АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО, ЗАКРЕПЛЯЕМОЕ ВЯЖУЩЕЙ МАССОЙ Российский патент 2005 года по МПК F16B13/14 

Настоящее изобретение относится к анкерному устройству, закрепляемому вяжущей массой, в частности, для анкеровки в зоне растяжения, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Из публикации ЕР 0867624 известно анкерное устройство указанного типа с анкерным стержнем, включающим ряд расширяющихся в направлении вводимого конца конусных участков и закрепляющимся в сверленом отверстии конструктивной детали при помощи вяжущей массы. Пригодность известного анкерного стержня для использования в анкерных креплениях в зоне растяжения, при условии отказа от нанесения покрытия на конусные участки и проволочной гильзы для защиты покрытия, достигалась тем, что в вяжущей массе уменьшалось количественное содержание таких добавок, как кварцевый песок, а снижение прочности сцепления после отверждения вяжущей массы компенсировалось, в свою очередь, тем, что уменьшалось соотношение сверленое отверстие/поверхность кольцевого зазора к поперечному сечению болта до величины в пределах от 0,3 до 0,5.

Пригодность анкерного устройства, закрепляемого вяжущей массой, для использования в зоне растяжения зависит, далее, от возможности осевого сдвига анкерного стержня в затвердевшей бетонной оболочке и, соответственно, создания дополнительного распора. При этом сдвиге конусные участки соскальзывают в узкую зону бетонной оболочки, так что вновь возникает натяжение с геометрическим замыканием между анкерным стержнем и бетонной оболочкой. Для сдвига анкерного стержня относительно бетонной оболочки требуется, чтобы боковая поверхность анкерного стержня полностью отделилась от бетонной оболочки, но одновременно сохранилось сцепление между бетонной оболочкой и стенками сверленого отверстия. В случае известного анкерного стержня соотношение поверхности сцепления к конической поверхности лежит в пределе между 3 и 4,5, что обеспечивает отделение боковой поверхности анкерного стержня от бетонной оболочки.

Условием достижения высоких показателей удержания в зоне растяжения при помощи анкерного устройства, закрепляемого вяжущей массой, является наличие минимального числа конусных участков, исключающих или допускающих лишь короткий зазор, образованный цилиндрическими участками между отдельными конусными участками. С увеличением числа конусных участков при воздействии на анкерный стержень растягивающей нагрузки увеличивается также действующее на бетонную оболочку распирающее усилие, в результате чего увеличиваются зазоры по краям сечения и осевые зазоры.

Исходя из этого уровня техники, задачей изобретения является такое улучшение пригодного для использования в зоне растяжения анкерного устройства вышеназванного типа, закрепляемого вяжущей массой, которое допускает, во-первых, высокие значения вытягивания и, во-вторых, за счет снижения исходящих через конусные участки сил распорного давления позволяет уменьшить краевые и осевые зазоры.

Решение этой задачи в анкерном устройстве, закрепляемом вяжущей массой, для анкеровки в зоне растяжения, которое состоит из закрепляемого посредством вяжущей массы в сверленом отверстии конструктивной детали анкерного стержня, включающего несколько разделенных между собой цилиндрическими участками, расширяющихся в направлении вводимого конца конусных участков, согласно изобретению решается тем, что длина цилиндрических участков соответствует от половинной до двойной длины примыкающего к соответствующему участку в направлении вводимого конца конусного участка, причем диаметр цилиндрических участков в 0,5-0,75 раза меньше наружного диаметра анкерного стержня.

Диаметр расположенных между конусными участками цилиндрических участков увеличивается в направлении от вводимого конца, а их длина уменьшается.

Анкерный стержень снабжен, предпочтительно, тремя конусными участками, угол конуса (α) которых составляет от 12 до 20.

Выполненная на переходе от конусного участка к цилиндрическому участку торцевая поверхность выполнена в виде конической поверхности с углом к осевой линии от 45° до 85°.

Анкерный стержень на своем вводимом конце имеет смесительное острие, образованное наклонной относительно осевой линии скошенной поверхностью.

К наиболее удаленному от вводимого конца конусному участку примыкает коническая зона, расширяющаяся в направлении заднего конца анкерного стержня под острым углом, предпочтительно между 1,5° и 4°.

Анкерный стержень на имеющих наибольший размер боковых поверхностях снабжен многогранным профилем.

