Все про анкеры: виды, назначение, применение, конструкция, типы, допустимая нагрузка

Что такое анкер для бетона

В переводе с немецкого под анкером подразумевается якорь. Это крепежный элемент, предназначенный для фиксации того или иного предмета к основанию. В случае с бетоном для производства подобных изделий используется углеродистая сталь. Для исключения образования коррозии болты покрывают защитным слоем сплава на основе цинка.

Металлические анкеры применяют в случаях проведения работ с основанием высокой прочности, твердости и хрупкости. К таковым относятся бетон, камень, кирпич и гипс. При этом сравнительно с саморезами и гвоздями допустимая механическая нагрузка заметно отличается в большую сторону. Это актуально для крепления окон и дверей, навешивания мебельных модулей, бытовой техники, установки сантехнического оборудования, инженерных коммуникаций.

Конструктивно анкер представлен стержнем с резьбой и распорным цилиндром. В качестве дополнения могут выступать конусообразные наконечники, кольца, крюки или гайки с шайбами. После установки крепежного элемента лепестки раскрываются или застывает рабочая масса, что обеспечивает надежное удерживание болта в технологическом отверстии без участия дополнительного уплотнения.

Виды анкерных болтов и сферы

Такое крепежное изделие, как анкерный болт, представлено на современном строительном рынке в различном конструктивном исполнении. Наряду с универсальными крепежными изделиями подобного типа, производители выпускают анкерные болты, предназначенные для решения узкоспециализированных монтажных задач.

Чтобы правильно выбрать крепеж данного типа, необходимо не только хорошо разбираться в его разновидностях, но и знать, какие виды анкеров применяются в тех или иных случаях. Рассмотрим наиболее популярные виды анкерных крепежных элементов, сферы их применения и обоснованность их выбора в конкретной ситуации.

С гайкой

Это наиболее простой анкер, состоящий из резьбовой шпильки с конусообразным нижним концом, распорной втулки с продольными боковыми прорезями и гайки, при помощи которой такой болт фиксируется в посадочном отверстии. Принцип действия такого крепежного приспособления достаточно прост: вся его конструкция помещается в предварительно подготовленное отверстие, диаметр которого должен соответствовать поперечному размеру распорной втулки; при закручивании гайки резьбовой элемент начинает втягиваться в отверстие распорной втулки, разжимая ее своим конусным наконечником. Таким образом, увеличившаяся в диаметре распорная втулка обеспечивает надежное крепление анкерного болта в посадочном отверстии.

Анкерные болты изготавливаются из различных сталей для крепления в сухих местах, с повышенной влажностью и для использования в агрессивных средах

Современная промышленность выпускает анкерные болты, оснащенные гайкой, в широком диапазоне размеров. Так, минимальный диаметр таких крепежных изделий соответствует 6 мм, а максимальный может доходить до 28 мм. Что касается длины, то она может находиться в интервале 60–300 мм. Выбирая такой анкер, следует иметь в виду, что эффективным он будет лишь в тех случаях, когда крепление с его помощью выполняется в строительных материалах с плотной внутренней структурой (сюда относится бетон, природный камень, полнотелый кирпич и др.).

С крюком

Анкерный болт данного типа отличается от предыдущего только тем, что его верхнюю часть венчает не прямолинейный резьбовой конец, а крюк, обеспечивающий удобство монтажа различных навесных изделий. Гайка, также используемая в конструкции такого анкера и расположенная непосредственно под его крюком, необходима только для того, чтобы обеспечить разжимание распорной втулки и, соответственно, ее надежную фиксацию в стене или любой другой строительной конструкции.

Технические параметры анкерных болтов с крюком (нажмите для увеличения)

Основное удобство этого анкерного болта заключается в том, что закрепленный на его крюке предмет можно снять в любой момент, если в этом возникла необходимость. Анкеры данного типа чаще всего используют для монтажа светильников и люстр, крепления к поверхности стен нагревателей воды и других бытовых устройств.

С кольцом

От предыдущего такой анкер отличается тем, что его верхнюю часть венчает не крюк, а кольцо или полукольцо. При этом принцип, по которому он работает, аналогичен действию анкерных болтов двух предыдущих типов. Кольцо, которым заканчивается верхняя часть такого крепежа, очень удобно использовать для монтажа различных предметов и элементов конструкций.

Анкерный болт с кольцом защищается антикоррозийным покрытием белого или желтого цвета

Размеры конструкционных элементов анкерного болта с кольцом могут быть различными. Он успешно используется для навешивания различных предметов к потолочным конструкциям, с его помощью очень удобно выполнять различные растяжки, крепить тросы, цепи, кабельные трассы, строительные леса и др.

