Дюбеля и анкера

Дюбель - это приспособление, которое вбивается в стену или основную деталь, в него ввинчивается шуруп или винт, при этом дюбель расширяется и вынуть его невозможно. Дюбеля бывают металлическими и пластмассовыми. Металлические применяются для плотных материалов (например, бетон), пластмассовые - в основном для дерева. В металлическом дюбеле расширение меньше, чем в пластмассовом, он выдерживает большие нагрузки и применяется для тяжеловесных конструкций. Конечно, стоит металлический дюбель значительно дороже. Существуют дюбеля с полипропиленовыми или нейлоновыми втулками. Нейлоновые дюбеля более практичны. Но и цена на них значительно выше по сравнению с другими. Используются такие дюбеля для крепления тяжелых конструкций.

Нейлоновый дюбель может выдержать нагрузку 225-450 кг " для бетона В25 и 160-380 кг " для кирпича. Что же касается стального распорного дюбеля, то ему можно доверить массу 1000-5500 кг (для бетона В35).

Универсальный полиэтиленовый дюбель выдерживает, в зависимости от размера и модификации, максимальную нагрузку в среднем от 80 до 750 кг - для бетона класса прочности В25, 80-340 кг - для кирпича, 80-160 кг - для пустотелого кирпича, 20-45 кг - для гипсокартона.

Основные конструктивные особенности

Обычный дюбель состоит из двух частей. Нераспорная часть дюбеля определяет диапазон возможных для применения шурупов и предохраняет наружный слой базового материала от разрушения, она может снабжаться бортиком (головкой) для осевой фиксации дюбеля в отверстии (дюбель не «проваливается» в отверстие), при отсутствии которого дюбель может устанавливаться в глубине отверстия. Обычно в этой части делаются продольные острые выступы для фиксации дюбеля в отверстии.

Распорные дюбели фиксируются в основном материале за счет сил трения, возникающих в процессе расклинивания дюбеля, для чего и служит вторая – распорная часть, которая при вворачивании шурупа стремится расшириться и деформируется, плотно прижимаясь к стенкам отверстия.

Основные элементы дюбеля

• стопорные элементы – удерживают дюбель от проворачивания
• осевой канал обеспечивает осевое направление шурупа
• уступы, зубцы, на наружной поверхности распорной части увеличивают трение между дюбелем и материалом основания
• направляющий конус облегчает вхождение дюбеля в отверстие
• распорная часть изготавливается рассеченной – для минимизации усилий ее собственной деформации при закручивании шурупа, число рассечений определяет количество направлений распора

По количеству направлений распора различают:

• Двухраспорные
• Трехраспорные
• Четырехраспорные

Классические двухраспорные дюбели наиболее распространены. Однако распор в двух противоположных направлениях предопределяет высокую неравномерность распределения давления на стенки отверстия, и при установке дюбеля требуется строго вертикальная его ориентация в отверстии (в направлении приложения поперечной силы).

Многораспорные дюбели лишены этого недостатка, распределения давления у них более равномерное, ориентация дюбеля произвольная. Вместе с тем, в случае необходимости установки дюбеля близко к краю стены двухраспорный дюбель при правильной установке (параллельно краю) может оказаться более эффективным за счет снижения вероятности откола края.

Классификация дюбельных креплений

• по виду материала базовой основы
• по принципу крепления
• по величине, характеру и направлению прилагаемых нагрузок
• по конструкции дюбеля и области применения
• по материалу, из которого изготовлен дюбель

Классификация дюбелей по конструкции и области применения

• Распорные дюбели общего назначения
• Универсальные (многофункциональные, многосторонние) дюбели
• Рамные (фасадные) дюбели
• Ударные дюбели
• Дюбели для пустотелых и тонкостенных основ
• Специальные дюбельные крепления

 Распорные дюбели общего назначения.

Применяются в основном в сплошных строительных материалах (бетон, камень, кирпич и т.д.), выпускаются и удлиненные конструкции для использования их также в полых и мягких стеновых материалах. В последнем случае фиксация дюбеля осуществляется не только за счет трения, но и за счет создания внутренних упоров при деформации дюбеля в отверстии или деформации (уплотнении) самого базового материала.

