Анкерный болт Советский патент 1989 года по МПК F16B13/06 

/L

$ь СО 1

СО

ел

Изобретение относится к строительству, к анкерным крепежным средствам. Цель изобретения - повышение надежности крепления. Анкерный болт содержит стержень 1 и втулку 2. Стержень 1 выполнен с резьбой 3 на одном конце и с цилиндрической кольцевой проточкой 5. К этой проточке примыкает конический участок 4 со стороны упорного бурта 7 и конический хвостовик 6. Втулка выполнена разрезной. Втулка может быть выполнена с коническими наружными участками на ее концах. Толщина втулки 2 превышает высоту упорного бурта стержня 1. Втулка 2 охватывает кольцевую проточку стержня 1. При монтаже в отверстие базовой конструкции втулка прогибается. Втулка 2 обжимает проточку стержня 1. При этом исключается кромочный контакт втулки 2 со стержнем 1 и местное выдавливание ее стенок, что повышает надежность крпеления анкерного болта в отверстие строительной конструкции. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

сриг.1

1О

V

V

Изобретение относится к строительству, к анкерным крепежным средствам.

Цель изобретения - повышение на- дежности крепления.

На фиг.I представлен анкерный болт, общий вид; на фиг.2 и 3 - варианты выполнения; на фиг.4 анкерный болт, установленный в отверстии изде- лия; на фиг.5 - то лее, вариант выполнения; на фиг.6 - сечение А-А на фиг.5; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.8 - схема расположения втулки относительно стержня; на фиг,9 - то же, но после обжима стенкой отверстия втулки вокруг стержня. Анкерный болт включает стержень i и втулку 2. На одном конце стержня 1 выполнена резьба 3, а на другом - ко- нический участок 4, цилиндрическая проточка 5 и конический хвостовик б. Конический участок 4 с одной стороны примыкает к упорному бурту 7, а с другой - к цилиндрической проточке 5. Длина конического участка 4 меньше длины цилиндрической проточки 5, а его конусность соответствует конусности конического хвостовика 6.

Втулка 2 выполнена разрезной. Продольные части втулки 2 могут быть соединены при их установке на стержне 1 любыми известными средствами. Внутренняя поверхность втулки 2 выполнена по прямолинейной образующей. Втулка может быть выполнена конусной (фиг.1 и 2), тогда один конец втулки опирается на цилиндрическую проточку а второй (большего диаметра) опирается на конический участок 4 и касает- ся упорного бурта 7.

Втулка может быть выполнена цилиндрической. Если длина втулки не превышает суммы длин конического участка 4 и цилиндрической проточ- ки 5, то внутренний радиус втулки R должен быть равен радиусу R4 цилиндрической проточки 5. В этом случае один конец втулки будет охватывать цилиндрическую проточку 5, про- дольные части втулки по направлению к упорному бурту 7 будут расходиться а другой конец втулки сядет на конический участок 4. При этом внутренняя поверхность втулки не будет при- летать к поверхности конического участка 4 на всем ее протяжении в поперечном направлении (фиг.5 и 6). Контакт втулки со стержнем будет осуществляться только на крайних участках продольных частей.

Если длина втулки превышает сумму длин конического участка 4 и цилиндрической проточки 5, то один конец втулки будет опираться на конический хвостовик 6, а другой - на конический участок 4.

Во всех случаях толщина втулки превышает высоту упорного бурта 7, обеспечивая надежный контакт втулки со стенками отверстия и болтом в процессе установки в отверстие.

Анкерные болты, предназначенные для установки в изделиях из прочных бетонов (класс прочности В20 и выше) должны иметь короткую втулку (фиг.1 и 5). Для материалов средней прочности (классов прочности В12,5 - В15) целесообразно использовать короткую втулку с коническим участком 8 на наружной поверхности со стороны упорного бурта 7. Для бетонов малой прочности (классов В10 и ниже), а также кирпича используется длинная втулка (фиг.З) с коническими участками 8 и 9 на наружной поверхности.

I

Конический участок 8 на наружной поверхности втулки выполняется для исключения повреждения стенок отверстия материалов средней и малой прочности при деформации втулки в момент установки анкерного болта. Конический участок 9 на наружной поверхности втулки является эвходным и предназначен для предохранения разрушения стенок отверстия в мягких материалах и для облегчения осевого перемещения втулки при установке анкерного болта.

Устройство работает следующим образом.