Двухраспорные

Такие анкеры отличаются от обычных распорных тем, что в их конструкции имеется сразу две втулки, разжимающиеся в процессе закручивания резьбового элемента. Принцип действия двухраспорных анкерных болтов заключается в том, что при закручивании винта одна из распорных втулок входит во вторую, разжимая ее. При этом первая втулка, в которую вкручивается винт, разжимается тоже. За счет большей площади сцепления со стенками посадочного отверстия, обеспечиваемой таким анкерным болтом, использовать его можно для выполнения монтажа в пористых и даже пустотелых строительных материалах.

Разновидности двураспорных анкеров

Клиновые

Анкеры клинового типа из-за своей высокой стоимости не нашли широкого применения ни в строительстве, ни при выполнении ремонтных работ. Их цена объясняется сложностью их конструкции, которую можно оценить даже по фото. Винт такого анкерного болта при завинчивании воздействует на свободно передвигающийся по внутренней части отверстия в распорной втулке клиновой элемент. Именно последний, оказывая давление на распорную втулку изнутри, обеспечивает ее максимальное разжимание.

Анкер-болт клинового типа считается модернизацией стандартного анкера

Забивные

За разжимание распорной втулки анкерного болта, конструкция которого в корне отличается от устройства всех вышеперечисленных, отвечает не винт, а специальное ударное устройство, которое часто называют просто гвоздем. Процесс крепления такого анкера в строительной конструкции выглядит следующим образом. В посадочное отверстие в строительной конструкции помещается только втулка, которую разжимают посредством воздействия на нее специального ударного элемента. После надежной фиксации распорной втулки в отверстии ударный элемент из нее извлекается и вместо него вкручивается болт или шпилька, на которые и навешивается фиксируемый предмет.

Размеры и параметры забивных анкеров (нажмите для увеличения)

С шестигранной головкой

Основным элементом крепежа данного типа является обычный болт, который вставляют в имеющее конусообразную форму отверстие в распорной втулке. Расширяя отверстие, анкерный болт тем самым разжимает лепестки распорной втулки, обеспечивая ее надежную фиксацию в посадочном отверстии. Разновидностью таких крепежных изделий являются анкеры, на верхней части которых выполнены прорези под крестовую отвертку. С учетом того, что отвертка не может обеспечить таких усилий, как гаечный ключ, анкеры подобного типа изготавливаются только небольших размеров (их диаметр, как правило, не превышает 12 мм).

Параметры анкерных болтов с шестигранной головкой (нажмите для увеличения)

Таким образом, на современном рынке представлены самые разные виды анкеров. Основным требованием к ним является высокая надежность крепления, поэтому выбирать их следует с учетом не только размеров и массы фиксируемого предмета, но и прочностных характеристик материала строительной конструкции и ряда других параметров.

Классификация анкеров

Особенности конструкции и правила маркировки

Анкер клиновой, пришедший на смену обычным гвоздям, при помощи которых практически невозможно добиться высокой надежности крепления тяжеловесных предметов к различным поверхностям, имеет достаточно сложную конструкцию. В нее входят:

• металлическая шпилька, на наружной поверхности которой имеется резьба;
• подвижная муфта цилиндрического типа, внешне напоминающая поясок;
• хвостовик конусообразной формы;
• гайка, при помощи которой и выполняется фиксация закрепляемого предмета на поверхности.

Устройство клинового анкера

На выбор размеров, которыми должен обладать анкер-клин, оказывает влияние как вес закрепляемого изделия, так и толщина крепежной части. Для того чтобы облегчить выбор таких крепежей, их маркировку унифицировали. Понять, что перед вами именно анкер-клин, можно по буквенному обозначению такого изделия – WAM. После этих букв следуют цифры, указывающие на диаметр шпильки, ее длину и тип резьбы на ее поверхности. Например, обозначение анкера клинового типа WAM-06040 указывает на то, что на его шпильку диаметром 6 мм нанесена резьба М6, а длина такой шпильки составляет 40 мм.

Примеры обозначений и особенности клиновых анкеров известных производителей

Размеры и характеристики анкерных болтов

Прежде, чем решить, какой анкер лучше для бетона в выполнении конкретных задач, необходимо рассмотреть не только разнообразие конструкций, но и размеры, ведь крепежи могут быть различной длины, диаметра.