Согласно изобретению длина цилиндрических участков, расположенных между конусными участками, соответствует от половинной до двойной длины конусного участка, примыкающего к соответствующему цилиндрическому участку в направлении вводимого конца. В результате после отверждения вяжущей массы получается продолговатая оболочка из раствора с более толстой стенкой в области цилиндрического участка. При воздействии на анкерный стержень растягивающей нагрузки этот цилиндрический участок бетонной оболочки способен выдерживать большие усилия, направленные на вытягивание конусного участка. При увеличении вытягивающего усилия можно сократить число конусных участков на ту же длину анкерного крепления по сравнению с известными анкерными стержнями. Так, для достижения примерно одинакового вытягивающего усилия известный анкерный стержень требует, например, пять конусных участков вместо, например, трех конусных участков в случае использования анкерного стержня согласно изобретению.

Большее число конусных участков обусловливает также неизбежное увеличение действующего на затвердевшую бетонную оболочку распорного усилия при воздействии на анкерный стержень растягивающей нагрузки. Следовательно, при сокращении числа конусных участков уменьшается распорное усилие, когда речь идет об анкерном стержне согласно изобретению, что допускает уменьшение зазоров до края бетонной части или до следующей точки крепления (осевые зазоры).

В другом варианте реализации изобретения диаметр цилиндрических участков, расположенных между конусными участками, если смотреть от вводимого конца, может увеличиваться, а их длины могут уменьшаться, при этом диаметр цилиндрических участков составляет предпочтительно 0,5-0,75 наружного диаметра анкерного стержня. При этом цилиндрический участок, прилежащий к расположенному на вводимом конце конусному участку, имеет наименьший диаметр, так что выполненная на этом цилиндрическом участке бетонная оболочка имеет наибольшую толщину стенок и, следовательно, оказывает наибольшее сопротивление протягиванию конусного участка через бетонную оболочку. Расположенный на наибольшем удалении от вводимого конца цилиндрический участок с наибольшим диаметром своим поперечным сечением определяет несущую способность стали анкерного стержня. Благодаря этому предпочтительному варианту реализации обеспечивается дополнительное улучшение величины вытягивания анкерного устройства согласно изобретению, закрепляемого в вяжущей массе.

Торцевая поверхность, выполненная на переходе от конусного участка к цилиндрическому участку, выполнена предпочтительно в виде конической поверхности под углом к осевой линии в пределах от 45° до 85°. Это конструктивное решение, с одной стороны, позволяет избежать надрезающего действия анкерного стержня и, с другой стороны, облегчает отделение боковой поверхности анкерного стержня от бетонной оболочки при расширении сверленого отверстия в результате образования трещин.

Этой же цели служит также другой вариант реализации изобретения, отличающийся тем, что к наиболее удаленному от вводимого конца конусному участку примыкает коническая зона, расширяющаяся в направлении заднего конца анкерного стержня под острым углом, предпочтительно между 1,5° и 4°. В результате достаточно даже незначительного осевого смещения анкерного стержня относительно бетонной оболочки, чтобы произошел отрыв поверхностного сцепления с анкерным стержнем. Кроме того, при введении анкерного стержня в сверленое отверстие при помощи этой конической зоны постепенно измельчаются все еще остающиеся крупные зерна добавки и, таким образом, предотвращается запрессовка крупных зерен или сегментов добавки в узкий кольцевой зазор. Прежде всего, этот вариант исполнения обладает существенным преимуществом тогда, когда анкерное устройство, закрепляемое вяжущей массой, применяется в сочетании со стеклянным патроном.

В равной мере для применения в сочетании со стеклянным патроном целесообразно использовать другой вариант, отличающийся тем, что на вводимом конце анкерный стержень снабжен смесительным острием, образующим относительно осевой линии наклонную скошенную поверхность. При помощи этого смесительного острия, во-первых, разрушается стеклянный патрон, и, во-вторых, оба компонента системы смол смешиваются между собой.

Наконец, анкерный стержень, на своих отличающихся наибольшим размером боковых поверхностях зоны анкеровки, может быть снабжен многогранным профилем, предпочтительно шестигранным профилем. За счет угловых граней многогранного профиля бетонная оболочка надрезается в продольном направлении, так что имеющееся на угловых гранях ослабление по сечению бетонной оболочки способствует отрыву бетонной оболочки и, следовательно, дополнительному распору.

