ВСТУП

Розпірні анкери широко використовуються для швидкого та надійного кріплення до бетону та особливо підходять для кріплення опорних плит, фасадних кронштейнів та навісних стін, а також для кріплення в цивільній інфраструктурі (наприклад, тунелі, мости, шумозахисні бар'єри) та промислових кріпленнях (наприклад, кріплення обладнання, станків та конвеєрних стрічок). Однак розпірні анкери мають певні обмеження з точки зору продуктивності та гнучкості конструкції в порівнянні з закладними або хімічними анкерами.

HST4 - це остання інновація від Hilti, яка виводить технологію розпірних анкерів за межі існуючих стандартів затвердження для після встановлених анкерів, задовольняючи при цьому зростаючі потреби як проєктувальників, так і підрядників.  

Компанія Hilti прагне надавати проєктувальникам більш високоефективні анкерні системи, які дозволяють обирати економічно обґгрунтовані та оптимізовані рішення, забезпечуючи більший спокій, та перетворюючи запроєктовані рішення на добре виконані застосування  на будівельному майданчику.

HST4 є результатом постійних інновацій та досліджень Hilti, які ґрунтуються на успіху нашого попереднього портфоліо розпірних анкерів, таких як HSA, HST2 та HST3. Анкерна лінія доступна у версіях з вуглецевої сталі (HST4) та нержавіючої сталі (HST4-R), пропонуючи анкерні рішення для внутрішнього та зовнішнього застосування, де потрібна стійкість до корозії.

Вибір HST4 дозволить вам оптимізувати конструкцію опорних плит, допомагаючи знизити загальну вартість володіння та підвищуючи екологічність ваших проєктів.

Це відбувається завдяки:

1. Інноваційна конструкція, яка забезпечує підвищену стійкість до руйнування бетонного конуса – аж до рівня попередньо замонолічених кріплень – і більш високу здатність опору до витягування, ніж будь коли раніше. Це означає, що інженери тепер можуть покладатися на менші діаметри анкерів, досягати менших міжосьових та крайових відстаней, а також додатково оптимізувати свої опорні пластини. Ці типи вдосконалень в кінцевому підсумку допомагають знизити витрати та підвищити екологічність;
2. Можливостям змінної глибини анкерування, що дозволяє оптимізувати довжину анкера, щоб вона точно відповідала вашим вимогам до навантаження.;
3. Широкий спектр затверджених перевірок та оцінювань для різних умов навантаження – статичних навантажень у бетоні без тріщин та з тріщинами, сейсмічних С1 та С2, а також протидія вогню – додаткова сумісність із системами монтажу Hilti, які менш схильні до людських помилок. Лише одним із прикладів є модуль адаптивного крутного моменту Hilti, який автоматично забезпечує правильний крутний момент для вашого конкретного анкера. Це допоможе гарантувати, що на об’єкті ви отримаєте саме те, що запроєктували.

Дивитись відео про HST4 за даним посиланням

HST4: НАШ НАЙЕФЕКТИВНІШИЙ РОЗПІРНИЙ АНКЕР

Руйнування бетонного конуса та руйнування від витягування є двома найбільш критичними режимами відмови для механічних анкерів від розтягуючих навантажень.

Руйнування бетонного конуса відбувається, коли бетон навколо анкера тріскається і виривається у формі конуса. Відбувається це за рахунок напружень, що виникають в бетоні від сил, що передаються від конструкції через конкретну точку кріплення. Метод проєктування та розрахунку опору бетонного конуса для механічних анкерів передбачений стандартом EN 1992-4 [1] – це європейський стандарт проєктування кріплень для використання в бетоні.

Відповідно до EN 1992-4, характеристичний опір групи кріпильних елементів у разі руйнування бетонного конуса отримують шляхом множення характеристичного опору одного анкера, розміщеного в бетоні (що не піддається впливу сусідніх анкерів або крайових відстаней), ,  на ряд коефіцієнтів, які враховують вплив різних факторів. Вони враховують такі змінні, як відстань від краю плити, відстань між анкерами в групі, ексцентриситети навантаження та згинальні моменти, а також наявність щільної арматури.

