Расчет анкерного крепежа. Новый СТО

Расчет анкерных систем
Новый СТО
Hilti webinar, 01.04.2015
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
1
Программа вебинара
I. Введение
II. Обзорная часть
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Виды базовых материалов
Механические анкерные системы
Химические анкерные системы
Принципы работы анкеров
Особенности работы химических и распорных анкеров
Классификация анкерных систем по видам нагрузок
Монтаж и условия монтажа
Виды коррозионной защиты
Основные критерии подбора анкерных систем
III. Нормативная база
IV. СТО 36554501-039-2014
•
Виды разрушения анкерных соединений
V. Требования к расчету. Общие положения
•
•
Основные формы расстановки анкеров
Особенности расчета на сдвиг
VI. Алгоритмы расчетов
VII. Программа для расчета анкерных систем PROFIS Anchor
VIII. Инженерные сервисы HILTI
IX. Заключение
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
2
Обзорная часть
Виды базовых материалов
 Выбранная анкерная система должна соответствовать базовому материалу
 Обратите особое внимание на структуру материала: полнотелый или пустотелый
 Самые частые: бетон и пустотелый кирпич
Бетон
Полнотелый
кирпич
www.hilti.com
Газобетон
или легкий бетон
Каменная кладка
Пустотелый
кирпич
Дерево
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Механические анкеры
Пластиковые анкеры
Металлические анкеры
HDA
бетон
HSL
бетон
HST
бетон
бетон,
полнотелый,
пустотелый
кирпич
HRD
HPS
Анкеры для крепления
теплоизоляции
HSA
HUS
www.hilti.com
бетон
бетон,
полнотелый
кирпич
бетон,
полнотелый,
пустотелый
кирпич
IZ, IZ-S,
IDP, IN
IDMS
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Химические анкеры
Инъекционные клеевые анкеры
Капсульные клеевые анкеры
HIT-RE 500
HVU
бетон,
нат. камень
резьбовые
шпильки,
втулки
HIT-HY 200 А
бетон,
нат. камень
HIT-ICE
бетон,
нат. камень
резьбовые
шпильки,
втулки,
арматура
бетон
Комбинация клеевой смеси
(смолы) и закрепляемого
элемента (шпилька,
арматура, и т.п.)
HIT-HY 70
полнотелый,
пустотелый
кирпич
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Принципы работы анкеров
Принцип трения
Вытягивающее усилие
передается на базовый
материал за счет трения.
Трение возникает
вследствие распорного
усилия, которое создается
посредством сдвига
распорного конуса
относительно распорных
лепестков, при этом в
базовом материале
возникает напряжение.
Принцип формы
При креплении за счет
формы, сегмент
анкера «цепляется» за
материал основы. При
этом вырывающая
сила находится в
равновесии с силой
сопротивления
основы.
Spreizkraftdübel
Пример
www.hilti.com
Принцип склеивания
D
d
Соединение
возникает между
телом анкера и
стенкой отверстия
за счет склеивания
специальным
инъекционным
раствором искусственной
смолой.
Пример: D > d
Пример
Пример
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Особенности работы химических и распорных анкеров
Химический анкер HVА
Распорный анкер HSL
F=1000 кг
F=1000 кг
t
FEXP
t = 1000кг
FEXP
FEXP = 3000 кг
Высокие нагрузки при малых межосевых расстояниях
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Виды нагрузок
Статические нагрузки
Динамические нагрузки
Сейсмические Усталостные
www.hilti.com
Ударные
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Монтаж и условия монтажа
M
N
N
a
F
V
Сквозной монтаж:
Отверстие в основе
проделывается напрямую
через прикрепляемую
деталь.
Диаметр резьбы анкера
равен диаметру отверстия
в базовом материале.
www.hilti.com
F
V
V
Предварительный монтаж:
Дистанционный:
Отверстие и установка анкера
производится до монтажа
прикрепляемой детали.
Диаметр резьбы обычно
меньше диаметра
Отверстия в базовом
материале.
Присоединяемая деталь
монтируется на расстоянии
от основы. Здесь может
быть применен как прямой,
так и предварительный
монтаж.
