по нормативам из общих указаний, подразделение по типам, применение

Расчет фундаментных болтов конструкторы проектных организаций выполняют для определения прочности изделий и точного выбора.

На них оказываются сила растяжения, в узлах соединения объекта с фундаментом.

При неточном расчете, неправильном совмещении всех воздействующих нагрузок, изгибающих моментов, действующих на технологическое устройство вертикальных продольных сил, возникнут проблемы с метизом на производственном участке.

Содержание:

• 1 Что рекомендуют нормативы
• 2 Виды продукции и требования к ним
• 3 Условия и рекомендации по установке

Что рекомендуют нормативы

Фундаментные болты

Расчет анкерных болтов на выдергивание предотвратит разрушение закрепленной строительной конструкции.

В общих указаниях строительных нормативов, над разработкой которых занимались ведущие специалисты, деятели науки и техники, представлены рекомендации о крепеже технологических объектов с применением фундаментных болтов.

Они оснащены специальными крепежными элементами, которые позволяют болту устойчиво находиться в материале из кирпича, камня, железобетона.

Шпилькой с резьбой на одном участке и фиксирующим устройством на другом крепится конструкция из различных составляющих.

Съёмные изделия производят стальные, высокопрочные, они способны выдерживать высокую нагрузку и разрывное усилие.

Для пользователей ИТР в проектных институтах, организаций выполняющих монтаж и строительство, заводов изготавливающих метизы, разработано пособие по применению креплений с помощью анкерных болтов в соответствии со СНиП утвержденного 2 сентября 2003 г.  Учитывают расчетную зимнюю температуру в зависимости от региона использования метизов по рекомендациям СНиП от 2 января 2001г. Применение креплений в агрессивных средах согласуют с требованиями в СНиПе от 3 апреля 2003 г.

Устанавливают метизы в фундамент в соответствии с условиями и их параметрами, по общим техническим разработкам и ГОСТом 24379. 1-80. Конструктивные размеры представлены ГОСТом 24379.1-2012.

Виды продукции и требования к ним

Расчет анкерных болтов на срез позволяет специалистам сделать правильный выбор при фиксации особых объектов с жесткими требованиями на прочность. С их помощью осуществляется надежное соединение конструктивных элементов технических средств к фундаментам сооружений. От прочного сцепления создается надежное строение с длительным эксплуатационным сроком.

Анкерные болты

В период ремонтных работ болты используют:

• для реконструкции старого основания с присоединением пристройки
• фиксируют ростверк со сваей, устанавливают стационарную технику
• подвешивают тяжелое оборудование

Производство фундаментных метизов основано на выпуске следующих видов:

• Составного анкерного, их используют при креплении поворотных установок. Нижнюю шпильку, плиту и муфту размещают перед бетонной заливкой. Прикручивают верхний элемент, закрепляет сборку сварочный шов.
• Фундаментного изогнутого метиза. В его состав входят гайки, шпильки, шайбы. Он отличается от аналогов изогнутым концом. Производители представляют их под буквой Г и с отклоненными шпильками. Прямоугольное искривление применяют до формирования основания, «лебедь» устанавливают в готовый фундамент.
• Для полнотелых оснований под постройкой применяют крепеж с помощью анкерных болтов с плитами для несущих и металлических систем. Такой болт варьируется в длине с максимумом в пределах 4 м, и минимумом от 0.2 м. Подобные метизы использует как гражданское, так и промышленное строительство, их устройство происходит перед заливкой бетона. Нестандартный вид крепежного элемента способствует применению его в различных сферах хозяйственной деятельности в любых фундаментных материалах.
• Съемного, на его стержне с одного конца нарезана резьба. Другим наконечником, с помощью крепления он держит груз в бетонном растворе зафиксированный плитой. Его используют строители зданий разных предназначений в сооружениях из железобетона, кирпича, камня. Установка предусматривает размещение анкерной арматуры, закручивание происходит с окончанием монтажных работ.
• Анкерного прямого со стандартной шпилькой. Устанавливают в приготовленные заранее отверстия, применяют вместе с дополнительными клеящими веществами. Эти болты при диаметре 40мм и длине 160 см, стальные с высокой прочностью, выдерживают нагрузку прикрепленного технического средства, конструктивного элемента к неэластичному фундаменту.
• Конического — с конусным окончанием стержня, способным самостоятельно расклиниваться, его монтаж проводят с помощью цанги или заделывают цементным раствором. Это прочные и устойчивые крепления.

Объекты для использования фундамента не имеют границ, для этого производятся расчеты, определяется тип и требуемых размер. Параметр длины может заказать потребитель, если понадобится крепежные элементы для конкретного сооружения.

Условия и рекомендации по установке

Фундаментный метиз держится за счет:

• трений
• упоров
• клеящих средств

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.

Виды болтов

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.

Болт фундаментный по ГОСТ 24379 1 80 Тип 1 2 — на видео:

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

• Рубрики
• Теги

• Похожие записи
• Автор

Расчет закрепления опор на прочной скале | Конструкции и расчет опор ЛЭП | Архивы

• ВЛ

• конструкция

Содержание материала

• Конструкции и расчет опор ЛЭП

• ВЛ и их основные элементы

• Типы опор по назначению

• Расположение проводов

• Расстояния между проводами

• Методы расчета

• Ветровая нагрузка на опору

• Ветровая нагрузка на провода

• Нагрузки от тяжения проводов

• Расчетные схемы опор

• Материалы металлических опор

• Конструкции металлических

• Детали металлических опор

• Материалы для железобетонных

• Конструкции железобетонных

• Параметры железобетонных опор

• Железобетонные опоры

• Конструкции фундаментов

• Статический расчет опор

• Расчет свободностоящих опор

• Расчет портальных на оттяжках

• Расчет элементов портальных

• Расчет опор с расщепленными

• Расчет металлических опор

• Графические способы расчета

• Графо-аналитические способы

• Общий аналитический способ

• Расчет опор на кручение

• Специальные расчеты металл

• Деформации металлических опор

• Расчет сечений стальных

• Расчет стержней решетчатых

• Расчет соединений

• Расчет железобетонных опор

• Расчет по прочности жб

• Расчет крутящего момента жб

• Расчет деформаций жб

• Расчет на трещины жб

• Особенности расчета жб

• Расчет одностоечных жб

• Расчет закрепления в грунте

• Свойства грунтов

• Расчет оснований вдавливаемых

• Расчет оснований вырываемых

• Расчет опрокидываемых

• Расчет из призматических свай

• Расчет из винтовых свай

• Расчет на прочной скале

• Перемещения фундаментов

Страница 48 из 49

8-8. РАСЧЕТ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОПОР НА ПРОЧНОЙ СКАЛЕ

В тех случаях когда основанием является прочная скала, залегающая с поверхности или на сравнительно небольшой глубине, опоры могут быть закреплены с помощью анкерных болтов или анкерных устройств в виде болтов и рымов для крепления оттяжек, заделываемых непосредственно в скальном массиве. Один из типов такого закрепления дан на рис. 3-54.

Сжимающие силы, создаваемые опорами, передаются установленными на прочной скале опорными башмаками через цементную подливку непосредственно на скальный массив. Передаваемые на скалу поперечные силы вызывают срез, а вырывающие — растяжение анкерных болтов, заделанных в скальный массив. Расчет закреплений опор на скале при действии сживающих и поперечных сил трудностей не встречает, поэтому здесь рассматривается только расчет закреплений на действие вырывающих сил.

Анкерные болты опор линии электропередачи закрепляются в пробуренных в скале отверстиях — шпурах (см. рис. 3-54). Диаметр шпура отличается от диаметра болта на 1,5—2,0 см; пространство между болтом и стенкой шпура заполняется цементным раствором. Обычно анкерные болты имеют на концах продольный разрез, расширяемый вставленным в него клином (это достигается ударами по верхнему концу болта после помещения его вместе с клином в шпур), или обычную головку. Как показали полевые испытания, проведенные К. П. Крюковым в 1941 г. на линии электропередачи 220 кВ ГЭС № 11 в Ленинграде, различие концевых устройств на прочность заделки болта в шпуре практически не влияет и при расчете можно считать, что она обеспечивается только силами сцепления между болтом, бетоном и стенками скалы.

Рис. 8-41. Схема, принимаемая при расчете заделанного в скалу болта на вырывание

Ввиду тогo, что удельное сцепление между бетоном и болтом и бетоном и скалой практически одинаково, а периметр шпура больше периметра болта, далее при рассмотрении заделки болта в скале считается что бетон и скала монолитны. Следует отметить, что при испытаниях не было случаев выдергивания бетонного заполнителя из скалы.

На рис. 8-41 дана расчетная схема болта длиной l, вырываемого из скалы осевой силой N. Силы сцепления τу, приходящиеся на единицу площади боковой поверхности болта, распределены по длине болта неравномерно. Это подтверждается испытаниями заделок анкерных болтов опор линий электропередачи, а также экспериментальными данными, полученными при выдергивании осевыми силами арматуры из бетонного массива, которые показывают, что среднее удельное сцепление зависит от длины заделки и уменьшается с ее увеличением [50].

Вывод предлагаемых формул для расчета заделок анкерных болтов в скалу основан на следующих допущениях.

1. Силы сцепления между болтом и бетоном в произвольной точке пропорциональны перемещению сечения, соответствующего этой точке, равному удлинению концевого участка болта (т. е. конца болта до рассматриваемого сечения).
2. Жесткость скального массива принимается бесконечной.
3. Сужение сечения болта под действием растягивающих сил не учитывается.

Из первых двух допущений следует, что концевое сечение болта неподвижно, а значит, силы сцепления на конце болта равны нулю. Это соответствует условиям работы достаточно глубоко заделанных болтов. Для коротких болтов метод дает заниженные значения вырывающей силы, тем более заниженное, чем короче болт.

В соответствии с первым условием можно написать:

На рис. 8-41 приведена эпюра τ, соответствующая (8-121). В действительности, как показывают эксперименты, распределение сил сцепления по длине болта имеет вид, показанный на рис. 8-42, а.

Уменьшение сил сцепления для верхней части болта объясняется деформациями скалы и сужением сечения болта, которые не учтены при выводе соотношения (8-121).

Эпюра на рис. 8-42, а может быть заменена приближенной (рис. 8-42, б) с верхним треугольным участком. Эта эпюра имеет меньший коэффициент полноты, чем действительная, и, следовательно, расчет по полученным на ее основании формулам будет недооценивать действительную прочность.

Из условия равновесия следует, что

(8-123)

Длина заделки меньше 50 см не рекомендуется даже при незначительной величине вырывающей силы. Применение болтов длиной более 150 см вследствие уменьшения коэффициента В становится нецелесообразным.

Как видно из приведенного вывода, при надежной заделке болта цементным раствором концевые устройства не нужны, но при ухудшении ее механических свойств из-за случайных причин роль концевых устройств может оказаться главной, вследствие чего они рекомендуются как страхующие.

Проверка прочности заделки производится по формуле:
 

• Назад

• Вперед

• Назад

• Вперед

• Вы здесь:  
• Главная

• Книги

• org/ListItem»>
  Архивы

• Конструкции и расчет опор ЛЭП

Читать также:

• Конструкции защищенных изоляцией проводов марки «SAX» и провода СИП-3 фирмы Заря

• Конструктивные данные сталеалюминиевых проводов

• Конструктивные данные алюминиевых проводов и проводов из алюминиевых сплавов

• Конструктивные данные стальных спиральных канатов для грозозащитных тросов

• Конструктивные данные проводов марок АС, АСКС, АСКП и АСК

Как Крепить Анкерный Болт | Советы Экспертов Onekrep

Во многих строительных применениях бетонные анкеры должны быть прикреплены к блоку или стене, чтобы удерживать приспособление или какой-то предмет. При установке анкерного болта с гайкой необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы обеспечить безопасное и правильное крепление. При креплении к бетонным блокам необходимо учитывать ряд специфических особенностей, включая то, в какой части блока следует сверлить, а также тип анкера, который лучше всего подходит для конкретного применения.

Определение места размещения анкера

Прежде чем выбрать правильный анкер для использования, необходимо рассмотреть, где в блоке должен располагаться крепежный элемент. Варианты следующие:

• растворное соединение;
• сплошная секция блока;
• пустотелая секция бетонного блока.

Некоторые приложения могут позволить разместить каждый крепежный элемент в одной и той же части блока, в то время как другие установки требуют размещения каждого анкера в разных секциях блока.

Каждый раздел имеет свои уникальные достоинства и недостатки. Крепление в шов может быть отличным вариантом в зависимости от качества и количества раствора, используемого для установки блока на место. Цельные секции блока обычно обеспечивают наилучшее качество крепления. Это будет зависеть от расстояния крепежа до неподдерживаемого края полости и качества материала, из которого изготовлен блок. Полый участок блока является наименее желательным местом, в котором можно закрепиться, но иногда этого нельзя избежать.

При креплении в полую секцию блока следует иметь в виду несколько важных нюансов:

1. Сверля в блок с помощью молотковой дрели, бетон будет крошиться. Это приводит к конусообразному пространству, причем точка конуса ближе всего к поверхности блока.
2. При установке анкера в эту область, будь то крепежная деталь, оказывающая давление, или бетонный винт, который выстукивает резьбу в основном материале, удерживающие значения будут уменьшены или станут несущественными.
3. Крепежная деталь не должна проникать через стену в саму полость.

Технический совет! Все анкеры, за исключением бетонных винтов, оказывают внешнее усилие. Анкер, оказывающий такое давление на неподдерживаемый край, уменьшает удерживающие значения.

Определение типа груза

Следующим шагом в этом процессе является определение типа груза, который будет закреплен на анкере. В зависимости от этого необходимо правильно подобрать тип гаек для крепления.  Гайки оптом купить можно в нашем магазине «Первый крепеж».

Есть три вопроса, которые помогут определить тип нагрузки, производимой каждым предметом:

1. Насколько тяжел предмет, который крепится к стене блока?
2. Будет ли нагрузка вибрационной?
3. Будет ли нагрузка размещена там, где может возникнуть ударная нагрузка?

Технический совет! Вибрационная нагрузка характерна для предметов, которые находятся в постоянном движении. Пример: вывеска, вывешенная на блочной стене снаружи на ветру.

Определение необходимого типа анкера

Наконец, необходимо определить тип крепежной детали, требуемой для использования. Есть четыре варианта, которые можно применять в бетонном блоке:

• анкер типа шпильки, где шпилька будет торчать из стены;
• анкер молоткового типа, где шляпка не выступает из стены, для законченного вида;
• анкер «женского» типа, где винт вставляется в анкер для законченного вида;
• бетонный винт, который вкручивается непосредственно в блок для законченного вида.

При использовании анкера типа шпильки, «женского» или бетонного винта крепеж или закрепляемый предмет могут быть сняты в любое время практически без повреждения бетонного блока. Однако анкеры молоткового типа являются постоянными установками. Удаление этих крепежных элементов приведет к значительному повреждению бетонного блока и, возможно, самого крепежа.

Типы анкеров, которые могут быть использованы в бетонных блоках

Существует немало разновидностей анкерных болтов. В нашем интернет-магазине вы всегда можете  купить болты оптом от разных производителей и разного назначения. Основными являются:

1. Стержневой анкер. Крепеж будет представлять собой съемные втулочные анкеры, которые используются в самом широком разнообразии применений. Со специалистом следует консультироваться каждый раз, когда бетонные анкеры используются для тяжелых грузов. Этот анкер очень универсален, потому что существует широкий диапазон доступных длин, позволяющих прикреплять материалы различной толщины к блочной стене. Болт также поставляется с различными стилями головок: шестигранная, плоская потайная или круглая для эстетики.
2. Приспособление молоткового типа будет несъемным нейлоновым гвоздем. Преимуществом является отсутствие элементов, выступающих из стены. Они просты в использовании, но должны использоваться только в легких условиях эксплуатации. Анкер с молотковым приводом производится с низкопрофильной грибовидной головкой. Нейлоновый гвоздь доступен с тремя типами головок: грибовидной, круглой и потайной плоской.
3. Свинцовые винтовые анкеры первоначально изготавливались из свинца. Эти бетонные болты теперь производятся из материала под названием Zamac — более мягкого, неагрессивного металла. Эта крепежная деталь используется в легких условиях эксплуатации. Как и винты из листового металла, эти анкеры также обозначаются калибровочной проволокой. Различные длины доступны в каждом диаметре и могут быть использованы в материалах с различными требованиями к встраиванию.

Прежде чем приступить к работе, необходимо правильно выбрать тип бетонного анкера, а также определить, в какой части блока крепить груз. Уделение времени принятию правильных решений обеспечит безопасное и эффективное закрепление. Существуют «якоря», доступные для использования в широком диапазоне применений. Тип нагрузки также будет определяющим фактором при монтаже бетонных анкеров.

Как установить анкерный болт

Важно надежно держать анкерный болт и шаблон на протяжении всего процесса вкручивания. Иначе крепежный элемент может быть скошен в сторону. Лучше использовать деревянные шаблоны или другой эффективный способ, чтобы обеспечить точное позиционирование анкерных болтов.

Система затяжки анкерных болтов используются для установки знаков на проезжей части, осветительных столбов, мачтовых осветительных столбов и надземных знаковых вспомогательных конструкциях. Также с их помощью можно крепить крупногабаритные и тяжелые грузы, предметы к стенам.

Последовательность крепления анкерного болта:

1. Нанести на резьбу немного электрической смазки.
2. Установить самые низкие гайки на болты, по 1 на каждый.
3. Используя верхний шаблон в качестве направляющей, выровнять шаблон, отрегулировать нижние гайки так, чтобы шаблон опирался на каждую из них.
4. Удалить шаблон.
5. Нанести смазку на опорные поверхности нижних гаек и шайб.
6. Установить 1 шайбу и 1 верхнюю гайку на каждый болт, накрутить верхние гайки на болты так, чтобы все они были плотно прижаты к опорной плите.
7. С помощью гаечного ключа перевернуть каждую нижнюю гайку до плотного прилегания.
8. Прекратить вращение, когда все гайки будут затянуты до упора.

Магазин «Первый крепеж» предлагает широкий выбор крепежных деталей различных типов, размеров. Всегда есть в наличии  винты самонарезающие, цена которых вам понравится. У нас вы можете  купить нержавеющий крепеж в Москве по лучшим ценам. Если вам нужна помощь в выборе конкретного товара или оформлении предварительного заказа, звоните по бесплатному телефону 8-800-201-81-96.

Заказать фундаментные болты анкерные с доставкой

Для установки разного рода оборудования, например, станков и насосов, используются фундаментные анкерные болты. Представляют они собой закладной стальной стержень, который в своей верхней резьбовой части состоит из шайбы и двух гаек. Нижний конец бывает абсолютно чистый, изогнутый, с распорной цангой, с плитой. При монтаже он устанавливается в бетон на необходимую глубину.

Характеристики и использование фундаментных анкерных болтов

При строительстве жилых зданий, электростанций и дамб согласно ГОСТ Фундаментные болты 24379. 1–80 применяется «якорь» в исполнении 1.1. Изготавливается он из низколегированной углеродистой стали, имеет в нижней части загиб под 90°. Тяга 1.2 обладает более сложным крюком, устанавливается до бетонирования.

В случаях, когда нужна повышенная прочность на срез и выдергивание, используются болты с анкерной плитой: 2.1, 2.2, 2.3. Модификация 3.1 состоит из двух элементов и муфты: подходит для фиксации оборудования. Версия 5 с чистым концом «садится» на клей после предварительного просверливания: годится для установки станков. Метизы с цангой 6.1, 6.2, 6.3 устойчивы к механическим нагрузкам, устанавливаются в отверстия с последующим цементированием.  

Скачать ГОСТ (pdf)

Болты фундаментные анкерные: преимущества и выгоды

Все вышеприведенные крепежи представлены на сайте. Обратившись к нам, вы только выиграете:

• высокое качество, соответствующее стандарту;
• большой выбор моделей;
• если нужно, заказывайте метизы из любой стали;
• доступно выбрать транспорт доставки;
• оптовым покупателям предоставляем скидку.

Мы находимся в Екатеринбурге, обладаем складским помещением, работаем по всей России. Готовы отгрузить товар в нужном количестве. Оперативно отправим болт фундаментный, цена вас приятно удивит. Если желаете купить, звоните и заказывайте, предварительно выбрав размеры, исполнение и марку стали среди 40Х, ст.35, 09Г2С. Крепеж предлагаем, как без отделки, так и с термодиффузионным / горячим оцинкованием).

Немного о расчётах: Расчёт анкерных болтов

Расчёт анкерных болтов

Расчёт анкерных болтов по СП 43.13330.2012

Расчёт анкерных болтов сплошных колонн

Исходные данные для расчёта анкерных болтов сплошных колонн (ни одно из значений не может быть отрицательным и не может ровняться нулю).

N —  нормальная сила, положительно направленна вниз

N_min — минимальная нормальная сила от которой определяется сдвиговое усилие

M — момент в плоскости колонны

Q — горизонтальная нагрузка

l_s — длина опорной плиты колонны

b_s — ширина опорной плиты колонны

c — расстояние от оси колонны до болта; считается что болты располагаются симметрично; не может быть больше ls/2

n — количество болтов на одной стороне

Диаметр болта — выбрать из списка

Тип болта — выбрать из списка: с отгибом, в анкерной плитой глухой или съёмный, прямой, конический (распорный).

Марка стали болта — выбрать из списка из двух возможным вариантов согласно СП 16.13330.2011

Класс бетона — выбрать из списка класс бетона фундамента.

Коэффициент k₀ — выбрать из списка; коэффициент, зависящий от типа сооружения, типа нагрузки и типа болта.

Проверка на выносливость — поставить или убрать галочку;выполняется при наличии динамических нагрузок. При выборе коэффициент k₀ автоматические принимает значение для динамических нагрузок.

Коэффициент α — выбрать из списка; зависит от количества циклов нагружения. 

Результаты расчёта анкерных болтов для сплошных колонн (расчёт анкерных болтов сплошной колонны выполнен согласно примерам и рекомендациям [1] и [2])

1. Вычисляется l_a — расстояние от равнодействующей усилий в растянутых болтах до противоположной грани плиты по формуле  $$l_a= l_s — ( l_s — 2 · c ) / 2$$
2. Вычисляется эксцентриситет приложения нагрузки по формуле $$e_0 = M/N$$ Исходя из этой формулы сила N не может ровняться нулю,

но может быть отрицательной

.
3. Вычисляется расчётное сопротивление бетона фундамента осевому сжатию R_b
4. {2}_{a}-2N({e}_{0}+c)/{R}_{b}{b}_{s}}$$
Если появляется сообщение о слишком большой нагрузки или слишком маленьком габарите опорной плиты, это означает, что подкоренное выражение отрицательное.