Дюбели общего назначения различаются по конструкции:

- по наличию или отсутствию буртика;

- по конструкции фиксирующих элементов (усы, шипы, элероны);

- по количеству направлений распора (по «распорности»).

 Универсальные (многофункциональные, многосторонние) дюбели.

По конструкции универсальные дюбели близки к дюбелям общего назначения, но благодаря ряду дополнительных элементов они имеют существенно более широкий диапазон базовых материалов, в которых могут устанавливаться. В отличие от дюбелей общего назначения универсальные дюбели устанавливаются не только в сплошных основах, но и в тонкостенных строительных материалах (гипсокартонных и гипсоволоконных плитах, листах ДСП и т.п.). В последнем случае фиксация осуществляется не за счет трения при распоре дюбеля в отверстии, а за счет создания внешнего. Для этого дюбель соответствующим образом деформируется в процессе вворачивания в него шурупа. Выделяются два наиболее  распространенных случая создания упора:

- за счет складывания дюбеля и создания упорного ригеля;

- за счет скручивания дюбеля в узел.

Но следует иметь в виду, что хотя универсальные дюбели выполняют те же функции, что и обыкновенные (и более того), но уступают обычно последним по несущей способности (выдерживают меньшие нагрузки). Поэтому при выполнении ответственных креплений необоснованное применение универсальных дюбелей не целесообразно.

 Рамные (фасадные) дюбели.

Используются для креплений достаточно тяжеловесных конструкций, коммуникаций, реек и балок, деревянной и металлической обрешетки фасадов, при установке окон и дверей, кронштейнов, держателей и шин вентилируемых фасадов и т.п. Рамные дюбели чаще всего применяют, когда на крепление действуют серьезные поперечные силы и изгибающие моменты. Для повышенной несущей способности в этой связи необходимо более глубокое заглубление дюбеля с шурупом в базовой основе по сравнению с распорными дюбелями общего назначения. Кроме того, рамные дюбели применяются обычно при сквозном монтаже (когда дюбель проходит в базовый материал насквозь через закрепляемое изделие). Поэтому рамные дюбели изготавливаются значительной длины, и конструктивно представляют собой разновидность распорных дюбелей с увеличенной начальной не распорной частью.

В связи со сквозным монтажом рамных дюбелей они всегда выпускаются с буртиком (головкой), причем головка может быть как потайной (для заглубления дюбеля вместе с шурупом в материал закрепляемого изделия), так и цилиндрической. Как и обычные распорные дюбели они могут быть как двух-, так и многораспорными, аналогично распорным могут иметь разные конструкции фиксирующих элементов (усы, элероны и т.п.). Специфическим для рамных дюбелей является разделение их на:

- дюбели с одной распорной зоной;

- дюбели с двумя распорными зонами.

Если первые предназначены для установки в сплошных материалах, то вторые ориентированы на применение, как в сплошных, так и в материалах с внутренними пустотами (щелевой кирпич) или материалах с малой прочностью на сжатие (например, в газобетоне). Удлиненная распорная часть гарантирует большую прочность крепления за счет анкеровки в нескольких перегородках базового материала с пустотами, а также за счет большей площади сцепления в «слабых» материалах.

Ударные дюбели (быстрый монтаж).

Предназначены для крепления деревянных реек, рам, плинтусов, подвесных потолков, кабельных каналов, зажимов и прочего с возможностью сквозного монтажа. Особенностью применения гвоздевых дюбелей является то, что они используются не с шурупом, а со специальным винтовым гвоздем, и их быстрый монтаж осуществляется не завинчиванием, а забиванием указанного гвоздя молотком.

Конструктивно они достаточно просты и представляют собой облегченный вариант двухраспорных рамных дюбелей, в которых отсутствуют стопорные элементы (в них нет необходимости, т.к. при монтаже крутящий момент не прикладывается). Различаются гвоздевые дюбели конструктивно в основном по форме головки (буртика):

- дюбели с потайной головкой;

- дюбели с цилиндрической головкой;

- дюбели с грибовидной головкой.

