Есть мнение Фасады К оценке надежности анкерных креплений фасадных конструкций к стенам из ячеистобетонных блоков

К оценке надежности анкерных креплений фасадных конструкций к стенам из ячеистобетонных блоков

По данным Академии конъюнктуры промышленных рынков, емкость рынка применения ячеистых бетонов имеет огромный резерв. Главным образом, этот резерв связан с двумя факторами: во-первых, с реализацией национальной программы "Жилище", а во-вторых, с ужесточением требований тепловой защиты зданий и сооружений, принятых в свое время Госстроем в СНиПах и Правительством России в новой редакции закона "Об энергосбережении". В связи с этим теплые, дешевые и технологичные материалы, к числу которых относится ячеистый бетон, являются самыми перспективными.

В настоящее время на российском строительном рынке наблюдается острый дефицит качественного ячеистого бетона. Из-за недостатка продукции хорошего качества потребители вынуждены приобретать бетон, изготовленный в кустарных условиях (речь идет о неавтоклавном ячеистом бетоне и пенобетоне). Применение различных разновидностей ячеистого бетона в виде мелкоразмерных блоков в самонесущих стенах с поэтажной разрезкой в жилых и общественных зданиях, при отсутствии должного контроля за их прочностью и плотностью, привело к тому, что использование, например, пенобетонных блоков прочностью от В 0.5 до В 1.5 и плотностью ниже D 500 стало носить массовый характер. Указанная проблема стала особенно актуальной в связи с креплением к стенам из таких материалов несущих подконструкций фасадных систем, а также установкой металлических связей в двух-, (трех)слойных стенах.

Хотелось бы отметить, что в 1982 году специалистами ряда научно-исследовательских институтов был выпущен ГОСТ 25485-82, который четко подразделил ячеистые бетоны в зависимости от класса бетона и его плотности на следующие виды: конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные. А выпущенные в 1992 году специалистами ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, НИИЖБ и ЛенЗНИИЭП "Рекомендации по применению стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов" запрещали применение в самонесущих стенах ячеистобе-тонных блоков марки ниже М 25 (В 1.5) и плотностью менее D 500.

К сожалению, в настоящее время эти требования стали забываться. Широкое же применение ячеистобетонных блоков, относящихся к конструкционно-теплоизоляционным видам, ведет к резкому снижению эксплуатационной надежности, как самих стен, так и фасадных конструкций (НВФ), которые на них (стены) крепятся.

В связи с резко возросшими объемами работ по устройству НВФ, вопрос о надежности крепления фасадных конструкций к стенам из ячеистобетонных блоков становится особенно актуальным, ибо, как отметил на одном из се минаров руководитель отдела по над-зору за применением фасадных систем Комитета Госстройнадзора В.А. Писма-рёв, "вопрос о выборе анкерного крепежа... на сегодняшний день самая серьезная проблема из всех проблем, встречающихся при производстве фасадных работ".

В ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко проведены экспериментальные исследования прочности на вырыв различных видов анкеров при установке их в стены из ячеи-стобетонных блоков. Цель исследований - выбор наиболее эффективных типов анкеров, используемых для крепления фасадных конструкций к стенам из ячеи-стобетонных блоков.

Для испытаний были выбраны анкеры фирм Fischer, SORMAT, MUNGO, HILTI. Испытания анкеров на вырыв проводились по методике, разработанной в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, класс бетона по прочности на сжатие соответствовал ~ В 1.2.

Анкеры, в зависимости от конструктивного решения, были разбиты на 3 подгруппы.

1-я группа - анкеры, состоящие из рабочего органа в виде шурупа 0 7 мм, длиной 105 мм и обоймы - полиамидный дюбель 0 10 мм, длиной 100 мм.

К такому типу относятся анкеры марок SXS и SXR (Fischer) (рис. 1а, б), МВ-S (MUNGO), КАТ N (SORMAT), HRD-UGS (HILTI). Все указанные анкеры отличаются друг от друга только профилем полиамидного дюбеля и рекомендуются фирмами-производителями анкеров для установки в ячеистобетонные блоки.

