ГОСТ Р 58768-2019. Национальный стандарт Российской Федерации. Анкеры пластиковые для крепления в бетоне и каменной кладке. Методы испытаний

11 Определение нормативных характеристик прочности

 

11.1 Общие положения по обработке результатов испытаний

 

11.1.1 Нормативные значения сил сопротивления в основаниях из тяжелого, легкого и ячеистого бетонов, определенные по настоящему стандарту, действительны только для значений прочности оснований и глубин установки, использованных в испытаниях. Допускается результаты испытаний, полученные в основаниях с меньшей прочностью, распространять на основания с большей прочностью без корректировки.

11.1.2 Нормативные значения сил сопротивления в основаниях из камней и блоков, определенные по настоящему стандарту, действительны только для размеров камней и блоков, используемых в испытаниях, а также для блоков больших размеров с прочностью, указанной в ИП. Информация о размерах блоков должна быть приведена в техническом паспорте.

11.1.3 Для каждой геометрии пустот в блоках испытания выполняют отдельно. Не допускается распространять результаты испытаний на блоки с отличной от испытанных геометрией пустот.

11.1.4 Обработку испытаний следует начинать с группировки испытаний с одинаковым механизмом разрушения:

- разрушение по материалу распирающего элемента (разрыв или срез);

- разрушение по контакту полимерной втулки и основания;

- разрушение от выкалывания основания;

- разрушение от раскалывания основания.

В случае, если в серии испытаний получены различные механизмы разрушения, число испытаний следует увеличить до минимального со схожим механизмом разрушения согласно 10.2.2 и 10.3.2.

11.1.5 Результаты испытаний с разрушением по материалу распирающего элемента следует пересчитывать с учетом номинальной прочности стали R_un с использованием правила преобразования согласно 11.2.3.1.

11.1.6 Результаты испытаний с разрушением по материалу основания следует пересчитывать с учетом номинальной прочности на сжатие R основания с использованием правила преобразования согласно 11.2.3.2 - 11.2.3.4.

11.1.7 Коэффициент вариации N_исп в серии испытаний следует вычислять по формуле (14). Значения коэффициента вариации не должны превышать:

- 15% - для серий стандартных испытаний;

- 20% - для серий специальных испытаний.

При превышении коэффициентом вариации указанных величин следует учитывать дополнительный частный коэффициент надежности в соответствии с 11.4.

11.1.8 Отбраковке и исключению из обработки подлежат:

- результаты испытаний с нарушенными условиями проведения испытаний или доказанными дефектами основания;

- наибольшие результаты в серии испытаний, относящиеся к маловероятным значениям по статистическим критериям оценки по ГОСТ 8.736, при уровне значимости q свыше 5%.

 

11.2 Растягивающее усилие в одиночном анкере

 

11.2.1 Определение значения по графику зависимости перемещений от усилия

11.2.1.1 Значение силы сопротивления анкера принимают равным максимальной нагрузке, зафиксированной при проведении испытаний.

Результаты испытаний, имеющие на графиках "нагрузка - перемещение" горизонтальные участки (или локальные максимумы) в интервале от 0,4N_исп до 0,8N_исп (см. рисунок 8) - при испытании в основании без трещин и от 0,4N_исп до 0,7N_исп - в основании с трещинами, свидетельствуют о наличии неконтролируемого скольжения анкера и должны быть скорректированы. В этом случае за разрушающую нагрузку следует принимать значения, вычисляемые по формуле

 

N_исп = p·N₂, (5)

 

где p - безразмерный коэффициент, принимаемый равным 1,2 - для испытаний в основании без трещин и 1,3 - для испытаний в основании с трещинами.

 

 

1, 2 - допустимые кривые; 3 - недопустимая кривая

 

Рисунок 8 - Диаграмма работы анкера "нагрузка - перемещение"

 

11.2.1.2 Результаты испытаний, имеющие на графиках "нагрузка - перемещение" горизонтальные участки (или локальные максимумы) в интервале от 0 до 0,4N_i (см. рисунок 8), свидетельствуют о нестабильной работе анкера, изделие не подлежит нормированию.

