Анкерные болты принцип действия

Крепёжные изделия вошли в нашу жизнь так прочно, что мы уже давно не замечаем их присутствия. А ведь они окружают нас повсюду, и если хоть на миг представить, что все они исчезли сразу и одновременно, это было бы самой страшной катастрофой в истории. Без самых обычных гвоздей, шурупов, болтов и гаек был бы невозможен прогресс ни в одной из областей науки и техники. Но не только промышленность и производство нуждаются в этих незаменимых помощниках.

Достаточно просто оглянуться вокруг, вспомнить, сколько задач нам приходится решать в повседневной жизни, чтобы обустроить наш быт, какие проблемы возникают, когда необходимо повесить в доме люстру или картину, закрепить на стене кухонные шкафчики или спутниковую тарелку на балконе, установить в ванной подвесную раковину или большое зеркало в прихожей… Все они связаны с необходимостью крепления различных предметов на элементах строительных конструкций: стенах, колоннах, перекрытиях и т. п. Обычно, в деревянном доме больших проблем с этим не возникает, но как быть, если он кирпичный или бетонный?

Крепёж — анкер

Когда‑то, впрочем, ещё не так уж и давно для решения этих и многих других задач использовались деревянные пробки‑чопы, забиваемые в предварительно просверленные отверстия. У этого способа было много недостатков: дерево со временем в сухом помещении уменьшается в размерах и пробка начинает болтаться, а то и вовсе вываливается; в условиях сырости оно, наоборот, разбухает, что приводит к растрескиванию отверстия и в результате также к выпадению пробки.

Чтобы избавиться от этих проблем были придуманы пластмассовые дюбели. У них масса достоинств: они не меняются в размерах, унифицированы, дёшевы, надёжны. Но есть и недостатки: не выдерживают больших и массивных нагрузок. От большого веса конструкции пластик со временем деформируется и перестаёт надежно удерживаться в отверстии. К тому же отверстия в стенах из высококачественного монолитного бетона имеют гладкую внутреннюю поверхность, что увеличивает вероятность выскальзывания из них дюбелей.

Для этих целей — надёжной фиксации в кирпичных и бетонных стенах крепёжных изделий под большими весовыми нагрузками и были придуманы анкерные болты.

По способу действия такие изделия делятся на два основных вида:

1. Химические анкеры. Используют закладываемую в отверстие капсулу со специальным клеем, раздавливаемую при установке крепёжного изделия, которое надёжно удерживается после полимеризации клея. Недостатком этого способа является необходимость ожидания застывания клея. Достоинством — возможность использования не только в монолитных конструкциях стен, но и в пустотелых.
2. Механические. В их основу положен принцип расклинивания или цангового расширения специальной металлической гильзы, надеваемой на болт или резьбовую шпильку с помощью распорной втулки при накручивании её по резьбе.

В свою очередь, металлические анкеры также делятся на несколько типов:

• Клиновой. При забивании анкера в отверстие клин, находящийся на внутреннем конце гильзы, раздвигает её края. В некоторых образцах расклинивание производится отдельным стержнем‑бородком, который затем вытаскивается из отверстия, а на его место закручивается шпилька с резьбой. Для этого типа анкеров обычно требуется точное соблюдение допусков на размеры отверстия.
• Забиваемый. В таких конструкциях даже нет необходимости в наличии клина. В них используется специальная форма краёв выполненной из мягкого металла гильзы. При забивании её молотком в отверстие эти края деформируются, упираясь в его дно и, надёжно удерживая в нём саму гильзу. Это самый простой тип устройства, но для него требуется точное сверление отверстия как по глубине, так и по диаметру. Обычно такие анкеры используются для стен из монолитного бетона или природного камня.
• Разжимной, или «бабочка». Относится к сквозному типу и может использоваться для тонкостенных и даже листовых материалов. Гильза имеет прорези по длине, не доходящие до краёв. Она при закручивании деформируется в средней своей части, раскрываясь в стороны лепестками с задней стороны.
• Распорный — наиболее распространённый тип устройства. Он не требует строгого соблюдения допусков по глубине отверстия, а только по диаметру. Использует цанговый принцип расширения гильзы в задней её части при закручивании в неё конусовидной втулки. Применяется только для бетона или полнотелого кирпича.

