Каталог: Строительство / Проект организации строительства / Пути повышения надежности и несущей способности первичных средств крепления Назад в оглавление

Опубликованные научно-технические статьи ООО "ЦЭиПСК"

Общее количество статей: 121

Пути повышения надежности и несущей способности первичных средств крепления

Уникальный номер статьи: 43; дата публикации: 9 июня 2016 г. 22:21

УДК 624.078.74

д-р техн. наук, профессор В.В. Верстов (СПбГАСУ)

аспирант Е.С. Федулов (СПбГАСУ),

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПЕРВИЧНЫХ СРЕДСТВ КРЕПЛЕНИЯ

Освещаются основные проектные решения для обеспечения надежности первичных средств крепления. Приведены некоторые предпосылки для разработки новых технологических решений устройства первичных средств крепления в пористые базовые материалы. Отражены принципиальные схемы предлагаемой технологии. Обозначены основные задачи для отработки рациональных параметров технологический решений.

При устройстве и монтаже навесных строительных конструкций в ряде случаев возникает необходимость повышения несущей способности первичных средств крепления. В условиях широкого применения конструкций из ячеистых бетонов, ввиду их высоких конструкционных, теплоизоляционных и эксплуатационных качеств к анкерным креплениям в нормативно-технической практике применяют высокие значения коэффициента надежности по нагрузке (γf = 5-7), что вызвано низкой возможностью прогнозирования надежности крепления.

В целях удовлетворения нормативных требований к энергоэффективности зданий, существует необходимость при новом строительстве или реконструкции применять навесные вентилируемые фасады, крепление элементов которых осуществляется к ограждающей конструкции из ячеистых бетонных блоков.

Критериями повышения надежности первичных средств крепления навесных строительных конструкций выступают: повышение несущей способности, обеспечение стабильности физико-технических свойств применяемых материалов и их напряженно-деформированного состояния, сохранение несущей способности первичных средств крепления в период эксплуатации.

Предпосылками к разработке нового технического решения по устройству первичных средств крепления к ячеистым бетонным блокам явились: особая структура ячеистых бетонов и проникающая способность некоторых связующих масс – гипсовых, цементных и клеевых смесей.

Ячеистые бетоны по ГОСТ 31359-2007 различаются по способу порообразования на газобетоны, пенобетоны и газопенобетоны. Особенностями технологии производства газобетона обуславливается его поровая структура. Рассчитано, что диаметр зерен песка и цемента превосходит толщину межпоровой перегородки, и зерна прорезают межпоровую перегородку [1]. А также наблюдается, что на заключительном этапе вспучивания смеси имеет место прорыв межпоровой перегородки газом [1]. Оба аспекта лежат в основе нарушения замкнутости ячеистой структуры ячеистого бетона, что свидетельствует о наличие соединенных пор.

Принято считать, что глубина проникновения влаги в открытые ограждающие конструкции из газобетона при эксплуатации в осенне-весенний период составляет 20-25 мм, что может быть обусловлено наличием соединенных пор и капиллярного подсоса. О такой же глубине проникновения говорят производители гидрофобизирующих веществ для ячеистых бетонов при их нанесении кистью.

Однако при устройстве химических анкеров отмечается, что несущая способность первичных средств креплений в пористых материалах, выполненных по технологии с использованием шпильки и связующего вещества, подача которого в устроенное отверстие осуществляется наполнением, обеспечивается прочностью контактной зоны «инъекционная масса-базовый материал», ввиду значительного различия прочности и пористости материалов, что может быть обусловлено высокой вязкостью применяемых клеевых составов, типа Hilti HIT-HY 150, также применяемых для устройтсва химических анкеров в бетон.

В настоящее время по заказу заводов-производителей элементов из ячеистых бетонов проводятся испытания анкерных креплений, в том числе по технологии монтажа с наполнением заранее устроенного отверстия связующим веществом. Накопленная экспериментальная база не позволяет однозначно выявить факторы, влияющие на несущую способность анкерного крепления.

Результаты испытания несущей способности хим. анкеров MIT-SP со шпилькой М 10х140 по акту №53/12. в г. Екатеринбург от 22.08.2012 показали следующие средние значения предельной нагрузки на вырыв:

Результаты испытания несущей способности анкеров Hilti по акту №179 в г. Екатеринбург в период 15.07.2012-15.08.2012, показали следующие средние значения предельной нагрузки на вырыв MIT-SP со шпилькой M10x140.