11.2.1.3 При выявлении неконтролируемого скольжения анкера под нагрузкой следует выполнить дополнительную серию испытаний из пяти анкеров. По результатам испытаний серии из 10 анкеров следует вычислить наименьшее значение понижающего коэффициента по формуле

 

(6)

 

11.2.1.4 Допустимые графики "нагрузка - перемещение" для анкеров, устанавливаемых забивкой, представлены на рисунке 9.

 

 

Рисунок 9 - Допустимые графики "нагрузка - перемещение"

для анкеров, устанавливаемых забивкой

 

Для выявления неконтролируемого скольжения анкера следует использовать следующий прием: кривую деформаций мысленно продлевают до пересечения с горизонтальной осью. При наличии положительного смещения (см. рисунок 10) считают, что при работе анкера под нагрузкой возникает неконтролируемое скольжение.

 

 

1 - продление кривой; 2 - перемещение более нуля

 

Рисунок 10 - Графики "нагрузка - перемещение"

при неконтролируемом скольжении

 

Результаты испытаний, имеющие на графиках "нагрузка - перемещение" участки, свидетельствующие о неконтролируемом скольжении, должны быть скорректированы введением понижающего коэффициента , определяемого по формуле (6).

Усилие N₂, соответствующее началу неконтролируемого скольжения, определяют согласно рисунку 11.

 

 

1 - область, где график "нагрузка - перемещение" расположен

ниже соединительной линии, что свидетельствует

о неконтролируемом скольжении

 

Рисунок 11 - Схема определения N₂ на графике

"нагрузка - перемещение" при неконтролируемом скольжении

 

11.2.2 Разрушению от выкалывания бетона основания

Теоретическое усилие, соответствующее разрушению от выкалывания бетона основания N_ult,c, Н, вычисляют по формуле

 

(7)

 

где k₂ - коэффициент, зависящий от состояния основания, принимаемый равным 9,3 для основания с трещинами и 13,2 - для основания без трещин;

R - средняя прочность бетона основания, МПа.

h_ef - эффективная глубина анкеровки, принимаемая в зависимости от типа и марки анкера согласно ИП, мм.

Если среднее значение силы сопротивления, полученное по результатам испытаний, N_m удовлетворяет условию (8), следует считать, что разрушение произошло от выкалывания бетона основания:

 

N_m >= 0,95·N_ult,c. (8)

 

11.2.3 Учет фактической прочности распирающего элемента и строительного основания

11.2.3.1 Разрушающее усилие N_i с учетом фактической прочности стали вычисляют по формуле

 

(9)

 

где N_i,исп - значение силы сопротивления i-го анкера, полученное по результатам испытаний;

R_m,nom - нормативное значение прочности стали на растяжение по таблице 3 ГОСТ ISO 898-1-2014;

R_m,i - предел прочности на растяжение для партии анкеров, использованной при выполнении испытаний, определяемый по формулам (1), (5) и (6) ГОСТ ISO 898-1.

11.2.3.2 Разрушающее усилие N_i с учетом фактической прочности тяжелого и легкого бетона строительного основания вычисляют по формуле

 

(10)

 

где B - нормативная прочность бетона, принятого в серии испытаний: 15 МПа - для бетона класса B15; 25 МПа - для бетона класса B25;

R - среднее значение фактической прочности бетона основания на сжатие, МПа.

11.2.3.3 Разрушающее усилие N_i с учетом фактической прочности основания из полнотелых и пустотелых керамических и силикатных камней и блоков вычисляют по формуле

 

(11)

 

где R - значение прочности камня по данным ИП;

R_i - значение прочности камня, полученное по результатам испытаний для партии камней или блоков, использованных при выполнении испытаний.

11.2.3.4 Разрушающее усилие N_i с учетом фактической прочности основания из ячеистого бетона автоклавного твердения вычисляют по формуле

 

(12)

 

где - минимальная плотность ячеистого бетона, принимаемая равной 350 кг/м³ для класса B1,5 и равной 650 кг/м³ - для класса B5;

- значение плотности, полученное по результатам испытаний для ячеистого бетона, использованного при выполнении испытаний.

 

11.3 Растягивающее усилие в серии испытаний

 

11.3.1 Среднее значение силы сопротивления в серии испытаний при растягивающем усилии N_m вычисляют по формуле

 

(13)

 

где n - количество испытаний в серии;

i - номер испытания.