Для изготовления анкерного крепежа используют обычно высококачественные нержавеющие стали с дополнительным антикоррозийным покрытием. Как правило, он выполняется под метрическую резьбу от М6 до М30. Для анкерных соединений существуют нормативы по надёжности соединения на вырывное усилие и на срез. Они зависят от материала стен и глубины установки.

А в этой статье рассказывается про пробковые настенные покрытия.

Как установить анкерный болт?

Для примера, рассмотрим как крепить анкер распорной конструкции в бетонной стене.

1. Часто бетонные стены бывают покрыты штукатуркой. Для надёжного крепления анкерный болт должен находиться в слое бетона на определённой глубине, как правило, не менее 50 мм. Поэтому перед тек, как закрепить анкер, следует определить толщину штукатурки и выбрать соответствующую длину анкерной гильзы.
2. Диаметр отверстия для распорного анкера должен быть довольно точным, так чтобы гильза заходила в стену с небольшим усилием. Следует соблюдать также и перпендикулярность отверстия. Глубина его должна быть чуть больше длины гильзы.
3. Разметку отверстий необходимо выполнять как можно точнее. После установки и фиксации анкера вытащить его будет уже невозможно.
4. Отверстие после сверления нужно тщательно очистить от пыли и крошек бетона. Это можно сделать ёршиком, пылесосом, баллончиком со сжатым воздухом или, просто продувая с помощью резиновой груши и трубочки.
5. В подготовленное отверстие лёгкими ударами молотка забивается анкер. Если он не заходит без усилий, следует ещё раз пройти отверстие сверлом с небольшими покачиваниями.
6. Когда гайка на наружном конце шпильки или головка болта достигла поверхности стены, можно начинать закручивать её ключом. После одного‑двух оборотов усилие обычно заметно увеличивается. Это говорит о том, что конусовидная втулка заходит в гильзу. Если для данного анкера на упаковке указано максимальное усилие закручивания, лучше всего воспользоваться динамометрическим ключом.

В любом случае не стоит производить закручивание «до упора» во избежание разрушения материала стены. Особенно это касается лёгких, пористых или пенобетонов, а также кирпича.

Часто случается, что гайка или головка болта начинают при закручивании уходить вглубь, в слой штукатурки. Если это гайка на резьбовой шпильке, можно продолжить закручивание пока она не углубится полностью в стену, а крепление выполнить другой гайкой сверху. Болт же следует выкрутить и подобрать под него шайбу бόльшего диаметра.

В этом видео показаны примеры монтажа анкерных болтов (как крепить анкера различных видов).

Встречаются и более экзотические конструкции анкерных крепёжных изделий, например, рамные, которые расклиниваются одновременно с двух концов, либо с отрывающейся головкой для антивандальной защиты.

А статья про технические характеристики анкерных болтов.

На различных этапах строительства, проведении ремонтных, отделочных, дизайнерских работ возникает необходимость надёжной фиксации предметов к горизонтальным и вертикальным поверхностям. Они могут обладать крупными габаритами, большой массой. В этих случаях применяют специальный вид крепления – анкерный болт. Конструкция и размеры такого крепежа позволяют обеспечить надёжное соединение. Установка анкерных болтов достаточно проста. Она не требует сложных профессиональных навыков. Каждый вид болта работает по принципу увеличения силы трения.

Типы крепления анкеров

По методу монтажа их делят на три категории:

• крепление за счёт механического изменения элементов конструкции;
• с добавлением клеевых фиксирующих наполнителей;
• применением виброзачеканки.

По типу крепления их делят на следующие категории:

Первый тип конструктивно выполнен в форме металлического стержня, на конце которого сформирован конус с распорной втулкой. На противоположной стороне расположена резьба. Для улучшения потребительских характеристик фиксирующая гайка устанавливается в паре с шайбой. Сам стержень вставляется в металлическую втулку. В момент вкручивания болта происходит расклинивание втулки.

У втулочного анкера гильза сравнима с длиной стержня. На его конце изготовлена клиновая головка. В момент установки происходит расширение втулки. Благодаря этому увеличивается её диаметр, и она плотнее прилегает к стенкам отверстия. Этот крепёж используется в более пористых строительных материалах: облегчённом и пористом бетоне, керамическом кирпиче, строительном материале с различными добавками.