Если высота сжатой зоны равна или меньше нуля, то считается, что все болты растянуты.

5. Вычисляется расчётное сопротивление растяжению стали болта.
6. Проверяется прочность бетонного основания исходя из условия 
$$x\leq {\xi }_{r}{l}_{a}$$
$${\xi }_{r}=\frac{0.85-0.008{R}_{b}}{1+\frac{{R}_{ba}}{400}\left(1+\frac{0.85-0.008{R}_{b}}{1.1} \right)}$$
В случае не выполнения условия требуется увеличить класс бетона.

Если высота сжатой зоны равна или меньше нуля, то проверка не производится.

7. Вычисляется расчётная нагрузка приходящаяся на один болт. 
$$p=\left({R}_{b}{b}_{s}x-N \right)/n$$

В случае малых эксцентриситетов при больших вертикальных нагрузках расчётная нагрузка на болт может получиться отрицательной, что означает, что фундаментные болты ставятся конструктивно.

Если сжатая зона отсутствует, то в расчёте учитываются все болты.

8. Вычисляется площадь поперечного сечения болта (по резьбе) по условию прочности
$${A}_{sa}=\frac{{k}_{0}P}{{R}_{ba}}$$
и сравнивается с заложенными в исходных данных.

Если значение расчётной нагрузки на один болт отрицательное, то болты ставятся конструктивно.

9. Проверяется вычисленная площадь сечения болта при динамических нагрузка на выносливость
$${A}_{sa}=\frac{1.8\chi \mu }{\alpha }\frac{P}{{R}_{ba}}$$
и сравниваться с заложенной в исходных данных. Если значение расчётной нагрузки на один болт отрицательное, то болты ставятся конструктивно.

10. Вычисляется величина предварительной затяжки болта. Вычисляется как 0,75 или 1,1 от расчётной нагрузки на болт. В случае, когда расчётная нагрузка на болт отрицательна, величина предварительной затяжки также будет отрицательна. Это означает, что болты следует затягивать с учётом максимально допустимого момента затяжки, приведённого в таблице 14 [2] 

11. Проверяется возможность восприятия сдвигающей силы в плоскости сопряжения базы колонны с фундаментом.
$$Q\leq f\left(n {A}_{sa}{R}_{ba} / 4 + N \right)$$
Если сжатая зона отсутствует, то проверка не производится. 

12. Вычисляется минимальная глубина заделки
$${H}_{0}=H{m}_{1}{m}_{2}$$

Расчёт анкерных болтов сквозных колонн

Исходные данные для расчёта анкерных болтов сквозных колонн (ни одно из значений не может быть отрицательным и не может ровняться нулю)

N —  нормальная сила, положительно направленна вниз

N_min — минимальная нормальная сила от которой определяется сдвиговое усилие.

M — момент в плоскости колонны.

Q_x — горизонтальная нагрузка в плоскости действия момента

Q_y — горизонтальная нагрузка перпендикулярно плоскости действия момента

b — расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви; не может быть больше h/2

h— расстояние между осями ветвей сквозной колонны

n — количество болтов крепления ветви

Диаметр болта — выбрать из списка

Тип болта — выбрать из списка: с отгибом, в анкерной плитой глухой или съёмный, прямой, конический (распорный).

Марка стали болта — выбрать из списка из двух возможным вариантов согласно СП 16.13330.2011

Класс бетона — выбрать из списка класс бетона фундамента.

Коэффициент k₀ — выбрать из списка; коэффициент, зависящий от типа сооружения, типа нагрузки и типа болта.

Проверка на выносливость — поставить или убрать галочку;выполняется при наличии динамических нагрузок. При выборе коэффициент k₀ автоматические принимает значение для динамических нагрузок.

Коэффициент α — выбрать из списка; зависит от количества циклов нагружения

Результаты расчёта анкерных болтов для сплошных колонн (расчёт анкерных болтов сплошной колонны выполнен согласно примерам и рекомендациям [1] и [2])

1. Вычисляется расчётная нагрузка, приходящаяся на один болт
$$p=\left(M-Nb \right)/nh$$
2. Вычисляется расчётное сопротивление растяжению стали болта.
3. Вычисляется площадь поперечного сечения болта (по резьбе) по условию прочности и сравнивается с заложенными в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)

4. Проверяется вычисленная площадь сечения болта при динамических нагрузка на выносливость и сравниваться с заложенной в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)

5. Вычисляется величина предварительной затяжки болта (см. расчёт болтов сплошных колонн)

6. Проверяется возможность восприятия сдвигающей силы в плоскости и перпендикулярно плоскости действия момента.

Проверка перпендикулярно плоскости момент производиться по аналогии с расчётом болтов сплошных колонн. 

Проверка в плоскости действия момента выполняться по формуле

$$Q\leq f\frac{M+N(h-b)}{h}$$

При отрицательное 

N_min 

проверка в плоскости действия моменте не производится, а сдвигающее усилие  должно восприниматься упорами.

7. Вычисляется минимальная глубина заделки (см. расчёт болтов сплошных колонн).

Расчёт анкерных болтов для крепления оборудования

Исходные данные для расчёта анкерных болтов для крепления оборудования (ни одно из значений не может быть отрицательным и не может ровняться нулю)

N —  нормальная сила, положительно направленна вниз

M — момент в плоскости колонны.

Q — горизонтальная нагрузка
Нагр. на болт — вводить или не вводить расчётную нагрузку на болт. Если выбрать, то расчётная нагрузка на болт не будет вычисляется.
P — расчётная нагрузка на болт

y₁ — расстояние от оси поворота до самого удалённого растянутого болта

∑y_i²— сумма квадратов расстояний от оси поворота до i-ого болта при учёте как растянутых, так и сжатых. Технически сложно выполнить расчёт при произвольной форме базы и расположении анкерных болтов. Как найти подобную сумму для круглой стойки подробно описано здесь.

n — общие количество болтов

Диаметр болта — выбрать из списка

Тип болта — выбрать из списка: с отгибом, в анкерной плитой глухой или съёмный, прямой, конический (распорный).

Марка стали болта — выбрать из списка из двух возможным вариантов согласно СП 16.13330.2011

Класс бетона — выбрать из списка класс бетона фундамента.

Коэффициент k₀ — выбрать из списка; коэффициент, зависящий от типа сооружения, типа нагрузки и типа болта. При выборе коэффициент k₀ автоматические принимает значение для динамических нагрузок.

Проверка на выносливость — поставить или убрать галочку;выполняется при наличии динамических нагрузок.

Коэффициент α — выбрать из списка; зависит от количества циклов нагружения

Результаты расчёта анкерных болтов для крепления оборудования (расчёт анкерных болтов сплошной колонны выполнен согласно примерам и рекомендациям [1] и [2])

1. {2}}$$
2. Вычисляется площадь поперечного сечения болта (по резьбе) по условию прочности и сравнивается с заложенными в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)

3. Проверяется вычисленная площадь сечения болта при динамических нагрузка на выносливость и сравниваться с заложенной в исходных данных (см. расчёт болтов сплошных колонн)

4. Вычисляется величина предварительной затяжки болта (см. расчёт болтов сплошных колонн)

5. Вычисляется величина предварительной затяжки болтов на восприятие горизонтальных сдвигающих усилий
$${F}_{1}=k\frac{Q-Nf}{nf}$$
6. Вычисляется усилие затяжки при совместном действии вертикальных и горизонтальных (сдвигающих) сил
$${F}_{0}=F+{F}_{1}k$$

Если

F₀

 отрицательное, то это означает, что болты следует затягивать с учётом максимально допустимого момента затяжки, приведённого в таблице 14 [2]  

6. Вычисляется минимальная глубина заделки (см. расчёт болтов сплошных колонн).

Уголок потребителя (для тех, кому не безразлично)

Ниже ошипки/неточност/очепятки, допущенные авторами СП (это моё личное мнение)

1. При расчёте сплошных колонн у нас не редко возникают отрывающие усилия, то есть сила N с минусом. Алгоритм расчёта анкерных болтов для баз сплошных колонн, предложенный СП, в этом случае работает не совсем корректно. При отрывающих усилиях не будет сжатой зоны, соответственно все вычисления в этом направлении по предложенным формулам не получиться. Допущение, что при отрывающих усилиях работают все болты введено автором программы.
2. Как при отрыве рассматривать по предложенным формулам возможность восприятия сдвигающих усилий болтами? В формулах фигурирует коэффициент трения по бетону, который, при отрыве учитывать, бессмысленно. Поэтому работа болтов на двигающие усилие при отрыве не учитывается в программе.
3. Алгоритм расчёта анкерных болтов распространяется на случай, когда болты с одной стороны сжаты, а с другой растянуты и в расчёте участвуют лишь растянутые и, как правило, это половина от общего числа. Но какое количество болтом можно/должно учитывать при отрыве, когда растянуты все болты? Допущение, что при отрывающих усилиях работают все болты введено автором программы.
4. При отрицательной расчётной нагрузкой на болт (когда болты ставятся конструктивно) величина обязательной предварительной затяжки будет также отрицательна. То, что болт закручивать необходимо и, скорее всего, в данном случае следует использовать табличные данные авторы СП не упомянули. В этом случае программа ссылается на таблицу 14 [2] со значениями максимально допустимого момента затяжки.
5. Нет даже намёка на расчёт болтов при условии действия момента в двух плоскостях. Вполне возможно, что расчёт производиться по аналогичному алгоритму, однако додумывать недосказанное будет не правильно. Правильно будет найти информацию в технической литературе. На данный момент такая информация не была обнаружена.
6. Расчёт минимальной глубины заделки. При классе бетона В12.5 и марки стали ВСт3кп2 используются табличные значения из таблице Г. 1. При отличных классе или марки стали вычисляются коэффициенты отношения между расчётными и принятыми в таблице. Затем табличные значения минимальной глубины заделки умножают на полученные коэффициенты соответствия. Проблема в том, что марка стали, принятая в таблице, ВСт3кп2 исчезла из таблиц СП 16.13330.2011. Так как эта марка стали ранее стояла в одном ряду с марками Ст3пс4, Ст3пс2, Ст3сп4, Ст3сп2, то расчётное сопротивление решено было принять соответствующим этим марка стали 185 МПа. К сведению, в пособии к СНиП «Сооружение промышленных предприятий» расчётное сопротивление стали ВСт3кп2 145 МПа.
Любой, обладающей информацией по перечисленным в пунктах проблемам, рискует сделать программу лучше.


Таблица сравнения результатов расчётов

Список литературы.

1. СП 43.13330.2012 Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85 (с Изменением N 1)
2. Пособие по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования (к СНиП 2. 09.03) МДС 31-4.200

Фундаментный анкер-болт: особенности изделия и его применения. Фундаментные анкерные болты: назначение, виды и монтаж

Содержание

1. Что такое фундаментные болты-анкеры
2. Строение изделия
3. Преимущества и недостатки
4. Основные виды
5. Изогнутые
6. С анкерной плитой
7. Составные
8. Съемные
9. Прямые
10. Технические характеристики соединительного крепежа
11. Разновидности
12. По конструктивным особенностям
13. По условиям эксплуатации
14. По методу установки
15. Установка анкерных болтов в фундамент
16. Материалы для изготовления анкерных болтов
17. Химическое соединение
18. Правила монтажа анкерных болтов
19. Основания принципа соединения анкеров
20. Стандарты ГОСТ
21. Комплектация по ГОСТу
22. Преимущества и недостатки фундаментных болтов
23. Условия эксплуатации болтов в ходе бетонирования
24. Назначение фундаментного анкера
25. Способы восстановления фундаментных болтов
26. Что будет в результате неправильного монтажа

Что такое фундаментные болты-анкеры

Конструкции такого рода в первую очередь имеют промышленное назначение и предназначены для фиксации на бетон металлических конструкций – станков, машин и другого промышленного оборудования. По сути, они выполняют роль закладных. И данная статья расскажет вам подробно о размерах, длине, весе фундаментных болтов (анкеров).

О том, что собой являет фундаментный анкер, расскажет это видео:

Строение изделия

Принципиально конструкция фундаментного болта не отличается от обычного анкера:

• штырь с насечкой – заводится в стену сооружения или является крепежным элементом для механизма;
• якорная часть – расширение, замоноличенное в бетонное основание;
• верхняя часть анкера может сильно отличаться по форме и определяется назначением.

Принцип крепления, обеспечивающий удержание конструкции, также полностью соответствует понятию анкер – якорь. Действовать могут 3 силы:

• трение – крепеж воспринимает нагрузку от конструкции и передает ее монолитному основанию за счет сил трения, возникающих при распирании. Что, собственно, и обуславливает обязательное наличие расширяющейся части;
• упор – нагрузка, воспринимаемая крепежом и компенсируемая сопротивлением самого материала;
• склеивание – нагрузка, компенсированная за счет напряжения в месте контакта материала основания и анкера. Этот фактор действует в химических анкерах фундаментных и в тех случаях, когда конструкционная форма не предусматривает упора.

Конструкцию и размерные параметры фундаментных болтов-анкеров регламентирует ГОСТ 24379.1-80 и ГОСТ 24379.0-80.

Поскольку крепеж предназначен для фиксации тяжелых конструкций в очень плотных материалах, его прочность должна быть выдающейся. Обычно для этого применяют качественную или высококачественную углеродистую сталь, а также низколегированную. Возможно выполнение анкеров из нержавеющей стали, но, как правило, такие изделия производятся на заказ. Крепеж допускается применять только оцинкованный.

Преимущества и недостатки

Изделия такого рода отличаются узкой специализацией. В своей области фундаментные болты не знают конкуренции, однако в других сферах не применяются.

К преимуществам анкеров можно отнести:

• очень высокую несущую способность;
• большое разнообразие конструкций. Способы крепления оборудования разные, так что изделия выпускаются с большим диапазоном конструктивных отличий;
• предполагается 2 метода монтажа. Что позволяет использовать болты и при строительстве, и на более поздних стадиях;
• большой размерный ряд – в зависимости от целей выпускаются изделия длиной от 15 см до 5 м;
• несмотря на то что для изготовления используется качественная сталь, стоимость изделий относительно доступна.

Недостатки изделия:

• фундаментный анкер не универсален. Область его применения ограничена монтажом конструкций на бетонное основание;
• использование его требует определенных знаний, поскольку здесь важен точный расчет с учетом материала фундамента, особенностей конструкции, метода монтажа и многого другого.

Далее рассмотрены типы фундаментных болтов.

Основные виды

Анкерные болты, которые используются для заделки в фундаментные блоки, выпускаются современной промышленностью в различных размерах и конструктивных исполнениях. Если говорить о классификации таких крепежных изделий, то все их можно разделить на несколько основных типов.

Изогнутые

Такие изделия, изготавливаемые в соответствии с требованиями ГОСТ 24379. 1-80, выполнены в виде металлического штыря, конец которого имеет изогнутую форму и напоминает крюк. В соответствии с вышеуказанным ГОСТом, максимальная длина таких крепежных изделий составляет 180 см. Используются они в фундаментных конструкциях, выполненных из железобетона.

Изогнутый фундаментный болт состоит из шпильки, двух гаек и шайбы. Последняя может быть увеличенной для крепления оборудования с большим диаметром монтажных отверстий

С анкерной плитой

Такие болты, длина которых по ГОСТу может доходить до 5 метров, также используются для монтажа в железобетонных фундаментных конструкциях. Конструктивно фундаментный болт этого типа представляют собой металлический штырь, на нижнем резьбовом конце которого при помощи дополнительных гаек зафиксирована анкерная плита, обеспечивающая их надежную фиксацию в бетонном основании.

Конструкция анкерной плиты зависит от исполнения фундаментного болта

Составные

Глубина заделки таких болтов тоже может достигать нескольких метров. Конструкция таких крепежных изделий, которые изготавливаются в соответствии с требованиями нормативного документа 24379.1-80, включает в себя металлический штырь, резьбовую шпильку, муфту и анкерную плиту. Используют составные фундаментные болты в тех случаях, когда возникает необходимость выполнить стяжку одного конструктивного элемента с другим.

Составные фундаментные болты комплектуются шпильками различного типа

Съемные

Нормативным документом для изготовления болтов этого типа также является ГОСТ под номером 24379.1-80. Съемный болт, представляющий собой металлический штырь, оснащенный специальной анкерной системой, используются для заделки в кирпичные, каменные и железобетонные фундаментные конструкции. При помощи таких крепежных изделий выполняется монтаж инженерно-технических конструкций различного назначения.

Анкерная арматура съемных фундаментных болтов выполняется составной, литой или сварной

Прямые

Это фундаментные болты, которые представляют собой обычные металлические штыри. Их длина может достигать 140 см. Прямые болты также должны соответствовать требованиям ГОСТ 24379.1 от 80-го года. Болты данного типа могут монтироваться в уже готовый фундамент. В таких случаях для их фиксации в предварительно просверленных отверстиях используется специальный клей или цементный раствор.

Прямые болты обеспечивают надежное закрепление только на твердом основании, исключающем деформационные нагрузки

Технические характеристики соединительного крепежа

Перед монтажом, потребуется учесть все возможные параметры анкеров, чтобы выбрать болты.

Крепежные заготовки выпускаются с диаметром шпильки 1-14 см, при максимальной длине соединительного болта до 5 м. Производство может использовать только сырье с наивысшими показателями прочности.

Готовая продукция существует в разных классах, выделенных по прочности, где наименьший допустимый параметр — 4, а наибольший – 13.

В ходе практического применения допускается дополнительная обработка.

Разновидности

Как бы просто ни был устроен монолитный фундамент, на деле оказывается, что здесь действуют множество факторов, заметно влияющих на надежность крепления. Соответственно, и фундаментные болты имеют множество разновидностей.

По конструктивным особенностям

По конструктивным особенностям фундаментный анкерный болт разделяют на следующие виды.

• Изогнутый – состоит из шпильки, шайбы и двух гаек. Один конец штыря имеет изогнутую форму – крюк. Согласно ГОСТ максимальная длина изделия достигает 180 см. Применяется анкер для крепления металлических и железобетонных конструкций. Шайба может быть разных размеров для оборудования с разными монтажными отверстиями. Применяют крепеж, если высота фундамента не зависит от глубины заделки анкера.
• С анкерной плитой – на нижнем резьбовом конце штыря имеется анкерная плита, закрепляемая при помощи резьбовых гаек. Плита и обуславливает надежность крепления в бетоне. Строение может иметь разное, что определяется строением фундамента. Максимальная длина изделия – 5 м. Используется анкер для крепления металлических и железобетонных конструкций. Этот вариант устанавливается для бетонирования. Имеет меньшую глубину заделки, а поэтому применяется тогда, когда высота основания зависит от глубины заделки.
• Составной с анкерной плитой – в дополнении к резьбовой шпильке и анкерной плите появляется муфта, что позволяет соединить две части анкерного болта. Таким образом выполняют стяжку двух конструкционных элементов, монтируемых методом поворота или надвижки. Общая схема монтажа такова: в фундамент бетонируют часть шпильки с муфтой, затем устанавливают механизм и вкручивают верхнюю часть в муфту. Длина вкручивания составляет не менее 1,6 от диаметра резьбы.
• Съемный – монтируется в заливной фундамент. Анкерная плита может иметь разные исполнения: сварная, литая, плоская анкерная плита. Этот вариант разработан для фиксации в бетонный, кирпичный или каменный фундамент. Чаще всего их используют для крепления прокатного оборудования, поскольку оно подвергается высокой динамической нагрузке. Также съемный крепеж требуется в тех случаях, где, как показывает практика, болты придется заменять со временем. Съемный болт монтируется несколько иначе: в фундамент бетонируют только анкерную часть, а шпильку устанавливают после обустройства фундамента.
• Прямой – самая простая модификация, состоящая из металлического штыря и гайки. Длина может достигать 140 см. Этот вариант рассчитан на установку в готовый твердый фундамент, когда деформационные нагрузки исключаются. Прямой анкер крепят на клеевой или цементный раствор и удержание он обеспечивает за счет сил склеивания. Обычное их применение – строительные работы.
• Распорный с коническим концом – устанавливается в готовый фундамент, предварительно для него высверливается отверстие. Фиксируется крепеж при помощи разжимных цанг или цементным раствором. Крепеж также используют в строительных работах, но при сооружении конструкций, подвергаемых вибрационной нагрузке.

Фундаментный анкер-болт (разновидности)

По условиям эксплуатации

Крепеж различается по условиям эксплуатации:

• расчетные – анкер воспринимает нагрузку, возникающую при работе оборудования, и передает ее фундаменту;
• конструктивные – их главной задачей является обеспечение стабильной работы механизмов и предотвращение случайных сдвигов. При этом стойкость к опрокидыванию или смещению обеспечивается главным образом весом самой конструкции или машины.

По методу установки

По методу установки различают такие виды фундаментных болтов:

• устанавливаемые до бетонирования – большинство видов закрепляются таким образом: изогнутые, с анкерной плитой и так далее;
• устанавливаемые в готовый фундамент – это прямые и распорные. Для их монтажа необходимо высверливать отверстие в бетоне. Анкер, который фиксируется в готовое основание, запрещается использовать при возведении высотных зданий, поскольку ветровая нагрузка для них является основной.

Производство фундаментных анкерных болтов запечатлено в этом видео:

Установка анкерных болтов в фундамент

В фундаменте анкерные болты держатся за счет трения, упора и склеивания. Трение обеспечивают нагрузки, которые оказываются на крепежное изделие и передаются на фундамент. Упор – это нагрузки, которые анкер воспринимает и компенсирует своими силами, а склеивание – компенсация нагрузок с помощью касательных напряжений с материалом основания.

Если требуется закрепить конструкцию с высоким уровнем ассиметрии, то лучше заказать прямые болты на силоксановом или эпоксидном клею. Распорные болты применяют в областях, где возможны статические или вибрационные нагрузки. А анкеры с коническим концом советуют использовать для крепления конструкций, который подвергаются динамическим нагрузкам и не способны выдерживать сильных ударов.

Установка фундаментных анкерных болтов выполняется в несколько этапов. Вначале нужно тщательно осмотреть анкерные болты и убедиться в их исправности. Затем можно приступать к работам.