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Коррозионная стойкость
Гальваническая оцинковка
(например HST, HDA, HAS-TZ)
Холоднокатаная - или автоматная сталь
Толщина слоя оцинковки  5m
 Применение в сухих внутренних помещениях, и т. п.
Горячая оцинковка
(например HSA - F, HDA - F)
Холоднокатаная - или автоматная сталь
Толщина слоя оцинковки  45m
 Наружное применение в неагрессивных и слабоагрессивных
средах
Нержавеющая сталь
(например HSA-R, HST-R, HRD-R/R2, HAS-RTZ)
А2, A4, A5:
 Внутреннее во влажных помещениях и наружное применение
на промышленных предприятиях со слабоагрессивной и
агрессивной средой, в автомобильных тоннелях, в дымоходах и
морской прибрежной зоне
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Обзорная часть
Основные критерии подбора анкерного крепления
 Базовый материал
 Зона установки (растянутая или сжатая зона)
 Направление нагрузки
 Величина нагрузки
 Вид нагрузки (статическая или динамическая)
 Вид монтажа (сквозной/предварительный)
 Краевые и межосевые расстояния
 Агрессивность окружающей среды  материал анкерного крепления
 Критерии пожаробезопасности
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Существует несколько норм для расчета
анкерных креплений
СНиП 2.09.03-85 и Пособие 2.09.03-85
 Только статический расчет
 Невозможно рассчитать анкерные группы
 Невозможно рассчитать анкеры с
уникальными формами
 Нет учета краевых и осевых расстояний
 Нет учета влияния прочности бетона
Руководствуясь данными нормативами невозможно рассчитать все
виды разрушений
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Существует несколько норм для расчета
анкерных креплений
Расчет по ETAG 001 Annex C,E
 Статический и динамический расчеты
 Расчет анкерных групп
 Учет формы анкеров
 Учет краевых и осевых расстояний
 Учет влияния прочности бетона
Руководствуясь данными нормативами возможно рассчитать все виды
разрушений. Расчет можно произвести как вручную, так и в PROFIS
Anchor
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
14
 Стандарт разработан НИИЖБ им. А.А.
Гвоздева – ОАО «НИЦ «Строительство» при
участии HILTI
 Методика расчета основывается на ETAG
001 Annex C и TR029 и учитывает
требования российских норм
Данный Стандарт Организации ляжет в основу будущего СП (СНиП) по
расчету анкерных систем
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
15
Области применения СТО
 Проектирование анкерных креплений для
строительных конструкций и оборудования к
основанию из бетона В25 – В60;
 Стандарт устанавливает требования к расчету
одиночных анкеров и групп анкеров;
 Распространяется на расчет одиночных анкеров
и групп анкеров, воспринимающих усилия
растяжения и сдвига от статических нагрузок, в
том числе при совместном их действии;
 Распространяется на проектирование зданий и
сооружений нормального и пониженного уровня
ответственности. Для зданий повышенного
уровня ответственности СТО может быть
применен по согласованию с разработчиками.
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
16
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений
Виды разрушения при растяжении анкеров
а - разрушение по стали анкера; б - разрушение по контакту с основанием; в - разрушение от
выкалывания бетона основания; г - разрушение от раскалывания основания;
д - комбинированное разрушение по контакту анкера с основанием и выкалыванию бетона основания при
одиночном анкере (для химических анкеров); е - то же для группы анкеров
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений
Виды разрушения при сдвиге анкеров
а - разрушение по стали анкера без плеча силы; б - разрушение по стали анкера
с плечом силы; в - разрушение от выкалывания бетона основания за анкером
для одиночного анкера; г - разрушение от откалывания края основания.
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений – по стали
Разрушение анкера
по стали при
растяжении
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений – сдвиг
Разрушение анкера
по стали при сдвиге
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений –
комбинированное разрушение для хим. анкеров
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений –
комбинированное разрушение для мех. анкеров
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений –
откалывание края основания
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
СТО 36554501-039-2014
Виды разрушений анкерных соединений – раскалывание
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
Требования к расчету. Общие положения
Основные формы расстановки анкеров
При расчете группы анкеров учитывается перераспределение усилий между анкерами, при этом
в анкерную группу должны входить только анкеры одного типа размера;
Для распределения усилий в группе анкеров, работающих на сдвиг, диаметр установочных
отверстий в опорной пластине не должен превышать оговоренных в СТО величин;
Кольцевые зазоры между анкером и опорной пластиной, превышающие значения оговоренные в
СТО, допускается заполнять раствором прочностью не менее 35МПа, например HIT-RE 500.