Коэффициент вариации силы сопротивления в серии испытаний при растягивающем усилии следует вычислять по формуле

 

(14)

 

11.3.2 Нормативное значение силы сопротивления анкера в серии испытаний следует вычислять по формуле

 

(15)

 

где N_m - среднее значение силы сопротивления в серии испытаний;

k - коэффициент обеспеченности разрушающей нагрузки 0,95 при достоверности 90%, принимаемый по таблице 12;

- коэффициент вариации значения силы сопротивления в серии испытаний.

 

Таблица 12

 

Коэффициент обеспеченности разрушающей нагрузки 0,95

при достоверности 90%

 

Число испытаний	k
3	5,310
4	3,957
5	3,400
6	3,091
7	2,894
8	2,755
9	2,649
10	2,568
15	2,329
20	2,208
25	2,132
30	2,080
40	2,010
50	1,965

 

11.4 Учет коэффициента вариации в серии испытаний

 

11.4.1 При коэффициенте вариации силы сопротивления от 15% до 30% в сериях стандартных испытаний вычисляют частный коэффициент надежности по формуле

 

(16)

 

где - коэффициент вариации, %.

11.4.2 При коэффициенте вариации силы сопротивления от 20% до 30% в сериях специальных испытаний, частный коэффициент надежности следует вычислять по формуле

 

(17)

 

где - коэффициент вариации, %.

11.4.3 При коэффициенте вариации силы сопротивления более 30% нормирование прочности анкера не допускается.

 

11.5 Обработка результатов специальных испытаний

 

11.5.1 Среднее и нормативное значение силы сопротивления по результатам специальных испытаний должны удовлетворять условиям (18) и (19):

 

(18)

 

(19)

 

где N_{n,1.1 - 1.6}, N_{m,1.1 - 1.6} - нормативное и среднее значение силы сопротивления по результатам стандартных испытаний;

N_{n,2.1 - 2.10}, N_{m,2.1 - 2.10} - нормативное и среднее значение силы сопротивления по результатам специальных испытаний;

- коэффициент влияния условий специальных испытаний в серии i.j, определяемый по нормативным значениям;

- коэффициент влияния условий специальных испытаний в серии i.j, определяемый по средним значениям;

- предельно допустимое значение коэффициента влияния условий специальных испытаний в серии i.j, принимаемое по таблицам 8 и 9;

i.j - номер серии испытаний по таблицам 8 и 9.

Если серии стандартных и специальных испытаний имеют различное число испытаний, а коэффициент вариации в сериях специальных испытаний не превышает коэффициент вариации в сериях стандартных испытаний и не превышает 15%, допускается не учитывать условие (19).

11.5.2 Предельно допустимое значение коэффициента влияния условий специальных испытаний представлено в таблице 13.

 

Таблица 13

 

Предельно допустимое значение коэффициента 

 

Номер серии	Обозначение	Значение	Номер серии	Обозначение	Значение
2.1		0,95	2.5	при Tmax	0,8
2.2	при dcut,min	1,0	2.6		0,9
	при dcut,max	0,8	2.7	<*>	0,9
2.3	при dcut,max	0,75		<**>	1,0
2.4		0,8	2.9		1,0
2.5	при Tmin, Tmax,sust	1,0	2.10		0,9
<*> Значение для испытаний, выполняемых в течение 24 ч. <**> Значение для испытаний, выполняемых в течение 500 ч (см. 10.10 и таблицу 8).

 

11.5.3 Если условия (18) и (19) не выполняются, следует определять коэффициент учета результатов специальных испытаний по формуле

 

(20)

 

11.5.4 При оценке результатов испытаний серии 2.6 по 10.9:

- перемещения, экстраполированные на 50 лет вычисляют по формуле:

 

(21)

 

где - начальное смещение в испытаниях по 10.9 сразу после приложения нагрузки N_sust, определяемой по формуле (1);

t - время, на которое экстраполируется значение перемещений при определении длительных деформаций и принимаемое равным: 50 лет - при испытании при нормальной температуре окружающей среды; 10 лет - при испытании при длительной максимальной температуре окружающей среды;

a и b - коэффициенты регрессии деформаций, определяемые по результатам испытаний по 10.9;

- перемещения, экстраполированные на возраст 50 лет не должны превышать перемещения при кратковременном действии нагрузки в стандартных испытаниях:

 

(22)

 

где - перемещение по результатам стандартных испытаний согласно 12.1.1;

- перемещения, экстраполированные на 50 лет и вычисленные по формуле (21).

