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Ein Hersteller ruft an einem Freitag an: Eine 12 Meter lange Stahlsäule landet auf einer Grundplatte, die bereits für 3/4-10 Löcher gebohrt ist, das Fundament wurde drei Wochen lang gegossen und ausgehärtet, und auf der Verankerungsliste auf der Zeichnung steht immer noch „vor Ort gegossen“. An der Schraube ändert sich nichts. Alles an der Ankerfamilie muss.
Das ist die normale Form des Problems. Bei den meisten Verankerungsfehlern handelt es sich eher um Spezifikationsfehler als um Lastfehler. Ein 3/4-Zoll-Keilanker, der in ein mit einem Millimeter Übermaß gebohrtes Loch gesteckt wird, gibt einen messbaren Teil seiner Spannkapazität auf, bevor der Drehmomentschlüssel in die Hand genommen wird, und eine Betonschraube, die mit einem abgenutzten SDS-Bohrer eingedreht wird, schneidet ein Gewinde, das nie vollständig in den Untergrund eingreift. Bei der Auswahl der Arten von Betonankerbolzen geht es in Wirklichkeit darum, die Toleranzen zu bestimmen, die Ihr Team einhalten muss, das Inspektionssystem, an dem Sie gemessen werden, und die Kosten pro installiertem Anker und nicht die Kosten pro Stück.
Die kurze Antwort: Vor Ort eingegossene Ankerbolzen – L-Bolzen, J-Bolzen und Kopfstangen gemäß ASTM F1554 – bleiben die günstigste und stärkste Option, solange der Beton noch offen ist. Sobald der Guss ausgehärtet ist, erledigen vier nachträglich installierte Familien fast die gesamte Arbeit: drehmomentkontrollierte Keilanker, Hülsenanker, Betonschrauben und Klebeanker. Nur drehmomentkontrollierte Spreizdübel und Klebedübel sind im Allgemeinen für die Kategorien gerissener Beton und Erdbeben geeignet, sodass bei einem Projekt, das durch ACI 318 Kapitel 17 geregelt wird, alles andere nicht in Frage kommt, ganz gleich, was auf der Verpackung behauptet wird.
Die Familien unterscheiden sich in einer grundlegenden Frage: Wie überträgt der Anker die Last in den Beton – durch Lagerung, durch Reibung, durch einen mechanischen Schlüssel oder durch eine chemische Bindung? Alle anderen Eigenschaften, von der Lochtoleranz bis zur Frage, ob der Anker entfernt und wiederverwendet werden kann, ergeben sich aus dieser Antwort.
Wird vor oder während des Gießens eingestellt, sodass der Beton selbst zum Lastpfad wird. L-Bögen, J-Bögen und Stangen mit Kopf in F1554 Güte 36, 55 oder 105 decken die meisten Säulenbasen ab; Die Feuerverzinkung ermöglicht den Außenbereich. Nichts, was nachträglich installiert wird, entspricht der Kapazität pro Dollar, aber es gibt keine Toleranz für einen Layoutfehler, sobald der Beton ausgehärtet ist.
Beim Anziehen der Mutter dehnt sich ein Clip gegen die Bohrlochwand aus. Zweiteiliges Design, Durchsteckmontage, die breiteste Zulassungsbasis aller mechanischen Anker. Es erfordert außerdem die engste Lochtoleranz der Familie – etwa einen halben Millimeter beim Nennbohrdurchmesser – sowie einen großzügigen Randabstand, um die volle Kapazität zu erreichen.
Eine geschlitzte Hülse dehnt sich beim Anziehen der Schraube aus, sodass sich die Last über eine längere Länge des Lochs verteilt. Verzeiht ein übergroßes Loch besser als ein Keil, und die Schraube kann entfernt und wieder eingebaut werden. Bei flacher Einbettung lässt die Kapazität schnell nach, weshalb es sich für leichte bis mittlere Beanspruchungen für Regale, Handläufe und MEP-Stützen eignet.