 Дюбели для пустотелых и тонкостенных основ.

Для креплений в пустотелых и тонкостенных материалах (гипсокартонные плиты, гипсоволоконные плиты, древостружечные плиты – ДСП, фанера и т.д.) можно использовать универсальные дюбели. Но существует достаточно широкая группа дюбелей специально предназначенных для креплений к таким основам. Они обеспечивают только один

способ крепления – анкеровка формой за счет внешнего упора, который создается с обратной стороны тонкостенной основы. Наиболее известны дюбели типа «бабочка», выпускаемые многими производителями.

Специальные дюбельные крепления.

Широкий круг дюбельных креплений, которые имеют узкое назначение либо для установки в определенном материале, либо для крепления определенных устройств, относятся к специальным. Среди них можно выделить:

- дюбели для гипсокартонных листов;

- дюбели для крепежных деталей с метрической резьбой;

- дюбели для крепления термоизоляции;

- дюбели для креплений в пенобетоне (газобетоне);

- для креплений к пенопластовым, полистироловым, полиуретановым основам;

- дюбельные системы для крепления сантехнических устройств;

- дюбели для строительных лесов;

Материалы дюбелей

Наилучшими материалами для изготовления дюбелей на сегодня являются пластмассы, в частности термопластичные пластмассы, которые проще называют словом «пластики» (из греческого языка, обозначает материал, который может быть спрессован или сформован в любую форму по выбору). Среди пластиков для производства дюбелей используются:

• Полиэтилен (ПЭ)
• Полипропилен (ПП)
• Полиамид-6  (нейлон)

Полиэтилен (ПЭ) высокого или низкого давления – кристаллизующийся полимер, относящийся к предельным углеводородам со структурной формулой (-CH2–CH2-)n – продукт полимеризации бесцветного газа этилена.

Полипропилен (ПП) – производная этилена, предельный углеводород со структурной формулой (-CH2–CH(CH3)-)n.

Полиамид-6 или полиамид-66 (ПА) (другие названия: поликапроамид, поликапролактам, капрон, нейлон, анид и др.) – азотосодержащий полимер со структурной формулой (-NH-(CH2)5-CO-)n.

Сравнение трех вышеперечисленных пластиков по их свойствам показывает, что наилучшим сочетанием свойств обладает полиамид (нейлон), хотя он и более дорогостоящ. Именно он применяется для ответственных и тяжеловесных креплений;

Именно нейлон можно использовать для наружных креплений, где наиболее велики температурные, атмосферные, ультрафиолетовые и др. воздействия; именно нейлон является основой производства дюбелей ведущих мировых производителей. Среди недостатков нейлона по сравнению с полипропиленом и полиэтиленом можно выделить только один – он гигроскопичен, т.е. способен впитывать влагу (до 5%). Поэтому устанавливать дюбельные крепления из нейлона в дождливую и влажную погоду не рекомендуется, а производить и хранить такие дюбели следует в сухих помещениях. В некоторых странах Европы монтаж дюбельных креплений из нейлона в зимний период нормативно запрещен. Для того, чтобы отличить нейлоновый дюбель от полиэтиленового или полипропиленового можно использовать простой тест на плавучесть: нейлоновый (полиамидный) дюбель тонет в воде, остальные плавают. Кроме того, материал можно идентифицировать по характеру горения и запаху при этом.

Дюбель сам по себе является только половиной крепления, вторая половина – это шуруп. Только правильно подобранный под дюбель шуруп обеспечивают максимальную несущую способность крепления. Конструкции дюбелей (в первую очередь осевого канала) разрабатываются для применения шурупов по дереву или универсальных. К сожалению, в стремлении максимально удешевить крепеж или от неграмотности некоторые потребители вкручивают в дюбели оскидированные (фосфатированные) шурупы для гипсокартона. Это недопустимо, т.к. такие шурупы не обеспечивают необходимого распора. Применение шурупов по металлам также нецелесообразно, ибо большой угол при вершине резьбы таких шурупов не позволяет нарезать в осевом канале дюбеля качественной резьбы.

