К оценке надежности анкерных креплений фасадных

К оценке надежности анкерных креплений фасадных
конструкций к стенам из ячеистобетонных блоков
http://www.germostroy.ru/art_714.php
По данным Академии конъюнктуры промышленных рынков, емкость рынка применения ячеистых
бетонов имеет огромный резерв. Главным образом, этот резерв связан с двумя факторами: вопервых, с реализацией национальной программы "Жилище", а во-вторых, с ужесточением
требований тепловой защиты зданий и сооружений, принятых в свое время Госстроем в СНиПах и
Правительством России в новой редакции закона "Об энергосбережении". В связи с этим теплые,
дешевые и технологичные материалы, к числу которых относится ячеистый бетон, являются
самыми перспективными.
В настоящее время на российском строительном рынке наблюдается острый дефицит
качественного ячеистого бетона. Из-за недостатка продукции хорошего качества потребители
вынуждены приобретать бетон, изготовленный в кустарных условиях (речь идет о неавтоклавном
ячеистом бетоне и пенобетоне). Применение различных разновидностей ячеистого бетона в виде
мелкоразмерных блоков в самонесущих стенах с поэтажной разрезкой в жилых и общественных
зданиях, при отсутствии должного контроля за их прочностью и плотностью, привело к тому, что
использование, например, пенобетонных блоков прочностью от В 0.5 до В 1.5 и плотностью ниже
D 500 стало носить массовый характер. Указанная проблема стала особенно актуальной в связи с
креплением к стенам из таких материалов несущих подконструкций фасадных систем, а также
установкой металлических связей в двух-, (трех)слойных стенах.
Хотелось бы отметить, что в 1982 году специалистами ряда научно-исследовательских институтов
был выпущен ГОСТ 25485-82, который четко подразделил ячеистые бетоны в зависимости от
класса бетона и его плотности на следующие виды: конструкционные, конструкционнотеплоизоляционные и теплоизоляционные. А выпущенные в 1992 году специалистами ЦНИИСК
им. В.А. Кучеренко, НИИЖБ и ЛенЗНИИЭП "Рекомендации по применению стеновых мелких
блоков из ячеистых бетонов" запрещали применение в самонесущих стенах ячеистобе-тонных
блоков марки ниже М 25 (В 1.5) и плотностью менее D 500.
К сожалению, в настоящее время эти требования стали забываться. Широкое же применение
ячеистобетонных блоков, относящихся к конструкционно-теплоизоляционным видам, ведет к
резкому снижению эксплуатационной надежности, как самих стен, так и фасадных конструкций
(НВФ), которые на них (стены) крепятся.
В связи с резко возросшими объемами работ по устройству НВФ, вопрос о надежности крепления
фасадных конструкций к стенам из ячеистобетонных блоков становится особенно актуальным,
ибо, как отметил на одном из се минаров руководитель отдела по над-зору за применением
фасадных систем Комитета Госстройнадзора В.А. Писма-рёв, "вопрос о выборе анкерного
крепежа... на сегодняшний день самая серьезная проблема из всех проблем, встречающихся при
производстве фасадных работ".
В ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко проведены экспериментальные исследования прочности на вырыв
различных видов анкеров при установке их в стены из ячеи-стобетонных блоков. Цель
исследований - выбор наиболее эффективных типов анкеров, используемых для крепления
фасадных конструкций к стенам из ячеи-стобетонных блоков.
Для испытаний были выбраны анкеры фирм Fischer, SORMAT, MUNGO, HILTI. Испытания анкеров
на вырыв проводились по методике, разработанной в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, класс бетона
по прочности на сжатие соответствовал ~ В 1.2.
Анкеры, в зависимости от конструктивного решения, были разбиты на 3 подгруппы.
1-я группа - анкеры, состоящие из рабочего органа в виде шурупа 0 7 мм, длиной 105 мм и
обоймы - полиамидный дюбель 0 10 мм, длиной 100 мм.
К такому типу относятся анкеры марок SXS и SXR (Fischer) (рис. 1а, б), МВ-S (MUNGO), КАТ N
(SORMAT), HRD-UGS (HILTI). Все указанные анкеры отличаются друг от друга только профилем
полиамидного дюбеля и рекомендуются фирмами-производителями анкеров для установки в
ячеистобетонные блоки.
