Строительство ангаров, быстровозводимых зданий и инженерных сооружений с использованием металлоконструкций требует надежного крепления элементов к фундаменту. Особенности технологии строительства не предусматривают бетонирование стоек, колонн опор непосредственно в фундамент – фиксация производится при помощи специальных фундаментных болтов.
Это метизы большого размера из прочной стали, которые устанавливают в фундамент на этапе заливки, или позже – после того, как бетон полностью застынет и приобретет требуемую прочность. Также фундаментные болты используют для монтажа в кирпичные и блочные основания, способные выдержать эксплуатационные нагрузки согласно проекту.
Производят болты по ГОСТ Р 24379.1-80 в шести основных видах:
- с коническим концом;
- прямые;
- изогнутые;
- с анкерной плитой;
- составные с плитой;
- съемные, с анкерным устройством.
Учитывая разнообразие металлоконструкций и строящихся на их базе зданий, анкерные болты выпускают в широком диапазоне размеров. По диаметру это 12-160 мм, а по длине – 200-4000 мм. Болты надежно фиксируются в фундаменте при помощи распорных втулок или на клеящих полимерных составах. К открытой части болта при помощи гаек разного вида прикручивают несущие детали каркаса.
Болты в процессе эксплуатации здания испытывают значительные нагрузки. Это требует тщательного расчета и подбора размера, вида болта и ответной части, способа крепления в фундаменте, точности установки по вертикали и продольной оси фундамента. Не менее важно правильно выбрать материал для производства фундаментных болтов. В зависимости от климатических условий в месте расположения здания и запланированных особенностей эксплуатации, используют разные марки стали:
- Ст3сп (Ст3) и Ст20 – стандартные, для нормальных условий;
- 09Г2С – для северных районов;
- 08Х18Н10 (А2, AISI 304), 02Х17Н14М2 (А4, AISI 316) – нержавеющие, для зданий и сооружений, где возможен контакт с коррозионно опасными средами и веществами.
Анкерные системы
Сложность металлоконструкций для разных типов зданий и сооружений предполагает разные способы крепления. Для многих проектов одних болтов недостаточно. Используют набор метизов, работающих в комплексе и создающих анкерные системы. В комплект входят:
- фундаментные болты;
- анкерные блоки;
- грунтовые анкеры;
- тяги;
- болты Т-образной формы;
- гайки;
- втулки;
- шпильки;
- футеровочные болты;
- анкерные плиты;
- болты для скальных оснований.
Для каждого строящегося объекта создаются собственные анкерные системы, в которые входят метизы в разных сочетаниях. Кроме быстровозводимых зданий, анкерные комплекты применяют при строительстве мостов, тоннелей, вышек, других сложных конструкций.
Способы крепления болта в бетоне
Анкерный болт только тогда выполняет свою задачу, когда сам надежно закреплен в основании. Для фиксации используют два способа – механический и химический. Оба способа предусматривают распределение усилия от воздействия на стержень болта на окружающую область фундамента. Чтобы вырвать анкер, нужно применить такую силу, которая способна разрушить значительную часть основания. Если фундамент и болт рассчитаны и построены правильно, то в пределах проектных нагрузок на основание с учетом запаса прочности сделать это невозможно в принципе.
Механические способы фиксации
Один из популярных видов фундаментных болтов – клиновые. Они состоят из двух частей – втулки с прорезями и собственно болта с конической конечной частью, расширяющейся в сторону основания. Монтаж болта производится в заранее просверленное отверстие. При закручивании гайки стержень болта поднимается вверх, конус заходит внутрь втулки и расклинивает ее, создавая надежный контакт со стенками отверстия. При помощи таких болтов крепят тяжелые конструкции, испытывающие большие нагрузки.
По похожему принципу работает распорный болт. В этом случае втулка разжимается при вкручивании стержня болта за счет особой внутренней резьбы. По надежности не уступает клиновому. Еще один вид крепежа – болт разжимной. Втулка лепесткового типа оснащена гайкой конической формы. При вкручивании стержня гайка смещается вверх и деформирует втулку, которая полностью заполняет отверстие и фиксирует анкер.
Забивные болты отличаются тем, что втулка расходится в ширину не за счет перемещения стержня по резьбе, а при забивании. После нескольких ударов по стержню находящаяся на дне коническая втулка расходится и образует прочный клин, удерживающий анкер в гнезде. Это соединение неразборное, извлечь болт после забивания практически невозможно.
Названные способы монтажа подходят для прямых стержней, использующихся на готовых основаниях. Кроме металлоконструкций, таким способом крепят станки, механизмы и другое промышленное оборудование на бетонных полах и фундаментных плитах.
Болты с изогнутой нижней частью или анкерной плитой монтируют на этапе заливки фундамента. Метизы устанавливают на этапе вязки арматурного каркаса, выравнивают по осям и фиксируют, защищая от смещения при заливке и виброуплотнении бетона. Для удержания болтов в нужном положении используют специальные приспособления — кондукторы. Из всех видов метизов этого способа монтажа разъемные крепления образуют только составные модификации.
Химический способ фиксации
Этот метод отлично подходит как для бетона, так и для блоков, кирпича (в том числе пустотелого), других минеральных материалов. В заранее просверленное отверстие вставляется анкер и впрыскивается специальный клеящий состав, который после застывания по прочности не уступает бетону. В качестве клеящих смесей используют смолы:
- акрилатные;
- полиэфирные;
- полиуретановые;
- эпоксидные.
Это одно, или двухкомпонентные составы, в которые часто добавляются наполнители в виде кварцевого песка и цемента. Срок застывания очень короткий – требуемой прочности анкер достигает после 1-10 часов выдержки, что значительно ускоряет темп строительства.