Классификация анкеров по размеру:

• Малые – сечение до 8 миллиметров/длина до 55
• Средние анкера – до 12/120 миллиметров
• Крупные – с максимальными размерами диаметра 24 и длины 220 миллиметров

Анкерный болт для бетона размеры может иметь разные: характеристики определяются тремя показателями. Так, если расшифровать маркировку М8 10/60-115, то это будет: диаметр резьбы анкера М8, внешний диаметр 10 (именно с таким диаметром сверлится отверстие для крепежа, это диаметр сверла), длина анкера – 115 миллиметров, примерная толщина элемента, который планируется укрепить – 60 миллиметров.

Все технические характеристики анкеров указываются в таблице, это могут быть вес, максимальный крутящий и допустимый изгибающий момент, минимальная вырывающая сила, оптимальные нагрузки, расстояние между осями и до края и т.д. В соответствии со всеми этими параметрами выбирают подходящие изделия и выполняют качественное крепление к бетону анкерами.

По применению:

• Для бетона. Это самый распространенный и простой вид анкеров. Он состоит из распорной части и распираемой. Распирается он в одном месте.
• Для кирпича. Для полнотелого кирпича, используются анкера такие же, как и для бетона, с одно распорной зоной. Для пустотелого кирпича, применяется анкер с двойной распорной зоной. Что бы, если одна распорная часть попадет в пустоту, то вторая упрется в плотную часть кирпича.
• Для газобетона. Для рыхлых и сыпучих материалов, применяется крепеж, который не оказывает сильного воздействия на материал, к которому он крепится. Очень хорошо подойдет химический крепеж, либо металлический дюбель для газобетона “крокодил”.
• Для гипсокартона. Для пустотелых материалов, применяется специальный анкер с распором с внутренней стороны поверхности, к которой происходит крепление. Отличный вариант анкер молли.

По типу:

• Распорные. Это такие анкеры, которые оказывают физическое воздействие на материал, к которому происходит монтаж. Они при закручивании, упираются распираемой частью, в стенки отверстия.
• Химические. Это такие анкеры, которые не оказывают физическое воздействие, на поверхность. Это клеевая смесь, которая при вытекании из картриджа, после застывании, становится однородной массой с материалом, к которому производится монтаж.

По нагрузке:

• Для малых. При незначительных нагрузках, используются анкеры маленького размера. Диаметром от 6 мм, до 8 мм.
• Для средних. Для таких нагрузок, используются диаметры от 10 мм, до 16 мм.
• Для больших. Для значительных нагрузок, и ответственного монтажа, применяются анкеры больших размеров, диаметром от 20 мм, до 30 мм и более.

По материалу изготовления:

• Металлические анкеры. Производятся полностью из стали, имеют прочную и надежную конструкцию.
• Комбинированные анкеры. У них основание, распорная часть может быть из пластика, та часть которая закручивается из металла.
• Латунный анкер. Выполняются полностью из латуни. Имеет хорошую коррозийную стойкость, но так же он хрупкий к внешнему физическому воздействию.

Область применения

Анкеры, которые в соответствии с нормативным документом (ГОСТ 26778-90) называются болтами самоанкерующимися распорными, представляют собой прочные крепежные элементы, при помощи которых можно выполнять надежную фиксацию различных предметов на конструкциях из полнотелых материалов. Высокая надежность фиксации, обеспечиваемая таким анкером, объясняется тем, что вся его внешняя часть сцепляется с внутренней поверхностью отверстия с большой силой трения, формируя исключительную удерживающую способность.

Свою высокую эффективность распорный крепежный элемент будет демонстрировать только в том случае, если его монтаж выполняется в материале, который имеет высокую плотность. Таким образом, принцип действия такого анкера в корне отличается от принципа работы дюбеля, внешняя часть которого контактирует с внутренней поверхностью отверстия лишь в отдельных точках, а не по всей своей длине. Соответственно, крепеж распорного типа способен обеспечить значительно большую надежность формируемого соединения.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к распорным анкер-болтам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 28778-90 Болты самоанкерующиеся распорные для строительства. Технические условия

Распорные анкера используют при закреплении разнообразных конструкций, находящихся под значительной нагрузкой

В отличие от дюбеля, который преимущественно производится из полимерных материалов, для изготовления анкеров применяют прочные металлы – углеродистую сталь, латунь и др. В том случае, если такой крепежный элемент изготовлен из стали, его дополнительно защищают от коррозии, нанося на его поверхность цинковое покрытие белого или желтого цвета.