1. Подготовительные работы и определение мест крепления анкеров. Помните, что их ни в коем случае нельзя размещать под дверными проемами.
2. Установка болтов в основу фундамента. Анкер должен погружаться посередине бетонного основания.
3. Расстояние между анкерами должно быть в два раза больше глубины вхождения.
4. После того как анкеры установлены, нужно подождать, пока бетонная смесь застынет. В это время важно следить, чтобы штыри анкеров оставались в ровном вертикальном положении.
5. Последний этап работы – скрепление. Для этого устанавливаются металлические пластины или деревянная доска.

Некоторые виды анкеров можно устанавливать и в уже затвердевший бетон. Но в этом случае просверливается отверстие и вставляется фундаментный болт.

Материалы для изготовления анкерных болтов

Для изготовления фундаментных анкеров используют только высокопрочные материалы. В качестве сырья выбирается сталь, в зависимости от условий применения можно приобрести крепежные изделия из морозоустойчивой стали. Крепежи подвергаются термической обработке, благодаря которой исключается возможность разрыва изделия.

Химическое соединение

Кроме соединительных систем, принцип действия которых основан на механических связях и их воздействии, выпускается продукция, образующая соединение с фундаментом из бетона ввиду внутримолекулярных процессов.

Такие скрепляющие элементы получили название химических соединителей, в состав которых включены: металлический стержень, резьбовая поверхность, клей, внутри которого есть штырь.

Правила монтажа анкерных болтов

Существует два способа монтажа – в мокрый бетон и в фундамент после того, как бетон застынет. В обоих случаях важно грамотно разметить места установки болтов. Эксперты выделяют несколько базовых правил установки анкерных крепежей, которые обязательно нужно учитывать.

• фундаментные болты, по стандартам ГОСТ, типа 1.2 с анкерной основой лучше монтировать до момента затвердения бетона. То есть, применяется технология установки в мокрый бетон. До момента затвердения вы должны зафиксировать анкер по правилам;
• болты с маркировкой 1. 2 подходят для установки в прочный фундамент после затвердения бетона. После монтажа их дополнительно укрепляют раствором аналогичного состава. По факту, бетонная смесь для изготовления фундамента и закрепляющая должны быть одного вида;
• анкерный болт с расширением нижней части монтируют только в предварительно образованные отверстия. По диаметру лазейка должны соответствовать стержню;
• допустимо только вертикальное расположение стержня;
• расстояние между анкерными стальными болтами рассчитывается по формуле: глубина отверстия Х 2;
• при фундаментных работах болты крепят посредине ленточного основания;
• не рекомендуют использовать крепежные болты такого типа под перегородки.

Болты для фундамента изготавливают в виде прута с резьбой на одном конце и загибом на другом. За счет последнего удается получить соединение. Анкерные болты подходят для прочных строительных материалов. Для пористых поверхностей выпускают отдельные модификации с двумя втулками.

Преимущественно фундаментные болты выдерживают температурные «качели» от -50 до +50. Если же вы планируете монтировать их в температурных условиях, выходящих за эти рамки, нужно дополнительно учитывать особенности фундамента. По размеру конструкции, ее материала определяют наиболее подходящий тип анкерного болта.

Наиболее сложным этапом установки фундаментных мощных болтов является бурение в ограниченном пространстве. Если квадратура свободного места позволяет, можно использовать перфоратор. Для более ограниченного пространства требуется сверло под прямым углом. Обычно это занимает немного больше времени.

Основания принципа соединения анкеров

Анкерные соединители удерживаются внутри фундаментов, благодаря воздействию разных сил — упор, склеивание, трение, но они возникают при взаимодействии монолита с соединением.

Во время распорки разжимной цанги возникают аналогичные силы, упор распределяется по болту, где компенсируется внутренним сопротивлением, которое противоречит силе излома.

Склеивание нивелирует давление, возникающее от касательного напряжения на месте контакта анкера с бетоном.

Выбор крепежа осуществляют на основании предполагаемой величины нагрузки на одну точку. Берут в расчет особенности основания, чтобы найти нужный тип крепления. Важный фактор — основные характеристики фундамента: вид, степень прочности, структура.

Размер используемой анкерной системы выбирают, исходя из физических параметров устанавливаемого сооружения. Чем больше, тяжелее конструкция, тем длиннее, толще должны быть болты.

Затем, высчитывают оптимальное расстояние между болтами, согласно массе, габаритам прикрепляемой конструкции или технического обеспечения.

Рекомендации к верному монтажу анкеров можно посмотреть в следующем видео:

Стандарты ГОСТ

Анкерные болты считаются наиболее распространенным способом крепежа зданий к фундаменту. Параллельно с оценкой качества самих деталей, должна быть тщательная проверка фундамента. В противном случае есть вероятность нарушения болтовых соединений. Бетон должен быть достаточно прочным, чтобы удерживать анкерные болты. Если бетон слабый или пористый, сверление отверстий под болты может привести к появлению трещин или крошению. Следовательно, никакой гарантии прочности не существует в таких случаях.

Несмотря на то, что опорные стены могут обеспечить стабильность конструкции, необходимо предпринять дополнительные меры для снижения вероятности повреждения. Проекты разрабатывают с учетом не только постоянных факторов воздействия, но и потенциальных сейсмических угроз. Согласно единый строительному кодексу, разработанному на основе ГОСТ, установлено, что фундаментные плиты должны быть прикреплены болтами к фундаменту болтами диаметром 1/2 дюйма на расстоянии не более 1,8 метров друг от друга. Один болт должен быть размещен в пределах 30,5 см от каждого конца секции пластины.

В стандартах ГОСТ регламентируют не только особенности строения болтов, но и прописывают материал, из которого должны изготавливать детали. Основное правило для всех видов анкерных прочных болтов  – технология производства из легированной и углеродистой стали. Если это обусловлено маркировкой по ГОСТ, для улучшения свойств болтов дополнительно наносят цинк. Он улучшает качества, защищая крепежные системы от коррозии.

Нанесение цинка возможно двумя способами:

1. Гальванический. Суть заключается в том, что для обработки используют гидролизную ванну. Атомы цинка покрывают поверхность анкерного болта.
2. Диффузионный. Оцинковка происходит под воздействием высоких температур. Методом нагрева атомы проникают в поверхность крепежа.

Оба способа отлично себя зарекомендовали, поэтому для достижения результата можно использовать любой из них. При этом важно придерживаться правил и нормативов, зафиксированных в строительном кодексе.

Комплектация по ГОСТу

ГОСТ разработан на основе нормативных строительных документов. Он регламентирует размеры изделий, их качество, особенности хранения и транспортировки.

Что касается требований комплектации, крепеж должен состоять из следующих частей:

• основной стержень;
• анкерная арматура;
• плитка и втулка;
• муфта и шайба;
• зажимная цинга;
• гайка;
• труба.

Некоторые составляющие могут отсутствовать в зависимости от модификации. Для понимания, в прямых болтах резьба накручивается только с одной стороны. Также есть только центральная штанга и гайка. Если рассматривать другие более сложные крепежи, их структура усовершенствована и спроектирована в зависимости от выполняемых функций, специфики крепления и области применения. Фиксаторов в виде гаек и шайб может быть несколько.

Если вы намерены использовать анкерные болты для монтажа массивных конструкций, оцените их плюсы:

• выдерживают большие нагрузки. Предельные показатели рассчитываются с учетом веса конструкции и особенностей фундаментного основания;
• изобилие видов, которые отличаются между собой конструкцией. В зависимости от поставленных задач можно подобрать качественные крепежи с гарантированной долговечностью эксплуатации;
• предусмотрено 2 вида монтажа (описывали выше). За счет этого устанавливать болты удобно не только во время бетонирования, но и после, уже на готовый фундамент;
• используют надежный материал – высокопрочная сталь с возможностью оцинковки.

К недостаткам относят следующие характеристики крепежа:

• ограниченная область применения. Фундаментные болты используют для монтажа конструкций к бетонным основаниям, из природного камня или кирпича;
• для работы с анкерами нужен определенный опыт, грамотный расчет расстояния и изучение особенностей фундамента.

Условия эксплуатации болтов в ходе бетонирования

По специфике эксплуатации различают расчетные и конструктивные болты фундаментные. В первом случае анкер распределяет нагрузку и передает ее фундаменту. В конструктивных крепежах главной задачей становиться стабильность работы механизмов. То есть, болт предотвращает конструкцию от сдвигов, смещения и деформации.

В соответствии с методом установки фундаментных болтов классифицируют на:

• устанавливаемые до затвердения бетонного раствора. Это наиболее распространенный способ монтажа;
• путем сверления отверстия в готовый фундамент. Метод актуален для распорных болтов и прямых. Просверливается отверстие с расчетом диаметра крепежа, куда затем монтируется анкерный болт. Такой способ не подходит для соединения крепежей при возведении высоток. Они не смогут выдержать ветровую нагрузку.

Фундаментные анкерные болты можно использовать для монтажа к прочным основаниям. Поэтому, предварительно важна оценка качества фундамента. Например, в пустотелый кирпич устанавливать анкерные болты запрещено.

Область применения болтов:

• для крепления промышленного оборудования. Это могут быть станки, технические агрегаты, прессовые машины и другие;
• реконструкция фундамента. Для его укрепления понадобится параллельно со старыми болтами монтировать новые;
• установка надежных болтов для укрепления цоколя;
• крепление навесного оборудования (бытовое назначение).

Назначение фундаментного анкера

В фундаментных работах анкерный болт играет роль фиксатора. Нижняя его часть крепится в основание, а верхняя с помощью резьбы соединяется с самим фундаментом. Анкерные болты отлично зарекомендовали себя при строительстве быстровозводимых сооружений и монтаже массивного оборудования.

Свойства крепежей:

• надежная фиксация стержня в фундаменте;
• установка прочных болтов до того, как вы зальете бетонный раствор;
• гарантия долговечности при монтажных работах.

Только при грамотном выборе установки болта можно рассчитывать на его преимущества. Чтобы сориентироваться в локации и правильно рассчитать положение крепежей, лучше исходить из проектировки объекта. Берется во внимание информация о несущих конструкциях. Только под ними можно монтировать анкера.

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.

Что будет в результате неправильного монтажа

Выставленные не по размерам анкеры видно на снимках геодезистов, что сразу выявляет расхождения между фактическим положением и утвержденным планом. Потребуется приложить больше усилий, чтобы исправить недочет, значит, будет перерасход финансов, времени.

Готовые сооружения принимает комиссия технадзора, которая при выявлении расположения болтов вне допусков запрещает изгиб анкеров с использованием сварки. Нельзя увеличивать отверстия на задних нижних частях колонн.

Использование анкерной химии должно предполагать увеличенный бюджет, длительные сроки. Материал дороже обычных болтов, требуется время на отвердевание.

Система крепления анкерными болтами позволяет надолго зафиксировать конструкции, оборудование. Наиболее плотное соединение образуется, если анкеры выводят из фундамента. Нужно правильно выбрать болты, выполнить установку, строго следуя технологии. Если все сделать последовательно, ровно, крепко, крепеж выдержит технику почти любой массы, габаритов.

Наглядно процесс правильной эксплуатации химического крепления показан в нижеследующем видео:

Источники

• http://stroyres.net/metallicheskie/metizyi/ankeryi/fundamentnyiy.html
• http://met-all.org/metalloprokat/metizy/bolty-fundamentnye-gost-raschet-montazh.html
• https://laminatepol.ru/36863-ispolzovanie-ankernyh-boltov-pri-stroitelstve-fundamenta.html
• https://ru-house.net/stroitelstvo/krepezh/ankery/fundamentnye-ankernye-bolty-ustanovka.html
• https://uniform-met.ru/articles/ustanovka-ankernykh-boltov-pri-betonirovanii-osobennosti-raboty-s-krepezhami/

Андрей

Задавайте вопросы в комментариях

Задать вопрос

Помогла ли вам статья?

Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны крепления анкерного болта

• Список журналов
• PLoS один
• PMC6968847

PLoS Один. 2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в сети 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539

, Концептуализация, Проверка, Написание – первоначальный проект, Написание – проверка и редактирование ^{1, 2} и , Сбор данных, Проверка, Написание – проверка и редактирование ^{1, *}

Анна Пандольфи, редактор

Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензиях Отказ от ответственности

Дополнительные материалы

Заявление о доступности данных

Длина зоны анкерного крепления анкерного болта влияет на распределение осевой силы и касательного напряжения в ней. На основе модели сдвиг-смещение было проанализировано распределение нагрузки на анкерные болты на стадии упругой деформации. Кроме того, механическая реакция стальных анкерных болтов с резьбой с различной длиной анкеровки была исследована с помощью испытаний на отрыв и численного моделирования. Результаты показали, что осевая сила и напряжение сдвига были отрицательно экспоненциально распределены в пределах зоны анкеровки анкерных болтов, в которой были максимальные осевая сила и напряжение сдвига в начале зоны анкеровки. На этапе упругой деформации анкеровки, чем больше длина анкеровки, тем более равномерно распределяется напряжение сдвига в зоне анкеровки и тем больше предельное напряжение сдвига; однако существовала критическая длина анкеровки, при превышении которой предельное касательное напряжение оставалось неизменным. Была выведена формула расчета критической длины анкеровки и определена приемлемая длина анкеровки. Результат исследования обеспечивает важную теоретическую основу для быстрого расчета параметров опоры для анкерных болтов.

Являясь ключевым параметром, влияющим на конструкцию болтовых опор, длина зоны анкеровки влияет на силу анкеровки и опорный эффект анкерных болтов, однако теоретическая основа для такой конструкции отсутствует, что приводит к необоснованным длинам анкеровки, что приводит к отказ анкерной поддержки или дополнительные расходы[1,2]. Таким образом, сложно гарантировать, что длина анкеровки удовлетворяет проектным требованиям при одновременном снижении затрат, и поэтому необходимо изучить механизм передачи нагрузки и разумную длину анкеровки анкерных болтов.

Механизм передачи нагрузки анкерных болтов является предметом исследований. Напряжение сдвига на поверхности анкера в процессе отрыва можно разделить на три части: сцепление, механическая сила самоблокировки и сила трения [3]. Было предложено множество механических моделей: модель запаздывания сдвига для анкерной системы, основанная на условии учета условий соединения различных интерфейсов [4], простая трехлинейная определяющая модель, описывающая скольжение на границе раздела между анкерным кабелем и цементным раствором. тело [5], взаимосвязь прерывистого скольжения и трехлинейная модель прерывистого скольжения, установленная посредством испытаний на отрыв анкерных болтов [6,7], трехпараметрическая и двухпараметрическая комбинированная модель распределения осевой силы. в зоне анкеровки[8], гиперболическая функциональная модель передачи нагрузки с использованием математико-механических методов[9]. Zhu (2009) вывел функцию, описывающую распределение сопротивления трения на анкерных болтах в упругой однородной горной массе[10]. Применяя теорию напряжения смещения-сдвига и анализ методом конечных элементов (МКЭ), напряжение сдвига в зоне крепления распределяется в соответствии с функцией Гаусса по длине крепления. С помощью различных in situ и лабораторных испытаний [11] были получены характеристики распределения осевой силы в зоне крепления [12]. Несмотря на вышеупомянутые исследования, единого мнения относительно распределения напряжения в зоне крепления достигнуто не было.

Что касается исследования длины анкеровки, то было исследовано поведение при отказе склеенных тел анкеровки при фиксированной длине анкеровки [13,14], несущая способность существенно не увеличивалась, когда длина анкеровки превышала критическую длину анкеровки[15]. Хуанг (2018) предложил метод расчета критической длины анкерного крепления анкерных болтов и подтвердил его осуществимость с помощью инженерных тематических исследований[16]. Основываясь на эффекте сцепления, длина анкеровки оказывает серьезное влияние на несущую способность анкерных болтов и напряжение сдвига на стыках под действием циклической нагрузки [17–19].]. Расчетная формула для критической длины анкеровки анкерных болтов может быть выведена в соответствии с принципом совместимости перемещений между телом анкеровки и окружающей породой [20–22]. Лю (2010) считает, что длина анкеровки должна в 20 раз превышать диаметр анкерного болта при применении полнорезьбовых анкерных болтов из стеклопластика на месте[23]. Вышеупомянутые достижения исследований остаются в основном гипотетическими и не учитывают проектные требования реальных параметров анкерных болтов.

В настоящем исследовании были изучены механические свойства и характеристики распределения напряжения в зоне анкеровки при различной длине анкеровки, чтобы выявить механизм передачи нагрузки в зоне анкеровки и предложить метод расчета разумной длины анкеровки анкерных болтов.

Анкерная система включает: анкерные болты, анкерный агент, окружающие породы и части анкерных болтов. Анкерный болт делится на открытую, свободную и анкерную зоны () по своей длине. Когда анкерный болт подвергается воздействию выдергивания, осевая сила в свободной зоне передается в зону анкеровки за счет упругой деформации в ней. На основе сцепления, трения и механического зацепления между анкерным болтом и анкерным материалом, круглого связующего тела, образованного анкерным агентом, и влияния стенки скважины нагрузка передается на окружающую породу. Сила анкеровки относится к силе связи между зоной анкеровки анкерных болтов и скальной массой, то есть к силе, сжимающей анкерный болт со стороны окружающей породы, которая часто рассматривается как важный показатель, с помощью которого можно измерить целостность анкера.

Открыть в отдельном окне

Механизм передачи усилия в анкерном болте.

На основе процесса передачи усилия в системе анкеровки видно, что в системе анкеровки имеется три механических интерфейса. При анализе механических свойств зоны анкеровки на упругом этапе были исследованы две поверхности раздела (в том числе анкерный болт-анкерный материал и анкерный материал-стенка скважины). При приложении силы выдергивания к анкерному болту напряжение сдвига в зоне анкеровки зависит от механизма сцепления между интерфейсами [24, 25]. Для залитых раствором анкерных болтов происходит относительное смещение между анкерными болтами и окружающим раствором, что препятствует скольжению на границе раздела анкерный болт-анкерный материал. Тогда напряжение сдвига на интерфейсе ниже, чем предел прочности на сдвиг интерфейса [26]. Для полимерного анкерного болта анкерный болт деформируется анкерным материалом, как правило, не проскальзывает на границе раздела анкерного агента и стенки скважины [27]. В этом случае касательное напряжение на границе раздела эквивалентно пределу прочности при сдвиге. Последний был изучен в настоящем исследовании.

В соответствии с различными формами деформации границы раздела анкерного материала и стенки скважины процесс вытягивания анкерных болтов в три этапа был упрощен [5,28], как показано на рис.

Открыть в отдельном окне

Взаимосвязь напряжения сдвига и смещения на границе раздела анкер — стенка ствола скважины.

На этапе I (этап упругой деформации) касательное напряжение пропорционально сдвиговому смещению неповрежденной поверхности раздела. В этом случае 0 ≤ μ ≤ μ ₁ и связь между напряжением сдвига τ и смещением μ выражается следующим образом:

τ=τ1μ1μ

(1)

где τ ₁ и μ ₁ относятся к предельной прочности сцепления тела анкеровки и смещению при сдвиге при предельной прочности сцепления зоны анкеровки соответственно.

На стадии II (этап размягчения и повреждения границы раздела) граница раздела частично повреждена, и поэтому напряжение сдвига линейно снижается с сдвиговым смещением. В этом контексте µ ₁ ≤ µ ≤ µ ₂ и напряжение сдвига можно рассчитать следующим образом:

τ=τ1−τ2μ1−μ2μ+τ2μ1‐τ1μ2μ1‐μ2

(2)

где τ ₂ и μ ₂ — остаточная прочность сцепления зоны анкеровки и минимальное сдвиговое смещение при остаточной прочности сцепления зоны анкеровки соответственно.

На стадии III (стадия остаточной прочности) полностью поврежден интерфейс; в этом контексте μ ≥ μ ₂ и напряжение сдвига выражается следующим образом:

τ=τ2

(3)

Путем модификации модели микроэлементов [29,30] уравнение распределения осевой силы в зоне крепления выражается следующим образом:

P(x)=eβx-eβ(2Lb−x)(1-e2βLb)P

(4)

Уравнение для распределения напряжения сдвига на границе раздела анкер – стенка скважины выглядит следующим образом:

τ(x)=eβx+eβ(2Lb−x)πD(e2βLb-1)βP

(5)

где D , P и β отдельно обозначают диаметр скважины, усилие отрыва анкерного болта и параметр материала, определяемый как:

β2=4τ1μ1DEa

(6)

где E _a — модуль упругости зоны крепления.

Ea=Ebd2+Er(D2−d2)D2

(7)

где, E _b – модуль упругости болта, E _r — модуль упругости смоляного анкерного агента, а D — диаметр болта. В соответствии с уравнениями 4 и 5 построены кривые распределения осевой силы и касательного напряжения в зоне анкеровки, как показано на рис.

Открыть в отдельном окне

Распределение осевой силы и напряжения сдвига в зоне крепления.

Осевая сила и напряжение сдвига тела анкеровки монотонно уменьшались от начала к концу зоны анкеровки, при этом скорость их изменения постепенно снижалась. В начале ( x = 0) зоны анкеровки осевая сила и напряжение сдвига на корпусе анкеровки были максимальными, а осевая сила была эквивалентна таковой в свободной зоне анкерного болта. При достаточном усилии отрыва относительное смещение и повреждение сначала появляются в начале зоны анкеровки. Впоследствии повреждение постепенно распространялось до конца зоны крепления. В конце ( x = L _b ) зоны крепления осевая сила была равна нулю, в то время как остаточное напряжение сдвига все еще присутствовало.

Болтовая опора сложна и скрыта от наблюдателей, поэтому трудно измерить деформацию и нагрузку на анкерные болты в полевых условиях. Необходимо проверить результат, полученный в результате теоретического анализа, путем проведения лабораторных испытаний и МКЭ для анализа характеристик передачи нагрузки анкерной системы.

Метод

Лабораторные испытания

В ходе испытаний были применены стальные анкерные болты с левой резьбой, толстостенная стальная труба и картридж из смолы были взяты отдельно в качестве анкерной матрицы и связующего материала (). Учитывая связующее действие этого смоляного анкерующего агента, была использована бесшовная стальная труба с внутренним диаметром 30 мм, в которой была обработана резьба. Параметры испытуемых материалов показаны на рис.

Открыть в отдельном окне

Аппарат для проведения теста на отрыв и тестовые материалы.

Таблица 1

Параметры механических свойств испытуемых материалов.