Одной из разновидностей такого анкера является разжимной болт. Он обладает более сложной конструкцией за счёт применения 4-х лепестковую распорную гильзу. Для наиболее надёжного крепления во втулку вставляется расширительная пружина с разжимной гайкой. Изменение формы втулки позволяет существенно увеличить силу зацепления и несущую способность. Такая система крепления не создаёт в зоне контакта повышенных внутренних напряжений. Это значительно увеличивает срок службы всего крепления. Разжимной анкер обладает высокой стоимостью. Поэтому его применяют только профессиональные строители на ответственных участках строительства. Там где необходимо закрепить деталь к кладке из ячеистого бетона, пустотелого кирпича.

Забивной анкер получил своё наименование из-за способа его установки. Его крепят с применением ударных орудий: молотка, киянки, ударно-вращательной дрели.

Для решения нестандартных задач изготавливаются специальные анкеры. К ним относятся:

• рамные анкеры с поливинилхлоридной гильзой;
• самозавинчивающиеся болты;
• анкеры для пустотелых конструкции;
• некоторые виды винтовых анкеров;
• крепёж для георешёток.

Современные производители предлагают широкий сортамент анкерного крепления для различных строительных материалов. Основные виды приведены ниже.

С гайкой

Анкерный крепёж с гайкой является одним из распространённых среди подобных фиксирующих устройств. Его популярность вызвана простотой конструкции, надёжностью соединения и невысокой ценой. Конструктивно он состоит из трёх деталей:

• винт с конусным утолщением;
• стальная трубка (снабжена прорезями для более эффективного расширения);
• фиксирующая гайка (при закручивании на болт осуществляет его втягивание).

Принцип работы достаточно прост. Благодаря вращению гайки болт перемещается вдоль стержня. Это приводит к расширению наконечника стержня. Чем дальше движется гайка, тем крепче получается соединение.

Анкер такой конструкции используется для крепления деталей в стеновых и потолочных конструкциях. Разрешёнными материалами для применения являются плотный бетон, полнотелый силикатный или керамический кирпич, различные виды природного камня. Основными габаритными размерами являются внешний диаметр стержня, длина болта, метрический размер гайки. На практике применяются анкеры диаметром от 6 до 28 миллиметров. По длине производители выпускают изделия от 60 до 300 миллиметров.

Клиновые

Такой анкерный болт представляет модификацию рассмотренной выше конструкции. Основным отличием является помещённая на конце стержня втулка, которая при расширении создаёт необходимый эффект. На другом конце накручена гайка и стопорная шайба.

Область применения совпадает с анкер болтом с гайкой. Его изготовляют из углеродистой или нержавеющей стали. Для защиты от коррозии применяют процесс оцинкования.

Основными механическими характеристиками считаются:

• геометрические размеры (диаметр болта изготавливается от шести до двенадцати миллиметров, длина всей конструкции от сорока до ста двадцати миллиметров);
• разрешённая толщина изделия, который можно крепить (не более двадцати миллиметров);
• толщина несущей поверхности (не мене 53 мм);
• значение вырывающей силы (при правильном монтаже она достигает 6 кН).

Монтаж производится с применением стандартного набора инструмента. Чтобы понять, как закрепить анкерный болт этого вида достаточно ознакомиться с методикой крепления обычных анкеров. Закреплённая деталь с помощью клинового анкера способна выдерживать большие нагрузки. Это возможно благодаря созданию высокого внутреннего напряжения, которое существенно увеличивает значение вырывающей силы.

С шестигранной головкой

Для крепления конструкций с большим весом к поверхностям, обладающим повышенной твёрдостью, используют анкерный болт с шестигранной головкой. Особое распространение он получил при проведении ремонтных и дизайнерских работ, в которых большое значение имеет эстетическое оформление элементов крепления. Это возможно потому, что при монтаже не происходит смещения стержня (шпильки) в обратном направлении.

Конструктивным отличием является наличие шестигранной головки. При установке она вращается по резьбе распорного болта, что приводит к расширению втулки. В качестве материала для изготовления применяют жёлтопассивированную оцинкованную сталь. Это обеспечивает хорошую антикоррозийную защиту.