- если условие (22) не выполнено, испытание серии 2.6 по 10.9 должно быть выполнено повторно, с уменьшенной величиной усилия N_sust,red до тех пор, пока условие (22) не будет выполнено. При этом вычисляют дополнительный коэффициент по формуле

 

(23)

 

11.5.5 После завершения циклических испытаний серии 2.9 по 10.15 и нагружения до разрушения, среднее значение силы сопротивления должно составлять не менее среднего значения силы сопротивления в стандартных испытаниях в основании без трещин.

Если указанные выше условия не выполняются, испытание серии 2.9 по 10.15 должно быть выполнено повторно, с уменьшенной величиной усилия N_max,red до тех пор, пока указанное выше условие не будет выполнено. При этом следует рассчитать понижающий коэффициент по формуле

 

(24)

 

11.5.6 При оценке результатов испытаний серии 2.10 по 10.16:

- перемещения после 20 циклов не должны превышать 2 мм, после 1000 циклов - 3 мм;

- на полулогарифмическом графике (по оси X приведена логарифмическая шкала, по оси Y - десятичная) зависимость "количество циклов - деформации" должны быть в виде прямых линий;

- после завершения циклических испытаний и нагружения до разрушения, среднее значение силы сопротивления должно составлять более 90% от средних значений силы сопротивления при испытаниях в основании с трещиной без циклического изменения ширины раскрытия трещин.

Если указанные выше условия не выполняются, испытание серии 2.10 по 10.16 должно быть выполнено повторно, с уменьшенной величиной усилия N_p,red до тех пор, пока указанные выше условия не будут выполнены. При этом дополнительный коэффициент вычисляют по формуле

 

(25)

 

В случае, если испытания по 10.16 не выполняются, значение по формуле (20) следует принимать не более 0,7.

 

11.6 Учет корректирующих коэффициентов для растягивающего усилия

 

Нормативное значение силы сопротивления при действии продольной силы N_n вычисляют по формуле

 

(26)

 

где - наименьшее значение коэффициента в серии 2.1;

- наименьшее значение коэффициента в сериях 2.2, 2.3, 2.6, 2.7, 2.9, 2.10;

- наименьшее значение коэффициента в сериях 2.4 и 2.5;

- наименьшее значение коэффициента во всех сериях испытаний;

- наименьшее значение коэффициента по 11.4 во всех сериях испытаний;

- наименьшее значение коэффициента по 11.2.1.3 во всех сериях испытаний.

 

11.7 Сдвигающее усилие в одиночном анкере

 

11.7.1 Разрушение по стали

11.7.1.1 Силу сопротивления V_i вычисляют по формуле

 

(27)

 

где V_{i исп} - результат испытания i-го анкера на срез;

R_m - среднее значение временного сопротивления испытанных образцов по ГОСТ ISO 898-1 каждого диаметра, вычисляемое по формуле

 

(28)

 

11.7.1.2 При установке анкеров в бетоне классов B25 и более, при эффективной глубине установки анкера h_ef более 4d_nom допускается не выполнять испытание анкеров на срез. В этом случае среднее значение силы сопротивления V_m,s для основания с трещинами и без трещин допускается вычислять по формуле (29), нормативное значение силы сопротивления V_n,s - по формуле (30):

 

V_m,s >= 0,6·A_s,nom·R_m; (29)

 

V_n,s >= 0,5·A_s,nom·R_m, (30)

 

где A_s,nom - номинальная площадь поперечного сечения анкера, принимаемая в зависимости от параметров сечения. Для метрической резьбы допускается принимать по ГОСТ ISO 898-1.

11.7.2 Разрушение при выкалывании бетона

Среднее значение силы сопротивления при выкалывании бетона за анкером V_{ult ср} для основания без трещин определяют по уравнению (31), для основания с трещинами вычисляют по формуле (32)

 

V_{ult ср} >= k·N_ult,c, (31)

 

V_{ult ср} >= 0,7·k·N_ult,c, (32)

 

где N_ult,c - предельное растягивающее усилие из условия прочности при выкалывании бетона основания, определяемое по 11.2.2;

k - коэффициент, учитывающий глубину анкеровки, принимаемый равным:

k = 1,0 - для h_ef < 60 мм;

k = 2,0 - для h_ef >= 60 мм.