Innengewinde, mit einem Setzwerkzeug bündig einstellen und dann mit einem Bolzen oder einer Gewindestange belasten. Schnell, günstig und von allen Typen am empfindlichsten bei der Lochreinigung. Verschiebungsanker sind nicht für gerissenen Beton geeignet und gehören daher zu statischen Befestigungen mit geringen Auswirkungen: Rohraufhängungen, Beschilderungen, Kabeltrassen.
Der Anker schneidet sein eigenes Gewinde in den Beton. Die Installation dauert nur wenige Sekunden, es gibt keine Expansionskraft, die gegen eine nahegelegene Kante drückt, und es kann mit einer Steckdose herausgezogen werden. Es benötigt ein Loch innerhalb von etwa einem halben Millimeter des Nennwerts und eine saubere Bohrung mit voller Tiefe. Im Loch verbleibender Staub kann mehr als die Hälfte der getesteten Kapazität kosten.
Bond trägt die Last in den Untergrund, und der „Anker“ ist oft nur ein Stück einer durchgehenden Gewindestange oder ein Bewehrungsdübel in einem Injektionsloch. Höchste Kapazität pro Millimeter Einbettung, geringste Belastung benachbarter Kanten und die Familie, die randnahe und rissige Bedingungen am zuverlässigsten bewältigt. Die Kompromisse sind Aushärtezeit, Substrattemperaturgrenzen und strenge Lochreinigung.
Beim Ortbetonieren kommt es in der Regel eher auf eine gebogene Stange als auf ein Katalogbefestigungselement an: 3/4-10 oder M20, feuerverzinkt, bestellt nach ASTM F1554, Güteklasse 36 für allgemeine Säulenbasen und Güteklasse 55, wenn das Design mehr erfordert. Die Biegegeometrie ist ebenso wichtig wie die Neigung, da der Haken die Stange ausdehnen muss, ohne den Beton unmittelbar um ihn herum zu zerdrücken.
ASTM F1554 Ankerbolzen aus feuerverzinktem Kohlenstoffstahl Vor Ort eingegossener Fundamentbefestiger mit freiliegendem Gewindeende, geeignet für strukturelle Verankerungen und Konstruktionsbefestigungen, bei denen es auf gebogene Stabverankerungen und verzinkten Korrosionsschutz ankommt. Produkt anzeigen → Der folgende Vergleich stellt die sechs Familien anhand der Variablen dar, die tatsächlich über eine Standortentscheidung entscheiden: was das Bohrloch halten muss, wie viel Spannung der Anker entwickelt, ob er wieder herauskommen kann, ob er in gerissenem Beton zulässig ist und wie hoch die Installationskosten sind.
Zwei Spalten verdienen Aufmerksamkeit. Lochtoleranz erfordert Nacharbeit: Ein Keilanker in einem übergroßen Loch kann nicht mit zusätzlichem Drehmoment gerettet werden, und die praktische Lösung vor Ort besteht darin, den Durchmesser zu erhöhen oder auf einen chemischen Anker umzusteigen. Die Einstufung von gerissenem Beton ist eher ein binäres Kriterium als eine Präferenz – wenn der Ingenieur das Grundmaterial als gerissen gekennzeichnet hat, dürfen überhaupt nur zugelassene Spreiz- und Klebeanker verwendet werden.
Die Einbettungstiefe ist der stärkste Hebel bei der Ankerauswahl und derjenige, bei dem der Wert am häufigsten außer Acht gelassen wird. Die nachstehende Tabelle zeigt einen indikativen Tragfähigkeitsindex für einen drehmomentkontrollierten Keilanker mit 12 mm Durchmesser in ungerissenem Beton mit einem Druck von 30 MPa bei zunehmender effektiver Einbettung.
Die Beziehung ist nicht linear, und das ist der Punkt. Der Übergang von 60 mm auf 100 mm effektive Einbettung bringt etwa 60 Prozent mehr Kapazität bei einer um einige Sekunden längeren Bohrzeit. Durch die Kürzung der Einbettung von 100 mm auf 60 mm zur Einsparung eines längeren Bohrers verschiebt sich die Fehlerart von einem Bruch des duktilen Stahls zu einem plötzlichen Herausziehen des Betonkegels, was den Unterschied zwischen einem Inspektionsbericht und einem Vorfallbericht ausmacht.