Рабочая часть анкерного болта распорного типа – это полая гильза, на боковой части которой выполнены продольные разрезы, формирующие разжимающиеся лепестки. Во внутренней части такой гильзы имеется распорный элемент, который при забивании анкера в предварительно подготовленное отверстие разжимает лепестки, что и способствует надежной фиксации крепежного изделия в отверстии. Верхняя часть такого крепежа – это шпилька, на резьбовой части которой размещены шайба и регулировочная гайка.

На рисунке представлена простейшая конструкция распорного анкера, имеющего сплошную втулку по всей длине

Монтаж распорного анкера не представляет особых проблем, не требует использования сложного оборудования и наличия специальных навыков у исполнителя. Заключается этот процесс в том, что такой болт аккуратно забивается в предварительно подготовленное отверстие до упора, а после надежной фиксации на его резьбовую часть навешиваются предметы, которые необходимо зафиксировать.

Наиболее эффективно использовать такие анкеры для крепления различных предметов на конструкциях из плотных материалов, обладающих хорошей адгезией (бетон, кирпич, натуральный камень и др.). В том случае, если в конструкциях из бетона и любых других материалов, в которые будет монтироваться такой болт, имеются внутренние трещины, нагрузка, которую сможет выдержать крепежный элемент, значительно снизится.

Конструкция анкера для ответственных креплений более сложна, зато позволяет использовать крепеж даже при вибро-нагрузках

Сегодня распорные болты анкерного типа, параметры которых должны соответствовать требованиям ГОСТа 26778-90, успешно используются для выполнения монтажа таких предметов и изделий, как:

• тяжелые и габаритные оконные и дверные рамы;
• элементы лестничных конструкций;
• элементы подвесных потолков различного типа;
• светильники и люстры;
• леса для выполнения строительных и отделочных работ;
• ворота и калитки;
• элементы различных коммуникаций (воздуховоды, кабельные трассы, водопроводы и др.);
• балюстрады и консоли;
• различные изделия, изготовленные из стали и отличающиеся значительным весом.

Крепление лаг на распорный анкер

Наиболее значимыми характеристиками распорных анкеров, за что их и ценят специалисты, являются:

• исключительно высокая прочность и надежность;
• устойчивость к механическим повреждениям, воздействию негативных факторов внешней среды;
• удобство использования;
• быстрота создания крепежа.

Инструкция по монтажу

Анкеры по бетону монтируют до начала заливки монолита или на уже готовое основание. В первом случае шпильку, болт или другую закладную деталь закрепляют проволокой или приваривают к арматурному каркасу, затем заливают раствор.

Чтобы уберечь резьбу от загрязнения, ее закрывают пленкой. К последующим работам приступают после набора бетоном прочности.

Во втором случае технология включает подготовку скважины и установку изделия.

Свеление

Перед тем, как установить распорный, забивной или разжимной анкерный болт в бетон, подготавливают отверстие:

1. Размечают положения метизов на основании
2. Дрелью или перфоратором просверливают скважину на 20 мм длиннее стержня и диаметром, рекомендуемым маркировкой болта.
3. При помощи пылесоса очищают отверстие от остатков сверления.

Если нужно закрепить какую-либо деталь на основании, сначала просверливают ее, а затем сквозь готовое отверстие проделывают скважину в несущем элементе.

Монтаж анкера с гайкой

Установку анкерного болта с гайкой применяют для закрепления конструкций небольшой толщины, например, деревянной доски или металлического уголка, к основанию.

Болт забивают в отверстие молотком, закручивают гайку ключом. Рекомендуется использовать накладку из бруска или обрезка доски, чтобы не повредить верхнюю часть метиза с резьбой.

Если болт потребуется удалить, ослабляют гайку и извлекают его из стены.

Для подвешивания бытовой техники или оборудования на вертикальную поверхность применяют анкеры с кронштейном вместо гайки. Его вкручивают до упора, следя, чтобы крюк занял нужное положение.

Монтаж химического анкера

Жидкие или инъекционные дюбели устанавливают согласно инструкции изготовителя. Их выпускают в капсулах или картриджах.

Монтаж каждого вида имеет свои особенности:

• Капсулу помещают в отверстие, затем вкручивают болт или шпильку. Выжидают до полного затвердения состава.
• Картридж заряжают в пистолет, заполняют скважину под давлением, монтируют метиз.