. 0011

Испытание на отрыв проводили на горизонтальной машине для испытания на растяжение LW-1000 (). Перед испытанием заднюю цангу фиксировали с помощью защелки, а конец анкерного болта с резьбой помещали в заднюю цангу и закрепляли гайками поддона. При этом конец анкера (бесшовная стальная труба) закреплялся с помощью передней цанги. Во время испытания передняя цанга пропускалась через поршень и тягу, чтобы отойти от задней цангы, чтобы имитировать силу вытягивания анкерного болта. Датчик использовался для сбора и передачи данных (в режиме реального времени) на компьютер.

Численное моделирование

Создана численная модель FLAC3D. При моделировании интерфейс анкеровки в горном массиве моделировался путем применения элементов интерфейса, а контактные элементы использовались для моделирования интерфейса контакта сред, осуществляющих передачу усилия. Элементы интерфейса использовались для моделирования на основе модели Мора-Кулона. Контактные параметры и деформационные характеристики различных поверхностей анкеровки различны. В процессе численного моделирования определяющая модель контакта элемента была скорректирована путем задания различных механических параметров контакта (на границе раздела анкерный болт–анкерное вещество предельное касательное напряжение и сдвиговая жесткость составляют 8 МПа и 500 МПа/м. В анкерном веществе – граница раздела ствола скважины, предельное касательное напряжение и сдвиговая жесткость составляют 4,5 МПа и 300 МПа/м.), в котором анкерный болт моделировался с использованием модели изотропной упругости. В качестве закрепленной горной массы выбран песчаник с более высокой прочностью, который может лучше отражать напряжение закрепляющего твердого тела на упругой стадии. Песчаник поступает из угольной шахты Таоюань в провинции Аньхой, Китай, и его механические параметры были измерены в лаборатории, как показано на рис.

Таблица 2

Механические параметры материалов.

Anchor bolt	Types of anchor bolts	Diameter/ mm	Length/ mm	Tensile strength/ MPa	Yield strength/ MPa	Breaking force / kN
	Threaded steel	20	2000	570	400	218. 7
Anchoring agent	Type	Characteristic	Length/ mm	Diameter/ mm	Gelation time/ s	Waiting time for installation / S
	Z2350	Промежуточная скорость	500	23	91 ~ 180	480
480
480

Performance parameters	Tensile strength /MPa	Yield strength/MPa	Shear modulus/GPa	Bulk modulus/GPa	Cohesion /MPa	Internal friction angle /°
Анкерный агент	15	—	—	—	—	—
Anchor bolt	570	400	—	—	12	32
Surrounding rocks	2. 1	0.96	3.3	5.1	4.6	38

Открыть в отдельном окне

Размеры модели 1,0 м × 1,0 м × 1,2 м (длина × ширина × высота), а общая длина анкерного болта составляет 1,2 м, включая зону крепления и свободную зону 1,0 м и 0,2 м соответственно. Анкерный болт диаметром 20 мм был выровнен по центру модели, толщина анкерного слоя моделировалась 5 мм.

Схема испытаний

Тензорезисторы были размещены в зоне анкеровки с интервалом 100 мм для измерения напряжений и деформаций тела анкеровки под действием отрыва и анализа изменения напряжения в зоне анкеровки. Для измерения деформации использовались тензодатчики статического сопротивления TS3890 ().

Открыть в отдельном окне

Разводка и подключение тензорезистора.

В ходе испытаний четырехуровневые нагрузки (25, 50, 75 и 100 кН) прикладывались отдельно к зонам анкеровки с длиной анкеровки 500, 1000 и 1500 мм. Каждая схема тестировалась дважды, всего было проведено 14 тестов, после чего были проанализированы и отобраны тестовые данные. Нагрузку поддерживали в течение 3 с и анализировали механическую реакцию корпуса анкерного крепления при различных длинах анкерного крепления и выдергивающих нагрузках.

Результат

Влияние длины анкеровки на предельное усилие выдергивания анкерного болта

Как показано на , на начальном этапе испытания усилие выдергивания анкера быстро возрастает, а затем медленно увеличивается при анкер достигает предела текучести, но деформационное смещение велико. Если длина анкеровки разная, анкерный болт ломается в свободной секции(), а не в секции анкеровки. Предельная сила выдергивания анкерного болта в основном такая же, как теоретическая прочность на растяжение, которая превышает 100 кН. Видно, что прочность анкерного болта соответствует требованиям испытания по приложению нагрузки четвертого уровня к телу анкеровки, и во время испытания участок анкеровки находится в упругой стадии (без повреждений).

Открыть в отдельном окне

Зависимость между усилием выдергивания и смещением болта с различной длиной анкеровки.

Открыть в отдельном окне

Режим отказа контрольного болта.

Влияние длины анкеровки на распределение напряжений в зоне анкеровки

(1) Касательное напряжение

На основании измеренных параметров анкерных болтов для горных работ и вмещающих пород, модулей упругости тела анкеровки и смоляной кассеты, диаметр анкерного болта, диаметр скважины и коэффициент Пуассона вмещающих пород составили 200 ГПа, 3 ГПа, 20 мм, 30 мм и 0,24 соответственно. Исходя из этого, кривые для сравнения изменения напряжения сдвига, основанные на лабораторных испытаниях, показаны на рис.

Открыть в отдельном окне

Распределение касательного напряжения тела анкеровки при одинаковом усилии отрыва и различной длине анкеровки.

Длина анкеровки 0,5 м (a), 1,0 м (b) и 1,5 м (c), (d) представляет собой сравнение распределения напряжения сдвига тела анкеровки при длине анкеровки 0,5 м, 1,0 м и 1,5 м. .

показывает распределение напряжения сдвига на границах раздела в зоне анкеровки для длины анкеровки 0,5, 1 и 1,5 м при усилии отрыва 50 кН. Из рисунка видно, что при одном и том же усилии отрыва и разной длине анкеровки касательные напряжения на границах раздела не изменялись линейно, а достигали максимума в начале зоны анкеровки и постепенно уменьшались до нуля по мере удаления от анкеровки. начало. Интерфейс был в основном нагружен ближе к концу свободной зоны. Чем короче длина анкеровки, тем более равномерно распределяется касательное напряжение по зоне анкеровки и тем выше максимальное касательное напряжение на границах раздела. С увеличением длины зоны анкеровки касательные напряжения на интерфейсах уменьшались и постепенно переносились на участок вблизи конца зоны анкеровки. В конце, ближайшем к приложенной нагрузке (ближний конец, здесь и далее), произошло отслоение, и напряжение сдвига постепенно трансформировалось в сопротивление трению. В этом случае касательные напряжения на теле крепления были низкими на определенном расстоянии от ближнего конца. Когда длина анкеровки достигла определенного уровня, кривые распределения напряжения сдвига на границах раздела постепенно совпадали, что означает, что дальнейшее увеличение длины анкеровки мало повлияло на максимальное напряжение сдвига.

показывает распределение напряжения в анкеровочном материале при длине анкеровки 0,5 и 1,0 м на основе численного моделирования. Напряжение сдвига в основном распределялось в небольшой зоне на ближнем конце, а напряжение сдвига распределялось экспоненциально и постепенно снижалось от ближнего конца к дальнему. Чем длиннее анкеровка, тем шире распределение напряжения сдвига и ниже соответствующее напряжение сдвига; более того, чем длиннее анкеровка, тем ближе к нулю было напряжение сдвига в зоне анкеровки. Распределение напряжений на теле крепления в численной модели имеет сходство с аналитическими решениями, основанными на модели сдвига-скольжения. В инженерной практике необходимо максимально усилить окрестности стыка, чтобы гарантировать прочность окружающих пород вблизи стыка, а также обеспечить целостность анкеровки на начальном участке.

Открыть в отдельном окне

Распределение напряжения в анкеровочном материале при различной длине анкеровки.

(а) длина анкеровки 0,5 м; б) длина анкеровки 1,0 м.

(2) Анализ осевого напряжения

Осевое напряжение определяется по формуле:

σi=εiEs

(8)

где σ _i и ε _i обозначают осевую силу и деформацию в точке i соответственно.

Осевая сила в устье скважины была эквивалентна силе в свободной зоне. При использовании смоляного анкерного агента распределение осевой силы варьировалось и отличалось от эквивалентного распределения в свободной зоне. Осевое напряжение постепенно уменьшалось от внешнего конца к заднему концу анкера, потому что сцепление на ближнем конце анкерного болта постепенно преодолевалось с увеличением нагрузки на отрыв, а поверхность контакта на заднем конце постоянно приводилась в движение, чтобы сопротивляться натяжению. -выходная нагрузка. Кроме того, осевое напряжение анкерного болта соответственно увеличилось. Результаты сравнения теоретического анализа, лабораторных испытаний и численного моделирования следующие.

Как показано на , при приложении силы отрыва 50 кН осевая сила изменялась квазилинейно, когда длина анкеровки составляла 0,5 м. С увеличением длины анкеровки осевая сила анкерных болтов становилась менее равномерной. При длине анкеровки 1500 мм осевая сила в основном распределялась вблизи устья скважины и уменьшалась по мере удаления от него. При определенной длине анкеровки осевая сила стремилась к нулю, а пиковая осевая сила не изменялась; однако из-за увеличения длины анкеровки зона, по которой распределялась осевая сила, расширилась, и поэтому анкерный болт, находящийся дальше от поверхности анкеровки, подвергался небольшой осевой нагрузке. То есть он показал достаточную несущую способность и, таким образом, может выдерживать большую нагрузку. Результат, полученный в результате численного моделирования, согласуется с результатом, полученным в результате аналитического расчета.

Открыть в отдельном окне

Распределение осевых напряжений в зоне анкеровки при различной длине анкеровки и заданном усилии отрыва.

Длина анкеровки 0,5 м (а), 1,0 м (б) и 1,5 м (в), (г) – тестовые кривые трех длин.

Влияние силы отрыва на распределение напряжения в зоне крепления

(1) Распределение осевого напряжения при различных усилиях отрыва

При длине крепления 1,0 м изменения осевого напряжения в зоне крепления при трехуровневых усилиях отрыва (25, 50 и 75 кН). На графике видно, что осевая сила распределена вдоль анкера нелинейно. На упругом этапе анкерные болты показали ту же тенденцию распределения напряжения с увеличением нагрузки, более того, изменения напряжения были в основном обнаружены в начале зоны анкеровки, где впервые было мобилизовано предельное усилие отрыва. На основании этого можно сделать вывод, что корпус анкерного болта сначала был поврежден в начале зоны его анкерного крепления.

Открыть в отдельном окне

Распределение осевых усилий зоны анкеровки при различных усилиях отрыва в лабораторных испытаниях.

(2)Распределение напряжения сдвига при различных усилиях отрыва

При низкой нагрузке поверхность раздела между анкерным материалом и анкерным болтом в устье скважины подвергалась упругой деформации. При этом тело анкеровки не повреждалось, а касательное напряжение в зоне анкеровки постепенно уменьшалось и распределялось равномерно. С увеличением нагрузки напряжение сдвига быстро возрастало до своего пика на небольшом расстоянии от устья скважины: это означало, что разрушение при сдвиге началось в начале зоны анкеровки, и разрушение постепенно распространялось на более глубокую поверхность анкеровки с увеличением нагрузки. Поскольку максимальное напряжение сдвига осталось неизменным, локус пикового напряжения сдвига сместился в более глубокую зону крепления. При большой длине анкеровки был более широкий диапазон реакции на внешнюю нагрузку в зоне анкеровки, поэтому корпус анкеровки может выдерживать большую нагрузку, тем самым улучшая несущую способность зоны анкеровки. Анализируя , можно обнаружить, что в предельном диапазоне подшипников, чем больше усилие отрыва, тем менее однородно распределение напряжения; чем длиннее анкеровка, тем более централизовано касательное напряжение на поверхности раздела в начале зоны анкеровки.

Открыть в отдельном окне

Распределение касательного напряжения в зоне крепления при различных усилиях отрыва в лабораторных испытаниях.

(а) длина анкеровки 0,5 м; б) длина анкеровки 1,0 м.

Из и видно, что существовала критическая длина зоны анкеровки под действием выдергивающей силы, за которой предельная несущая способность анкерных болтов не увеличивалась. Когда внешняя нагрузка достигла определенного уровня, слой анкеровки изменился с упруго-деформируемого на упруго-пластическую деформацию, и напряжение сдвига на границе анкеровки больше не увеличивалось. Для обеспечения функционирования тела анкеровки максимальное касательное напряжение в зоне анкеровки не может превышать предела прочности на сдвиг границы раздела тело анкеровки–скальная порода, которое было принято в качестве основного управляющего условия для определения длины анкеровки. В этом контексте сопротивление в начале зоны анкеровки было эквивалентно предельному напряжению сдвига [9].0042 τ ] на интерфейсе. Одновременно используя уравнение 4, можно получить предельное усилие отрыва зоны крепления следующим образом:

Pmax=πD[τ](e2βLb-1)β(1+e2βLb)

(9)

В силу tanhx=ex-e−xex+e−x, принимая x = βL _b можно получить следующий результат:

Pmax=πD[τ]βtanh(βLb)

(10)

Предельная несущая способность системы анкеровки увеличивается с увеличением длины анкеровки и несущей способности поверхности анкеровки на сдвиг. При постоянном увеличении длины анкеровки несущая способность анкерной системы увеличивалась, а затем стабилизировалась, как показано на рис.

Открыть в отдельном окне

Изменения пикового значения и приращения осевой силы в зоне крепления по ее длине.

Когда βL _b было бесконечно, th( βL _b ) стремилось к единице; однако в практической инженерии он должен быть не только технически удовлетворительным, но и экономически эффективным. В соответствии с пиковой и приращенной осевой силой могут быть достигнуты собственные значения системы ().

Таблица 3

Сравнение между пиковой осевой силой и собственными значениями βL _b .

P max	0.9	0.91	0.92	0.93	0.94	0.95	0.96	0.97	0.98	0.99	0.995
βL б	1,48	1,53	1,59	1. 66	1.74	1.84	1.95	2.1	2.3	2.65	3
P max increment / ×10 −5	189	173	155	136	117	97	79	59	40	20	10

Open in a separate window

According to the corresponding relationship between P _max и βL _b в , видно, что приращение βL _b увеличилось с P _max . Это означало, что после достижения определенного критического значения длину анкеровки необходимо было увеличить намного больше при увеличении осевой силы на анкерном болте на ту же величину. Следовательно, существует некоторый разумный диапазон длин, в котором могут быть удовлетворены как технические, так и экономические эффекты. Когда P _max > 0,9, предполагается, что k обозначает приращение βL _b , необходимое для того же увеличения осевой силы на анкерный болт, то есть эффективность увеличения пиковой осевой силы анкера болт, увеличив длину анкеровки () можно вывести.

Открыть в отдельном окне

Изменения k и приращение βL _b вместе с пиковым значением осевой силы.

Как показано на , когда P _max < 0,98, приращение βL _b и k несколько увеличилось; когда P _max ≥ 0,98, приращение в βL _b и k увеличилось, поэтому P _max = 0,98 можно рассматривать как критерий различения длины анкерного корма. какие экономические принципы также удовлетворяются при условии достижения желаемой технической цели. В этом случае βL _b = 2,3, поэтому разумная длина анкеровки таких анкерных болтов составила 0,435 β , то есть 0,87τ1μ1DEa.

(1) На основе модели сдвиг-смещение получены аналитические выражения для распределения осевой силы на тело анкеровки и касательного напряжения на границе тело анкеровки–окружающая порода вдоль зоны анкеровки. Кроме того, на основе модели сдвиг-смещение было обнаружено, что осевая сила уменьшается неравномерно вдоль анкерного болта к более глубокой зоне анкеровки. Причем касательное напряжение на границе раздела в начале зоны анкеровки анкерных болтов было максимальным, а затем уменьшалось по анкеру.

(2) Получено влияние длины анкеровки на распределение напряжения вдоль анкерного болта: на стадии упругой деформации чем больше длина анкеровки, тем равномернее распределение касательного напряжения по зоне анкеровки и выше максимальное значение сдвига нагрузка на интерфейс. За пределами определенной критической длины анкеровки ее дальнейшее увеличение не оказывало существенного влияния на максимальное напряжение сдвига.

(3) Было показано, что существует критическая длина анкеровки: поскольку пиковая осевая сила на анкерных болтах демонстрировала гиперболическую касательную зависимость от длины анкеровки, было определено, что технические и экономические эффекты системы поддержки анкерных болтов может быть реализовано при оптимальной длине анкеровки 0,435 β .

Файл S1

Данные рисунка.

(XLSX)

Щелкните здесь, чтобы просмотреть файл с дополнительными данными. ^{(37K, xlsx)}

S1 Таблица

Параметры механических свойств испытуемых материалов.

(DOC)

Щелкните здесь, чтобы просмотреть файл с дополнительными данными. ^{(27K, doc)}

S2 Таблица

Механические параметры материалов.

(DOC)

Щелкните здесь, чтобы просмотреть файл с дополнительными данными. ^{(27K, doc)}

S3 Таблица

Сравнение между пиковой осевой силой и βL _b собственными значениями.

(DOC)

Щелкните здесь, чтобы просмотреть файл с дополнительными данными. ^{(33K, doc)}

Эта работа была поддержана и профинансирована Общей программой Национального фонда естественных наук Китая (51864044). Авторы хотели бы поблагодарить редактора и рецензентов за их полезные и конструктивные комментарии.

Эта работа была поддержана и профинансирована Общей программой Национального фонда естественных наук Китая (51864044).

Все соответствующие данные находятся в рукописи и файлах вспомогательной информации.

1. Сяо Ф.Ю., Ван К.Л., Черн Дж.К. Численное моделирование деформации горных пород для проектирования крепи в районе пересечения тоннеля. Tunn Undergr Sp Tech. 2009 г.; 24(1):14–21. 10.1016/ж.туст.2008.01.003. [CrossRef] [Google Scholar]

2. Кайзер П.К., Кай М. Проектирование системы крепи в условиях горного удара. J Rock Mech Geotec Eng. 2012 г.; 4(3):215–227. https://doi.org/CNKI:SUN:JRMG.0.2012-03-005. [Академия Google]

3. Li C, Stillborg B. Аналитические модели для анкерных болтов. Int J Rock Mech Мин. 1999 г.; 36(8):1013–1029. 10.1016/S1365-1609(99)00064-7. [CrossRef] [Google Scholar]

4. Steen M, Valles JL. Условия межфазной связи и распределение напряжений в двухмерно армированном композите с хрупкой матрицей. Compos Sci Technol. 1998 год; 58 (3–4): 313–330. 10.1016/s0266-3538(97)00069-9. [CrossRef] [Google Scholar]

5. Benmokrane B, Chennouf A, Mitri HS. Лабораторная оценка растворов на цементной основе и каменных анкеров с цементным раствором. Int J Rock Mech Мин. 1995; 32(7):633–642. 10.1016/0148-9062(95)00021-8. [CrossRef] [Google Scholar]

6. Nemcik J, Ma SQ, Aziz N, Ren T, Geng XY. Численное моделирование распространения разрушения полностью залитых раствором анкерных болтов под действием растягивающей нагрузки. Int J Rock Mech Мин. 2014; 71: 293–300. 10.1016/j.ijrmms.2014.07.007. [CrossRef] [Google Scholar]

7. Мартин Л.Б., Тиджани М., Хадж-Хассен Ф. Новое аналитическое решение механических характеристик полностью залитых раствором анкерных болтов, подвергнутых испытаниям на выдергивание. Constr Build Mater. 2011 г.; 25(2):749–755. 10.1016/j.conbuildmat.2010.07.011. [CrossRef] [Google Scholar]

8. Zhu Y, Wei J, Liao CH. Комбинированно-мощный модельный метод определения граничной длины предварительно напряженного анкерного каната. J Уханьский технологический университет.2005; 08:60–63. 10.3321/j.issn:1671-4431.2005.08.018. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Zhang JR, Tang BF. Гиперболическая функциональная модель для анализа механизма передачи нагрузки на болты. Китайский J Geotec Eng. 2002 г.; 24(2):188–192. 10.3321/j.issn:1000-4548.2002.02. 013. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

10. Zhu XG, Yang Q. Анализ и изучение факторов для определения положения нейтральной точки полностью залитого цементным раствором анкера. Рок почва мех. 2009 г.; 11:3386–3392. 10.1201/b10528-151. [CrossRef] [Google Scholar]

11. Цзян ZX. Модель кривой Гаусса относительно напряжения сдвига вдоль анкерного участка анкерного каната типа растягивающей силы. Китайский J Geotec Eng. 2001;23(6):659–662. 10.3321/j.issn:1000-4548.2001.06.010. [CrossRef] [Google Scholar]

12. Штефанак Й, МичаЛ, Чалмовский Дж, Лейтер А, Тихи П. Полномасштабные испытания грунтовых анкеров в неогеновых глинах. Procedia англ. 2017; 17:1129–1136. 10.1016/j.proeng.2017.02.170. [CrossRef] [Google Scholar]

13. Иванович А., Нейлсон Р.Д. Моделирование отслоения по фиксированной длине анкера. Int J Rock Mech Мин. 2009 г.; 46(4):699–707. 10.1016/j.ijrmms.2008.09.008. [CrossRef] [Google Scholar]

14. Акисанья А.Р., Иванович А. Расклейка по фиксированной длине анкерного крепления в грунте. Eng Struct. 2014; 74:23–31. 10.1016/j.engstruct.2014.05.013. [CrossRef] [Google Scholar]

15. Zeng XM, Lin DL, Li SM, Zuo K, Xu XH, Du NB. Комплексное исследование проблемы критической длины анкеровки стержневой анкерной конструкции. Китайский J Rock Mech Eng. 2009 г.; 28 (С2): 3609–3625. 10.3321/j.issn:1000-6915.2009.z2.046. [CrossRef] [Google Scholar]

16. Хуан М.Х., Чжао М.Х., Чан С.Ф. Влияние длины анкеровки на напряжение в болте и расчет его критического значения. Рок почва мех. 2018; 39(11):4033–4041+4062. 10.16285/j.rsm.2017.0475. [CrossRef] [Google Scholar]

17. Кылыч А., Ясар Э., Челик А.Г. Влияние свойств цементного раствора на выдергивающую способность полностью залитого цементным анкером. Tunn Undergr Sp Tech. 2002 г.; 17(4):355–362. 10.1016/S0886-7798(02)00038-Х. [CrossRef] [Google Scholar]

18. Тистел Дж., Гримстад Г., Эйксунд Г. Испытания и моделирование циклически нагруженных каменных анкеров. J Rock Mech Geotec Eng. 2017; 9(6):1010–1030. 10.1016/j.jrmge.2017.07.005. [CrossRef] [Google Scholar]