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
25
Требования к расчету. Общие положения
Особенности расчета на сдвиг
а – вплотную к основанию; б – вплотную с увеличенным выравнивающим слоем; в – с зазором;
г – с зазором и установкой дополнительной гайки к бетону; д – через гильзу.
При расчете анкеров на сдвиг следует учитывать возникновение дополнительного момента в
сечении анкера от плеча сдвигающей силы
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
26
Алгоритмы расчетов
Расчет на растяжение, N
2. Разрушение по бетону
1. Разрушение по
стали,
Nsd ≤ NRk,s/γMs
2.1 Выкалывание
бетона,
Ngsd ≤ NRk,c/γMc
2.2 По контакту и
выкалывание,
Ngsd ≤ NRk,p/γMp
2.3 Раскалывание
основания,
Ngsd ≤ NRk,sp/γMsp
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
27
Алгоритмы расчетов
Расчет на сдвиг, V
1. Разрушение по
стали,
Vhsd ≤ VRkm,s/γMs
2. Разрушение по
бетону
2.1. Выкалывание бетона
за анкером,
VgSd ≤ VRk,cp/γMc
www.hilti.com
2.2. Откалывание
края,
Vgsd ≤ VRk,c/γMc
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
28
Комбинированное разрушение
Расчет на сдвиг, V
Расчет на растяжение, N
Выкалывание бетона,
Ngsd ≤ NRk,c/γMc
Бетон
Сталь
Бетон
Сталь, NRk,s
По контакту и
выкалывание,
Ngsd ≤ NRk,p/γMp
Раскалывание
основания,
NRk,sp
Откалывание
края, VRk,c
Сдвиг с
плечом силы,
VRkm,s
Определить
наименьшее
сопротивление
Определить
наименьшее
сопротивление
Выкалывание
бетона за
анкером,
VRk,cp
Совместное
воздействие, N+V
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
29
Требования к расчету. Общие положения
Особенности расчета на совместное воздействие
растяжения и сдвига
Условия прочности:
βN, V – коэффициент, определяемый как наибольшая величина из отношений расчетных усилий к
расчетным силам сопротивления для каждого механизма разрушения при сдвиге, растяжении
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
30
Определение расчетных усилий для анкеров в
группе
а – эксцентриситет в одном направлении, все анкеры растянуты; б - эксцентриситет в одном направлении,
растяжение только для части анкеров; в – эксцентриситет в двух направлениях, растяжение только для
части анкеров;
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
31
Программа для расчета PROFIS Anchor
Результаты расчета в программе PROFIS Anchor совпадают с
результатами, полученными при расчете по СТО
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
32
Инженерный раздел на сайте www.hilti.ru
www.hilti.com
•
Архив вебинаров и
расписание предстоящих
•
Технологии Hilti
•
Техническая документация
•
Типовые решения, Чертежи
•
Программное обеспечение
•
Обратная связь для
вопросов и заданий
•
Инженерные сервисы
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
33
Инженерная поддержка Hilti
Подбор анкерного крепежа:
 Предоставление технической информации
на анкерное крепление
 Рекомендация по использованию
подходящих анкеров на строительной
площадке
 Расчет системы анкерного крепления
 Предоставление отчет о расчете из
программного комплекса PROFIS
 Консультация по установке
 Натурные испытания анкеров на
строительной площадке
 Предоставление акта об испытаниях
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
34
Форма обратной связи
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
35
Заключение
 Новый нормативный документ – уверенность в решении;
 Уникальный СТО: только HILTI имеет подобный документ;
 Подробный расчет анкерного крепления в рамках российских
норм проектирования;
 Программное обеспечение PROFIS Anchor.
www.hilti.com
Webinar | STO Anchors | 01/04/2015
36