Наименьшее расстояние от оси болта до грани фундамента имеет критическое значение для обеспечения надежности крепления и распределения нагрузок. Это расстояние должно быть достаточным для предотвращения разрушения бетона и обеспечения устойчивости конструкции.
При проектировании фундамента необходимо учитывать не только расстояние до грани, но и характеристики используемых материалов, тип нагрузки и условия эксплуатации. Неправильное определение этого параметра может привести к деформации или разрушению сооружения.
Проектирование фундаментных болтов
Для крепления бетонных, железобетонных изделий и конструкций, а также промышленного оборудования и станков к основаниям используются фундаментные болты по ГОСТ 24379.1-2012. Крепежные элементы должны выдерживать соответствующие нагрузки в условиях эксплуатации, отличаться стойкостью к коррозии, температурным перепадам. При проектировании фундаментных болтов необходимо учитывать СНиП 2.09.03, СП 63.13330.2012, ГОСТ Р 57787-2017, 
Виды фундаментных болтов и их применение
- Конструктивное исполнение – прямые, изогнутые, с анкерной плитой, съемные с анкерным устройством, с коническим концом.
- Монтаж – до бетонирования, на готовые бетонные, железобетонные и иные конструкции в «колодцы».
- Условия эксплуатации – расчетные, способные выдержать нагрузки при эксплуатации строительных конструкций или оборудования, конструктивные, рассчитанные только на собственный вес конструкций и оборудования, и предотвращающие их случайное смещение.
Закрепление болтов возможно с помощью клеевого состава или посредством цементно-песчаной смеси.
Расчет фундаментных болтов
Все нагрузки, воздействующие на крепежный анкер, делятся на 2 категории – статические и динамические. Сведение по характеру, величине и направлению воздействия нагрузок указывается в техническом задании на проектирование болтов.
Марка стали при проектировании болтов выбирается с учетом температуры воздуха в условиях эксплуатации:
- -40 °С и выше – Ст20, ВСт3пс, ВСт3кп2.
- -40…-50 °С – 10Г2С1-б, 09Г2С-б.
- -51…-65 °С – 09Г2С-8, 10Г2С1-8.
Для конструктивных болтов допускается применение стального сплава ВСт3к2. Расчетное сопротивление стали изделий определяется в соответствии с табличными данными для сплавов марок ВСт3пс2, ВСт3кп2, Ст20, 09Г2С, 10Г2С1 в зависимости от диаметра болта.
Затяжка болтовых элементов осуществляется на величину, равную 0,75 расчетной нагрузки в случае воздействия статических нагрузок, и на 1,1 расчетной нагрузки в случае воздействия динамических нагрузок.
Необходимая площадь поперечного сечения фундаментных болтов определяется в соответствии с формулой:
Asa = ко Р/Rва, где ко – коэффициент, принимаемый равным 1,35 и 1,05 для динамических и статических нагрузок соответственно, Rва – расчетное сопротивление растяжению, а P – расчетная нагрузка, действующая на крепеж.
Если по проекту не оговариваются специальные условия эксплуатации, то для расчета фундаментных болтов усилие предварительной затяжки и площадь сечения выбирают как для статических нагрузок.
При проектировании учитывается расстояние между крепежами и до грани фундамента. Расстояние от оси фундаментного болта до грани фундамента должно быть равно или больше 100 мм для крепежных элементов диаметром до 30 мм, 150 мм – при диаметре до 48 мм, и 200 мм в случае, если диаметр болтов больше 48 мм.
Скважины в бетонных и железобетонных конструкциях для установки болтов
Скважины в бетонных и железобетонных изделиях, конструкциях высверливаются по предварительной разметке. Разметка наносится строго по размерам, указанным в проектных чертежах с погрешностью до 50% от допустимых отклонений расположений осей крепежных элементов.
При необходимости бурения скважины диаметром свыше 60 мм работы выполняют с помощью перфоратора в 2 этапа:
- Бурение скважины диаметром 50-60 мм.
- Бурение (рассверливание) до требуемого диаметра.
В случае установки прямых болтов с клеевым закреплением на синтетических клеях диаметр пробуренного отверстия должен превышать диаметр фундаментного болта на 8-12 мм.
Усилия в анкерных соединениях
На фундаментные болты, как и на анкерные системы в целом, воздействуют различные внешние силы (усилия). Определение прочности и эксплуатационной пригодности таких креплений осуществляют с учетом расчетных, нормативных нагрузок и соответствующих коэффициентов по ГОСТ 27751, СП 20.13330. На болты воздействуют следующие внешние силы:
- Растягивающая (вдоль оси).
- Сдвигающая (перпендикулярно оси).
- Изгибающий момент.
- Крутящий момент.
Помимо внешних сил на болты (анкеры) действуют и внутренние усилия:
- Растягивающее усилие – в одиночном болте, в группе.
- Сдвигающее усилие – в одиночном болте, в группе.
Дополнительные требования и нормы при проектировании фундаментных болтов
При использовании синтетических клеевых составов для закрепления анкеров важно учитывать температурный режим. При оценке температуры отдельно выделяют максимальную кратковременную и длительную температуру основания. Длительная температура – среднесуточный показатель за неблагоприятный период.
Если максимальная температура эксплуатации превышает +50 °С, то необходимо также принимать во внимание ухудшение прочностных характеристик в соответствии с СП 27.13330.