Зокрема, характерний опір одиночного анкера, , залежить як від міцності бетону, так і від глибини анкерування самого анкера, що визначається наступною формулою [1]:

де  являє собою номінальну характеристику міцності циліндра на стиск,  – ефективна глибина анкерування. Коефіцієнт , який лінійно впливає на характерний опір бетонного конуса, вказується, зазвичай, в Європейській технічній оцінці анкера (ЕТА). Згідно з поточними стандартами, а також значеннями зазначеними в EN 1992-4, цей коефіцієнт зазвичай має значення для після встановлених анкерів 7,7 для бетону з тріщинами і 11,0 для бетону без тріщин, а також 8,9 для бетону з тріщинами і 12,7 для бетону без тріщин для попередньо замонолічених (закладних) кріпильних елементів.

Hilti HST4 — це перший у світі розпірний анкер, який досяг такого ж опору бетонного конуса, як і закладні кріплення, з коефіцієнтом 8,9 для бетону з тріщинами та 12,7 для бетону без тріщин для вибраних розмірів завдяки своїй інноваційній конструкції. Це означає, що HST4 може досягати такої ж міцності бетонного конуса, як і інші розпірні анкери з меншою глибиною анкерування, або може досягти на ~16% більшої міцності при тій же глибині анкерування. Що це на практиці дає проєктувальнику? Це надає можливість використовувати коротші анкери для того самого застосування або проєктувати кріплення з більшими навантаженнями за допомогою тих самих анкерів.

HST4 має 4 ключові компоненти, які сприяють його чудовій продуктивності (Малюнок 1):

(1) Турбоканали та Блокування, які забезпечують додатковий опір заклинювання з втулкою анкера;

(2) Високотехнологічна втулка з канавковою конструкцією наконечника, довша чотирисегментна форма та конічний наконечник, що максимізує зчеплення з бетоном та допомагає запобігти ковзанню;

(3) Форма турбіни, яка максимізує розширення втулки, забезпечуючи високу продуктивність як у бетоні без тріщин, так і в сейсмічних умовах, а також забезпечує більшу надійність за допомогою протиобертового механізму;

(4) Індивідуально створене та запатентоване фінальне покриття для болта та гайки, які оптимізовані для навантажень на розтяг та дозволяють встановлювати анкер близько  до країв.

Малюнок 1: Інноваційний дизайн HST4

Інноваційна конструкція HST4 додатково забезпечує більш високий опір витягуванню як в бетоні з тріщинами, так і без тріщин, як при статичних, так і при сейсмічних навантаженнях. У порівнянні з нашим попереднім поколінням розпірних анкерів, для одного анкера з однаковою довжиною та діаметром, HST4 забезпечує збільшення характеристик на розтяг від +36% до +84% у бетоні без тріщин у статичних умовах, від +18% до +41% у бетоні з тріщинами та від +11% до +63% при сейсмічних навантаженнях C2, залежно від діаметра анкера.

Змінна глибина анкерування: оптимізуйте довжину анкера

На глибину анкерування в бетоні впливають як механізм передачі навантаження, так і режим відмови анкера. В цілому, чим глибше анкерування, тим вища несуча здатність анкера. Недоліком є те, що глибше анкерування також призводить до збільшення часу буріння та монтажу, а також до більш високого ризику попасти на арматуру.

Більшість розпірних анкерів схвалені для фіксованої глибини анкерування. Як правило, від 1 до 3 значень. Це обмежує гнучкість і потенціал до оптимізації при підборі анкера, оскільки інженер-конструктор повинен вибирати з попередньо визначеного набору довжин анкерів і глибини анкерування, що може призвести до надмірного проектування точки кріплення.

HST4 кваліфіковано відповідно до нових документів європейських оцінок, EAD 330232-01-0601 v02 [2], який охоплює покращену стійкість до руйнування бетонного конуса, та EAD 330232-01-0601 v03 [3], який охоплює використання змінної глибини анкерування для механічних анкерів, закріплених у бетоні. Це означає, що за допомогою HST4 можна вільно вибирати глибину анкерування в заданих діапазонах (як зазначено в документі Європейської технічної оцінки ETA-21/0878 [4]) відповідно до обраного діаметра анкера та вимог до навантаження, як показано в таблиці 1.