2-я группа - анкеры с резьбовой конструкцией. Такие анкеры имеются только у фирм Fischer - FTP K10 и SORMAT - КВТ 10 (рис. 2а, б).

3-я группа - химические анкеры, включающие в себя следующие элементы:

- рабочий орган - резьбовая шпилька 0 10 мм;

- инъекционный состав;

- сетчатая гильза, полиамидная или металлическая.

К такому типу относятся анкеры марок FIS V 360 S (Fischer), ITH 380 (SORMAT). MIT-P (MUNGO). На рис. 3 показаны элементы химического анкера фирмы SORMAT.

Анализ результатов испытаний на вырыв из ячеистобетонных блоков указан ных 3-х групп анкеров позволяет отметить следующее.

Несущая способность на вырыв анкеров 1-й группы с полиамидным дюбелем для большинства из них определяется в основном площадью контакта поверхностей цилиндрического дюбеля и отверстия под анкер в блоке, а также прочностью и плотностью ячеистобе-тонного блока. Как видно из таблицы 1, несущая способность анкеров с полиамидным дюбелем различных фирм-изготовителей различается незначительно. При этом характер вырыва всех типов анкеров из блока связан с проскальзыванием полиамидного дюбеля по контакту с базовым материалом (рис. 4).

Несущая способность на вырыв полиамидных анкеров с резьбовой конструкцией полиамидной обоймы фирм Fischer - FTP K10 и SORMAT - КВТ 10 (рис. 2а, б) за счет увеличения площади контакта с ячеистым бетоном и образованием при разрушении конуса вырыва (рис. 5а, б) в 4-5 раз выше, чем несущая способность образцов 1-й группы. Следует отметить, что, как показали испытания, применение указанных типов анкеров требует четкого соблюдения технологии установки в соответствии с рекомендациями фирм-изготовителей, поскольку даже незначительное "прокручивание" анкера на месте приводит к разрушению структуры ячеистого бетона в резьбовой зоне анкера и, как следствие этого, к резкому снижению несущей способности анкера на вырыв.

Несущая способность химических анкеров, устанавливаемых в просверленное цилиндрическое отверстие в ячеисто-бетонном блоке, зависит в основном от качества сцепления инъекционной массы с ячеистым бетоном. Поскольку плотность и прочность ячеистого бетона незначительны, то разрушение анкерного узла при вырыве происходит по контакту "инъекционная масса - бетон" (рис. 4), и при одинаковой с анкерами 1-й группы глубине посадки несущая способность химических анкеров увеличивается на 30-40%. При этом из-за сложности контроля качества заполнения инъекционной массой отверстия в ячеистом бетоне прогнозировать увеличение несущей способности анкера - затруднительно.

Специалисты компании Fischer для повышения несущей способности анкера, установленного в ячеистобетонный блок, предложили новую конструкцию химического анкера, в которой путем изменения конфигурации отверстия под анкер за счет применения нового типа сверла (рис. 6а, б) сопротивление анкерного узла вырыву обеспечивается не только за счет сцепления материала блока с материалом инъекционной массы, но и благо даря включению в работу дополнительного объема ячеистобетонного блока. Как видно из рис. 7а, б, при вырыве конического анкера марки FIS V 360 S (Fischer) из ячеистобетонного блока сопротивление вырыву оказывает значительная масса блока, расположенного над коническим анкером. При этом несущая способность конического анкера марки FIS V 360 S (Fischer) в 5-6 раз выше, чем у всех остальных марок анкеров, и с учетом характера разрушения анкерного узла коэффициент запаса при расчете анкера на вырыв может приниматься таким же, как и при оценке прочности ячеисто-бетонных блоков по СНиП 11-22-81 "Каменные и армокаменные конструкции", то есть к=2,25.

Вывод

Анализ результатов экспериментальных исследований прочности анкеров на вырыв из ячеистобетонных блоков позволяет отметить следующее:

- для крепления элементов фасадных систем к стенам из ячеистобетонных блоков рекомендуется использовать анкеры 2-й группы (фирм Fischer - FTP K10 и SORMAT - КВТ 10) и в особо ответственных конструкциях в высотных и уникальных зданиях - анкеры марки FIS V 360 S (Fischer) с коническим сверлом.