Закручивать подобный болт целесообразно при помощи соответствующего накидного или торцевого ключа. Шестигранная конструкция головки позволяет эффективно применять электрический инструмент, например, гайковёрт. Устанавливая его в отверстие, необходимо следить, чтобы не было перекосов и смещений.

Ударные

Забивной или ударный анкерный болт применяется на начальном этапе строительства или черновом этапе отделки для крепления массивных конструкций. С его помощью крепят тяжёлые детали вплоть до несущих конструкций, прокладывают трассы для кабелей и сантехнического оборудования, монтируют подвесные элементы строительных конструкций. Главным условием применения является требуемая плотность основания, куда устанавливается анкер.

Основными характеристиками являются:

• длина всей конструкции болта (производители выпускают изделия от 25 до 50 мм);
• внешний диаметр (размер определяет компания производитель, но по установленным стандартам может достигать 20 мм);
• толщина детали, которую закрепляют, не нормируется;
• минимальная толщина основания в соответствие с установленными стандартами должна превышать 100 мм;
• величина вырывной силы в зависимости от габаритов болта и плотности основания изменяется от 3,9 до 12,6 кН.

Для обеспечения надёжности соединения следует понимать принцип работы, представлять, как правильно забивать анкерные болты?

Крепление детали забивным анкерным болтом производится в следующей последовательности:

• в несущей поверхности сверлится отверстие необходимого диаметра большей длины, чем сам анкер;
• отверстие очищается от образовавшейся грязи и пыли;
• с помощью молотка забивают в отверстие втулку (под воздействием ударной нагрузки разрезная часть анкера расширяется и плотно прилегает к стенкам отверстия);
• вкручивают болт или шпильку (закрепляя требуемую деталь).

Забивать анкерные болты необходимо перпендикулярно к поверхности крепления на всю длину болта.

Четырёхсегментные

Анкеры такого типа применяются для крепления конструкций обладающих большими массогабаритными характеристиками. Наличие четырёх сегментов в раздвижной части придаёт креплению повышенную надёжность. Он обладает повышенной степенью расклинивания и применяется не только в твёрдых, но и материалах, обладающих пористой структурой.

Втулка анкера изготовлена из оцинкованной стали в форме четырех независимых сегментов. С одной стороны сегменты скреплены кольцом. С другой стороны сегменты скреплены сдерживающей пружиной. Для повышения эффективности предусмотрен распорный элемент.

При вкручивании в анкер болта он перемещается вниз анкера. В этот момент происходит расклинивание. Благодаря такой конструкции обеспечивается надёжная фиксация по всей длине анкера.

Винтовые

Этот тип болтов изготовлен из арматурного проката. Он представляет длинный винт с нарезанной резьбой большого шага. Фиксация в подготовленном отверстии производится благодаря затвердеванию минеральных, полиэфирных или других специальных наполнителей. Винтовые анкеры применят от горных выработок до капитального строительства. Когда они закреплены в кирпичной стене удаётся получить надёжное соединение. В комплект входят: винтовой стержень, шайба, сферическая гайка.

Применение специальных скрепляющих наполнителей обеспечивает надёжное и долговечное крепление.

Общие рекомендации

Для ответа на вопрос как правильно закрутить анкерный болт, чтобы он долгое время обеспечивал надёжное крепление, профессионалы советуют выполнять следующие рекомендации:

1. Правильно подобрать диаметр и длину сверла (бура). Анкерные болты стандартизованы. К ним легко подобрать сверло. Длина инструмента должна быть больше длины выбранного крепежа.
2. Удалить очистку отверстия от остатков бетона или кирпича.
3. Анкерный болт должен вставляться в стену с небольшим усилием. Если он входит свободно, следовательно, диаметр отверстия сделан не верно.
4. Затягивание гайки производится медленно без рывков. Это обеспечит плотное прилегание к стене втулки болта.

Особое внимание при выборе болта следует уделить параметрам, на которые он рассчитан. К основным параметрам относятся:

• геометрические размеры;
• допустимые динамические и статические нагрузки;
• величина изгибающего и крутящего момента;
• материал, из которого изготовлен крепёж.