Die wirklich verborgenen Zahlen sind Kantenabstand und -abstand. Ein Anker, der 100 mm von einer freien Kante entfernt platziert wird, liefert möglicherweise nur die Hälfte der Katalogkapazität, und zwei Anker, die näher beieinander liegen als das Dreifache der Einbindetiefe, interagieren miteinander und können jeweils 30 bis 50 Prozent verlieren. Diese beiden Zahlen erscheinen selten in einem Ankerplan und erklären, warum ein Prüflasttest bei einem Anker, der genau gemäß dem Datenblatt installiert wurde, gelegentlich fehlschlägt.
Der Verbrauch an Betonankern ist nicht gleichmäßig verteilt. Die folgende Aufteilung spiegelt wider, wo sich das Volumen befindet und, was noch nützlicher ist, welche Sektoren welche Installationsmethoden tolerieren.
Bei Nachrüst- und Regalarbeiten verdienen die nachinstallierten Familien ihren Anteil, denn der Beton ist bereits vorhanden und niemand wird ihn herausbrechen, um einen Stab einzubetten. Die Infrastruktur bleibt oben an Ort und Stelle eingegossen, da ein 2-mm-Platzierungsfehler in einem Brückenlager nicht mit einer Klebekartusche korrigiert werden kann.
Die Reihenfolge ist wichtiger als die Marke. Derselbe Anker, der mit dem falschen Bohrer oder in einem nie gereinigten Loch installiert wird, verhält sich wie ein anderes und schwächeres Produkt. Die folgende Reihenfolge der Vorgänge wird von einem Prüfer rekonstruiert, wenn etwas fehlschlägt.
Die meisten Site-Ausfälle sind auf die Schritte drei und vier zurückzuführen. Ein mit einem abgenutzten Bohrer gebohrtes Loch ist konisch, sodass der Spreizclip nur die Oberseite der Bohrung berührt. Ein mit einem schmutzigen Kompressor ausgeblasenes Loch drückt Ölnebel in dieselbe Bohrung, an der der Klebstoff haften soll. Beide Fehler sind nach der Installation unsichtbar und zeigen sich beide bei einem Prüflasttest.
Ein Detail, das bei Ortbetonarbeiten übersehen wird, ist, dass die Stange nur die Hälfte einer Baugruppe darstellt. Schwere Sechskantmuttern, die auf die Stangensorte abgestimmt sind, erzeugen tatsächlich die Vorspannung, und eine Mutter mit der falschen Prüflast verwandelt eine korrekt spezifizierte F1554-Stange in eine Verbindung ohne Nennleistung.
ASTM A194 B7 schwarze schwere Sechskantmuttern Hochfeste, schwere Sechskantmuttern passend zu A193 B7-Schrauben für Hochtemperatur-Flanschverbindungen, die zur Aufrechterhaltung der Vorspannung in Druckleitungen und petrochemischen Anwendungen beitragen. Produkt anzeigen → Stückpreis und Installationskosten sind unterschiedliche Zahlen, und nur eine davon gehört in ein Budget. Arbeitsaufwand, Bohrzeit, Inspektion und die Wahrscheinlichkeit einer Nacharbeit beeinflussen die Rangfolge.
Ein gebogener F1554-Stab ist bei den Materialkosten klar der Gewinner, aber nur, wenn der Zeitplan es zulässt, ihn vor dem Gießen zu platzieren. Bei später Bestellung wird es zur teuersten Option auf der Liste.
Betonschraubes for light duty, wedge anchors where an approval is mandatory. Both install in under a minute, which is where the real saving sits.
Klebeanker erreichen trotz des höchsten Stückpreises die höchste Kapazität pro Millimeter Verankerung und engste Randabstände.