Ниже примеры реализации изобретения поясняются более детально на основании чертежей.

Фиг.1 - анкерный стержень согласно изобретению, вид сбоку.

Фиг.2 - закрепленный в растворной смеси в сверленом отверстии строительного элемента анкерный стержень согласно фиг.1.

Фиг.3 - другой вариант реализации анкерного стержня, вид сбоку.

Фиг.4 - разрез А-А по фиг.3.

Представленное на фиг.1 и 2 анкерное устройство, закрепляемое вяжущей массой, состоит из анкерного стержня 1, имеющего на своем заднем конце наружную резьбу 2 для крепления предмета. Зона анкеровки образована несколькими, в примере исполнения тремя, конусными участками 3а, 3b и 3с, которые в направлении вводимого конца 4 имеют по одной расширяющейся конической поверхности 5. Между отдельными конусными участками 3а, 3b, 3с расположены цилиндрические участки 6а, 6b, каждый из которых соответственно с наименьшим диаметром конусных участков проходит в направлении наружной резьбы 2 анкерного стержня 1.

Цилиндрические участки 6а, 6b имеют длину, которая может соответствовать от половинной до двойной длины прилежащего к соответствующему участку в направлении вводимого конца 4 конусного участка. Далее, диаметр цилиндрических участков 6а, 6b от вводимого конца 4 увеличивается в направлении наружной резьбы 2 анкерного стержня 1, в то время как их длина уменьшается. Соответственно, цилиндрический участок 6а имеет меньший диаметр и большую длину, чем цилиндрический участок 6b. Так как наибольший диаметр конусных участков соответственно одинаков, то отсюда неизбежно также большая длина конической поверхности 5 конусного участка За по сравнению с находящимися соответственно перед ним конусными участками 3b и 3с. Угол конуса α лежит предпочтительно в интервале от 12° до 20°.

Торцевая поверхность 7, выполненная на переходе от конусных участков 3b, 3с к соответствующим цилиндрическим участкам 6а, 6b, выполнена как коническая поверхность под углом к осевой линии 8 в пределе от 45° до 85°. На вводимом конце 4 анкерный стержень 1 снабжен смесительным острием, образованным наклонной скошенной поверхностью 9 к осевой линии 8.

К конусному участку 3с примыкает коническая зона 10, расширяющаяся в направлении наружной резьбы 2 под острым углом, предпочтительно между 1,5° и 4°.

На фиг.2 представлено крепление анкерного стержня 1 в сверленом отверстии 12 конструктивной детали 13 посредством вяжущей массы, которая после отверждения образует бетонную оболочку 14. Вяжущая масса может вводиться в сверленое отверстие 12 в стеклянном патроне или картридже со статическим смесителем. В обоих случаях применяется, как правило, вяжущая масса, в которой представлены смоляные компоненты на основе ненасыщенных полиэфирных смол, и/или винилуретановых смол, и/или эпоксидных смол, и/или полиуретановых смол, и/или винилэфирных смол, и/или минеральных вяжущих. В качестве отвердителей используется перекись дибензола, которая флегматизирована в гипсе.

После введения вяжущей массы в сверленое отверстие 12 механически при помощи бурильного молотка или ударами молотка вводится анкерный стержень 1. Если вяжущая масса вводится посредством патрона, то при вводе анкерного стержня 1 патрон разрушается, и одновременно смешиваются компоненты вяжущей массы. После отверждения вяжущей массы она образует твердую бетонную оболочку 14 с внутренним контуром, соответствующим боковой поверхности анкерного стержня 1.

В том случае, если после закрепления предмета за счет трещинообразования в конструктивной детали 13 имеет место расширение сверленого отверстия, в результате более высокого напряжения сцепления между стенками сверленого отверстия и бетонной оболочкой 14 по сравнению с напряжением сцепления между боковой поверхностью анкерного стержня 1 и бетонной оболочкой, по меньшей мере, в отдельных местах боковой поверхности анкерного стержня 1, происходит отделение, приводящее, ввиду действующей на анкерный стержень 1 растягивающей нагрузки, к незначительному осевому смещению анкерного стержня 1 относительно бетонной оболочки 14. Смещение происходит до тех пор, пока конические поверхности 5 конусных участков 3а, 3b и 3с вновь не упрутся в образовавшиеся при отверждении внутренние конические поверхности бетонной оболочки и при этом в результате нового геометрического замыкания и возникшего распорного давления не обеспечат максимальную величину удержания. В то время как конические поверхности 5 конусных участков 3а, 3b и 3с вновь заклиниваются за счет осевого смещения, встречные конические поверхности торцевой поверхности 7 на переходе от конусного участка к цилиндрическому участку и конической зоны 10, примыкающей к конусному участку 3с, создают зазоры, способствующие эффекту дополнительного распора.