Следует иметь в виду, что чем больше диаметр шурупа, тем выше прочность крепления, но выше усилия на закручивание шурупа.

Соответствие диаметров шурупа и дюбеля

Подбор длины шурупа

Заманчиво было бы предлагать пользователям крепежной техники крепеж в комплекте: дюбель + шуруп, это позволило бы исключить ошибки, связанные с неправильным подбором шурупа (и некоторые производители пытаются это делать). Но сложности возникают в связи с неопределенностью длины шурупа, которая зависит от толщины прикрепляемого изделия (полезной длины). Длина шурупа выбирается из такого расчета, чтобы при закручивании его наконечник полностью вышел из направляющего конуса хвостовика дюбеля:

Длина шурупа = Полезная длина (t) + Длина дюбеля (L) + Длина острого наконечника.

Длина острой части шурупа принимается не меньше его диаметра. Получившаяся по расчету длина шурупа округляется до стандартной величины в большую сторону.

Соответственно минимальная глубина отверстия меньше длины дюбеля на величину полезной длины t (толщины закрепляемого элемента).

Универсальные (многофункциональные) дюбели

В сплошных материалах они работают как и распорные дюбели, поэтому в них присутствуют конструктивные элементы обычных дюбелей. Но имеются и особенности, присущие лишь универсальным дюбелям и обеспечивающие их установку в пустотелых и тонкостенных материалах. В первую очередь это наличие третьей не распорной части, выполняющей роль гайки, в которую закручивается шуруп. При установке в тонком листе начальная не распорная часть фиксируется в нем от прокручивания стопорными ребрами, а в осевом направлении – бортиком и самим прикрепляемым изделием. Поэтому при вкручивании шурупа в «гайку», последняя накручивается на шуруп, что вызывает деформацию распорной части («сламывание» или скручивание в зависимости от конструкции дюбеля). При этом специально выполненные точки ослабления дюбеля облегчают его деформацию и определяют характер и направление этой деформации.

Рамные (фасадные) дюбели

Рамные дюбели (не путать с рамными анкерами) являются самыми мощными и высоконагруженными из пластиковых дюбелей. Их несущая способность сопоставима с нагрузками передаваемыми стальными анкерами, кроме того, они практически незаменимы для серьезных креплений на «слабых» основах (легкий бетон, кирпич и т.п.) и в основах с внутренними пустотами. Это предъявляет высокие требования к конструкции как самого дюбеля, так и вворачиваемого в него шурупа.

С рамными дюбелями используются специальные рамные шурупы, имеющие особую низкопрофильную резьбу и усиленный стержень. Им соответствует и форма осевого канала дюбеля. Применение других (например, универсальных) шурупов недопустимо, т.к. это значительно снижает прочность крепления. Поэтому рамные

дюбели поставляются потребителям обычно в комплекте с соответствующими шурупами. Учитывая, что рамные дюбели устанавливаются со сквозным монтажем (когда дюбель вместе с шурупом проходит в основу через закрепляемое изделие), длина шурупа строго соответствует длине дюбеля (примерно на 10 мм длиннее).

Ударные дюбели (быстрый монтаж)

Как уже отмечалось выше, гвоздевые дюбели являются облегченной версией рамных дюбелей. Они выдерживают не слишком высокие нагрузки, но обладают важным преимуществом по сравнению со всеми дюбелями – скорость монтажа. Специальный гвоздь-шуруп позволяет монтировать крепеж ударами молотка (забивать), а при демонтаже гвоздь выкручивается как обычный шуруп. Поэтому гвоздевые дюбели весьма удобны при массовом применении. Простая конструкции, дешевизна и доступность дополнительно усиливают их привлекательность.