Die Kluft zwischen den Familien besteht hauptsächlich aus Arbeit und Risiko. Die Reparatur eines ausrangierten Ankers kostet ein Vielfaches seines Stückpreises, da die Reparatur normalerweise das Bohren eines größeren Lochs, das Schneiden und erneute Schweißen einer Grundplatte oder das Versetzen einer Halterung erfordert. Bei Geräten mit starken Vibrationen bleibt der billigere Spreizdübel, der alle sechs Monate eine erneute Überprüfung des Drehmoments erfordert, selten lange günstiger.
Bei Nachrüstarbeiten werden auch nicht standardmäßige Teile eingebaut – längere Stangen, spezielle Kopfgeometrie, einmalige Beschichtungen –, was normalerweise über eine gehandhabt wird OEM/ODM-Programm statt einer Katalogbestellung, und es lohnt sich, dieses Gespräch zu beginnen, bevor der erste Anker gebohrt wird, nicht danach.
Wenn bei der Konstruktion eine Stange mit durchgehendem Gewinde als selbstklebende Ankerstange verwendet wird, was bei Nachrüstdübeln und Maschinenverankerungen üblich ist, wird die Stange normalerweise nach ASTM A193 B7 oder A320 L7 bestellt und nicht als einfache handelsübliche Schraube, damit die Stahlsorte mit dem Rest der Baugruppe übereinstimmt.
3/4 x 10 Zoll ASTM A193 B7 Gewindestange Gewindestange aus hochfester Legierung für Flansche, Baustahlverankerungen und schwere Maschinen; Wird in den Ausführungen Zink, Schwarzoxid oder feuerverzinkt angeboten. Produkt anzeigen → In Nordamerika fallen nachträglich installierte Anker in Beton unter ACI 318 Kapitel 17. Dem Kapitel ist es egal, was auf der Verpackung steht; es verweist auf die Genehmigungsunterlagen.
Außen- und Nassbereiche entscheiden über das Finish, lange bevor sie über den Ankertyp entscheiden. Feuerverzinkung und Zinklamellenbeschichtungen verhalten sich über eine Lebensdauer von zwanzig Jahren sehr unterschiedlich, und die Kombination von Edelstahlmuttern mit verzinkten Stangen in einer nassen Umgebung führt zu einem galvanischen Angriff genau an der Stelle, an der die Last übertragen wird. Einen praktischen Überblick über das Beschichtungsverhalten finden Sie in diesem Leitfaden Auswahl der Schraubenoberflächenbehandlung .
Wählen Sie die Familie vor der Teilenummer aus. Wenn der Beton noch offen ist, ist ein gebogener F1554-Stab die kostengünstigste Kapazität, die Sie kaufen können, und die einzige Disziplin, die erforderlich ist, ist die Genauigkeit der Anordnung. Wenn der Guss ausgehärtet ist, entscheiden Sie sich zwischen Spreiz-, Schraub- und Klebeankern im gerissenen Betonzustand, der Lochtoleranz, die Ihr Team tatsächlich einhalten kann, und den Kosten für einen falschen Anker – dann kaufen Sie die Stange und die passende Mutter als eine Baugruppe, nicht als zwei separate Einzelposten.
M10×300 Kohlenstoffstahl Güteklasse 8.8, verzinkte Vollgewindestangen
Kohlenstoffstahl M16×300, Güteklasse 8.8, verzinkt/schwarz, Vollgewindestange
M16×300 Kohlenstoffstahl Güteklasse 8.8 PTFE-Beschichtung (blau) Gewindestangen
1-8 UNC *5" Gewindestangen aus legiertem Stahl ASTM A193 B7
3/4"×10" Gewindestangen aus legiertem Stahl B7, verzinkt / schwarzoxidiert / feuerverzinkt
Gewindestangen/Stehbolzen aus legiertem Stahl M27×300, B7, PTFE-/Dacromet-Beschichtung
1-8 UNC × 5" Gewindestangen aus legiertem Stahl ASTM A193 B7 / L7
L7 verzinkt/Schwarz/HDG-Oberfläche 3/4*10" Vollgewindestange
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