Принципи анкерного кріплення

Принципи анкерного кріплення.

Дивним в техніці кріплення є наша фантастична схильність не помічати фізичну сутність кріплення, підміняючи її особливостями конкретного застосування. Дійсно, різьбові з'єднання в машинобудуванні і анкерні в будівництві мають загальну фізичну основу, що пов'язано з необхідністю забезпечити умови, при яких сила тертя спокою може забезпечити відносну нерухомість двох (і більше) спряжених тел. І, як правило, це досягається силами тертя, пружною реакцією опори і тому подібними факторами, обумовленими енергією міжмолекулярної взаємодії ("хороша" адгезія - "хороше" міжмолекулярне взимодействие). Сила тертя прямопропорційна силі, притискає поверхні тіл один до одного, вона перпендикулярна поверхні і тому називається нормальною реакцією опори. Але коефіцієнт пропорційності, коефіцієнт тертя є ні що інше, як потужність фрикційних втрат. Звідси стає ясним, що вивчення роботи сил тертя (енергетичний підхід) дає адекватне уявлення про навантажувальні характеристики тих видів кріплення, де використовуються сили тертя.

Спробуємо виявити єдність принципів, що лежать в основі конструкції різних видів кріплень, для чого спочатку розберемося з термінологією. У прикладній механіці прийнято вживати термін "з'єднання", виділяючи роз'ємні з'єднання, які допускають "роз'єднання" без зміни форми і якості деталей, инеразъемные, відповідно. В роз'ємних з'єднаннях застосовуються КРІПИЛЬНІ ДЕТАЛІ, що встановлюються спеціальним чином для з'єднання деталей. З'єднання деталей перешкоджає відносного їх зміщення при дії сил, спрямованих по дотичній до поверхні або паралельно поверхні спряження деталей (шпонки, штифти, шплінти), а для гвинтових та болтових з'єднань - сил, спрямованих по нормалі до поверхні контакту. При цьому одні кріпильні деталі попередньо вимагають власної фіксації в тілі як минимумодной з деталей (шплінт, штифт, гвинт), інші - тільки підготовлених настановних отворів (болтові і шплинтовые з'єднання). У будівельній механіці прийнято вживати термін КРІПЛЕННЯ, при цьому частина будівельної конструкції, до якої необхідно прикріпити деталь, називається ПІДСТАВОЮ. Для металевих основ (будівельні металоконструкції), як і в машинобудуванні, застосовуються всі види роз'ємних та нероз'ємних з'єднань. Для будівельних основ, таких як бетон, цегла, природний камінь і т. п., потрібні кріпильні деталі - анкери і їх "легка" різновид - дюбелі, які також необхідно попередньо зафіксувати в підставах. При установці конічного або пружинного штифтів, формують відповідне з'єднання, нормальна реакція опори створює притискну силу, що перешкоджає зовнішнім силам зміщувати штифт з підготовленого отвору, і чим більше ця сила, тим надійніше з'єднання. Установка кріпильної деталі в будівельне підстава також покликана забезпечити надійність закріплення дюбеля в основі за рахунок сили тертя, що визначається силою реакції опори. Найцікавіше, що механізм утворення закріплення кріпильної деталі в обох випадках абсолютно ідентичний.

Саме ця особливість - здатність конструкції кріпильної деталі ЗАКРІПЛЮВАТИСЯ в базовому матеріалі - викликає певні труднощі у вживанні понять "анкер" і "дюбель". Наприклад, пластиковий (фасадний) дюбель в каталозі HILTI називають анкером, а MUNGO випускає під назвою "дюбель" MSS - популярний голландський анкер PFG. Саме спільність фізичних принципів закріплення цих кріпильних деталей, які забезпечуються їх конструкцією, пояснює необхідність розділяти ці два види по навантажувальній здатності, і, як наслідок, у більшості випадків - за матеріалом, з якого виготовлена кожна деталь. Приймемо наступні визначення анкера. Анкер - це металева деталь, що закладається, забиваемая або загортаємо в підготовлені в твердих основах (бетон, цегла, камінь...) отвори для кріплення з її допомогою різьбового елемента деталей конструкції. Дюбель - пластикова деталь з елементами закріплення в будівельних матеріалах, призначена для монтажу деталей конструкцій за допомогою металевих універсальних кріпильних виробів (гвинт, шуруп, цвях...).