Таблиця 1: Ефективні діапазони глибини анкерування для HST4

Завдяки змінній глибині анкерування інженери-конструктори можуть вибрати оптимальну довжину анкера та глибину закладення для своїх застосувань, отримуючи найкраще співвідношення ціни та якості для своїх анкерів, що допомагає заощадити на матеріалі та зменшити витрати на встановлення.

HST4 може бути запроєктований з використанням програмного забезпечення Hilti PROFIS Engineering, яке є хмарним програмним забезпеченням, що інтегрується зі сторонніми програмними комплексами для розрахунку конструкційних з’єднань та допомагає в проєктуванні та оптимізації точок кріплення та опорних пластин. За допомогою PROFIS Engineering компанія Hilti надає зручний інтерфейс, середовище для 3D-моделювання, генератор звітів та службу технічної підтримки. PROFIS Engineering використовує метод проектування EN 1992-4 і включає в себе всі функції та переваги HST4, такі як покращений опір бетонного конуса, змінна глибина анкерування та монтаж без очищення.

hst4: розкриває можливості для економічно обґрунтованого проєктування

Більш високі показники міцності HST4 в поєднанні з використанням програмного забезпечення PROFIS Engineering допоможуть вам оптимізувати ваші рішення з кріплення, зменшити розмір ваших опорних плит, знизити витрати, заощадити на матеріалах і зробити ваші конструкції більш екологічними. Використання менших анкерів з більш високими характеристики бетонного конуса HST4 дозволяють використовувати менші відстані між анкерами, що в декількох випадках дозволяє зменшити загальний розмір опорної плити.

Як простий приклад розглянемо опорну плиту товщиною 10 мм, показану на малюнку 2.

Це сталева опорна плита, на яку діє статична розтягуюча сила 50 кН. Бетон класу міцності С20/25, має товщину 250 мм і вважається бетоном з тріщинами.


Малюнок 2: Опорна плита під дією розтягуючого навантаження з традиційними розпірними анкерами

«Традиційне» рішення вимагатиме чотирьох розпірних анкерів M12 з ефективною глибиною анкерування 88 мм, довжиною анкера 125 мм і відстанню між анкерами 165 мм, що призводить до розміру опорної плити 200x200 мм. Розміщення анкерів ближче один до одного, наприклад, на відстані 160 мм, вимагатиме використання довших і дорожчих анкерів.

Як тепер можна оптимізувати це рішення за допомогою HST4?

ВАРІАНТ 1: Завдяки більш високій міцності на вирив HST4, можна зменшити діаметр анкера з M12 до M10. Це вже дозволяє зменшити витрати матеріалів, так і вартість самих анкерів.

Разом з цим, завдяки покращеному опору по конусу бетона та використанню змінної глибини анкерування, також можна зменшити довжину анкера за рахунок використання коротшої ефективної глибини 71 мм. Це менше анкерування навіть забезпечить такий же опір бетонного конуса, як і оригінальна конструкція.

ПЕРЕВАГИ ВАРІАНТУ 1: Використання менших діаметрів анкерів призводить до меншого діаметру отворів, а використання коротших анкерів призводить до меншої глибини буріння, що допомагає скоротити як час монтажу, так і витрати на робочому майданчику.

ВАРІАНТ 2: Однак, щоб дійсно максимізувати цінність від оптимізації, можна зменшити ще й відстань між анкерами. Такої ж продуктивності тепер можна досягти за допомогою чотирьох анкерів M10 з такою ж ефективною глибиною анкерування 88 мм, як і раніше, але з меншою відстанню між анкерами 135 мм. Покращена відстань дозволяє зменшити розмір опорної плити до 165 x165 мм.

ПЕРЕВАГИ ВАРІАНТУ 2: Оптимізована опорна плита на 30% менша, що означає зменшення обсягу використання сталі на 30%!

Малюнок 3: Технічні характеристики з HST4-R – найкраще співвідношення ціни та якості з оптимізацією опорної плити

Більше душевного спокою з HST4: безпека будівлі та поєднання проєкту з виконанням на будівельному майданчику

Безпека будівель є ключовим завданням проєктувальників у всьому світі, і компанія Hilti прагне підтримувати вас. Ми співпрацюємо з науковцями та регулюючими органами для визначення та розширення галузевих стандартів і їх впровадження, шляхом навчання методам проєктування. Ми також розробляємо методи проєктування та програмне забезпечення, щоб допомогти вам проєктувати безпечно.