Анкерный болт вставляется в отверстие, диаметр которого равен диаметру стержня 1. В процессе установки втулка 2 упруго поджимается своей внутренней поверхностью к поверхностям конического участка 4 и цилиндрической проточки 5. Кромка 10 выходящая за упорный бурт 7, сминается стенкой отверстия. При этом втулка упругопластически деформируется, благодаря чему образуются радиальные нагрузки, способствующие возникновению сил трения, препятствующих смещению втулки и проворачиванию болта в процессе его затяжки.

3

В результате упругой деформации втулка 2 прогибается, обеспечивая обжатие конического участка 4 и цилиндрической проточки 5. Обжатие спо собствует возникновению сил трения, достаточных для предотвращения прово рота стержня 1 относительно втулки 2 в момент навинчивания гайки. Эффект упругой деформации усиливается в случае выполнения короткой втулки цилиндрической формы (фиг.5).

Механизм обжатия втулки 2 при установке болта в отверстие показан на фиг.8 и 9. При обжатии втулки ее поперечное сечение из формы abcdeh (фиг.8) трансформируется в форму adefgh (фиг.9), а внутренняя первоначально прямолинейная образующая eh цанги приходит в соприкосновение с образующей efgh проточки стержня.

Степень обжатия втулки при установке анкерного болта в отверстие строительной конструкции существенно зависит от толщины цанги и количества осевых (несквоэных) прорезей, раз деляющих втулку на равные части сегментной формы и работающих на изгиб независимо друг от друга.

При наличии в предлагаемой конст рукции четырех осевых прорезей, в том числе одной сквозной, и при толщине втулки, не превышающей 1 мм, момент сопротивления поперечного сечения втулки W 0,004 см . Для обеспечения прогиба втулки на расчетную величину $ 0,25 мм необходимо приложить распределенную нагрузку, действующую по нормали к поверхности втулК Г1

ки, составляющую Р 36,5 х. Таем

ким образом, суммарное нормальное усилие (сосредоточенная нормальная нагрузка) на втулку анкерного болта с резьбой М10 не превышает кг. Учитывая, что коэффициент трения втулки и строительной конструкции, как правило, это трение бетон по стали соответствует 0,5-0,6, то осевое усилие, требуемое для забивки аи

керного болта, не превысит Q 8 кг. I

Обычно при забивке анкерного болта М 0 молотком, масса которого составляет 0,6-0,8 кг, осевое усилие достигает 700-800 кг. Таким образом, создаваемое осевое усилие при забивке вполне достаточно для установки анкерного болта в отверстии.

(

(479735

0

5

0

5

При установке анкерного болта в отверстие строительного элемента часть осевого усилия затрачивается на преодоление сопротивления при обмятии выступающего участка втулки, имеющей конический участок на ее наружной стороне. На основе усилия об- мятия определим эту составляющую осевого усилия для анкерного болта с резьбой М 10.

Площадь сминаемой поверхности втулки определяется

n-D-l 3,14-1,0-0,25 0,8 см.

Величина усилия смятия, направленного по нормали к поверхности втулки, составляет:

Рсм 0,8 см 2. 2500 --- 2000 кг,

где 2500 j - напряжение смятия

среднеуглеродистых сталей.

Величина составляющей осевого усилия :

tf I

R Рсм. К 2000 --- 358 кг смсм2 7

30

где

К - 1:7 - конусность на стержне.

35

40

45

50

55

Суммарная осевая нагрузка на устанавливаемый в отверстие анкерный болт:

P Q + кг + 358 кг 439 кг.

Таким образом, осевое усилие для установки анкерного болта обеспечивается с определенным запасом.

Выдергивание втулки вместе со стержнем после установки анкерного болта в отверстие строительной конструкции и обжатие втулки стенками этого отверстия исключено, так как коэффициент трения сталь по бетону в среднем в три раза больше, чем сталь по стали. Поэтому в начальный момент затяжки гайки происходит осевое перемещение стержня по отношению к втулке, а сама втулка не перемещается относительно стенок отверстия. При увеличении силы прижатия сегментов втулки конусом стержня к стенкам отверстия закономерность торможения втулки сохранится только благодаря указанному соотношению коэффициентов трения.

Таким образом, исключаются как кромочный контакт ВТУЛКИ со стержнем,

фи.2

сриеЛ

WOCxXV

SSSSx

фигЗ

а 8

С d

фаг. 9

А-А

6-6

фие.7