2-я группа - анкеры с резьбовой конструкцией. Такие анкеры имеются только у фирм Fischer FTP K10 и SORMAT - КВТ 10 (рис. 2а, б).
3-я группа - химические анкеры, включающие в себя следующие элементы:
- рабочий орган - резьбовая шпилька 0 10 мм;
- инъекционный состав;
- сетчатая гильза, полиамидная или металлическая.
К такому типу относятся анкеры марок FIS V 360 S (Fischer), ITH 380 (SORMAT). MIT-P (MUNGO).
На рис. 3 показаны элементы химического анкера фирмы SORMAT.
Анализ результатов испытаний на вырыв из ячеистобетонных блоков указан ных 3-х групп
анкеров позволяет отметить следующее.
Несущая способность на вырыв анкеров 1-й группы с полиамидным дюбелем для большинства из
них определяется в основном площадью контакта поверхностей цилиндрического дюбеля и
отверстия под анкер в блоке, а также прочностью и плотностью ячеистобе-тонного блока. Как
видно из таблицы 1, несущая способность анкеров с полиамидным дюбелем различных фирмизготовителей различается незначительно. При этом характер вырыва всех типов анкеров из
блока связан с проскальзыванием полиамидного дюбеля по контакту с базовым материалом (рис.
4).
Несущая способность на вырыв полиамидных анкеров с резьбовой конструкцией полиамидной
обоймы фирм Fischer - FTP K10 и SORMAT - КВТ 10 (рис. 2а, б) за счет увеличения площади
контакта с ячеистым бетоном и образованием при разрушении конуса вырыва (рис. 5а, б) в 4-5
раз выше, чем несущая способность образцов 1-й группы. Следует отметить, что, как показали
испытания, применение указанных типов анкеров требует четкого соблюдения технологии
установки
в
соответствии
с
рекомендациями
фирм-изготовителей,
поскольку
даже
незначительное "прокручивание" анкера на месте приводит к разрушению структуры ячеистого
бетона в резьбовой зоне анкера и, как следствие этого, к резкому снижению несущей
способности анкера на вырыв.
Несущая способность химических анкеров, устанавливаемых в просверленное цилиндрическое
отверстие в ячеисто-бетонном блоке, зависит в основном от качества сцепления инъекционной
массы с ячеистым бетоном. Поскольку плотность и прочность ячеистого бетона незначительны, то
разрушение анкерного узла при вырыве происходит по контакту "инъекционная масса - бетон"
(рис. 4), и при одинаковой с анкерами 1-й группы глубине посадки несущая способность
химических анкеров увеличивается на 30-40%. При этом из-за сложности контроля качества
заполнения инъекционной массой отверстия в ячеистом бетоне прогнозировать увеличение
несущей способности анкера - затруднительно.
Специалисты компании Fischer для повышения несущей способности анкера, установленного в
ячеистобетонный блок, предложили новую конструкцию химического анкера, в которой путем
изменения конфигурации отверстия под анкер за счет применения нового типа сверла (рис. 6а,
б) сопротивление анкерного узла вырыву обеспечивается не только за счет сцепления материала
блока с материалом инъекционной массы, но и благо даря включению в работу дополнительного
объема ячеистобетонного блока. Как видно из рис. 7а, б, при вырыве конического анкера марки
FIS V 360 S (Fischer) из ячеистобетонного блока сопротивление вырыву оказывает значительная
масса блока, расположенного над коническим анкером. При этом несущая способность
конического анкера марки FIS V 360 S (Fischer) в 5-6 раз выше, чем у всех остальных марок
анкеров, и с учетом характера разрушения анкерного узла коэффициент запаса при расчете
анкера на вырыв может приниматься таким же, как и при оценке прочности ячеисто-бетонных
блоков по СНиП 11-22-81 "Каменные и армокаменные конструкции", то есть к=2,25.
Вывод
Анализ результатов экспериментальных исследований
ячеистобетонных блоков позволяет отметить следующее:
прочности
анкеров
на
вырыв
из
- для крепления элементов фасадных систем к стенам из ячеистобетонных блоков рекомендуется
использовать анкеры 2-й группы (фирм Fischer - FTP K10 и SORMAT - КВТ 10) и в особо
ответственных конструкциях в высотных и уникальных зданиях - анкеры марки FIS V 360 S
(Fischer) с коническим сверлом.
Технологии Строительства. 5(60)/2008