Благодаря различным диаметрам цилиндрических участков 6а, 6b расположенный ближе всего к вводимому концу 4 участок бетонной оболочки имеет наибольшую толщину стенки и наибольшую длину. Вследствие этого на конусный участок 3а с наибольшей глубиной анкеровки приходится самое высокое протягивающее усилие.

Представленный в примере реализации на фиг.3 и 4 анкерный стержень 1 снабжен на имеющих наибольший размер боковых поверхностях многогранным, предпочтительно шестигранным, профилем 15. Вследствие этого после отверждения бетонной оболочки 14 на угловых гранях 16 образуются проходящие в продольном направлении ослабления по сечению, облегчающие отрыв бетонной оболочки при осевом смещении анкерного стержня 1 относительно бетонной оболочки, в частности в зоне конусных участков 3а, 3b и 3с. В результате отрыва в зоне конических поверхностей 5 конусных участков 3а, 3b и 3с образуются отдельные сегменты, способствующие формированию распорного давления и, следовательно, эффекту дополнительного распора.

Изобретение относится к анкерному устройству, закрепляемому вяжущей массой. Анкерное устройство, закрепляемое вяжущей массой, для анкеровки в зоне растяжения состоит из закрепляемого посредством вяжущей массы в сверленом отверстии конструктивной детали анкерного стержня, включающего несколько разделенных между собой цилиндрическими участками, расширяющихся в направлении вводимого конца конусных участков. Длина цилиндрических участков соответствует от половинной до двойной длины примыкающего к соответствующему участку в направлении вводимого конца конусного участка. Диаметр цилиндрических участков в 0,5-0,75 раза меньше наружного диаметра анкерного стержня. В результате достигаются высокие значения вытягивания, уменьшаются краевые и осевые зазоры. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Анкерное устройство, закрепляемое вяжущей массой, для анкеровки в зоне растяжения, которое состоит из закрепляемого посредством вяжущей массы в сверленном отверстии конструктивной детали анкерного стержня (1), включающего несколько разделенных между собой цилиндрическими участками (6а, 6b), расширяющихся в направлении вводимого конца (4) конусных участков (3а, 3b 3с), отличающееся тем, что длина цилиндрических участков (6а, 6b) соответствует от половинной до двойной длине примыкающего к соответствующему участку в направлении вводимого конца (4) конусного участка (3а, 3b), причем диаметр цилиндрических участков (6а, 6b) в 0,5 - 0,75 раза меньше наружного диаметра анкерного стержня (1).2. Анкерное устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр расположенных между конусными участками (3а, 3b 3c) цилиндрических участков (6а, 6b) увеличивается в направлении от вводимого конца (4), а их длина уменьшается.3. Анкерное устройство по п.1, отличающееся тем, что анкерный стержень (1) снабжен предпочтительно тремя конусными участками (3а, 3b, 3с), угол конуса (α) которых составляет от 12 до 20°.4. Анкерное устройство по п.1, отличающееся тем, что выполненная на переходе от конусного участка (3а, 3b, 3с) к цилиндрическому участку (6а, 6b) торцевая поверхность (7) выполнена в виде конической поверхности с углом к осевой линии (8) от 45 до 85°.5. Анкерное устройство по п.1, отличающееся тем, что анкерный стержень (1) на своем вводимом конце (4) имеет смесительное острие, образованное наклонной относительно осевой линии (8) скошенной поверхностью (9).6. Анкерное устройство по п.1, отличающееся тем, что к наиболее удаленному от вводимого конца (4) конусному участку (3с) примыкает коническая зона (10), расширяющаяся в направлении заднего конца анкерного стержня (1) под острым углом предпочтительно между 1,5 и 4°.7. Анкерное устройство по п.1, отличающееся тем, что анкерный стержень (1) на имеющих наибольший размер боковых поверхностях снабжен многогранным профилем (15).