Примечание - Значения k могут уточняться по результатам дополнительных испытаний группы из четырех анкеров на действие поперечных сил по ГОСТ Р 56731.

 

11.8 Сдвигающее усилие в серии испытаний

 

11.8.1 Среднее значение силы сопротивления в серии испытаний V_m при сдвигающем усилии вычисляют по формуле

 

(33)

 

где n - количество испытаний в серии;

i - номер испытания.

11.8.2 Коэффициент вариации силы сопротивления при сдвигающем усилии в серии испытаний вычисляют по формуле

 

(34)

 

11.8.3 Нормативное значение силы сопротивления анкера в серии испытаний при сдвигающем усилии вычисляют по формуле

 

(35)

 

где k - коэффициент обеспеченности разрушающей нагрузки 0,95 при достоверности 90%, принимаемый по таблице 12;

- коэффициент вариации силы сопротивления в серии испытаний.

11.8.4 Коэффициент надежности для разрушения при действии поперечных сил вычисляют по формулам

 

(36)

 

(37)

 

где R_yn - нормативный предел текучести стали, указанный предприятием-изготовителем;

R_un - нормативный предел прочности стали, указанный и гарантированный предприятием-изготовителем, а также подтвержденный испытаниями.

 

11.9 Учет корректирующих коэффициентов для сдвигающего усилия

 

Нормативное значение силы сопротивления при действии поперечной силы V_n вычисляют по формуле

 

(38)

 

11.10 Разрушение при раскалывании основания

 

11.10.1 Оценку результатов испытаний серии 1.9 выполняют по уравнению

 

N_m,1.9 >= 0,95·N_{m,1.1 - 1.3}, (39)

 

где N_m,1.9 - среднее значение силы сопротивления анкера в серии 1.9;

N_{m,1.1 - 1.3} - среднее значение силы сопротивления анкера в сериях 1.1 - 1.3 по таблицам 5 - 7, в зависимости от выбранной программы испытаний.

Если условие (39) не выполняется, увеличивают c_cr,sp и испытания повторяют до выполнения данного условия.

Если при увеличении c_cr,sp до величины 3h_ef условие (39) не выполняется, увеличивают минимальную толщину основания h_min и испытания повторяют до выполнения данного условия.

Примечание - Эффективная глубина анкеровки h_ef пластиковых анкеров не совпадает с глубиной установки h_nom. Эффективную глубину анкеровки вычисляют по формуле (7) по результатам стандартных испытаний в основании без трещин.

 

11.10.2 Результаты испытаний серии 1.10 для анкеров, устанавливаемых завинчиванием распирающего элемента, следует оценивать по уравнению

 

(40)

 

где T_u,5% - нормативное значение момента затяжки при образовании трещин или разрушении анкера в серии испытаний 1.10, вычисленное по формулам (13) - (15), заменяя N на T;

T_inst - момент затяжки, определяемый по ИП, результатам испытаний серии 2.8 или испытаниям 10.11.

В случае если условие (40) не выполняется, увеличивается минимальное краевое и межосевое расстояния. Испытания проводят до выполнения условия (40).

11.10.3 Оценку результатов испытаний серии 1.10 для анкеров, устанавливаемых забивкой распирающего элемента, выполняют по визуальным признакам наличия или отсутствия трещин после установки анкера в проектное положение и нанесение одного дополнительного удара забивным устройством, предусмотренным ИП.

 

11.11 Контроль момента затяжки

 

Результаты испытаний серии 2.8 для анкеров, устанавливаемых завинчиванием распирающего элемента, следует оценивать по соответствию следующему условию:

 

(41)

 

где - нормативное значение отношений максимального момента и момента при достижении проектного положения, определяемое по формулам (13) - (15) заменяя N_i на , вычисляемое по формуле

 

(42)

 

Если условие (41) не выполняется, все специальные испытания следует выполнять с установкой анкеров ввинчиванием с моментом 1,37T_inst.