Кажущаяся простота конструкции анкеров и дюбелей вызывает у монтажников и строителей порой «шапкозакидательские» настроения по их применению, что зачастую приводит разрушению креплений и серьезным авариям. Ссылаясь на свой опыт и указанные в каталоге допустимые нагрузки, они далеко не всегда понимают, что эти нагрузки обеспечиваются при соблюдении всех правил применения и монтажа анкерной техники. Например, в европейских технических допусках на установку анкеров (ETA) прямо говориться, что условиями достижения пригодности анкера является:





    Определение параметров анкерных креплений в соответствии с «Руководством по техническим Допускам», под личной ответственностью инженера, компетентного в области анкерных креплений.
    Выполнение проверочных расчетов и монтажных чертежей в соответствии с нагрузками, где должно быть отмечено положение анкера (например, относительно размещения арматуры или опор, врастянутом или нерастянутом бетоне и т.д.).
    Проверка перед монтажом анкера, находится ли класс прочности бетона, в котором предполагается установка, в границах указанного предела и не ниже ли он, чем класс прочности, которому соответствуетхарактерная несущая способность анкера.
    Безупречная однородность бетона, то есть без значительных пустот.
    Монтаж производится обученным персоналом под руководством начальника строительного участка.
    Монтаж производится в том виде, в каком анкер поставлен производителем, без замены каких-либо составных частей.
    Монтаж производится согласно данным, предоставленным производителем, а также в соответствии с монтажными чертёжами с помощьюуказанного инструмента.
    Отсутствие впросверленномотверстии буровой муки.
    Установка анкера с соблюдением глубины анкерного крепления, проверка глубины установки.
    Соблюдение установленных параметров, для краевых и осевых расстояний без минусового допуска.
    Расположение просверленных отверстий без повреждения арматуры.
    Приложение указанного производителем крутящего момента затяжки с помощьюдинамометрического ключа.

Ниже приведен анализ некоторых часто встречающихся ошибок и проблем, связанных с использованием анкеров и дюбелей.


Выбор типа анкера (дюбеля)



Тип крепежной системы определяется в первую очередь типом и характеристиками базового материала, вкоторомустанавливается анкер (дюбель). При этом в бетоне может быть установлен практически любой анкер или дюбель (кроме узкоспециальных). Выбор типа крепежа будет определяться зоной бетона (растянутой или нерастянутой), в которой предполагается установка, особенностями прикрепляемых изделий (например, наличие вибраций и ударных нагрузок), а также необходимой несущей способностью, ценой, приверженностью монтажника, наличием у продавца и т.п.

Анкера для тяжелых нагрузокВопрос о применении анкеров и дюбелей в растянутых (разорванных) зонах бетона является наиболее сложным, особенно, если при этом присутствуют динамические, вибрационные или ейсмические нагрузки. Конструкция таких анкеров (дюбелей) особенно распорной их части такова, что обеспечивает устойчивое положение даже в бетонах с трещинами, а трещины до 0.3 мм в растянутой зоне бетона являются допустимыми. Возможность применения анкеров и дюбелей оговаривается в каталогах и технических рекомендациях изготовителя. Среди стальных анкеров, например, к ним относятся: анкеры FZA («Цикон»), FAZ, FH, химические анкеры FHB – Fischer; HAD, HSL, HST – Hilti.  

Среди дюбельных креплений в растянутых зонах бетона можно выделить уникальный рамный дюбель SXS с шурупом CO-NA – Fischer. Конечно для легких не ответственных подвесных потолочных креплений (а потолок всегда является растянутой зоной) можно применять и другие анкеры (дюбели), но это не относится к серьезным монтажным системам.

В нерастянутых зонах бетона можно использовать как выше названные анкеры и дюбели, так и все остальные предназначенные для бетонов (а это большинство). Вопрос о качестве и надежности крепления будет определять не только правильным их подбором, но и качеством самого анкера (дюбеля). Для ответственных креплений необходимо применять только анкеры, сертифицированные для  соответствующего случая применения. Анкеры и дюбели должны соответствовать DIN ISO 9001.

анкер металлический



Наиболее высоким требованиям отвечают анкеры, имеющие международный европейский технический допуск (ETA), т.е. сертифицированные Европейской организацией по техническим допускам. Такие анкеры проходят не только жесткую первичную экспертизу, но и постоянно подвергаются контролю со стороны производителя и центра, выдающего сертификат, который включает контроль металла для изготовления, технологии производства, качества покрытия и маркировки и т.д. В каталогах, на упаковках такие анкеры маркируются специальным знаком. При сертификации анкеру присваивается определенная опция (Option): от 1 до 12. Анкеры, получившие опцию от 1 до 6 могут, применяться в любых бетонах, с опциями от 7 до 12 – только в нерастянутых бетонах. Так анкеры FZA («Цикон»), FAZ, FH (Fischer) имеют 1 Опцию; анкеры S-KA и S-KAH (Sormat) – 4 Опцию; S-KAD (Sormat) – 6 Опцию; FBN (Fischer) – 7 Опцию; разжимные анкеры PFG (Sormat) – 8 Опцию и т.д. Существуют и национальные системы допуска крепежных систем к применению, например, в Германии это DIBt-допуск
(Deutsches Institut für Bautechnik), наличие которого является также важным аргументом качества анкера. Однако национальные сертификаты обычно менее жесткие чем международные, качество же анкеров, не имеющих технических сертификатов полностью лежит на совести производителя.