Застосовуються кілька способів закріплення або АНКЕРУВАННЯ кріпильної деталі в матеріалі підстави, вибір яких визначає конструкцію і матеріал кріпильної деталі, а в кінцевому підсумку - величину і характер корисних навантажень для конкретного матеріалу підстави. Анкеровка тертям - самий распространненй спосіб кріплення. Він полягає в тому, що зовнішня поверхня розпірною частини кріпильної деталі притискається до стінки отвору, виконаного в основному матеріалі, створюючи силу тертя, утримуючу анкер (дюбель) від висмикування.

Це найбільш простий і дешевий спосіб кріплення, але він застосовний тільки для суцільних і досить міцних матеріалів. Достатня сила тертя зазвичай створюється за рахунок реакції опори при розклинення анкера (дюбелі) або його частини, причому чим вище ступінь розклинення, тим більше сила тертя і тим, відповідно, вище якість кріплення. Однак при дуже великих тисках на основний матеріал можливе руйнування його і подальша відмова системи кріплення. Це обмежує застосування анкерів на слабких підставах, знижує значення витримує кріпильної системою навантажень.

Можна навести велику кількість прикладів кріпильних виробів з анкерування тертям: універсальний дюбель в суцільному підставі, дюбель-цвях, анкер клиновий, ударний і разжимной анкер, втулковий анкер, рамний (фасадний) дюбель, дюбель для теплоізоляції, анкер-клин, анкер-цвях і ін Деякі з них наведені на рис.4.

Для тонкостінних матеріалів зазвичай застосовується анкеровка формою - зовнішній упор (рис.5). Для такого кріплення основний тонкостінний матеріал просвердлюється наскрізь, в отриманий отвір вставляється кріпильний елемент, частина якого при затягуванні (закручування) деформується і упирається в поверхню базової основи.

Інша різновид анкерування формою - внутрішній упор. При цьому кріпильна деталь, що має або утворює при установці конструктивні елементи, що сприймають реакцію опори при додатку висмикують сил і створюваного в обсязі основного матеріалу. Приклади використання такого роду упорів наведено на рис.6. Внутрішні упори утворюються "підрізуванням бетону" при затягуванні клинових анкерів (рис.6 а), при встановленні дюбелів КВТ і DRIVA фірми SORMAT (рис.6 б).

Прогресивний посіб анкерування так званим з'єднанням, представлений двома різновидами: при одному фіксація кріпильного елементу на підставі досягається при зміні фізичного стану сполучної, при іншому - спайкою, зміною фізичного стану частині кріпильного елементу. Властивості деяких полімерних смол змінювати свій стан (тверднути) і змочувати поверхні матеріалів (іншими словами - висока адгезія) використовуються в інжекційних (ще званих хімічними) анкерах. При установке этих анкеров в подготовленное отверстие в основании, их закрепление не вызывает внутренних напряжений в материале основания, что допускает установку с минимальными осевыми и краевыми расстояниями. При монтаже конструкций к бетонным основаниям часто применяют дюбель-гвозди, забиваемые с помощью пороховых зарядов. Способ фиксации гвоздеобразного окончания дюбеля в бетонном основании обусловлен диссоциацией энергии при работе сил трения, возникающих при забивании гвоздя в бетон. При цьому відбувається перетворення цієї енергії в теплову, достатню для підплавлення анкерної частини цвяха і спайку цієї частини цвяха з навколишнім матеріалом (бетоном).

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)