На основании экспериментальных данных, возможно установить, что повышение несущей способности наблюдается при повышении пористости и понижении прочности базового материала основания. Выдвигается предположение о возможности проникновения клеевой массы в поры ячеистого бетона и, при наборе прочности клеевым составом, возникновение «якорей», повышающих несущую способность анкерного крепления пористых основаниях. [2]

Ввиду вышеперечисленного авторами настоящей статьи предлагается способ крепления навесных конструкций различного назначения. Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве анкерного крепления для навесных фасадных конструкций, строительных лесов, металлических каркасов. Способ устройства анкерного крепления реализуется нагнетанием клеевой массы в массив базового материала через заранее просверленное отверстие и установленный в отверстии дюбель.

Известен анкерный болт, при монтаже которого используется капсула с клеевой массой, устанавливаемая в заранее подготовленное отверстие в базовом материале. (патент JPH08247119 (A) – 1996-09-24, F16B13/04).

Недостатком этой конструкции является невозможность управления параметрами нагнетания клеевой массы в массив базового материала.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является инжекционная крепежная система и способ инжекционного крепления, включающий анкерную втулку, анкерного стержня гайки в качестве контропоры и организующим подачу строительного раствора в заранее подготовленное отверстие впрыскиванием. (патент RU 2363864 C2 – 10.08.2009, F16B13/14, E04B1/41)

Недостатками этого способа является обеспечение несущей способности анкера по контакту клеевой массы и массива базового материла при за счет сил сцепления клеевой массы с базовым материалом лишь в зоне их непосредственного контакта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышения несущей способности за счет вовлечения в работу массива базового материала, окружающего дюбель, вследствие возможности проникания клеевой массы в базовый материал под избыточным давлением.

Сущность изобретения заключается в том, что способ устройства анкерного крепления реализуется нагнетанием клеевой массы в массив базового материала через заранее просверленное отверстие и установленный в отверстии дюбель. Установка, для создания избыточного давления, соединяется с капсулой, содержащей одно- или многокомпонентную связующую массу, через гибкую подводку, имеющую манометр с регулировочным клапаном. Под давлением клеевая масса из капсулы поступает в насадку, у которой на противоположном конце от капсулы предусмотрено устройство, обеспечивающее герметичное соединение с установленным дюбелем.  Управление процессом проникновения клеевой массы в массив базового материала обеспечивается регулированием давления.

Под давлением клеевая масса проникает в прилегающий к дюбелю массив базового материала, создавая зону насыщенную клеевой массой, после набора прочности, которой повышается и прочность массива базового материала.  В результате повышения прочности массива базового материала и увеличения зоны вовлечения в работу базового материала, повышается несущая способность и надежность анкерного крепления

На рис. 1. представлена принципиальная схема способа устройства анкерного крепления, включающего технологическую операцию по нагнетанию клеевой массы.

Рис. 1 Технологическое решение по устройство первичного средства крепления нагнетанием связующего раствора

1 – Пневматическое нагнетательное устройство; 2 – манометр; 3 – клапан, регулирующий давление; 4 – емкость, для связующей смеси; 5 – гибкая подводка для передачи воздушной компрессии; 6 – устанавливаемое ПСК; 7 – гибкая подводка для транспортирования связующего вещества под давлением; 8 – герметичное соединение устанавливаемого ПСК и гибкой подводки 7; 9 – базовый материал

Исследование структуры и физико-механических и прочностных свойств ячеистых бетонов и свойств используемых связующих веществ является одной из задач для определения рациональных технологических параметров и должно проводиться совместно с отработкой технологических решений устройства первичных средств крепления навесных строительных конструкций.

Литература:

  1. А. Меркин, «Ячеистые бетоны: научные и практические предпосылки дальнейшего развития,» Строительные материалы, с. 11-15, 1995.
  2. А. Пеша, «Исследование вариантов крепления навесных фасадных систем к автоклавному газобетону» в Сб. «Применение изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения», г. Екатеринбург, 2012.

Консультации технического отдела
+7-903-095-09-10 (Евгений)
Звоните в технический отдел в удобное для Вас время
gip@gip.su