Предельные состояния первой и второй группы
Расчет болтов по предельным состояниям первой группы (прочности) осуществляют по предельным усилиям с учетом того, что усилия в крепежных элементах не превышают предельное усилие для соответствующего механизма разрушения.
Расчет болтов по второй группе (деформациям) осуществляется в соответствии с эксплуатационными требованиями к конструктивным железобетонным или бетонным, стальным элементам и крепежу. Перемещения (линейные и угловые) возникают вследствие деформации болтов, опорных пластин анкеров, зазоров в местах соединений.
При неточностях и ошибках при проектировании фундаментных болтов проектная прочность соединения бетонных, железобетонных конструкций будет неверной, что чревато серьезными последствиями – деформации крепежных элементов при воздействии определенных статических или динамических нагрузок, смещение ж/б конструкций, обрушение части зданий и сооружений и пр.
СТО 02494680-0057-2008 Конструкции строительные. Болтовые соединения. Фундаментные болты. Технические требования
3 ПРИНЯТ на Научно-техническом Совете ЦНИИПСК им. Мельникова от 25 декабря 2008 г.
4 ВВЕДЕН впервые
5 Разработка, согласование, утверждение, обновление (изменение или пересмотр) и отмена настоящего стандарта производятся ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»)
Настоящий стандарт разработан в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» № 184-ФЗ и предназначен для применения всеми подразделениями ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова», специализирующимися на разработке проектов КМ и КМД, диагностике, ремонте и реконструкции промышленных зданий и сооружений различного назначения.
Стандарт может применяться другими организациями, если эти организации имеют сертификаты соответствия, выданные Органами по сертификации в системе добровольной сертификации, созданными организациями-разработчиками стандарта.
Организации-разработчики не несут никакой ответственности за использование данного стандарта организациями, не имеющими сертификатов соответствия.
Необходимость разработки стандарта продиктована тем, что опыт, накопленный разработчиками стандарта, а также отечественными предприятиями и организациями в области проектирования, изготовления и выполнения стальных конструкций, содержится в различных нормативных документах, рекомендациях, ведомственных правилах и других, частично устаревших и не охватывающих в целом проблему безопасной эксплуатации промышленных зданий и сооружений различного назначения.
Основной целью разработки стандарта является создание современной нормативной базы по вопросам проектирования, изготовления и монтажа стальных строительных конструкций.
1 Область применения. 2
2 Нормативные ссылки. 2
3 Общие положения. 3
5 Расчетные характеристики болтов. 6
6 Предварительное натяжение болтов. 9
7 Правила приемки. 9
8 Методы контроля. 10
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Конструкции стальные строительные
БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Фундаментные болты
Технические требования
Утвержден и введен в действие Приказом ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» от 26 декабря 2008 г. № 419
Дата введения 2009-01-01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на фундаментные болты (далее — болты) диаметром резьбы от 12 до 48 мм для климатического района I, и от 12 до 140 мм — для остальных климатических районов РФ, предназначенный для крепления несущих и ограждающих стальных строительных конструкций стационарных, сборно-разборных и передвижных зданий и сооружений различного назначения, воспринимающих постоянные, временные и особые нагрузки типа подвижных, вибрационных, взрывных, сейсмических в климатических районах с расчетной температурой наружного воздуха до минус 60 °С и сейсмичностью до 9 баллов, эксплуатируемых в слабоагрессивных, среднеагрессивных и агрессивных средах с применением защитных металлических и лакокрасочных покрытий.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ
ГОСТ 535-88* Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия
ГОСТ 1050-88* Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия
ГОСТ 1759.0-87* Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия
ГОСТ 1759.1-82* Болты, винты, шпильки, гайки и шурупы. Допуски, методы контроля размеров и отклонения формы и расположения поверхностей
ГОСТ 1759.2-82 Болты, винты и шпильки. Дефекты поверхности и методы контроля
ГОСТ 5915-70* Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры
ГОСТ 10605-94 Гайки шестигранные с диаметром резьбы свыше 48 мм класса точности В. Конструкция и размеры
ГОСТ 11371-78* Шайбы. Технические условия
ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей
ГОСТ 17769-83* Изделия крепежные. Правила приемки
ГОСТ 19281-89* Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия
ГОСТ 23118 Конструкции стальные строительные. Общие технические условия
ГОСТ 24379.0-80* Болты фундаментные. Общие технические условия
ГОСТ 24379.1-80 Болты фундаментные. Конструкция и размеры
ГОСТ Р 52628-2006 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний
ГОСТ Р 52628-2006 Гайки. Механические свойства и методы испытаний
СНиП II-23-81* Стальные конструкции
СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии
СП 53-101-98 Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций
СТО 0031-2004 Конструкции стальные строительные. Болтовые соединения. Сортамент и области применения
СТО 0041-2004 Стандарт организации. Конструкции стальные строительные. Болтовые соединения. Проектирование и расчет
СТО 0051-2005 Стандарт организации. Конструкции стальные строительные. Болтовые соединения. Фундаментные болты
3 Общие положения
3.1 По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверленные скважины (прямые и конические). Прямые болты в скважинах закрепляются с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а конические — с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.
3.2 По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные. К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций. К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкций. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций во время их монтажа и для обеспечения стабильной работы конструкций во время эксплуатации, а также для предотвращения их случайных смещений.
3.3 Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 2.03.11.
3.4 Конструкция и размеры фундаментных болтов должны соответствовать требованиям ГОСТ 24379.1, технические условия по ГОСТ 24379.0.
3.5 По конструктивному исполнению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (распорные), таблица 1.