Расчет анкеров

Выполнение проверки соединения на вырыв часто выполняется на месте проведения монтажа. Допустимая нагрузка будет зависеть от материала основания, например:

1. При монтаже массивных конструкций на высоте, необходимый показатель прочности на вырыв должен составлять около 700 кг, в связи, с чем для таких креплений специалисты рекомендуют применять химические разновидности анкеров.
2. При использовании в качестве основы бетона или кирпича, средние показатели нагрузки составляют около 350 кг, этого значения достаточно для крепления конструкций средней и большой тяжести.
3. При использовании бетона вспененного типа, выдерживаемая им нагрузка будет составлять около 250 кг.

Помимо расчета несущей способности используемых элементов, следует обеспечить правильный момент затягивания резьбовых соединений. При недостаточном затягивании в соединении может отсутствовать сила трения, при превышении рекомендуемых значений появится вероятность разрушения материала из-за избыточного давления на основание.

Какую нагрузку должно выдерживать анкерное устройство?

Действующими правилами по охране труда при работе на высоте определены следующие требования к анкерным устройствам страховочных систем, определяющие их минимальную прочность:

• Анкерное устройство удерживающих систем и систем позиционирования должно выдерживать нагрузку не менее 13.3 кН.
• Анкерное устройство страховочных систем должно выдерживать не менее 20 кН.
• Страховочная система и система канатного доступа должны быть снабжены отдельными анкерными устройствами, каждое из которых должно выдерживать нагрузку не менее 22 кН.
• Анкерные устройства систем эвакуации и спасения должны выдерживать нагрузку не менее 24 кН.

Важно следить, чтобы нагрузка на анкерное устройство прилагалась только по допустимым для него направлениям, обеспечивающим требуемую прочность.

Для распределения нагрузки возможно использование нескольких анкерных устройств, объединенных между собой.
Оборудование, материалы, инвентарь и инструменты, используемые при работах на высоте и имеющие вес более 10 кг, должны подвешиваться на отдельной веревки на отдельное анкерное устройство.

Опасные факторы, обусловленные местоположением анкерных устройств для работ на высоте

• Фактор падения – отношение значения высоты падения до начала срабатывания амортизатора к значению суммарной длины всех соединительных элементов страховочной системы.
• Фактор маятника возникает при таком местоположении страховочного анкерного устройства, когда падение работника сопровождается маятниковым движением.
• Отсутствие запаса высоты. Запас высоты рассчитывается с учетом длины анкерной стропы и всех соединителей, роста работника, длины сработавшего амортизатора, а также расстояния от работника, находящегося в состоянии равновесия после остановки падения, до нижележащей поверхности.

Закрепление анкерного устройства с учетом вышеперечисленных факторов должно быть произведено таким образом, чтобы:

• минимизировать фактор падения и уменьшить риск получения травмы в процессе и в момент остановки падения;
• обеспечить после остановки падения необходимый запас пространства под работником и нижележащей поверхностью с учетом суммарной длины стропа, всех соединительных устройств и сработавшего амортизатора;
• исключалась или была максимально уменьшена маятниковая территория падения.

Все требования к анкерным устройствам страховочных и удерживающих систем регламентированы ГОСТ EN 795-2014, ГОСТ EN/TS 16415-2015 и Правилами по охране труда при работе на высоте.

Как вытащить анкерный болт из бетона

Анкерные болты обычно закрепляются в бетоне. Чтобы удалить анкерный болт из бетона, все, что нужно, это выкрутить болт из анкера. Изредка возникают проблемы с упрямыми крепежами, которые не хотят откручиваться; в таком случае придерживайтесь представленной ниже инструкции.

Шаг 1 Подберите торцевой ключ по размеру гайки болта. На многих болтах размер напечатан сверху шляпки.
Шаг 2 Выверните болт из бетона с помощью ключа. Если он заржавел, смажьте его маслом, соляркой, бензином или антифризом и дождитесь, пока жидкость впитается. После того как она впитается, попробуйте ключ еще раз.
Шаг 3 Если болт упрямится и не выходит, стоит попробовать съемник. Присоедините съемник к дрели и поместите на болт. Просверлите бетон до основания болта. Вытащите болт с помощью плоскогубцев.
Шаг 4 Вставьте шило в отверстие. Дайте шилу несколько резких ударов молотком, пока оно не прорежется до основания. Уберите части болта с помощью плоскогубцев.
Шаг 5 Если ни один из предыдущих методов не помог, отпилите шляпку болта болгаркой. Отшлифуйте или вырежьте верх болта так, чтобы он находился ниже поверхности бетона. Удалите мусор и залейте отверстие бетоном.