19. Oh BH, Kim SH. Реалистичные модели локальных связей напряжения-скольжения железобетона при многократном нагружении. J Struct Eng. 2007;133(2):216–24. 10.1061/(АССЕ)0733-9445(2007)133:2(216). [CrossRef] [Google Scholar]

20. Теневин И., Бланко-Мартин Л., Хадж-Хассен Ф., Шлейфер Дж., Лубосик З., Врана А. Лабораторные испытания на выдергивание полностью залитых раствором анкерных и кабельных анкеров: результаты и уроки научился. J Rock Mech Geotec Eng. 2017; 9(5): 843–855. https://doi.org/CNKI:SUN:JRMG.0.2017-05-007. [Google Scholar]

21. Long Z, Zhao MH, Zhang EX, Liu JL. Упрощенный метод расчета критической длины анкеровки болта. Рок почва мех. 2010;31(9):2991–2995. https://doi.org/CNKI:SUN:YTLX.0.2010-09-060. [Google Scholar]

22. Zhang J. Sahng YQ, Ye B. Аналитические расчеты критической длины анкеровки болтов. Китайский J Rock Mech Eng. 2005 г.; 24(7):1134–1138. https://doi.org/CNKI:SUN:YSLX. 0.2005-07-008. [Академия Google]

23. Liu YH, Yuan Y. Экспериментальное исследование характеристик анкеровки полнорезьбовых анкерных болтов из стеклопластика. Китайский J Rock Mech Eng. 2010 г.; 29(02):394–400. http://www.rockmech.org/CN/Y2010/V29/I02/394. [Google Scholar]

24. Ито Ф., Накахара Ф., Кавано Р., Канг С., Обара Ю. Визуализация отказа при испытании кабельных болтов на выдергивание с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Constr Build Mater. 2001 г.; 15 (5–6): 263–270. 10.1016/s0950-0618(00)00075-1. [CrossRef] [Google Scholar]

25. Assaad JJ, Gerges N. Модифицированные стирол-бутадиеновым каучуком цементные растворы для заделки анкеров во влажной среде. Tunn Undergr Sp Tech. 2019; 84:317–325. 10.1016/ж.туст.2018.11.035. [CrossRef] [Google Scholar]

26. Cai Y, ESAKI T, Jiang YJ. Аналитическая модель для прогнозирования осевой нагрузки на залитый раствором анкер для проходки тоннелей в мягких породах. Tunn Undergr Sp Tech. 2004, 19: 607–618. 10.1016/ж.туст.2004.02.129. [CrossRef] [Google Scholar]

27. Кан Х.П., Цуй К.Л., Ху Б., Ву З.Г. Анализ характеристик анкеровки и влияющих факторов на полимерные болты. J China Coal Soc. 2014, 39(1):1–10. 10.13225/j.cnki.jccs.2013.1919. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

28. You CA, Zhan YB, Liu QY, Sun LL, Wang KB. Анализ межфазной мезомеханики проскальзывания в анкерной секции предварительно напряженного анкерного троса. Китайский J Rock Mech Eng. 2009 г.; 28 (10): 1976–1985. 10.3321/j.issn:1000-6915.2009.10.003. [CrossRef] [Google Scholar]

29. Li HZ, Li XH. Определение рациональной длины анкеровки болта на основе режима разрушения поверхности скользящим отслоением. Рок почва мех. 2017; 38 (11): 3106–3112. 10.16285/j.rsm.2017.11.004. [CrossRef] [Академия Google]

30. Wang HT, Wang Q, Wang FQ, Li SC, Wang DC, Ren YX, et al.
Анализ механического воздействия болтов в дорожном полотне при различной длине анкеровки и его применение. J China Coal Soc., 2015 г. ; 40 (3): 509–515. 10.13225/j.cnki.jccs.2014.0582. [CrossRef] [Google Scholar]

• PLoS One. 2020; 15(1): e0227539.

»

• Письмо-решение 0

2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в сети 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539.r001

Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

5 сентября 2019 г.

PONE-D-19-21977

Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны крепления анкерного болта

PLOS ONE

Уважаемый доктор Тиан,

Благодарим вас за отправку вашей рукописи в PLOS ONE. После тщательного рассмотрения мы пришли к выводу, что он заслуживает внимания, но не полностью соответствует критериям публикации PLOS ONE в его нынешнем виде. Поэтому мы приглашаем вас представить исправленную версию рукописи, в которой рассматриваются вопросы, поднятые в процессе рецензирования.

Мы будем признательны за получение вашей исправленной рукописи до 20 октября 2019 г. , 23:59. Когда вы будете готовы отправить свою редакцию, войдите на страницу https://www.editorialmanager.com/pone/ и выберите папку «Требуется редакция», чтобы найти файл рукописи.

Если вы хотите внести изменения в раскрытие финансовой информации, включите обновленное заявление в сопроводительное письмо.

Чтобы повысить воспроизводимость ваших результатов, мы рекомендуем, если это применимо, поместить ваши лабораторные протоколы в протоколы.io, где протоколу может быть присвоен собственный идентификатор (DOI), чтобы его можно было цитировать независимо в будущем. Инструкции см. по адресу: http://journals.plos.org/plosone/s/submission-guidelines#loc-laboratory-protocols 9.0011

Пожалуйста, включите следующие элементы при подаче исправленной рукописи:

• Письмо с опровержением, которое отвечает на каждый вопрос, поднятый академическим редактором и рецензентом (ами). Это письмо следует загрузить отдельным файлом с пометкой «Ответ рецензентам».

• Размеченная копия вашей рукописи, в которой отмечены изменения, внесенные в исходную версию. Этот файл следует загрузить как отдельный файл с пометкой «Пересмотренная рукопись с отслеживанием изменений».

• Версия вашей исправленной статьи без отметок без отслеживаемых изменений. Этот файл следует загрузить как отдельный файл с пометкой «Рукопись».

При формировании ответа обратите внимание, что если ваша статья будет принята, у вас может быть возможность опубликовать историю рецензирования. Запись будет включать письма с решениями редактора (с рецензиями) и ваши ответы на комментарии рецензентов. Если вы отвечаете требованиям, мы свяжемся с вами, чтобы принять или отказаться.

Мы с нетерпением ждем вашей исправленной рукописи.

С уважением,

Анна Пандольфи, к.т.н.

Академический редактор

PLOS ONE

Требования к журналу:

При подаче вашей редакции нам нужно, чтобы вы выполнили эти дополнительные требования.

Пожалуйста, убедитесь, что ваша рукопись соответствует требованиям PLOS ONE к стилю, включая требования к именованию файлов. Шаблоны стилей PLOS ONE можно найти по адресу

http://www.journals.plos.org/plosone/s/file?id=wjVg/PLOSOne_formatting_sample_main_body.pdf и http://www.journals.plos.org/plosone. /s/file?id=ba62/PLOSOne_formatting_sample_title_authors_affiliations.pdf

1. Пожалуйста, включите в раздел «Методы» информацию о поставщике всего используемого оборудования и материалов, чтобы повысить воспроизводимость результатов.

2. Мы отмечаем, что вы включили таблицу, на которую вы не ссылаетесь, в тексте вашей рукописи. Пожалуйста, убедитесь, что вы ссылаетесь на Таблицу 2 в своем тексте; если она будет принята, эта ссылка потребуется для производства, чтобы связать читателя с таблицей.

Дополнительные комментарии редактора (если есть):

Пожалуйста, ответьте на комментарии рецензентов и постарайтесь улучшить общее представление рукописи.

[Примечание: HTML-разметка приведена ниже. Пожалуйста, не редактируйте.]

Комментарии рецензентов:

Ответы рецензентов на вопросы

Комментарии автору

1. Является ли рукопись технически правильной и подтверждают ли данные выводы?

Рукопись должна содержать описание технически обоснованного научного исследования с данными, подтверждающими выводы. Эксперименты должны проводиться строго, с надлежащим контролем, повторяемостью и размером выборки. Выводы должны быть сделаны надлежащим образом на основе представленных данных.

Рецензент №1: Частично

**********

2. Был ли статистический анализ выполнен надлежащим образом и тщательно?

Рецензент №1: Н/Д

**********

3. Предоставили ли авторы все данные, лежащие в основе выводов их рукописи, полностью доступными?

Политика данных PLOS требует от авторов сделать все данные, лежащие в основе выводов, описанных в их рукописи, полностью доступными без ограничений, за редким исключением (см. Заявление о доступности данных в PDF-файле рукописи). Данные должны быть предоставлены как часть рукописи или вспомогательной информации, или депонированы в общедоступный репозиторий. Например, в дополнение к сводной статистике должны быть доступны точки данных, стоящие за средними значениями, медианами и мерами дисперсии. Если существуют ограничения на публичный обмен данными, например. конфиденциальность участников или использование данных от третьих лиц — это необходимо указать.

Рецензент №1: №

**********

4. Представлена ​​ли рукопись в понятной форме и написана ли она на стандартном английском языке?

PLOS ONE не осуществляет авторское редактирование принятых рукописей, поэтому язык представляемых статей должен быть четким, правильным и недвусмысленным. Любые типографские или грамматические ошибки должны быть исправлены при пересмотре, поэтому, пожалуйста, отметьте здесь любые конкретные ошибки.

Рецензент №1: Да

**********

5. Рецензия Комментарии для автора

Пожалуйста, используйте отведенное место, чтобы объяснить свои ответы на приведенные выше вопросы. Вы также можете включить дополнительные комментарии для автора, в том числе опасения по поводу двойной публикации, исследовательской этики или этики публикации. (Пожалуйста, загрузите свой отзыв в виде приложения, если он превышает 20 000 символов)

Рецензент №1: Реакция залитых смолой анкеров со стальным резьбовым креплением на осевую нагрузку исследуется в представленном исследовании с помощью лабораторных экспериментов и численного моделирования. Упрощенная трилинейная аналитическая модель используется для математического описания взаимосвязи между напряжением сдвига и смещением длины соединения анкера. Уравнение для вычета критической длины анкера было определено на основе аналитической модели, подтвержденной экспериментальными и численными результатами.

Я согласен с примечанием авторов, в котором говорится: «Механизм передачи нагрузки анкерных болтов является предметом исследований». Представленная рукопись имеет все шансы стать ценным вкладом в дискуссию относительно определения как безопасных, так и экономичных скальных анкеров. Тем не менее, рукопись должна пройти серьезную доработку, прежде чем она будет опубликована. Общие комментарии к рукописи см. ниже. (Конкретные вопросы, комментарии и примечания добавлены в приложенный pdf файл с рукописью).

Общие комментарии:

— Проведена кампания лабораторных испытаний. Должна быть представлена ​​хотя бы некоторая сводка о количестве проведенных испытаний (с описанием каждой группы испытанных анкеров по длине). В противном случае подтверждение выводов экспериментами не может быть оценено должным образом.

— Используемая аналитическая модель неприменима без знания значений касательного напряжения и смещения при сдвиге, связанных с конкретным анкером. Диаграмма напряжения-деформации испытанных анкеров (или, по крайней мере, значения напряжения и деформации, которые необходимы для использования упомянутой модели) стоит включить в статью. Это соответствует требованию доступности данных, лежащих в основе выводов.

— Больше внимания следует уделить логической организации структуры текста. Некоторые результаты представлены в параграфе 3. 3 (Результаты). Затем упоминается методология численного моделирования (Методы). С этого момента в рукописи читателю может быть сложно различить, какие обсуждаемые результаты относятся к лабораторному эксперименту, а какие к численному моделированию. Так же неплохо было бы улучшить подписи к графикам.

**********

6. Авторы PLOS имеют возможность опубликовать историю рецензирования своей статьи (что это значит?). Если публикация будет опубликована, она будет включать вашу полную рецензию и все прикрепленные файлы.

Если вы выберете «нет», ваша личность останется анонимной, но ваш отзыв все равно может быть обнародован.

Вы хотите, чтобы ваша личность была общедоступной для этой экспертной проверки? Информацию об этом выборе, включая отзыв согласия, см. в нашей Политике конфиденциальности.

Рецензент №1: №

[ПРИМЕЧАНИЕ. Если комментарии рецензента были отправлены в виде вложенного файла, они будут прикреплены к этому письму и доступны через сайт отправки. Пожалуйста, войдите в свою учетную запись, найдите запись рукописи и проверьте ссылку действия «Просмотреть вложения». Если эта ссылка не отображается, файлы вложений для просмотра отсутствуют.]

При проверке представления загрузите файлы рисунков в инструмент цифровой диагностики Preflight Analysis and Conversion Engine (PACE), https://pacev2.apexcovantage. .ком/. PACE помогает обеспечить соответствие цифр требованиям PLOS. Чтобы использовать PACE, вы должны сначала зарегистрироваться как пользователь. Регистрация бесплатна. Затем войдите в систему и перейдите на вкладку ЗАГРУЗИТЬ, где вы найдете подробные инструкции по использованию инструмента. Если у вас возникнут какие-либо проблемы или вопросы при использовании PACE, напишите нам по адресу gro.solp@serugif. Обратите внимание, что для файлов вспомогательной информации этот шаг не требуется.

Вложение

Имя отправленного файла: PONE-D-19-21977_reviewer response.pdf

Щелкните здесь, чтобы просмотреть файл с дополнительными данными. ^{(2.3M, pdf)}

• PLoS One. 2020; 15(1): e0227539.

»

• Ответ автора на письмо-решение 0

2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в сети 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539.r002

Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

24 окт 2019

Уважаемый редактор:

Большое спасибо за ваше письмо от 6 сентября 2019 г. по поводу комментариев и предложений, сделанных в нашей статье «Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны анкеровки для анкерного болта» (ID: PONE-D -19-21977). Комментарии очень ценны и очень полезны для нас при пересмотре и улучшении нашей рукописи, а также имеют важное направляющее значение для наших исследований. Мы внимательно изучили комментарии и внесли необходимые исправления.

К настоящему прилагается чистая копия нашей исправленной рукописи (см. «Рукопись-пересмотренная»), исправленная копия нашей рукописи, в которой отмечены изменения, внесенные в исходную версию (см. «Исправленная рукопись с отслеживанием изменений» и «Рукопись-пересмотренная _HighlightedCopy’), а также подробный ответ редакторам и рецензентам с объяснением внесенных нами изменений (см. «Ответ рецензентам»).

Основные изменения в рукописи и наш ответ вам и замечаниям рецензентов:

Требование к журналу:

1. Пожалуйста, включите в раздел «Методы» информацию о поставщике всего используемого оборудования и материалов, чтобы улучшить воспроизводимость результатов.

Ответ: Спасибо редактору за любезную рекомендацию. Горизонтальная машина для испытания на растяжение LW-1000 предоставлена ​​компанией Hangzhou Yingmin Technology Co., Ltd (Чжэцзян, Китай). Стальные анкерные болты с левой резьбой и полимерный картридж поставляются компанией Xuzhou Baoding Support Technology Co., Ltd (Цзянсу, Китай). Тензорезисторы и ТС3890 статических тензорезисторов предоставлены компанией Jiangsu Donghua Testing Technology Co., Ltd (Цзянсу, Китай).

2. Мы отмечаем, что вы включили таблицу, на которую вы не ссылаетесь, в тексте вашей рукописи. Пожалуйста, убедитесь, что вы ссылаетесь на Таблицу 2 в своем тексте; если она будет принята, эта ссылка потребуется для производства, чтобы связать читателя с таблицей.

Ответ: Мы очень сожалеем о нашей небрежности и благодарим рецензента за любезное предложение. Мы описали и сослались на Таблицу 2 в тексте. Исправленные детали можно найти в строке 130-132, стр. 5 (пересмотренная рукопись).

Комментарий рецензента:

1. Является ли рукопись технически правильной и подтверждают ли данные выводы?

Ответ: Спасибо за отзыв. Выводы данной статьи получены путем теоретического анализа, лабораторных испытаний и численного моделирования. Все данные этой статьи являются реальными данными. Результат анализа данных продвигается на теоретический уровень, чтобы сделать окончательный вывод, который соответствует логическому мышлению и методам, обычно используемым в научных исследованиях. Кроме того, рабочий процесс лабораторного теста в этой статье соответствует спецификациям теста, поэтому полученные данные достаточно надежны, чтобы поддержать вывод этой статьи.

2. Был ли статистический анализ выполнен правильно и тщательно?

Ответ: Спасибо за рецензент. Все данные в этой статье являются реальными данными. Анализ данных проводился по соответствующим научным нормам без какой-либо фальсификации. Выводы этой статьи основаны на реальных данных и научно-технических стандартах, и выводы заслуживают доверия. Поэтому автор считает, что статистический анализ является уместным и строгим.

3. Предоставили ли авторы все данные, лежащие в основе результатов их рукописи, полностью доступными?

Ответ: Спасибо за любезное предложение рецензента. Все кривые в этой статье основаны на полученных данных, которые могут отражать данные и их изменяющуюся тенденцию. Если в статью добавить данные, поддерживающие все графики, это не только дублирует содержание графиков, но и приведет к многословной и сложной структуре статьи. Поэтому все данные предоставляются отдельно. Подробности смотрите в прикрепленных файлах.

4. Представлена ​​ли рукопись в понятной форме и написана ли она на стандартном английском языке?

Ответ: Спасибо рецензенту за любезную рекомендацию. Повсюду английский язык был отредактирован англоговорящими профессорами с использованием отслеживания изменений в MS Word. «Language Revision with Track Change.doc» и «Language Revision Certificate.pdf», выданные службой, загружаются для справки.

5. ①Проведена кампания лабораторных испытаний. Должна быть представлена ​​хотя бы некоторая сводка о количестве проведенных испытаний (с описанием каждой группы испытанных анкеров по длине). В противном случае подтверждение выводов экспериментами не может быть оценено должным образом.

Ответ: Спасибо за любезное предложение рецензента. В этой статье тестируются механические свойства анкерного тела анкера при различных длинах анкеровки (500 мм, 1000 мм и 1500 мм) и усилиях отрыва (25 кН, 50 кН, 75 кН, 100 кН). Каждая схема тестировалась дважды, всего было проведено 14 тестов, после чего были проанализированы и отобраны тестовые данные. Мы добавляем приведенное выше резюме к статье. Пересмотренные детали можно найти в строке 149-150 и на странице 6.

②Использованная аналитическая модель неприменима без знания значений касательного напряжения и сдвигового смещения, относящихся к конкретному анкеру. Диаграмма напряжения-деформации испытанных анкеров (или, по крайней мере, значения напряжения и деформации, которые необходимы для использования упомянутой модели) стоит включить в статью. Это соответствует требованию доступности данных, лежащих в основе выводов.

Ответ: Спасибо за любезное предложение рецензента. В этой статье основное внимание уделяется механическим характеристикам анкерной секции на упругой стадии. Согласно предыдущим исследованиям (ссылки 29, 30 и т. д.), механическая модель, принятая в этой статье, наиболее согласуется с отношением сдвигового напряжения к смещению интерфейса анкеровки на упругой стадии, и экспериментальные исследования в следующей статье также проверяет правильность модели. Вместе с тем, по предложениям, высказанным рецензентом, были добавлены диаграмма зависимости силы отрыва от смещения и диаграмма формы разрушения анкера в процессе испытаний, что еще больше свидетельствует о достоверности данных о на которых основаны результаты исследования. Обновленные данные можно найти в строках 153-160, стр. 4.

③Больше внимания следует уделять логической организации текста. Некоторые результаты представлены в параграфе 3.3 (Результаты). Затем упоминается методология численного моделирования (Методы). С этого момента в рукописи читателю может быть сложно различить, какие обсуждаемые результаты относятся к лабораторному эксперименту, а какие к численному моделированию. Так же неплохо было бы улучшить подписи к графикам.

Ответ: Спасибо за рецензента. По предложению рецензента автор реорганизовал структуру третьей части статьи в виде метод исследования-схема исследования-результаты исследования. Подробности смотрите в новой рукописи. Обновленные данные можно найти в строках 116-117,129-143,161-162,187,205-206,213, стр. 5-8.

Мы хотели бы поблагодарить рецензентов за добрые комментарии и выразить признательность редактору и рецензентам за усердие. Мы надеемся, что изменения будут одобрены вами.

Еще раз большое спасибо за ваше время в этом вопросе.

С уважением,

Синлян Сюй, Сучуань Тянь

Вложение

Имя отправленного файла: Ответ на Reviewers.doc

Нажмите здесь для получения файла с дополнительными данными. ^{(43K, док)}

• PLoS One. 2020; 15(1): e0227539.

»

• Письмо-решение 1

2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в сети 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539.r003

Информация об авторских правах и лицензиях Отказ от ответственности

15 ноя 2019

PONE-D-19-21977R1

Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны крепления для анкерного болта

PLOS ONE

Уважаемый доктор Тиан,

Благодарим вас за отправку вашей рукописи в PLOS ONE. После тщательного рассмотрения мы пришли к выводу, что он заслуживает внимания, но не полностью соответствует критериям публикации PLOS ONE в его нынешнем виде. Поэтому мы приглашаем вас представить исправленную версию рукописи, в которой рассматриваются вопросы, поднятые в процессе рецензирования.

Мы будем признательны за получение вашей исправленной рукописи до 30 декабря 2019 г., 23:59. Когда вы будете готовы отправить свою редакцию, войдите на страницу https://www.editorialmanager.com/pone/ и выберите папку «Требуется редакция», чтобы найти файл рукописи.

Если вы хотите внести изменения в раскрытие финансовой информации, включите обновленное заявление в сопроводительное письмо.

Чтобы повысить воспроизводимость ваших результатов, мы рекомендуем, если это применимо, поместить ваши лабораторные протоколы в протоколы.io, где протоколу может быть присвоен собственный идентификатор (DOI), чтобы его можно было цитировать независимо в будущем. Инструкции см. по адресу: http://journals.plos.org/plosone/s/submission-guidelines#loc-laboratory-protocols 9.0011

Пожалуйста, включите следующие элементы при подаче исправленной рукописи:

• Письмо с опровержением, которое отвечает на каждый вопрос, поднятый академическим редактором и рецензентом (ами). Это письмо следует загрузить отдельным файлом с пометкой «Ответ рецензентам».

• Размеченная копия вашей рукописи, в которой отмечены изменения, внесенные в исходную версию. Этот файл следует загрузить как отдельный файл с пометкой «Пересмотренная рукопись с отслеживанием изменений».

