Обработка результатов испытаний

Лабораторная работа №4

«Испытание различных видов анкеров»

Крепежные анкеры широко используются в строительстве для крепления к основным конструкциям здания металлических рам, кронштейнов, консолей, антенн и мачт, фасадных ограждений, подвесных элементов, тросов, цепей, оконных рам и др. В качестве основы крепления могут выступать как несущие, так и ненесущие конструкции из кирпича, камня, бетона, газобетона, монолитного и сборного железобетона.

К наиболее часто используемым типам анкерных креплений относят: распорные анкеры, анкерные шурупы, фасадные и химические анкеры (см. рис. 1). Все типы анкеров в той или иной степени используются в практике строительства в зависимости от основания для крепления, величины и характера воспринимаемой нагрузки.

Рис. 1. Виды анкерных крепежей. Слева направо: клиновой анкер, анкерный шуруп, фасадный анкер, химический анкер

Так, например, для значительных по величине нагрузок при креплении к бетонной и железобетонной основе чаще всего используются клиновые анкеры. Принцип их работы заключается в создание распора основания, препятствующего выдергиванию.

Анкерные шурупы работают за счет среза основания по резьбе шурупа. Они воспринимают большие нагрузки, чем клиновые анкеры, и вместе с тем являются более технологичными при монтаже и могут при необходимости быть вывинчены при демонтаже элемента. Также при устройстве они не вызывают распора основания, а следовательно могут быть применены в краевых зонах бетона, в кирпиче и камне.

Фасадные анкеры являются наиболее универсальным креплением, применяемым при монтаже вентилируемых фасадных систем. По принципу действия они схожи с клиновыми анкерами, но в качестве распорного материала (дюбеля) используется пластик. Несущая способность таких анкеров ниже, чем у клиновых анкеров, однако, простота и низкая стоимость изготовления дают существенный экономический эффект.

Для крепления наиболее ответственных элементов, подверженных большим статическим и динамическим нагрузкам, а также для крепления в поризованные материалы (пустотелый кирпич, газобетон) рекомендуется использовать химические анкеры. Для их устройства пробуренное заранее отверстие заполняют химически-активным клеевым составом – инжекционной массой, в которую погружают анкерную шпильку. Таким образом, анкер работает на выдергивание за счет сил адгезии между основанием и инжекционной массой.

 

Цель лабораторной работы: экспериментальное определение допускаемой выдергивающей осевой нагрузки для различных типов анкеров и сравнение ее с рекомендуемыми данными изготовителя.

Описание: В работе рассмотрено четыре основных вида анкеров на различных типах основания: клиновой анкер (S-KA d10), анкерный шуруп (MMS-S d10) и фасадный анкер (S-UF d10) в бетоне, химический анкер (ITH410Wi, шпилька KEVA d8) в газобетоне. Анкеры испытываются на осевую выдергивающую нагрузку с доведением до разрушения. Результаты ряда испытаний подвергаются статистической обработке с целью определения расчетной величины несущей способности каждого из анкеров.

Приборы для испытания: разрывная машина ПОС 50МГ4АД

 

Порядок выполнения лабораторной работы

Монтаж анкерных креплений

Для обеспечения качественного крепления монтаж анкеров должен выполняться в строгом соответствии с инструкциями изготовителя. В целом порядок операций при установке различных типов анкеров схожий и состоит из следующих процедур: разметка отверстий, бурение, прочистка отверстий, установка анкерных креплений. При этом есть несколько моментов, на которые следует обращать особое внимание для обеспечения необходимого качества:

· разметку расположения отверстий следует выполнять на основе рекомендуемых производителем краевых и межанкерных расстояний для соответствующих типов анкеров и вида основания;

· бурение отверстий осуществляется заранее определенным диаметром на заранее определенную глубину в соответствии с рекомендациями производителя в зависимости от толщины и типа выбранного основания;

· пробуренные отверстия в обязательном порядке должны быть очищены от пыли с помощью металлических щеток и/или воздушного насоса.

 

Дальнейшая установка зависит от типа анкера:

· клиновой анкер с установленной на него шайбой и гайкой забивается в отверстие, после чего гайка затягивается на необходимый для фиксации элемента момент затяжки;

· анкерный шуруп просто ввинчивается в отверстие до упора;

· под фасадный анкер сначала забивается пластиковая гильза-дюбель, в которую затем ввинчивается сам анкер;

· для установки химического анкера необходимо предварительно заполнить отверстие на 2/3 инжекционным составом через специальную насадку-смеситель, а затем вращающим движением погрузить анкерную шпильку в него. Анкер может быть включен в работу после выдерживания необходимого времени схватывания.

 

Испытание анкеров

Испытание установленных анкерных креплений осуществляется на выдергивающую осевую нагрузку с использованием разрывной машины ПОС 50МГ4АД. Общая схема Испытательной установки представлена на рис. 2. Испытанию подвергается 7 образцов каждого типа анкера. Нагружение образцов в ходе испытания производится равномерно, с постоянной скоростью, вплоть до разрушения. Прибор автоматически снимает показания и строит зависимость деформаций анкерного крепления от величины прилагаемой нагрузки.

Рис. 2. Конструкция измерителя адгезии ПСО 50МГ4АД

За частное значение осевого усилия разрушения конкретного образца в зависимости от вида получившейся зависимости (см. рис. 3) принимают либо максимальное выдергивающее усилие (по графику типа 1), либо усилие, соответствующее проскальзыванию анкера в основание, определяемое по перелому линии получившегося графика (тип 2 и 3).

Рис. 3. Характерные графики зависимости деформаций анкерных креплений от величины выдергивающего осевого усилия

Результаты испытаний в виде частных значений осевого усилия разрушения записываются в таблицу по форме:

Таблица 1. Результаты испытаний

Тип анкерного крепления	Частные значения осевых усилий разрушения по образцам , кН
№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7
Клиновой анкер
Анкерный шуруп
Фасадный анкер
Химический анкер

 

Обработка результатов испытаний

Для обеспечения надежности анкерного крепления на восприятие проектной нагрузки по данным о частных значениях осевых усилий разрушения проводят статистическую обработку результатов с целью определения расчетного его сопротивления.

На первом этапе обработки, при необходимости, требуется предварительно отбросить выбивающиеся из общего ряда частные значения, а по оставшимся значениям определить среднее, среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации:

где – число результатов в серии испытаний.

На втором этапе определяется доверительный интервал выборки . Если предварительно отбракованные результаты выходят за границы доверительного интервала, то их отбрасывают окончательно. В противном случае, необходимо пересчитать значения с их учетом.

На третьем этапе определяется значение нормативного сопротивления анкерного крепления с обеспеченностью 0,95:

где – коэффициент Стьюдента, определяемый по таблице 2.

Таблица 2. Значения коэффициента Стьюдента

Число оставшихся результатов испытаний
Коэффициент Стьюдента (при обеспеченности 0,95)	3.4	3.091	2.864

Расчетное значение сопротивления анкера определяется по формуле:

где – коэффициент надежности по материалу.

 

В качестве значения допускаемой выдергивающей осевой нагрузки на анкер принимают значение расчетного сопротивления, деленное на коэффициент надежности по условию работы, равный: 1,0 – если монтаж анкеров осуществлялся испытательной лабораторией; 1,1 – если монтаж осуществлялся монтажной организацией, но не более рекомендуемого изготовителем значения допускаемой нагрузки для данного типа анкеров и основания.

В заключение лабораторной работы необходимо привести таблицу сравнения полученных результатов с данными производителя о допускаемой нагрузке.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: