У цьому документі представлена та пояснена концепція, визначена EAD 330076-00-0604 для проєктування металевих ін’єкційних анкерів у кам’яній кладці. Він надає інформацію про застосування, нормативну базу, кваліфікацію матеріалу основи та швидкий огляд технічної процедури проєктування. 

Передмова  

Кам'яна кладка є одним з найдавніших видів мистецтв і ремесел, і вона використовувалася всіма стародавніми цивілізаціями. 

Ми можемо описати її як будівельну систему, що використовується в будівельних конструкціях (стіни, колони, стелі, бруківки тощо) шляхом вирівнювання/накладання окремих блоків (цегла, бетонний блок, камінь…), зібраних разом з використанням зв'язувального розчину або без нього. 

Сьогодні вона все ще широко використовується з великою різноманітністю вибраних елементів кладки: глина, бетон, силікат кальцію, камінь тощо. 

Кам'яні роботи можна зустріти практично в усіх типах конструкцій і будівель.

Анкерні кріплення в кам’яній кладці необхідні як для реконструкції, так і для нових будівельних проєктів.

Ще кілька років тому не існувало офіційних рекомендацій щодо проєктування кріплень для кам'яної кладки, тому інженери зазвичай приймали рекомендовані навантаження з технічних таблиць постачальників анкерів і застосовували «розумний» коефіцієнт надійності, що підтверджувався інженерною оцінкою, випробуваннями на матеріалах основи, проведеними на місці, і накопиченим досвідом. 

Випуск рекомендацій ETAG029 (нещодавно замінених на EAD 330076-00-0604) приніс нову та довгоочікувану концепцію Кваліфікації, Випробувань на місці та Проєктування металевих ін'єкційних анкерів для використання у кам'яній кладці. 

Рис. 1. Системи кріплення кам'яної кладки потребують Європейської технічної оцінки (ETA), щоб дозволити проєктування відповідно до рекомендацій EAD. 

У цій статті буде розглянуто професійне та акредитоване проєктування з використанням EAD 330076-00-0604. 

Перше питання: чи знаєте ви свій матеріал основи? 

Європейські технічні оцінки систем кріплення кам'яної кладки зазвичай надають технічні дані для анкерів у кількох цеглах / типах цегли з різних матеріалів і конфігурацій.

Рис. 2. Приклад – патент на типи цегли на основі ETA систем HILTI HIT-HY 270 та 170 

Отже, перед початком проєктування інженер повинен знати геометрію та властивості цегли, у якій будуть встановлені анкери, і використовувати наступне дерево рішень.

Рис. 3. Дерево рішень – два джерела технічних даних: ETA або випробування на місці (OST) 

Отже, або цегла в застосуванні охоплюється ETA, і таким чином відповідні дані (опір, крайова і міжосьова відстань, глибини закладення, властивості монтажу) можуть бути взяті безпосередньо для проєктування, або необхідно виконати випробування на місці (OST) для оцінки опору цегли. 

Коли необхідно виконати випробування на місці 

EOTA TR053 надає рекомендації щодо виконання та оцінки випробувань на місці (OST). Ретельний аналіз цієї теми виходить за рамки цієї статті, але слід звернути увагу на кілька основних аспектів: 

• Необхідно проводити лише випробування на розтягування – опір зсуву можна визначити за опором на розтяг 
• Два типи випробувань: Випробування на висмикування (руйнівне, граничне навантаження) та Випробування на пробне навантаження (неруйнівне, для певного проєктного навантаження) 
• Необхідно вибрати еталонну цеглу з ETA того ж типу і матеріалу, що й цегла в застосуванні. Ця цегла з ETA встановлює максимальні навантаження (NrkETA,VrkETA), які слід взяти з оцінки, і слугуватиме основою для параметрів, що використовуються при проєктуванні анкера. 
• EOTA TR053 визначає кількість випробувань, які необхідно виконати (від 5 до 15), а також різні статистичні рівняння / методи оцінки в залежності від кількості та типу випробувань. У більшості цих рівнянь враховується вплив коефіцієнта β, змінної, яка враховує різний вплив різноманітних умов монтажу / використання, наведених у ETA для кожної еталонної цегли. 

Тепер опір цегли відомий – як продовжити Проєктування? 

EOTA TR054 встановлює концепцію проєктування металевих ін'єкційних анкерів для використання в кам’яній кладці. Він містить детальне визначення процедури розрахунку для 8 можливих режимів відмови: 

Рис. 4. Режими відмови при розтягуванні та зсуві, які необхідно перевірити та поєднати  

Режим відмови: Руйнування металевої частини (розтяг / зсув) 

• Оцінка для найбільш навантаженого анкера 
• Подібно до перевірки анкерів у бетоні 
• γMs , Nrk,s , Vrk,s та Mrk,s слід взяти з ETA 

Рис. 5. Руйнування металевої частини: розтяг і зсув  

Режими відмови: Висмикування анкера і виколювання цегли (розтяг) 

• Оцінка для найбільш навантаженого анкера + групи анкерів 
• Подібно до висмикування та відмови бетонного конуса для анкерів у бетоні 
• Значення NRk,p, NRk,b, γM слід взяти з ETA 
• ETA надає лише одне значення для обох режимів відмови, враховуючи NRk,p= NRk,b  (навантаження для відмови, залежно від того, який режим відбудеться першим) 

Рис. 6. Режими відмови при висмикуванні анкера і виколюванні цегли (розтяг) 

Існує багато факторів, які впливатимуть на Розрахунковий опір для режимів відмови при Висмикуванні та Виколюванні цегли. Ці фактори можна розділити на дві категорії: 

Фактори, що впливатимуть на вибір значення з Таблиць навантажень ETA: 

• Розташування та відстань між анкерами на стіні 
• Орієнтація цегли на стіні 
• Спосіб очищення 
• Категорія використання: суха або волога конструкція 
• Діапазон температур під час експлуатації  

Фактори, які будуть множити значення, вибране з Таблиць навантажень ETA:

• Групові фактори 
• Вплив вертикальних швів (заповнені/незаповнені; видимі/невидимі) 

Рис. 7. Приклади деяких параметрів, які впливатимуть на Розрахунковий опір  

Режим відмови: Висмикування однієї цеглини (розтяг) 

• Оцінка для загального навантаження - анкер або група анкерів 
• Відсутність подібності до будь-якого режиму відмови в бетоні 

Рис. 8. Розрахунок «висмикування однієї цеглини» залежить від міцності розчину та розкладки цегли  

Режими відмови: Місцеве руйнування цегли та Руйнування краю цегли (зсув) 

• Оцінка для ефективних анкерів 
• Подібно до режимів виколювання бетону та розколювання краю бетону 
• Значення VRk,b, VRk,c, γM слід взяти з ETA 
• Подібні фактори впливу, як і в режимах висмикування та виколювання при розтягуванні 

 
Рис. 9. Місцеве руйнування цегли та Руйнування краю цегли (зсув) 

Режим відмови: Виштовхування однієї цеглини (зсув) 

• Оцінка для загального навантаження - анкер або група анкерів 
• Відсутність подібності до будь-якого режиму відмови в бетоні 

Рис. 10. Розрахунок «виштовхування однієї цеглини» залежить від міцності розчину та розкладки цегли  

Режими відмови: Комбінація Навантажень N + V 

Рис. 11. Перевірка комбінації навантажень N + V для режимів відмови анкера

Резюме 

Вимогливі застосування в Кам'яній кладці тепер можуть мати професійне та акредитоване проєктування з використанням систем кріплення з ETA відповідно до EAD 330076-00-0604. 

Технічні дані ETA можуть бути використані безпосередньо для проєктування або слугувати довідкою для оцінки Випробувань на місці у випадку, якщо опір матеріалу основи невідомий / не покривається. 

Як Hilti може допомогти далі? 

Будь ласка, відвідайте нашу онлайн-сторінку Hilti (www.hilti.ua) щоб дізнатися більше про: 

• Системи кріплення для кладки HIT-HY 170 та 270 для максимальної продуктивності в інженерних застосуваннях 
• Інженерні Послуги Hilti → послуга Випробувань на місці 
• Profis Engineering: підпишіться на новий та унікальний модуль Profis Engineering Masonry для розрахунку анкерів в цегляній кладці