Пользоваться болтами следует только после оценки этих параметров и подготовки необходимого инструмента.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Если надежность – это один из принципов вашей работы и одно из главных качеств тех строительных конструкций, которые вы создаете для себя или для своих заказчиков, вам будет полезна эта статья.

Вам нужно прикрепить к стене из бетона или кирпича балку, мебель, металлическую или деревянную конструкцию, оборудование? Вы хотите быть уверены, что сделанное простоит долгие годы и выдержит нужную нагрузку? Тогда имеет смысл тщательно подойти к выбору крепежа. Неверно выбранный крепёж поставит под угрозу прочность крепления, вашу репутацию, а то и безопасность людей!

В наше время мастера традиционно используют две группы крепежа: дюбеля и анкерные болты. Принцип действия этих двух крепежных элементов сходный и дальше мы его подробно разберем на примере анкерного болта с гайкой.

Анкерный болт: принцип действия

Обычный анкерный болт состоит из распорной втулки, винта с конической хвостовой частью и фланцевой гайки. Изготовлен анкерный болт из стали с цинковым антикоррозийным покрытием или из нержавеющей стали.

Как работает анкерный болт? В просверленное отверстие в бетоне или кирпиче забивается анкер, после чего гайка закручивается до упора накидным, разводным или рожковым ключом.

Что происходит при затягивании гайки? Гайка при закручивании подтягивает винт, коническая хвостовая часть винта втягивается во втулку, распирает и прижимает её к стенкам отверстия, тем самым надежно расклинивая крепежный элемент в отверстии. Эта расклиненная часть втулки удерживает анкер в стене, причем как при боковой нагрузке «на срез», так и при продольной нагрузке «на вырыв». Принципы действия других видов анкерных болтов – аналогичные.

Виды анкерных болтов по конструкции и назначению:

Анкерный болт с гайкой или «шестигранником». Для крепления конструкций, в том числе тяжелых, к стенам, полам и потолкам.

Анкерный болт с крюком или кольцом. Для подвешивания к потолку люстр, детских качелей и спортивных снарядов.

Рамный дюбель. В его состав входит винт с резьбой и потайной головкой, разжимная втулка и клиновидная гайка. Применяется для крепления рам окон и дверей к стенкам проемов.

Забивной анкер. Короткая втулка с внутренней резьбой забивается в отверстие вровень с поверхностью, втулка расклинивается бородком и в нее вкручивается болт подходящей длины. Забивной анкер применяют для крепления к стенам и потолкам труб, коробов, воздуховодов.

Анкер-клин. Для сквозного монтажа закладных под гипсокартон, реек и других несъемных конструкций. В просверленное отверстие через прикрепляемый элемент вставляется анкер, который сначала забивается молотком по шляпку, а затем забивается собственно клин вровень со шляпкой.

Потолочный анкер. Состоит из металлического стержня и короткой втулки. С одного конца стержня коническое расширение, с другого – плоская часть с отверстием. Стержень забивается в подготовленное отверстие, а затем тянется за плоскую часть. При вытягивании коническая часть стержня распирает втулку в отверстии.

Три секрета установки анкеров

Секрет №1. Когда вы забиваете анкер с гайкой в отверстие, ударяйте не напрямую по гайке, а используйте «прокладку», например, из деревяшки. Если бить напрямую по гайке, есть вероятность повреждения резьбовой части.

Секрет №2. Если забивной анкер проворачивается и вытаскивается из отверстия, возьмите кусочек оцинковки шириной порядка 10 мм и длиной чуть больше самого забивного анкера и вставьте в то отверстие, куда должен устанавливаться анкер. После этого забивайте анкер, расклинивайте его и вкручивайте болт или шпильку.

Секрет №3. Если вам потребовалось организовать подвесную конструкцию на месте анкерного крепления или установить резьбовую шпильку, вы можете просто аккуратно выкрутить болт. Распорная втулка и расклинивающая гайка при этом остаются в стене, вы вкручиваете шпильку подходящего диаметра на место болта, накручиваете и затягиваете гайку. Всё, шпилька работает.

А вот секретами разных видов дюбелей и их установки мы поделимся в другой статье. Надежного вам монтажа!