• Версия вашей исправленной статьи без отметок без отслеживаемых изменений. Этот файл следует загрузить как отдельный файл с пометкой «Рукопись».

При формировании ответа обратите внимание, что если ваша статья будет принята, у вас может быть возможность опубликовать историю рецензирования. Запись будет включать письма с решениями редактора (с рецензиями) и ваши ответы на комментарии рецензентов. Если вы отвечаете требованиям, мы свяжемся с вами, чтобы принять или отказаться.

Мы с нетерпением ждем вашей исправленной рукописи.

С уважением,

Анна Пандольфи, к.т.н.

Академический редактор

PLOS ONE

Дополнительные комментарии редактора (если есть):

Вам предлагается рассмотреть оба комментария рецензента, уделяя особое внимание первому.

[Примечание: HTML-разметка приведена ниже. Пожалуйста, не редактируйте.]

Комментарии рецензентов:

Ответы рецензентов на вопросы

Комментарии автору

1. Если авторы должным образом отреагировали на ваши комментарии, поднятые в предыдущем раунде рецензирования, и вы считаете, что эта рукопись теперь приемлема для публикации, вы можете указать, что здесь, чтобы обойти раздел «Комментарии к автору», введите свой заявление о конфликте интересов в разделе «Конфиденциально для редактора» и отправьте рекомендацию «Принять».

Рецензент №1: (Нет ответа)

**********

2. Является ли рукопись технически правильной и подтверждают ли данные выводы?

Рукопись должна содержать описание технически обоснованного научного исследования с данными, подтверждающими выводы. Эксперименты должны проводиться строго, с надлежащим контролем, повторяемостью и размером выборки. Выводы должны быть сделаны надлежащим образом на основе представленных данных.

Рецензент №1: Да

**********

3. Был ли статистический анализ проведен надлежащим образом и тщательно?

Рецензент №1: Да

**********

4. Предоставили ли авторы все данные, лежащие в основе результатов их рукописи, полностью доступными?

Политика данных PLOS требует от авторов сделать все данные, лежащие в основе выводов, описанных в их рукописи, полностью доступными без ограничений, за редким исключением (см. Заявление о доступности данных в PDF-файле рукописи). Данные должны быть предоставлены как часть рукописи или вспомогательной информации, или депонированы в общедоступный репозиторий. Например, в дополнение к сводной статистике должны быть доступны точки данных, стоящие за средними значениями, медианами и мерами дисперсии. Если существуют ограничения на публичный обмен данными, например. конфиденциальность участников или использование данных от третьих лиц — это необходимо указать.

Рецензент №1: Да

**********

5. Представлена ​​ли рукопись в понятной форме и написана ли она на стандартном английском языке?

PLOS ONE не осуществляет авторское редактирование принятых рукописей, поэтому язык представляемых статей должен быть четким, правильным и недвусмысленным. Любые типографские или грамматические ошибки должны быть исправлены при пересмотре, поэтому, пожалуйста, отметьте здесь любые конкретные ошибки.

Рецензент №1: Да

**********

6. Комментарии к обзору для автора

Пожалуйста, используйте отведенное место, чтобы объяснить свои ответы на приведенные выше вопросы. Вы также можете включить дополнительные комментарии для автора, в том числе опасения по поводу двойной публикации, исследовательской этики или этики публикации. (Пожалуйста, загрузите свой отзыв в виде приложения, если он превышает 20 000 символов)

Рецензент №1: Формула расчета критической длины анкеровки болта приведена в статье. Правдоподобие представленного уравнения подтверждается результатами лабораторных испытаний, проведенных на грунтовых анкерах, и результатами численного моделирования методом конечных элементов.

Комментарии к исправленной рукописи:

Структура текста рецензируемой версии организована гораздо лучше. Текст теперь логически упорядочен. Добавлено много недостающей информации. Недоразумения были выяснены. Однако, с моей точки зрения, необходимо сделать еще две вещи. Первая похвала возникла после авторской доработки рукописи. Второй комментарий не был рассмотрен авторами.

1/ Необходимо пояснить термин «другой», используемый в недавно добавленных строках 134–136. Цитирую: …» … деформационные характеристики разных интерфейсов анкеровки различны». … модель была скорректирована путем установки различных механических параметров контакта». Значения параметров, упомянутых в этих предложениях, должны быть добавлены в рукопись.

2/ Авторы представили некоторые дополнительные сведения о датчиках, используемых для лабораторных испытаний. Однако, даже с этой новой информацией, я все еще задаю один вопрос авторам: «Как тензодатчики (например, 15 тензорезисторов в случае Lb = 1500 мм) были подключены к регистратору данных? Если существует реальная фотография стержня с установленными датчиками (и/или деталь установки датчика на стержне с резьбой), я призываю авторов опубликовать его, чтобы повысить воспроизводимость их работы. (Можно добавить, например, к рис. 5).

**********

7. Авторы PLOS имеют возможность опубликовать историю рецензирования своей статьи (что это значит?). Если публикация будет опубликована, она будет включать вашу полную рецензию и все прикрепленные файлы.

Если вы выберете «нет», ваша личность останется анонимной, но ваш отзыв все равно может быть обнародован.

Вы хотите, чтобы ваша личность была общедоступной для этой экспертной проверки? Информацию об этом выборе, включая отзыв согласия, см. в нашей Политике конфиденциальности.

Рецензент №1: №

[ПРИМЕЧАНИЕ. Если комментарии рецензента были отправлены в виде вложенного файла, они будут прикреплены к этому письму и доступны через сайт отправки. Пожалуйста, войдите в свою учетную запись, найдите запись рукописи и проверьте ссылку действия «Просмотреть вложения». Если эта ссылка не отображается, файлы вложений для просмотра отсутствуют.]

При проверке представления загрузите файлы рисунков в инструмент цифровой диагностики Preflight Analysis and Conversion Engine (PACE), https://pacev2. apexcovantage. .ком/. PACE помогает обеспечить соответствие цифр требованиям PLOS. Чтобы использовать PACE, вы должны сначала зарегистрироваться как пользователь. Регистрация бесплатна. Затем войдите в систему и перейдите на вкладку ЗАГРУЗИТЬ, где вы найдете подробные инструкции по использованию инструмента. Если у вас возникнут какие-либо проблемы или вопросы при использовании PACE, напишите нам по адресу gro.solp@serugif. Обратите внимание, что для файлов вспомогательной информации этот шаг не требуется.

• PLoS Один. 2020; 15(1): e0227539.

»

• Ответ автора на письмо-решение 1

2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в сети 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539.r004

Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

13 декабря 2019 г.

Уважаемый редактор:

Большое спасибо за ваше письмо от 15 ноября 2019 г. по поводу комментариев и предложений, сделанных в нашей статье «Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны анкеровки для анкерного болта» (ID: PONE-D -19-21977 Р1). Комментарии очень ценны и очень полезны для нас при пересмотре и улучшении нашей рукописи, а также имеют важное направляющее значение для наших исследований. Мы внимательно изучили комментарии и внесли необходимые исправления.

Прилагаются чистая копия нашей исправленной рукописи (см. «Пересмотренная рукопись»), копия исправленной рукописи с отслеживаемыми изменениями (см. «Пересмотренная рукопись с отслеживаемыми изменениями») и подробное ответное письмо редакторам и рецензентам, объясняющее внесенные нами изменения (см. «Ответ рецензентам»).

Ниже приведены основные изменения рукописи и наш ответ на комментарии рецензентов:

1. Термин «другой», используемый в недавно добавленных строках 134–136, нуждается в объяснении. Цитирую: …» … деформационные характеристики разных интерфейсов анкеровки различны». … модель была скорректирована путем установки различных механических параметров контакта». Значения параметров, упомянутых в этих предложениях, должны быть добавлены в рукопись.

Ответ: Спасибо рецензенту за хороший комментарий. Я добавил два параметра интерфейса, упомянутые рецензентами в новой рукописи, а именно: «На границе раздела анкерный болт–анкерный материал предельное напряжение сдвига и жесткость при сдвиге составляют 8 МПа и 500 МПа/м. На интерфейсе анкерный материал–стенка ствола скважины , предельное напряжение сдвига и жесткость на сдвиг составляют 4,5 МПа и 300 МПа/м. Обновленные детали можно найти в строке 135-137 и на странице 5.

2. Авторы представили некоторые дополнительные сведения о датчиках, используемых для лабораторных испытаний. Однако, даже с этой новой информацией, я все еще задаю один вопрос авторам: «Как тензодатчики (например, 15 тензорезисторов в случае Lb = 1500 мм) были подключены к регистратору данных? Если существует реальная фотография стержня с установленными датчиками (и/или деталь установки датчика на стержне с резьбой), я призываю авторов опубликовать его, чтобы повысить воспроизводимость их работы. (Можно добавить, например, к рис. 5).

Ответ: Спасибо за рецензента. Провод соединен с одним концом тензорезистора. Тензодатчик наклеивается на соответствующее место анкерного стержня с помощью клея. Провод выводится из ближнего конца стальной трубы и соединяется с прибором для сбора данных. Поместите болт с тензодатчиком в центр стальной трубы и быстро введите смешанный анкерный агент. Испытание можно проводить после затвердевания анкерного агента. Из-за халатности автора некоторые тестовые сцены не были сфотографированы во время теста. Чтобы компенсировать небрежность автора и предоставить следующим ученым экспериментальную ссылку, автор сделал принципиальную схему конструкции установки анкерного болта и тензодатчика. Пересмотренные детали можно найти на странице 56 в «Revised Figures.doc».

Мы хотели бы поблагодарить рецензентов за добрые комментарии и выразить признательность редактору и рецензентам за усердие. Мы надеемся, что изменения будут одобрены вами.

Еще раз большое спасибо за ваше время в этом вопросе.

Спасибо и всего наилучшего.

С уважением,

Синлян Сюй, Сучуань Тянь

nc.ude.tmuc@csnait

Приложение

Имя отправленного файла: Ответ на Reviewers.doc

Щелкните здесь, чтобы просмотреть файл с дополнительными данными. ^{(35K, док)}

• PLoS One. 2020; 15(1): e0227539.

»

• Письмо-решение 2

2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в сети 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539.r005

Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

23 декабря 2019 г.

Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны крепления анкерного болта

PONE-D-19-21977R2

Уважаемый д-р Тиан,

Мы рады сообщить вам, что ваша рукопись признана научно пригодной для публикации и будет официально принята к публикации, как только она будет соответствовать всем выдающимся техническим требованиям.

В течение одной недели вы получите электронное письмо с информацией об изменениях, которые необходимо внести перед публикацией. Когда все необходимые изменения будут внесены, вы получите официальное письмо о принятии, и ваша рукопись будет передана в наш производственный отдел и будет запланирована к публикации.

Вскоре после отправки официального письма о приеме будет выставлен счет на оплату. Чтобы обеспечить эффективный процесс производства и выставления счетов, войдите в Редакционный менеджер по адресу https://www.editorialmanager.com/pone/, щелкните ссылку «Обновить мою информацию» в верхней части страницы и обновите информацию о пользователе. Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с выставлением счетов, свяжитесь с нашим отделом выставления счетов для авторов напрямую по адресу gro.solp@gnillibrohtua.

Если в вашем учреждении или учреждениях есть пресс-служба, сообщите им о готовящейся статье, чтобы они могли максимально увеличить ее влияние. Если они будут готовить материалы для прессы для этой рукописи, вы должны сообщить об этом нашей пресс-службе как можно скорее и не позднее, чем через 48 часов после получения официального согласия. Ваша рукопись будет оставаться под строгим эмбарго прессы до 14:00 по восточному поясному времени в день публикации. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с gro.solp@sserpeno.

С уважением,

Анна Пандольфи, к.т.н.

Академический редактор

PLOS ONE

Дополнительные комментарии редактора (необязательно):

Комментарии рецензентов:

• PLoS One. 2020; 15(1): e0227539.

»

• Письмо о приемке

2020; 15(1): e0227539.

Опубликовано в Интернете 17 января 2020 г. doi: 10.1371/journal.pone.0227539.r006

Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

6 января 2020 г.

PONE-D-19-21977R2

Механизм передачи нагрузки и критическая длина зоны крепления для анкерного болта

Уважаемый доктор Тиан:

Я рад сообщить вам, что ваша рукопись признана пригодной для публикации в PLOS ONE. . Поздравляем! Ваша рукопись теперь находится в нашем производственном отделе.

Если в вашем учреждении или учреждениях есть пресс-служба, пожалуйста, сообщите им о готовящейся публикации прямо сейчас, чтобы они могли помочь максимально увеличить ее влияние. Если они будут готовить материалы для прессы для этой рукописи, пожалуйста, сообщите об этом нашей пресс-службе в течение следующих 48 часов. Ваша рукопись будет оставаться под строгим эмбарго прессы до 14:00 по восточному поясному времени в день публикации. Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу gro.solp@sserpeno.

По любым другим вопросам или проблемам, пожалуйста, пишите по адресу gro.solp@enosolp.

Спасибо за отправку вашей работы в PLOS ONE.

С уважением,

PLOS One Editerial Office Сотрудники

от имени

Доктор Анна Пандольфи

Академический редактор

PLOS ONE

Статьи из PLOS ONE предоставлены здесь.

Анкер/анкер (элементы) Испытание на выдергивание на месте 54

Общие сведения

Анкеры устанавливаются в соответствии с конструкцией и спецификацией в массиве горных пород, для которого они предназначены. Анкера вытягивают до расчетной нагрузки, чтобы проверить эффективность анкеров, установленных для поддержки скального массива.

Кроме того, анкеры устанавливаются и испытываются в горной массе, чтобы получить данные для их конструкции в зависимости от их производительности. нагрузка, предельная емкость и требования к длине связи. Испытание на отрыв проводится до тех пор, пока анкер или скала не рухнет. Результаты испытания на растяжение наносятся на график для приложенной нагрузки и соответствующего смещения, чтобы оценить рабочую нагрузку и предельную грузоподъемность.

  Резюме 0f Метод испытания на выдергивание анкера  

Анкерный болт устанавливается из того же материала, что и по назначению. Болт вытягивается гидравлически, и одновременно измеряется смещение головки болта. Болт вытягивают до тех пор, пока анкерная система или порода не рухнет. Предельная и рабочая несущие способности болта рассчитываются по зависимости нагрузки от смещения.

(ASTM D 4435)

Целью вытягивающего тестирования в скале

. Сменьшитель для вытягивания. максимальная испытательная нагрузка на отрыв для начала отрыва

Целью метода является измерение характеристик анкеровки, а не характеристик самого анкера.

Применение испытания на отрыв

Испытание не применимо к предварительно натянутому элементу.

Тест применим к

1. Элементы с механической анкеровкой

   – Крепятся согласно заданным спецификациям.

2. Цемент Залитые элементы

   – Метод предполагает, что просверленное отверстие имеет одинаковый размер и плотно заполнено цементным раствором по всей длине.

3. Залитые смолой элементы – Анкеруются в соответствии с заданными спецификациями.

(Безопасность и безопасность операций по испытанию на растяжение важны и должны выполняться оперативным подразделением. – не обсуждается в этом блоге, однако важные моменты рассматриваются в контрольном списке. Закон о безопасности и гигиене труда ( Необходимо соблюдать рекомендации OSHA.)

Важные советы по испытаниям скальных анкеров на выдергивание

Исследование/испытание на пригодность проводится для каждого типа горной массы и каждого типа анкера. Для каждого типа комбинации скального массива и анкера необходимо провести несколько испытаний. Возможности испытаний на растяжение дают рабочие характеристики, и данные могут быть использованы при проектировании опорных элементов анкерных болтов/скальных анкеров.

  9Скальные анкеры 0042 проектируются с учетом их технических характеристик и параметров массива горных пород, в котором они должны быть установлены. Анкеры должны быть предварительно испытаны (проверочные испытания) на месте для проверки всех проектных допущений, включая длину анкеров. Испытательные анкеры должны подвергаться испытательному напряжению до 80 % (деформация 0,2 %) предела прочности анкера .

Предел прочности анкера — это предел прочности, при котором материал анкера не выдерживает испытания на растяжение.

Временные анкеры также проходят испытания перед установкой на пробную нагрузку в 1,33–1,5 раза превышающую рабочую нагрузку. (Рабочая нагрузка = нагрузка на растяжение анкера / коэффициент запаса прочности: коэффициент запаса прочности обычно равен 2,0 или предложен проектировщиком) и других агрессивных веществ, а характеристическая прочность тампонажной смеси через 28 суток должна быть не менее 25 МПа.

Зона затирки должна быть свободна от вибраций и помех в течение как минимум 48 часов.

( Следует провести серию испытаний на выдергивание в различных репрезентативных массивах горных пород, чтобы подтвердить пригодность анкерных болтов или комбинации типов анкерных болтов.

Должны быть проведены испытания заблаговременно до установки анкерных болтов в рабочей зоне.

Подробные записи испытаний на выдергивание должны быть проанализированы, чтобы установить взаимосвязь между качеством породы, типом анкерных болтов и натяжением.)

  Залитое анкерное крепление обеспечивает устойчивость к усилию выдергивания. Сопротивление наименьшее из следующего:

• Сопротивление связей между раствором и породой

• Сопротивление связи между Grout и Anchor

• TENSILE

• TENSILE

• TENSILE

• TENSILE

• TENSILE

• .

  Важные стандартные технические определения 9. Раствор наносится или впрыскивается до или после размещения арматуры и до нагрузки, чтобы закрепить неподвижный анкер на окружающем грунте / скале.

  Вторичный раствор – раствор, введенный после напряжения. связать и/или защитить свободную длину тандема.

    Предельная грузоподъемность – (выдвижная способность)

  Минимальная нагрузка, вызывающая потерю равновесия части или всего анкерного крепления.

  Механический анкер . Механическое устройство, прикрепленное к дальнему концу анкерного болта, которое, расширяясь по стенкам скважины, создает трение, ограничивающее растягивающую нагрузку.

  Основное армирование . – Термин, используемый для анкерных крепей, установленных в подземных выработках для поддержания общей устойчивости выемки

  Вторичное усиление . – Термин, используемый для анкерных крепей, установленных в подземных выработках для решения локальных проблем устойчивости. Вторичное армирование может использоваться как единственное армирование или в сочетании с первичным армированием.

  Односкоростное анкерное крепление из смолы с полной колонной. Анкерное крепление из смолы, которое полностью приклеивает стержень и не подходит для последующей нагрузки.

  Двухскоростное крепление из полимерного материала . Анкеровка из смолы, в которой используются быстросхватывающиеся и медленно схватывающиеся смоляные капсулы, которые позволяют стержню быть нагруженным на быстросхватывающуюся фиксированную анкерную зону, а затем полностью склеиваются с помощью медленно схватывающейся смолы, заполняющей оставшуюся часть отверстия.

  Анкерный болт . Особая форма крепления к земле, натягиваемая во время установки, при которой в скале закрепляется стержень из стали или другого соответствующего материала.

  Скальный дюбель . Особая форма ненатянутого крепления к земле, при которой стержень из стали или другого подходящего материала закрепляется в скале.

  Анкер производственный – анкер, являющийся частью поддерживаемой конструкции.

  Перед установкой любого серийного анкера эти анкеры должны быть испытаны на пробную нагрузку для проверки расчетных параметров анкеров. Профессиональная нагрузка считается 80 процентной нагрузкой текучести материала анкера.

  Головка анкера – компонент грунтового анкера, который передает растягивающую нагрузку от арматуры на опорную плиту или конструкцию.

  Приемочное испытание – испытание под нагрузкой для подтверждения того, что каждый анкер соответствует критериям приемки.

  Испытание на пригодность – испытание под нагрузкой для подтверждения того, что конкретная конструкция анкера соответствует условиям грунта.

  Исследовательское испытание – испытание под нагрузкой для определения предельной несущей способности анкера на границе цементный раствор/грунт и определения характеристик анкера в диапазоне рабочих нагрузок.

  Блокировка без нагрузки – нагрузка, передаваемая на головку анкера сразу после завершения операции напряжения.

  Пробная нагрузка – максимальная испытательная нагрузка, которой подвергается анкер в конкретном испытании на нагрузку.

  Типы испытаний на выдергивание на месте для скальных анкеров

  Скальные анкеры подвергаются различным типам испытаний, которые проводятся в лаборатории и в полевых условиях.

  Типы и методы испытаний анкеров с цементным раствором приведены в EN ISO 22477-5
  для трех типов испытаний: (EN  1537: Выполнение специальных геотехнологических работ – Грунтовые анкеры)

  Типы испытаний на выдергивание анкеров на месте

  Обсуждаются только полевые

  43 испытания на месте 90 здесь. Типы испытаний следующие: (Ссылка на EN 1537 и ISRM)

  S №	EN 1537:1999 Выполнение специальных геотехнических работ.0055		ISRM
  1	Исследовательский тест.	Испытания перед установкой строительных анкеров.
  3	Приемочное испытание.		Испытание строительных анкеров	Контрольные испытания

   

   

  Методы испытаний для типов испытаний на отрыв .

  Следующие испытания предлагаются в соответствии с EN 1537.

   

  1. Смещение с измерением времени: Анкер нагружается поэтапно за один или несколько циклов до пробной нагрузки. Смещение головки анкера измеряют в течение времени при максимальной нагрузке в каждом цикле.

  2. Потеря нагрузки с измерением времени: анкер нагружается поэтапно в циклах от исходной нагрузки до пробной нагрузки или до разрушения. Потеря нагрузки на головку анкера измеряется в течение периода при максимальной нагрузке в каждом цикле.

  3. Измерение нагрузки и смещения: Анкер нагружается поэтапно от базовой нагрузки до максимальной нагрузки. Смещение головки анкера измеряют при сохраняемой нагрузке на каждом этапе нагружения.

   

    Шаблон загрузки для тестов на вытягивание Тесты для методов тестирования.

  0,50 P

  0,50 P

  0,50 P

  0,50 P

  0,50 P

  0,50.0195  

  . Приемочные испытания / контрольные испытания
  1	2	3	4	5	6
  AL	AL	AL	AL	AL	AL	AL
  0. 25 P	0.25 P	0.25 P	0.25 P	0.25 P	0.25 P	0.25 P
  	0.50 P	0,50 P	0,50 P	0,50 P	0,50 P	0.75 P	0.75 P	0.75 P	0.75 P	0.75 P
  			1.00 P	1.00 P	1.00 P	1.00 P
  				1. 20 P	1.20 P	1.20 P
  					1.33 P	1.33 P
  AL= Выравнивающая нагрузка для устранения провисания испытательного оборудования.