В кирпиче клиновые, втулочные и забивные стальные анкеры (п.п. 2.3, 2.4, 2.6) устанавливаются плохо – мала прочность основы, которая деформируется и разрушается в отверстии, что не обеспечивает необходимой силы трения. Если в наиболее прочном керамическом (обожженном) сплошном кирпиче втулочные анкеры и устанавливают с некоторыми оговорками, то в силикатном ни один из выше перечисленных анкеров не применим. Исключение составляют забивные анкеры типа «цикон», которые анкеруются формой (см. п.п. 1.4.3 и 2.6). Универсальными являются разжимные анкеры (п. 2.5), которые благодаря высокой способности распора при затяжке деформируют и уплотняют основу в отверстии, образуя как бы внутреннюю полость, что и обеспечивает фиксацию анкера не за счет трения, а за счет внутреннего упора. Идеальным и наиболее прогрессивным способом крепления в кирпиче (в том числе пустотелом) является химическая анкеровка (п.п. 1.4.4 и 2.7). Некоторые сложности в установке этих анкеров с лихвой компенсируются их многочисленными достоинствами. Наконец в кирпиче прекрасно показывают себя дюбельные системы, которые отнюдь не заслуживают несколько пренебрежительного отношения к ним строителей. Современные высококачественные нейлоновые дюбели в комплекте с правильно подобранными и качественно выполненными шурупами выдерживают нагрузки вполне сопоставимые со стальными анкерами. Да, их допускаемые нагрузки меньше, чем у стальных анкеров, но не 10 раз, а в 2…3 раза (естественно, что речь идет о дюбелях первой группы – п.3.4).

Химические анкеры устанавливаются не только в бетоне и кирпиче, но в легких бетонах (пенобетон), которые для всех остальных типов стальных анкеров недоступны. Не лучшим образом в пенобетоне ведут себя и многие дюбели. В таких основах целесообразно использовать специальные дюбели (см. п. 3.10.4).

На выбор типа анкера повлияют и особенности прикрепляемого изделия, устройства или конструкции. Если это статичная конструкция – нет проблем, но если движущийся, вибрирующий или ударный механизм (станок, электродвигатель, вентилятор, генератор и т.п.), то анкер должен быть способен воспринимать подобные нагрузки, что указывается в технической документации. Часто вибрационные, сейсмические и ударные нагрузки хорошо воспринимают анкеры для растянутых зон бетона.

Не следует забывать и об условиях окружающей среды. При использовании дюбелей следует иметь и виду, что полиэтиленовые и полипропиленовые дюбели подвержены старению и плохо переносят перепады температур, а полипропилен вообще не морозостоек (см. п.3.3). Поэтому для наружных креплений целесообразно использовать дюбельную технику из нейлона (полиамида). Стальные оцинкованные анкеры подвержены коррозии, причем в условиях повышенной влажности, агрессивных сред, в частности морского воздуха сам цинк окисляется весьма интенсивно, причем с повышением температуры интенсивность окисления нелинейно возрастает. Поэтому в таких тяжелых условиях рекомендуется применять анкеры из нержавеющих сталей, что обеспечит долговечность крепления.

Еще один важный фактор, который необходимо учитывать при выборе анкера – это пожаростойкость. Анкеры, пригодные к употреблению в пожароопасных условиях, подвергают специальным испытаниям по принятой во всем мире (ISO 834) зависимости температуры и времени пожара, после которых им присваивается определенный класс огнестойкости. По DIN 4102 принятому в Европе всем стальным анкерам присваивается класс F с указанием времени сопротивляемости огню в минутах, например F 90, F 120. Монтируемым с помощью анкеров конструкциям присваивается свой класс огнестойкости (например, для вентиляционных линий L-класс, для кабельной разводки S- класс и т.д.). Понятно, что если длительность огнестойкости вентиляционных линий составляет L 90, то для их креплений должны применяться анкеры не ниже класса F 90. Применение тех или иных анкеров и дюбелей в пожароопасных условиях вопрос сложный и требует отдельного рассмотрения (Fischer. Противопожарная защита в крепежной технике). Что касается несущих конструкций, то однозначно требуется использование разрешенных по пожаростойкости анкеров требуемого класса.

Для правильного подбора анкера (дюбеля) важно знать не только тип основы, но и основные его характеристики: прочность, размеры строительных элементов, расположение армирующих элементов, наличие и положение пустот и т.п. Максимум сведений о базовой основе – залог получения оптимального крепления по прочности, стоимости, трудозатрат на монтаж и т.д., т.к. свойства материала являются одним из исходных данных для расчета размеров и параметров установки выбранного типа анкера.


Определение размеров и параметров креплений



Определить размер подходящих анкеров крепления на первый взгляд легко – определи нагрузку на один анкер и подбери по каталогу такой, у которого бы допускаемая нагрузка была бы не меньше. Если прочность основы не меньше указанной в каталоге и приложенная нагрузка строго нормальная то для одиночного анкера, устанавливаемого на значительном расстоянии от края стены, это вполне допустимо. Однако в реальных условиях для крепления обычно используется несколько анкеров или дюбелей и нагрузка на них может быть различной не только по величине, но и по характеру приложения (см. п. 1.2). И тогда возникает необходимость расчета анкерного крепления. При расчете необходимо определить не только диаметр выбранного анкера и глубину его установки, но и расстояния между анкерами (осевые расстояния), от крайних анкеров до края основы (краевые расстояния), минимальную толщину базовой основы и т.д. Причем все это для конкретного случая нагружения, а также заданного типа и характеристик базовой основы.