Ми також поєднали нашу технологію HST4 з кращими методами монтажу, щоб забезпечити більший спокій за те, що ваші запроєктовані рішення виконано правильно на робочому майданчику. У порівнянні з традиційним монтажем для розпірних анкерів, анкери HST4 можна встановити з меншою кількістю кроків та за допомогою інноваційних систем. Анкери HST4 схвалені для монтажу без очищення, а це означає, що вам не потрібно чистити отвір перед встановленням. Крім того, анкери HST4 можна правильно встановити за допомогою нашого модуля адаптивного крутного моменту (AT) замість традиційного динамометричного ключа.

Обираючи комплексні рішення та системи для монтажу Hilti, ви можете зробити роботу на будівельному майданчику швидше, простіше та безпечніше порівняно з традиційними методами. Ви також можете відчувати себе більш впевнено при установці і зменшити потребу в перепроєктуванні або переробці. Наша виїзна команда також готова підтримати вас під час проведення тренінгів у вашому офісі або на об’єкті, щоб забезпечити правильний монтаж, втіливши ваші специфікації в реальність.

Більш екологічні з HST4: допомагаємо вам зробити ваші проєкти більш екологічними

Оптимізуючи свої конструкційні з'єднання за допомогою нашої системи HST4, ви маєте можливість зменшити кількість сталі, що використовується і, зокрема, зробити свої конструкції більш екологічними. Як було показано вище, завдяки більш високій продуктивності ви можете зменшити використання сталі, зменшивши діаметр анкера, необхідного для вашої конструкції. У деяких випадках ви навіть можете зменшити розмір опорної плити. Будь-яке скорочення використання сталі прирівнюється до економії CO2 і, отже, до більш екологічних конструкцій. HST4 також підтримується документацією, яка допоможе вам відповідати екологічним стандартам вашого проекту та сертифікатам зеленого будівництва.

Висновки

HST4 – це найновіша інновація компанії Hilti в області розпірних анкерів, яка забезпечує продуктивність, що відповідає закладним кріпильним елемента. HST4 — це високопродуктивний розпірний анкер з унікальною конструкцією, яка дозволяє варіювати глибину анкерування та покращувати стійкість до руйнування бетонного конуса, що в кінцевому підсумку призводить до вищого опору розтягуванню, ніж будь-коли раніше. Він має широкий діапазон схвалень, щоб покрити вимоги вашого застосування та забезпечити відповідність нормативним документам. Він сумісний з системами для монтажу Hilti, забезпечуючи надійну установку.

HST4 дозволяє оптимізувати конструктив опорних пластин, покращуючи ваші специфікації; Технічні характеристики, які є більш продуктивними, економічно обґгрунтованими, більш екологічними та приносять вам більше спокою.

HST4: розпірний анкер, який дозволяє робити більше з меншими витратами.

ПОСИЛАННЯ

[1]  Європейський комітет зі стандартизації. (2018). EN 1992-4:2018 Єврокод 2: Проєктування залізобетонних конструкцій - Частина 4: Проєктування кріплень в бетоні. Брюссель, Бельгія.

[2]  Європейська організація з технічної оцінки. (2021). Європейський оціночний документ (EAD) 330232-01-0601: Механічні кріплення для використання в бетоні. Брюссель, Бельгія.

[3]  Європейська організація з технічної оцінки. (2023). Європейський оціночний документ (EAD) 330232-01-0601-v02: Покращена стійкість до руйнування бетонного конуса для механічних кріплень для використання в бетоні. Брюссель, Бельгія, буде опубліковано.

[4]  Європейська організація з технічної оцінки. (2023). Європейський оціночний документ (EAD) 330232-01-0601-v03: Механічні кріплення зі змінною глибиною закладення для використання в бетоні. Брюссель, Бельгія, буде опубліковано.

[5]  Науково-технічний центр будівництва. (2023). Європейська технічна оцінка ETA-21/0878: Hilti HST4-R. Marne la Vallée, Франція.