Дюбели для пустотелых и тонкостенных основ

Для креплений изделий, деталей и устройств к тонкостенным и пустотелым основам указанная основа просверливается насквозь, в полученное отверстие вставляется особый дюбель, при вкручивании в который шурупа с обратной стороны основы создается упор, обеспечивающий крепление. Для таких креплений могут использоваться универсальные дюбели, но существует класс дюбелей специально предназначенных для этих целей. В основном это различные разновидности дюбелей типа «бабочка». Основной технической характеристикой таких дюбеля является толщина (диапазон толщин) основы, в которой устанавливается дюбель, однако она не указывается в обозначении дюбеля. Учитывая малое количество типоразмеров (иногда только один), обозначение дюбеля обычно содержит только одну характеристику – диаметр отверстия, а может и не содержать ни одной (например, анкер «OLA»).

Дюбели для гипсокартона

Гипсокартон – очень распространенный строительный материал, причем тем роста его применения впечатляют. Видимо этим объясняется наличие большого количества устройств, позволяющих осуществлять крепления в этом материале. Это и специальные анкеры для тонкостенных материалов (Молли, самоустанавливающиеся, универсальные дюбели, и дюбели для тонкостенных основ. Но существуют дюбели специально ориентированные на гипсокартонные плиты. В основном это дюбели типа Driva.

Дюбели для крепления термоизоляции

Крепление термоизоляции – это обширная программа крепежных изделий, которую можно разбить на две группы:

- крепления утеплителей фасадов и стен;

- крепления кровельной теплоизоляции.

Основу крепежной системы фасадной термоизоляции составляет особый удлиненный распорный дюбель, имеющий широкую головку в виде прижимного диска (тарелки).

В отдельных случаях на дюбель при монтаже одевается дополнительный диск (рондоль) диаметром до 140 мм. Длина дюбеля - от 40 до 400 мм, но диаметр может быть практически только двух размеров: 8 и 10 мм. Такие устройства способны прижать мягкий, полужесткий, а некоторые и жесткий утеплитель толщиной от 40 до 250мм.

Устанавливают дюбели по способу сквозного монтажа. Дюбели для термоизоляции обычно изготавливаются из ударопрочного полипропилена.

Анкера

Металлические анкеры выпускаются во всем мире множеством производителей, имеют самые разнообразные конструкции, различаются по материалам и качеству изготовления, покрытиям и др.

Анкер – это металлическая конструкция, закрепляемая в строительных материалах (бетон, кирпич и т.д.) и имеющая резьбовой элемент (болт, винт, шпильку, втулку с метрической резьбой) для присоединения достаточно тяжеловесных и нагруженных узлов, деталей или конструкций.

Классификация анкерных креплений

• по виду материала базовой основы;
• по принципу крепления;
• по величине, характеру и направлению прилагаемых нагрузок;
• по конструкции анкера и его элементов;
• по материалу, из которого изготовлен анкер;
• по назначению.
•  

Клиновой анкер (ETKD)

Анкерный болт, шляпка которого выполнена в виде конуса. На конус одета распорная втулка. Анкеровка осуществляется за счет трения выступов распорной втулки о стенки отверстия в основном материале (нормальный и тяжелый бетон, естественный камень).

Преимущества:

• сравнительно невысокая стоимость
• простота, надежность конструкции
• высокая несущая способность
• высокая экономичность и скорость монтажа
• минимальный диаметр отверстия в материале для анкеровки
• широкое распространение

Недостатки:

• Высокая нагрузка на основной (базовый) материал в зоне распорной втулки
• Возможность установки только в прочных базовых материалах
• Высокие требования к точности изготовления отверстия под монтаж
• Большая глубина анкеровки
• Невозможность демонтажа и повторного использования.

Анкер с кожухом (REDIBOLT)

В отличие от клинового распорная втулка изготовлена по всей длине анкера. Внутри втулки проходит винт (шпилька) с клиновидной головкой (гайкой), распирающей втулку при закручивании. Анкеровка - трением распорной втулки о стенки отверстия в основном материале.