  Все вышеперечисленные методы испытаний используются для каждого из

  типов испытаний на выдергивание анкеров на месте. (как временные, так и постоянные анкеры) 

   

  Предел прочности/нагрузка материала анкера = U

  Расчетная прочность/нагрузка = U/SF = рабочая нагрузка = Pw

  Испытательная нагрузка = (1,25) ) % проектирования или рабочей нагрузки (Pw) = SMTL (P)

   

  Исследования и тесты на пригодность указываются в зависимости от обстоятельств по проекту.

   

  Проведены испытания  –

  Циклами постепенного нагружения и разгрузки определенной нагрузки на «испытательные анкера». Цель состоит в том, чтобы узнать мощность анкерного болта, длину цементного раствора. Испытание проводится вдали от массива горных пород поддерживаемой конструкции.

  Пробная нагрузка (SMTL) должна быть определена до испытания и должна составлять менее 80% прочности анкера на растяжение. Пример для арматуры приведен ниже.

  Diameter (d) mm	Characteristic Yield Load (P) for Fe 415 Tonnes = 3.14 d2/4* 415N/mm 2 =	Test Load (T) = 0.8 P    Tonnes
  20	13	10.4
  25	20.4	16.3
  32	33,3	26,7

   

  Приемочное испытание требуется для залитых раствором анкеров.

  Анкер подвергается растягивающей нагрузке во всех типах испытаний, и его зависимость нагрузки от смещения контролируется и оценивается по установленным критериям приемлемости.

   Ниже приведен пример арматурных стержней.

   

  ТЕЗИЙ: FS = 2

  . (1)

  (4) = 1,33333333333333333 3333 3333333333333333 3333 333333333333333 3333 333333333333333 3333 33333333333333 3333 33333333333333 3333 33333333333333 3333 33333333333333333*

  9169

  (4).

  Диаметр анкера (d)	Характеристическая нагрузка на доходность = (область* FY) = 3,14 D2/4* 415N/MM 2	(2)	(3) = 0,5* (2)	13.0	6.5	8.7
  25	20. 4	10.2	13.5
  32	33.3	16.6	22.2
  40	52.1	26.1	34.7

   

    Suggested  Method  Test Parameters     (ISRM)-

   

  Suggested  Method  Test Parameters     (ISRM)- May Be Modified as Per Requirement
  S №	Параметр	Расчетное испытание	Контрольное испытание	Примечание	6
  1	SMTL (P)	2 P	1. 25-1.33)*P	Parameters may be managed as per designer’s consent
  2	AL	<5 % SMTL
  3	SMTL Цикл загрузки % — P1, стр.0196
  4	Loading Interval (min)	5	–
  5	Holding Time (min)	20	10
  Расчетная нагрузка – снимать показания в каждом цикле при циклической нагрузке на этапе повышения нагрузки. Отпустите нагрузку на AL, удерживайте в течение 5 минут и нагрузите до следующего цикла нагрузки. При 100% цикле СМТЛ выдержать нагрузку 20 мин и снять показания.

  SMTL Указанная максимальная испытательная нагрузка (P — NOT PR1 91

  111111111111111111111111111199

  191

  6

  6

  696969696969696969696969696

  966666666666666666666666666666666666966666тели. greater than 5 % of SMTL

  P1

  20 %

  P2

  40 %

  P3

  60 %

  P4

  80 %

  P5

  100 %

   

  Indian Standard Method for Conducting Pull-out- Test

    IS: 11309 – 1985 Индийский стандартный метод проведения испытаний на выдергивание анкерных стержней и каменных роботов

    Здесь описаны проверочные испытания в соответствии с IS . с помощью метода смещения под нагрузкой на арматурных стержнях.

  Оборудование, используемое для испытаний на вытягивание анкера / анкера

  Страница не найдена — Реквизит EFRC

  Перейти к содержимому

  Вы здесь:

  Похоже, в этом месте ничего не найдено. Попробуйте использовать окно поиска ниже:

  Поиск:

  Перейти к началу

  2022, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Проблемы сжатия водорода»

  • – Рене Петерс (TNO)
  • – Бернд Шмидт (Буркхардт)
  • – Альфонс Кром (Газюни)
  • — Аренд де Гроот (TNO)
  • – Андре Эйк (независимый консультант)

  2022, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Основы проектирования и эксплуатации поршневых компрессоров»

  • – Jeroen van Koperen (Shell)
  • – Рене Анке (NEAC)
  • – Алессандро Бальдуссу (Хёрбигер)
  • — Бернхард Фриц (Хёрбигер)
  • – Козимо Каркаши (CST)
  • – Торстен Бикманн (BakerHughes)
  • – Вольфганг Гриллхофер (Эйр Ликид)

  2021, Варшава, Польша, Обучение – 12 ^-я Конференция EFRC
  «Методы поиска и устранения неисправностей поршневых компрессоров»

  • – Guido Kluth (Shell)
  • – Андре Эйк (TNO)
  • – Бен Уильямс (Ариэль)
  • – Торстен Бикманн (BakerHughes)
  • — Ян Лёкен (Прогноз)
  • — Иоганн Ленц (Кёттер)

  2019, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Пульсации и вибрации в поршневых компрессорах»

  • – Wijnand Schoemakers (DynaFlow)
  • — Леннерт Буйс (TNO)
  • — Леонард ван Лиер (TNO)

  2019, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Выбросы поршневых компрессоров»

  • – Rüfus Bakker (NAM)
  • – Андре Эйк (TNO)
  • — Кристиан Холд (Хёрбигер)

  2019, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Основы проектирования и эксплуатации поршневых компрессоров»

  • – Bas Bruins (NAM)
  • – Ник Альберс (Хауден)
  • — Йоханнес Стреха (Хёрбигер)
  • — Бернд Шмидт (Хауг)
  • — Пол Модерн (Cook Compression)
  • — Ян Лёкен (Прогноз)
  • – Рене Анке (NEAC)

  2018, Мадрид, Испания, Training – 11 ^th EFRC Conference
  «Современный дизайн поршневых компрессоров»

  • – Клаус Штахель (Hoerbiger)
  • – Грег Филлиппи (Ариэль)
  • – Ник Альберс (Хауден)
  • — Гарри Ланкенау (NEAC)
  • – Андре Эйк (TNO)
  • – Роберто Равазио (SIAD)

  2017, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Мониторинг состояния поршневых компрессоров»

  • – Гийом Кристин (GE Oil & Gas)
  • — Ян Лёкен (Прогноз)

  2017, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Проектирование фундамента для поршневых компрессоров»

  • – Андре Эйк (TNO)
  • — Гарри Ланкенау (NEAC)
  • – Бернд Шмидт (PSE Engineering)
  • – Тео де Кок (EMHA)

  2017, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Основы проектирования и эксплуатации поршневых компрессоров»

  • – Jeroen van Koperen (Shell)
  • – Роланд Айгнер (Буркхардт)
  • – Ник Альберс (Хауден)
  • — Леонард ван Лиер (TNO)
  • — Кристиан Холд (Хёрбигер)
  • – Бернд Шмидт (PSE Engineering)

  2016, Дюссельдорф, Германия, Обучение – 10 ^th Конференция EFRC
  «Смазка и износ поршневых компрессоров»

  • – Harry Lankenau (NEAC)
  • – Ник Альберс (Хауден)
  • — Памела Тани (CST)
  • – Рикардо Крус (Буркхардт)
  • — Гюнтер Мачу (Хёрбигер)
  • – Гайя Росси (GE Digital Solutions)

  2015, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Основы проектирования и эксплуатации поршневых компрессоров»

  • – Jeroen van Koperen (Shell)
  • — Гюнтер Мачу (Хёрбигер)
  • – Массимо Маффейс (SIAD)
  • – Клаудио Вальини (Коццани)
  • — Леонард ван Лиер (TNO)
  • — Тобиас Алерт (Прогноз)
  • — Гарри Ланкенау (NEAC)

  2014, Вена, Австрия, Обучение – 9 ^-я Конференция EFRC
  «Проектирование фундамента для поршневых компрессоров»

  • – Мартин Хинчлифф (DresserRand)
  • – Андре Эйк (TNO)
  • – Лау Куп (Хауден Томассен)
  • – Джейсон Эшли (PSE Engineering)
  • — Джим Кули (ITW)
  • — Гарри Ланкенау (NEAC)

  2013, Делфт, Нидерланды, Учебный семинар
  «Основы проектирования и эксплуатации поршневых компрессоров»

  • – Рон ван ден Гендель (независимый консультант)
  • — Томас Хоймессер (LMF)
  • — Андреас Алленшпах (Буркхардт)
  • — Гюнтер Мачу (Хёрбигер)
  • — Леонард ван Лиер (TNO)
  • – Гайя Росси (GE Measurement & Control)
  • — Гарри Ланкенау (NEAC)

  2012, Дюссельдорф, Германия, Обучение – 8 ^th EFRC Conference
  «Контроль состояния поршневых компрессоров»

  • – Альберт Кениг (Prognost)
  • – Торстен Бикманн (GE Measurement & Control)
  • – Лау Куп (Хауден Томассен)
  • – Клаус Стахель (Хёрбигер)
  • – Андре Эйк (TNO)
  • — Гарри Ланкенау (NEAC)

  2010, Флоренция, Италия, Обучение – 7 ^-я Конференция EFRC
  «Непростые условия для поршневых компрессоров»

  • – Гюнтер Мачу (Хёрбигер)
  • — Лузи Валлар (Буркхардт)
  • — Тобиас Алерт (Прогноз)
  • – Питер Дуйневельд (Томасен)
  • – Марк Лангела (Стассколь)
  • — Леонард ван Лиер (TNO)

  2008, Дюссельдорф, Германия, Обучение – 6 ^-я Конференция EFRC
  «Пульсации и вибрации в поршневых компрессорах»

  • – Harry Lankenau (NEAC)
  • – Андреас Алленшпах (Буркхардт)
  • – Лау Куп (Томассен)
  • — Гюнтер Мачу (Хёрбигер)
  • — Леонард ван Лиер (TNO)
  • — Эйке Древес (Прогноз)

  2007, Прага, Чехия, Обучение – 5 ^-я Конференция EFRC
  «Управление производительностью поршневых компрессоров»

  • – Peter Duineveld (Thomassen)
  • – Норберт Хеллинг (Нойман и Эссер)
  • – Маттиас Таннер (Буркхардт)
  • – Аксель Румпольд (Хёрбигер)
  • — Гарри Корст (TNO)
  • — Торстен Бикманн (Прогноз)

  Распределение силы болтового соединения | MechaniCalc

  Калькулятор

  ИнструкцииReferenceValidation

  Калькулятор распределения силы

  ПРИМЕЧАНИЕ. Эта страница использует JavaScript для форматирования уравнений для правильного отображения. Пожалуйста, включите JavaScript.

  ---

  Массив болтов представляет собой расположение болтовых соединений, обычно четырех или более, которые соединяют два или более компонентов вместе. При проектировании массива болтов важно понимать нагрузки, которым эта схема должна противостоять в процессе эксплуатации, а также то, как эти приложенные нагрузки будут распределяться между отдельными болтовыми соединениями в этой схеме. После расчета осевых и сдвигающих нагрузок для отдельных болтовых соединений в схеме можно проанализировать отдельные соединения, как описано в нашем справочнике по анализу болтовых соединений.

  В следующих разделах подробно описывается методология преобразования сил и моментов, приложенных к массиву болтов, в осевые и сдвигающие нагрузки, действующие на отдельные болтовые соединения в массиве.

  Содержимое

  Обзор и обсуждение

  Распределение сил и моментов по массиву болтов аналогично анализу балки или вала. Приложенные нагрузки переносятся в центр тяжести рисунка (аналогично нейтральной оси балки или вала). Затем силы и моменты в центре тяжести разлагаются на осевые и сдвигающие силы, действующие на отдельные болтовые соединения. Осевые силы распределяются по массиву болтов в зависимости от площади массива A и моментов инерции I _cx и I _cy . Точно так же поперечные силы распределяются на основе площади шаблона A и полярного момента инерции I _cp .

  Обратите внимание, что мы сохраняем различие в том, что силы распределяются на отдельные болтовые соединения , а не на отдельные болты . Причина этого в том, что не вся нагрузка, приложенная к болтовому соединению, фактически воспринимается болтом, как обсуждается здесь.

  В следующих двух разделах обсуждаются два общих условия нагружения, за которыми следует обсуждение обобщенного подхода к распределению приложенных нагрузок по схеме болтов.

  Внецентренная сдвигающая нагрузка в плоскости

  На рисунке ниже показан шаблон с внецентренной сдвигающей нагрузкой, приложенной в плоскости шаблона. Нагрузка эксцентрична, потому что она не действует через центроид шаблона. Следовательно, он создает крутящий момент вокруг оси Z (перпендикулярной плоскости шаблона), который будет стремиться повернуть шаблон вокруг его центра тяжести. В этом случае болты нагружаются только сдвигом (без осевых нагрузок), а сдвигающие нагрузки обусловлены комбинацией прямой силы сдвига и индуцированного момента. Нагружение этого типа аналогично валу при комбинированной нагрузке сдвига и кручения.

  Внеплоскостная эксцентриковая поперечная нагрузка

  На рисунке ниже показан шаблон с внецентренной поперечной нагрузкой, приложенной вне плоскости шаблона. В то время как эта приложенная нагрузка проходит над центроидом в плоскости X-Y, ее линия действия смещена от центроида в направлении Z. Следовательно, приложенная поперечная нагрузка создает изгибающий момент относительно оси X, что приводит к осевой нагрузке на болты.

  Существует несколько стандартных подходов к распределению осевых нагрузок между болтами в подобном случае, каждый из которых включает расчет момента инерции шаблона относительно некоторой оси изгиба, а затем использование (Mr/I)·A для распределения нагрузок. (Следует отметить, что если все болты в схеме имеют одинаковый размер, то (Mr/I)·A упрощается до Mr/Σ r ²  ). Ключевое отличие стандартных подходов заключается в выборе точки, вокруг которой предполагается разворот паттерна:

  • Один из подходов заключается в проверке геометрии компонента и предположении, что шаблон будет «наклоняться» относительно некоторой разумной точки, скажем, основания кронштейна на рисунке выше.
  • Другой подход состоит в том, чтобы рассматривать эту проблему, как если бы шаблон был изгибающейся балкой, и вычислять соответствующее положение нейтральной оси.
    • Методология, изложенная в «Руководстве по стальным конструкциям» AISC, признает, что на сжатой стороне балки сжатая площадь равна площади контакта компонентов ниже нейтральной оси. Со стороны натяжения балки натянуты только болты. Положение нейтральной оси находится с помощью итерационной процедуры, посредством которой предполагаемое положение нейтральной оси варьируется до тех пор, пока момент инерции растянутых болтов над нейтральной осью не станет равным моменту инерции сжатых пластин ниже нейтральная ось.
    • В более простом подходе учитываются только площади болтов и предполагается, что нейтральная ось балки лежит в центре тяжести массива болтов.

  Важно понимать, что по мере того, как предполагаемое место поворота перемещается дальше от схемы, осевые нагрузки на болты уменьшаются. Этот факт справедлив для всех изложенных выше подходов, но его легче всего распознать при рассмотрении упрощенного случая, когда осевые нагрузки прямо пропорциональны Mr / Σ r ² . Напомним, что r — это расстояние между точкой поворота и интересующим болтом. По мере увеличения r влияние члена r ² в знаменателе опережает влияние члена r в числителе. Следовательно, наиболее консервативный подход состоит в том, чтобы считать, что паттерн вращается вокруг своего центроида.

  Обобщенный подход

  Если вы решите применить консервативный подход к переводу всей приложенной нагрузки в центр тяжести раскладки болтов, тогда будет легко обобщить анализ любой расстановки болтов с любой приложенной нагрузкой, как показано на рисунке ниже.

  Шаги для распределения приложенных сил и моментов к отдельным болтовым соединениям в схеме:

  1. Расчет соответствующих свойств модели (площадь, центр тяжести, моменты инерции).
  2. Перенесите все приложенные силы и моменты в центр тяжести массива.
  3. Расчет осевых и сдвигающих нагрузок, действующих на отдельные болтовые соединения в схеме.

  Подробная информация о выполнении каждого из этих шагов представлена ​​в следующих разделах.

  ---

  ---

  Свойства массива болтов

  Те же свойства, которые требуются при анализе балки или вала, также требуются при распределении усилий по массиву болтов. Следует отметить, что уравнения, представленные в этом разделе для расчета свойств шаблона, не требуют, чтобы болты в шаблоне были одного размера.

  Зона расположения болтов

  Общая площадь всех болтов в схеме должна быть рассчитана для распределения прямых сил между болтами:

  где A _i — площадь растягивающего напряжения отдельного болта.

  Центроид схемы расположения болтов

  Точно так же, как напряжения изгиба в балке и напряжения кручения в валу сосредоточены вокруг нейтральной оси, моменты на схеме болтов будут стремиться повернуть схему вокруг ее центра масс. Расположение центроида шаблона рассчитывается как:

  где А _i — это площадь болта, а x _i и y _i — расположение болтов по осям x и y соответственно.

  Следует отметить, что этот расчет является прямым аналогом расчета центроида поперечного сечения.

  Моменты инерции болтовой схемы

  Моменты инерции массива болтов указывают на способность массива сопротивляться изгибающим моментам. Мы консервативно предполагаем, что моменты будут иметь тенденцию вызывать вращение паттерна вокруг его центра тяжести, поэтому интерес представляют моменты инерции относительно центроида паттерна. Центроидальные моменты инерции рассчитываются как:

  	центральный момент инерции относительно оси X
  	центральный момент инерции относительно оси Y

  где A _i — площадь болта, а r _{c. x,i} и r _c.y,i — расстояния болта по осям x и y от центра масс шаблона соответственно.

  Полярный момент инерции шаблона указывает на способность шаблона сопротивляться крутящим моментам (т. Е. Моментам относительно оси Z, перпендикулярной плоскости шаблона), и он рассчитывается как:

  где r _c.xy,i — кратчайшее расстояние между болтом и центром тяжести и рассчитывается как

  .

  Следует отметить, что эти расчеты прямо аналогичны расчету момента инерции поперечного сечения и полярного момента инерции поперечного сечения.

  Силы и моменты в центроиде

  Как обсуждалось ранее, все приложенные силы и моменты переносятся в центр тяжести массива болтов. Как показано на рисунке ниже, любое количество сил может быть приложено к массиву болтов в любом месте.

  Силы в центре тяжести рассчитываются как сумма всех приложенных сил:

  Моменты в центроиде рассчитываются как сумма всех приложенных моментов плюс сумма векторного произведения каждой приложенной силы с вектором от центроида к местоположению этой приложенной силы:

  В приведенных выше уравнениях полосы над переменными указывают на то, что они являются векторами. Переменная F представляет собой вектор силы, состоящий из составляющих силы в каждом направлении: F _x , F _y и F _z . Точно так же M представляет собой вектор момента, состоящий из моментов относительно каждой оси. R представляет собой вектор местоположения, определяющий местоположение приложенной силы относительно центра тяжести шаблона. Вектор положения R указывает от на центроид до на местоположение приложенной силы.

  ---

  ---

  Силы на отдельных болтовых соединениях

  После того, как свойства шаблона известны и приложенные силы и моменты переведены в центр тяжести шаблона, можно рассчитать осевые и сдвигающие усилия на отдельных болтовых соединениях. На рисунке ниже показано отдельное болтовое соединение с приложенной осевой и поперечной нагрузкой:

  Осевые силы

  Осевые силы являются результатом действия прямой силы в направлении Z, F _c.z , центрального момента относительно оси X, M _{c. x} , и центрального момента относительно оси Y, M _c.y . Эти силы и моменты показаны красными стрелками на рисунке ниже и действуют в центре массива болтов. Синие стрелки указывают осевые силы реакции на каждом болтовом соединении. Каждая синяя стрелка представляет собой составляющую осевой силы, обусловленную либо прямой силой по оси Z, либо центральным моментом относительно X, либо центральным моментом относительно Y. Расчет этих компонентов силы реакции является предметом данного раздела.

  Прямая сила в направлении Z, F _c.z , распределяется между отдельными болтовыми соединениями в соответствии с жесткостью болтов. Поскольку предполагается, что все болты сделаны из одинакового материала и имеют одинаковую длину, жесткость зависит только от площади растягивающего напряжения болта. Осевая сила на болтовом соединении из-за прямой силы по оси Z рассчитывается как:

  где А — площадь рассматриваемого болта. Если площади болтов одинаковые, приведенное выше уравнение упрощается до P _{z. FZ} = F _z.z /n, где n — количество болтов в схеме.

  Осевые силы на болте из-за моментов относительно осей X и Y рассчитываются как:

  	осевое усилие на болте из-за MX относительно центроида
  	осевое усилие на болт из-за MY относительно центра тяжести

  где M _c.x и M _c.y — центральные моменты относительно осей X и Y, r _c.x и r _c.y — расстояния болтов от центра тяжести в направлениях X и Y, а I _c.x и I _c.y — моменты инерции шаблона относительно осей X и Y.

  Если площади болтов одинаковы, приведенные выше уравнения упрощаются до:

  Полная осевая сила, действующая на болт, представляет собой сумму составляющих осевой силы:

  С _осевой = P _z.FZ + P _z.MX + P _z.MY

  Силы сдвига

  Силы сдвига являются результатом действия прямой силы в направлении X, F _{c. x} , прямой силы в направлении Y, F _c.y , и центроидального момента относительно оси Z, M _c.z , как показано на рисунке ниже:

  Прямые силы в направлениях X и Y, F _c.x и F _c.y , соответственно, делятся между болтами по жесткости болтов. Поскольку предполагается, что все болты сделаны из одинакового материала и имеют одинаковую длину, жесткость зависит только от площади. Реакции сдвига на болте из-за прямых сил в X- и Y- рассчитываются как:

  	X-реакция на болт из-за прямого усилия в X
  	Y-реакция на болт из-за прямого усилия в Y

  где А — площадь рассматриваемого болта. Если площади болтов одинаковые, приведенные выше уравнения упрощаются до P _x.FX = F _c.x /n и P _y.FY = F _c.y /n, где n — количество болтов в шаблон.

  Реакция на сдвиг болта из-за момента относительно оси Z рассчитывается как:

  где M _{c. z} — центральный момент относительно оси Z, а I _c.p — полярный момент инерции модели. Значение г _c.xy — это кратчайшее расстояние между болтом и центром тяжести, которое рассчитывается как

  .