Преимущества:

• Больший распор, чем у клиновых, возможность установки как в бетоне (камне), так и в прочном кирпиче
• Меньшая нагрузка на основной материал по сравнению с клиновым
• Не слишком жесткие требования к точности отверстий под монтаж
• Легкость установки, в том числе за счет сквозного монтажа

Недостатки:

• Меньшая по сравнению с клиновыми несущая способность
• Большие диаметры отверстий для анкеровки
• Большая глубина анкеровки.

Анкер для больших нагрузок (EFPM)

Преимущества:

• Универсальность, за счет большого распора – возможность монтажа как в прочных основах, так и в материалах низкого качества, как в сплошных, так и пустотелых материалах
• Высокая несущая способность
• Не слишком жесткие требования к точности отверстий под монтаж
• Возможность демонтажа
• Сравнительно небольшая глубина анкеровки.

Недостатки:

• Существенно высокая стоимость анкеров
• Большие диаметры отверстий для анкеровки
• Малая распространенность, в основном для профессионалов.

Забивной анкер (ETHD)

Резьбовая втулка имеет с одной стороны коническую внутреннюю поверхность и разрезы. Внутри располагается специальный клин, который распирает разрезанный конический конец при ударах по нему.

Преимущества:

• Легкость и быстрота монтажа
• Малая глубина анкеровки
• Отсутствие выступающих частей после демонтажа крепления
• Малая стоимость

Недостатки:

• Возможность установки только в достаточно прочных базовых материалах
• Высокие требования к точности изготовления отверстий под монтаж
• Большие нагрузки в базовом материале высокие требования по краевым и осевым расстояниям
• Невысокая несущая способность

Специальные анкеры

Потолочные. Потолочный анкер выполнен в виде стержня с ушком с одной стороны и распорной части с другой. Распорная часть анкера по конструкции схожа с клиновым анкером. Он очень компактен и удобен в монтаже и при своих сравнительно небольших размерах достаточно прочный и может легко выдерживать тяжеловесные конструкции.

Область применения потолочного анкера: применяется в основном для крепления подвесных конструкций не большого веса, например люстры, светильники и прочее, может применяться как для вертикального так и для горизонтального крепления. С потолочным анкером иногда используют трос стальной, как правило при креплении троса к стене. В материале, котором производиться крепление, сверлят отверстие определенного диаметра (для потолочного анкера это как правило 6 диаметр), после чего его очищают от остатков материала. При помощи молотка анкер забивают в отверстие, после чего с помощью отвертки можно немного потянуть анкер на себя что бы расклинить его или оставить как есть при подвешивании конструкции он расклиниться самостоятельно.

Анкер клин (BIERBAH). Анкер Bierbach представляет собой клиновую скользящую пару, состоящую из цилиндрической части с буртиком и клиновым ручьем и ударной части в виде клина, входящего в ручей цилиндрической части. Дюбель Bierbach предназначен для неразъемного присоединения различных конструкционных элементов, например, стержней, подвесов и других деталей к бетонным перекрытиям при монтаже минеральных и гипсокартонных подвесных потолков. Дюбель Bierbach через отверстие в закрепляемом элементе плотно вставляется в предварительно подготовленное отверстие диаметром 6 мм в основании. С помощью молотка клин забивается в цилиндрическую часть, тем самым надежно ее расклинивая в основании. Демонтаж такого дюбеля в дальнейшем не предполагается. Дюбель TDN BIERBACH используются для крепления профилей, подвесных потолков и т.д.

Рамный анкер (TFC). Стальной рамный анкер состоит из полой стальной гильзы, винта с метрической резьбой и специальной головкой и конусной втулки. Конусная втулка имеет специальные фиксаторы, благодаря которым она равномерно двигается по продольному пазу без прокручивания в гильзе анкера. Дополнительные пазы на краях рубашки обеспечивают расширение гильзы и в материале основы, и в закрепляемом элементе при вкручивании винта.
Преимущества: способность выдерживать высокие поперечные нагрузки. Анкеры TFC рамные металлические предназначены для установки и крепления металлических и деревянных коробок для окон и дверей. Подходящими основами для их крепления являются бетон, камень, кирпич, пустотелый кирпич, пенобетон, другие плотные материалы. Благодаря своей полностью металлической конструкции, рамные анкеры достаточно огнестойки и поэтому их часто применяют при установке огнезащитных дверей с металлическими коробками.