  Затем реакция сдвига P _xy.MZ разлагается на компоненты X и Y в зависимости от угла θ (см. рисунок выше):

  P x.MZ = P xy.MZ · sinθ	Х-реакция на болте из-за MZ относительно центроида
  P y.MZ = −P xy.MZ · cosθ	Y-реакция на болте из-за MZ относительно центроида

  Значение θ представляет собой угол между положением болта и положительной осью X и рассчитывается как θ = tan ^-1 (r _c.y /r _c.x ).

  Полная реакция сдвига на болт рассчитывается как векторная сумма X-компонент плюс Y-компонент:

  Что дальше?

  Теперь, когда рассчитаны осевые и сдвигающие усилия на отдельных болтовых соединениях, можно проанализировать напряжения в болтовых соединениях, как описано здесь.

  ---

  PDH Classroom предлагает курс повышения квалификации, основанный на этой странице со справочной информацией о разболтовке. Этот курс можно использовать для выполнения кредитных требований PDH для поддержания вашей лицензии PE.

  Теперь, когда вы прочитали эту справочную страницу, заработайте за это признание!

  Просмотреть курс сейчас:

  Просмотреть курс

  ---

  Каталожные номера

  1. Барретт, Ричард Т., «Руководство по проектированию крепежа», справочная публикация НАСА 1228, 19.90.

  2. Бикфорд, Джон, «Введение в конструкцию и поведение болтовых соединений», 4-е изд.

  3. Брюн, Э.Ф., «Анализ и проектирование конструкций летательных аппаратов», июнь 1973 г.

  4. Будинас-Нисбетт, «Машиностроение Шигли», 8-е изд.

  5. Линдебург, Майкл Р., «Справочное руководство по машиностроению для экзамена PE», 13-е изд.

  6. Ниу, Майкл С., «Анализ напряжений и размеры планера», октябрь 2011 г.

  7. «Руководство по стальным конструкциям», Американский институт стальных конструкций (AISC), 14-е изд.

  Крепеж для бетона – анкеры, болты и шурупы по бетону

  Обзор типов креплений и выбор правильного размера и мощности для применения

  Всякий раз, когда вы прикрепляете к бетону ненесущий элемент, например раму для картины, оконные ставни или полку, вам понадобится правильный крепеж, чтобы обеспечить надежное крепление. надежное крепление. У вас есть несколько типов застежек на выбор, в зависимости от области применения и веса предмета, который вы вешаете. Вот обзор ваших вариантов и советы о том, что следует учитывать при выборе крепежа. Мы также предлагаем советы по правильной установке креплений для бетона, включая подходящие инструменты и ошибки, которых следует избегать.

  Это застежка или анкер?

  Многие люди используют эти два слова взаимозаменяемо, включая производителей. Однако крепление ненесущих элементов к бетону обычно считается «креплением», а крепление конструктивных элементов к бетону — «анкеровкой». Или, по-другому, можно сказать, что крепежные детали, как правило, легче и меньше анкеров, хотя некоторые из них можно использовать в обоих случаях.

  ТИПЫ КРЕПЕЖА

  Химические застежки

  Эти застежки могут быть как поверхностными, так и инъекционными с использованием различных клеев или эпоксидных смол.

  Они склеиваются на месте двухкомпонентными химическими составами: эпоксидными, полиэфирными или винилэфирными. Как и в случае распорного крепежа, инъекционный крепеж вставляется в предварительно просверленные отверстия, а клей впрыскивается в отверстие. (Не забудьте выдуть пыль перед введением клея, иначе она прилипнет к пыли, покрывающей внутреннюю часть отверстия, а не поверхность самого отверстия.)

  Механические застежки

  Болт с защелкой представляет собой механическую застежку

  Механические застежки лучше всего работают с пустотелыми материалами, такими как гипсокартон, пустотелые бетонные блоки (которые часто используются в подвалах) и штукатурка.

  Эти застежки открываются с обратной стороны (внутри прикрепляемого материала) и прижимаются к прикрепляемому материалу при затягивании механической застежки.

  Крепеж для расширения

  Основание застежки предназначено для расширения по бокам отверстия любым количеством способов в зависимости от выбранного типа застежки.

  Распорные заклепки предназначены для материалов с твердым заполнителем, таких как бетон (или кирпич, камень и строительный раствор). Они работают, передавая натяжение или тянущее усилие болта в бетон за счет трения или давления расширения.

  Основание застежки спроектировано таким образом, чтобы расширяться по краям отверстия любым количеством способов в зависимости от выбранного типа застежки.

  Вот несколько примеров распорных креплений:

  • Клиновое крепление: В этой системе используются гайка, шайба и стальная шпилька с коническим стержнем внизу. Этот стержень окружен либо стальным зажимом, либо отдельными стальными клиньями. Когда гайка затягивается, оправка втягивается в зажим или клинья, заставляя их заклиниваться между оправкой и стенками отверстия.
  • Крепеж втулки: Крепеж втулки состоит из гайки, шайбы, стальной шпильки и втулки из листового металла. Как и в клиновом распорном соединителе, в нижней части болта имеется равномерно сужающаяся оправка того же диаметра, что и распорная втулка. Сам рукав имеет продольный разрез для облегчения расширения. Когда гайка затягивается, она втягивает оправку во втулку, заставляя ее расширяться и упираться в стенки отверстия.
  • Застежка-шпилька: В отличие от застежек с клином и втулкой, в которых используется затянутая гайка, вызывающая расширение застежки по бокам отверстия, застежка-гвоздик расширяется путем удара молотком по верхней части болта. Распорный элемент шпильки имеет резьбу на верхнем конце и просверленное отверстие с вертикальными прорезями на нижнем конце шпильки. Это отверстие в нижней части шпильки находится над конической стальной заглушкой. Когда верхняя часть шпильки забивается молотком, нижняя часть стальной шпильки надавливается на коническую стальную заглушку, что приводит к расширению стальной шпильки по бокам отверстия.
  • Самосверлящий крепеж: Самосверлящий крепеж не вставляется в предварительно просверленное отверстие, а имеет зубья для прорезания собственного отверстия в бетоне. Этот крепеж состоит из стальной оболочки (с зубьями) и конической стальной заглушки. Верхняя часть корпуса имеет внутреннюю резьбу, поэтому в нее можно вкрутить болт. При сверлении с ударом в оболочке над конической стальной заглушкой нижняя часть оболочки вынуждена расширяться и упираться в стенки отверстия.
  • Застежка-молния: 9 шт.0055 В этой системе используется стальной корпус и внутренняя стальная расширительная заглушка.

  Клейкие застежки

  Клейкие заклепки для поверхностного монтажа можно использовать для крепления электроприборов, аксессуаров для ванных комнат, зеркал, кронштейнов, детекторов дыма, кухонных принадлежностей, пультов дистанционного управления, рамок для картин, часов, дверных звонков, меловых досок и т. д.

  КАК РЕШИТЬ, КАКОЙ ТИП КРЕПЕЖА ИСПОЛЬЗОВАТЬ?

  Тип используемой застежки зависит от того, что вам нужно закрепить, и от материала, к которому вы это закрепите. Что-то тяжелое, например, жалюзи, требует крепления другого типа по сравнению с чем-то легким, например, дверным звонком. Кроме того, для стены из пустотелых блоков требуется крепеж другого типа, чем для сплошной бетонной стены.

  Необходимо учитывать несколько основных моментов:

  • Насколько тяжелым должен быть устанавливаемый элемент? Учитывайте размер и вес. Эта информация поможет вам определить необходимый размер и количество крепежа.
  • К чему он будет крепиться? Это пустотелая основа, такая как гипсокартон, бетонный блок или гипс и рейка? Или это твердое ядро, такое как камень, кирпич или бетон.
  • Должна ли установка находиться снаружи и подвергаться воздействию погодных условий? Или интерьер?
  • Как далеко от углов?
  • Учитывайте толщину основного материала.

  Землетрясения и крепежные детали

  В стране, подверженной землетрясениям, следует помнить, что следует выбирать крепежные детали немного прочнее, чем требуется, только для того, чтобы выдержать вес объекта.

  Вибрация или движение, вызванное землетрясением, создают дополнительную нагрузку на крепеж.

  См. список неструктурных применений для примеров широкого спектра элементов, которые могут быть повреждены и защищены при землетрясении.

  Есть два других фактора, которые необходимо учитывать: растяжение и сдвиг , и мощность анкера для каждого из них часто указывается в спецификациях производителей.

  • Натяжение связано с вопросом «Вытянется ли застежка?»
  • Ножница связана с вопросом «Разорвется ли?»

  Это ответы, которые должны быть у поставщика крепежа, чтобы он мог предоставить вам подходящий крепеж для работы, используя информацию о своем продукте.

  Производители разработали инструкции по использованию своей продукции и имеют таблицы, в которых перечислены: тип использования как легкая, средняя или тяжелая нагрузка, типы крепежных изделий, доступные размеры, а также допустимые нагрузки на растяжение и сдвиг.

  НЕКОНСТРУКЦИОННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ КРЕПЕЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

  Существует две категории обычно используемых крепежных элементов для каменной кладки:

  Первый — это самосверлящие крепежные элементы, которые работают путем нарезания резьбы в бетоне/кирпиче или блоке. Их можно использовать для крепления электрических распределительных коробок, обшивки, обвязок систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, систем внешней изоляции, фанерных подкладок и т. д.

  Второй тип – это механическое крепление, вставляемое в предварительно просверленное отверстие. Этот тип анкера обеспечивает большую опорную поверхность, чем просто резьба в самонарезающем креплении, и может использоваться для крепления более тяжелых предметов, таких как ставни, отливы из листового металла, перила и экранированные крыльца или навесы для бассейнов.

  Коммунальные услуги:

  • Электрическая арматура, распределительные коробки, кабельные зажимы
  • ОВКВ
  • Системы управления
  • Телекоммуникационное оборудование
  • Блоки дистанционного управления

  Предметы домашнего обихода или офиса:

  • Стеллажи и опоры
  • Фоторамки
  • Зеркала
  • Часы
  • Доски объявлений и меловые доски
  • Термостаты и детекторы дыма

  Элементы экстерьера:

  • Жалюзи
  • Навесы для веранд и бассейнов
  • Листовой металл или гибкие накладки
  • Перила
  • Кровля из металла или черепицы
  • Декоративное кованое железо
  • Обрешетка для кирпичной кладки
  • Жесткая изоляция кирпичной кладки или бетонного настила

  УСТАНОВКА КРЕПЕЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

  Моноблочные крепежные изделия

  Обычно они используются для крепления элементов конструкции к бетонной стене, плите или фундаменту, но также могут использоваться для ненесущих конструкций. Крепеж или бетон наносятся до заливки бетона. Бетон затвердевает, и болт оказывается на своем месте.

  Преимуществом монолитной системы являются улучшенные свойства анкеровки. Болты с головкой, заделанной в свежий бетон, впоследствии можно использовать в качестве точек крепления ненесущих элементов. Однако, поскольку они нерегулируемые, следует позаботиться об их расположении. Шаблоны оказались полезными в этом отношении.

  Другие типы неразборных крепежных изделий включают резьбовой стержень, резьбовые вставки и болтовые соединения (закладные или сквозные).

  Крепежные детали после установки

  Как правило, они устанавливаются в отверстие, просверленное в застывшем бетоне, и представляют собой либо приклеенные (залитые раствором или химические вещества), либо распорные крепления.

  Третьей категорией крепежных элементов, устанавливаемых после монтажа, являются клейкие крепежные элементы, которые обычно используются для крепления легких предметов к бетонной/кирпичной/блочной поверхности.

  В первых двух случаях в бетоне просверливается отверстие нужной глубины и достаточной ширины для установки выбранного крепежа. Крепеж вставляется в отверстие, и отверстие заполняется либо цементным материалом (таким как портландцемент и песчаный раствор или предварительно смешанный раствор), либо эпоксидной смолой. Необходимо следить за тем, чтобы застежка находилась в правильном положении (на глубине и под нужным углом), в противном случае крепление нужного приспособления может быть затруднено.

  Совет: В частности, для приклеенных креплений не забудьте выдуть пыль, прежде чем продолжить.

  Какое оборудование необходимо для установки крепления для бетона?

  Для вклеенных крепежных элементов и большинства распорных крепежных элементов для предварительно просверленного отверстия подойдет дрель с насадкой по камню.

  В клеевых крепежных элементах используется цементный раствор или двухкомпонентный химический клей, который можно приобрести вместе с крепежными элементами. Для удаления пыли из отверстия полезен грушевидный воздуходув.

  Для некоторых распорных креплений требуется гаечный ключ, чтобы затянуть гайку, чтобы основание расширилось.

  Прочие распорные крепежные элементы расширяются путем забивания верхней части крепежного элемента (или с помощью перфоратора). Для этих застежек удары по верхней части вынуждают нижнюю часть расширяться наружу по отношению к отверстию.

  В любом случае следуйте инструкциям производителя и соблюдайте меры предосторожности.

  На что следует обратить внимание при установке (проблемы, которых следует избегать)

  Есть две основные вещи, от которых нужно защититься: выдергивание крепежа из стены (относительно растяжения) или отламывания (относительно сдвига). Обеих этих проблем можно избежать, зная вес монтируемого предмета и то, на что он будет монтироваться. Эта информация может помочь определить размер и количество используемых креплений.

  См. рейтинги производителя для легких, средних и тяжелых условий эксплуатации; и таблицы, в которых перечислены типы застежек и насколько сильны каждый диаметр этого типа застежек при растяжении и сдвиге. Здесь есть компромиссы. Может быть, 2 больших крепежных элемента имеют больше смысла, чем 4 маленьких, но меньшие крепежные элементы означают меньшие отверстия и более быстрое сверление и, возможно, более ровную поддержку объекта, как в случае стеллажа.

  На что обратить внимание:

  1. Выдергивание из стены — химический или клейкий крепеж

  • Пыльное отверстие . Если перед нанесением клея не удалить пыль из предварительно просверленного отверстия, могут возникнуть проблемы. Пыль можно удалить, выдув ее или пропылесосив. Однако для небольших отверстий его легче продуть. Для этого специально разработаны «нагнетатели». Обычно они имеют резиновую грушу на одном конце и тонкую трубку на другом. Трубку вставляют в отверстие и энергично сжимают резиновую грушу. Это направит воздух на дно отверстия, которое поднимет и унесет пыль. (Пылезащитная маска — хорошая идея здесь). Альтернативный метод — промыть отверстие проточной водой, а затем дать ему высохнуть, прежде чем вводить эпоксидную смолу.
  • Крепеж неподходящего размера, слишком маленький диаметр или недостаточная длина. Результатом любого из них является слишком маленькая опорная поверхность, чтобы противостоять нагрузкам, которые предмет оказывает на крепеж. В случае приклеенных анкеров это может привести к отделению клея от поверхности отверстия (что более вероятно) или от самого крепежа.

  2. Вытягивание из стены — распорный крепеж

  • Отверстие неподходящего размера, слишком большое для анкера. Это может произойти, если для сверления отверстия используется сверло неправильного размера. Следует соблюдать инструкции производителей. Если отверстие слишком большое, то либо недостаточное количество расширительной части будет опираться на стороны отверстия, либо оно не будет заклинено достаточно прочно.
  • Крепеж неподходящего размера, слишком маленький диаметр .

  Если размер отверстия правильный и анкер установлен правильно, он может начать деформироваться (растягиваться), если на него повесить предмет, который тяжелее, чем предназначено для него. В этом случае он на самом деле становится немного уже и его можно вытянуть. Многие крепежные изделия были протестированы производителями и имеют рейтинг для легких, средних и тяжелых условий эксплуатации.

  3. Отламывание

  • Если для веса объекта выбран крепеж слишком малого диаметра, болт, используемый для крепления объекта к стене, может быть сломан или срезан. Это может произойти, даже если отверстие было правильно просверлено и правильно установлен анкер (будь то приклеенный или распорный).
  • На самом деле это вопрос размера крепежа, чтобы он соответствовал весу подвешиваемого или прикрепляемого объекта. В стране с сильными землетрясениями также рекомендуется иметь крепеж немного прочнее, чем требуется, чтобы выдержать вес объекта. Вибрация или движение, вызванное землетрясением, создают дополнительную нагрузку на крепеж.

  Похожие материалы:
  Инструменты для бетона
  Трафареты для бетона
  Ремонт бетона

  Рекомендуемые продукты

  Brickform Ultra-M1x
  Добавьте цвет и волокна с помощью одного продукта

  Вторичное бетонное волокно
  Переработанный полипропилен, соответствующий стандарту LEED

  Ультраволокно 500®
  Не скатывается и не пушится, принимает цвет

  Какое максимальное расстояние между анкерными болтами?

  Как правило, информация о расстоянии между анкерными болтами содержится в вашем наборе строительных чертежей. Если у вас нет набора чертежей для работы, вы можете обратиться к своим местным строительным нормам для получения информации.

  В соответствии с Международными строительными нормами (IBC) максимально допустимое расстояние составляет 6 футов (1829мм) по центру деревянной подошвы и подоконников наружных стен, опирающихся непосредственно на каменный или бетонный фундамент. Для зданий высотой более двух этажей максимальное расстояние уменьшается до 4 футов по центру (1219 мм).

  На каждую секцию пластины требуется два болта. Один болт должен располагаться на расстоянии не более 12 дюймов (305 мм) или менее 4 дюймов (102 мм) от каждого конца секции пластины. Кроме того, болты должны располагаться в пределах средней трети ширины пластины.

  Имейте в виду, что это минимальные требования, то есть не превышать расстояние. Как правило, рекомендуется допустить некоторую погрешность и увеличить количество используемых анкерных болтов (уменьшить расстояние) от этих цифр. Особенно это касается сейсмических регионов.

  Как работают анкерные болты

  Анкерные болты используются при креплении элементов конструкции к бетону или кладочному раствору. Их можно установить до заливки бетона или после того, как бетон затвердеет как минимум до 60 процентов проектной прочности.

  Если они устанавливаются после заливки бетона, они обычно устанавливаются в отверстие, которое просверливается в бетоне или кладочном растворе. Затем они устанавливаются путем забивания их в отверстия.

  После установки анкерных болтов в отверстия их затягивают, поворачивая гайку на верхнем конце, чтобы зафиксировать их на месте. Они работают за счет трения между анкерным болтом и поверхностью стены отверстия, просверленного в бетоне или растворе для каменной кладки.

  Как долго должен сохнуть бетон перед установкой анкерных болтов?

  Время, необходимое для отверждения бетона, зависит от нескольких факторов, включая тип используемого бетона, регион, в котором вы находитесь, температуру окружающей среды и относительную влажность. Кроме того, добавки, добавленные в бетон, также могут повлиять на время отверждения.

  В целом бетон должен затвердевать в течение 3-7 дней. К этому моменту бетон должен иметь прочность около 60 процентов от расчетной. По прошествии этого времени можно просверлить бетон, чтобы установить анкерные болты на место.

  Насколько глубоко должны быть анкерные болты в бетоне?

  Болты также необходимы для проникновения не менее чем на 7 дюймов (178 мм) в бетонные или залитые раствором ячейки бетонных блоков кладки. Эта минимальная длина должна быть полностью встроена в бетонные или залитые раствором ячейки.

  Помимо глубины заделки, минимальный диаметр, необходимый для анкерных болтов, составляет 1/2 дюйма (12,7 мм) в соответствии с Международными строительными нормами (IBC). Как и в случае с максимальным интервалом, это минимальное требование. Увеличение диаметра до 5/8 дюйма обычно является хорошим способом учесть некоторую погрешность, особенно в сейсмических регионах.

  Типы анкерных болтов

  Анкерные болты бывают различных форм и размеров. Они также различаются по способу крепления элементов конструкции к бетону или каменной кладке. Некоторые из наиболее часто используемых типов якорных болтов включают в себя:

  • Anchors Wedge
  • Anchors Enchors
  • Бетонные винтовые анкеры
  • Anchor
  • Arpension Anchors
  • Antract

  Тип используемого анкера зависит от того, забивается ли он во время заливки бетона или цементного раствора или закрепляется после затвердевания бетона. Например, J-образные болты с изгибом в нижней части под углом 90 градусов можно устанавливать только во влажный бетон.

  Кроме того, материал, на который он устанавливается, может определять используемый тип. Бетон – самый прочный и универсальный материал. То есть подойдет большинство типов анкерных болтов. С другой стороны, в каменной кладке, блоках или строительном растворе нельзя использовать клиновые и вставные анкеры.

  Установка анкерных болтов в мокрый бетон

  При установке анкерных болтов в мокрый бетон обычно используются закладные анкерные болты. Расстояние можно отметить на бетонных формах карандашом и рулеткой перед заливкой бетона.

  Затем прибейте держатели анкерных болтов к бетонной опалубке в отмеченных местах. Вкрутите анкерные болты в держатели с помощью гаечного ключа. Установите их на необходимой высоте и глубине.

  После установки всех анкерных болтов залейте бетон в бетонную форму. Позвольте бетону затекать в анкерные болты, останавливаясь на нужном уровне, заданном бетонной формой.

  После затвердевания бетона можно снять держатели анкерных болтов и опалубку. Перед снятием важно дать бетону высохнуть, чтобы анкерные болты не сместились. Держатели можно снять, отвернув колпачок бетонного болта.

  Установка анкерных болтов в существующий бетон

  Самый эффективный способ просверлить отверстие в застывшем бетоне — использовать перфоратор. Обязательно установите дрель в ударный режим. Диаметр отверстия должен соответствовать диаметру крепежа. Например, при использовании анкерного болта 5/8″ используйте сверло диаметром 5/8″.

  Глубина отверстия должна быть немного больше длины анкерного болта, чтобы обеспечить некоторую свободу действий. Используйте глубиномер перфоратора, чтобы установить правильную длину отверстия. Кроме того, вы можете обернуть сверло скотчем, чтобы использовать его в качестве ориентира.

  Во время бурения обязательно используйте средства защиты органов слуха и зрения. После сверления отверстия удалите пыль со всего мусора, образовавшегося во время сверления. Кроме того, важно следить за тем, чтобы отверстие не пылило. Вы можете использовать проволочную щетку или пылесос, чтобы удалить мусор, застрявший внутри отверстия.

  После этого прикрепите гайку и шайбу к головке анкерного болта и с помощью молотка вставьте анкерный болт в отверстие. Завершите установку, затянув гайку от руки, а затем еще на 3 или 4 оборота с помощью гаечного ключа.