Дюбель MOLLY. Применяется для крепления к гипсокартону, фанере, ДСП и прочего, в основном для крепления не массивных предметов. Имеет трубчатый вид с вырезами по центу, при монтаже дюбель сжимается в длину, а центральная его часть раскрывается в виде зонта, что обеспечивает надежное крепление дюбеля. Поставляются в сборе с винтом. Раскрывание распорных элементов выполняется при закручивании винта или специальным инструментом. После раскрывания распорных элементов стержневая часть устойчива, а винт можно выкручивать и вкручивать снова. Бортик анкера имеет дополнительные зубцы, препятствующие проворачиванию анкера при установке.

​

Распорные (разжимные) латунные анкеры ETO

Забивной анкер применяется для крепления тяжелых конструкций, кабельных трасс, консолей, различного оборудования. Основание или стена, к которым производится крепление с помощью забивного анкера, должны быть твердыми. Этому требованию удовлетворяет бетон, камень или полнотелый кирпич.

Анализ основных параметров закрепления. Особенности закрепления любых конструкций определяются тремя основными элементами:

• - основание (материал, в который производится закрепление);
• - закрепляемый элемент (что закрепляется);
• - крепёжный элемент (чем закрепляется).

Вместе они образуют устойчивую к нагрузкам и воздействию внешней среды крепежную систему.

В этой системе выбор третьего элемента определяется характеристиками первых двух, хотя далеко не всегда однозначно. Тем не менее, логика выбора крепежного элемента всегда состоит в поиске ответов как минимум на 2 вопроса:

• - К какому материалу проводится закрепление?
• - Что будет закрепляться к основанию?

Дополнительная уточняющая информация об особенностях среды в месте закрепления, о нагрузках и особенностях внешнего вида монтируемой конструкции помогает выбрать несколько, а иногда и единственно применимый в данном случае типоразмер крепежного элемента.

Прежде всего, особенности монтажа обуславливаются спецификой материала, в который производится закрепление – т.е. характеристиками материала основания.

Материалы, которые чаще всего используются в качестве основания при закреплении различных конструкций, можно объединить в следующие группы

(по убыванию прочности):

Контролируемые нагрузки

Нагрузочные параметры:

• N – нагрузка на вырывание крепежной детали (тяговая сила),
• T – нагрузка на срез (поперечная сила),
• M – изгибающий момент.

Геометрические параметры:

• a – краевое расстояние (от оси крепежного элемента от края базового материала),
• s – осевое расстояние (между осями крепежных элементов),
• D – диаметр отверстия под крепление,
• L – длина крепежного элемента,
• t – толщина прикрепляемого изделия (полезная длина),
• hm – толщина базового материала,
• h – глубина сверления отверстия по анкеровку,
• ha – глубина анкеровки.

Приведенные на рисунке направления действия сил не охватывает все возможных случаев, т.к. чаще всего возникает сочетание действия вырывающей и срезающей сил, равнодействующей которых является угловая сила.

В технический условиях на применение анкеров и дюбелей или в технических каталогах приводятся разрушающие нагрузки и(или) допустимые нагрузки. Их определяют на основе специальных испытаний на разрушение крепления каждого типа и размера анкера (дюбеля) в тех или иных базовых материалах. Причем чем мощнее исследовательская база производителя, чем серьезней подход к определению нагрузок,  тем надежнее крепление, смонтированное на базе анкеров и дюбелей данного производителя.

Силы, действующие на крепеж несущих конструкций характеризуются величиной, направлением, точкой приложения, постоянством или непостоянством во времени.

Виды и причины разрушений

• Самый распространенный случай отказа крепежа – облом основы анкерного крепления.

Причинами облома могут быть:

• слишком высокая тяговая нагрузка N, превышающая расчетную;
• недостаточная прочность основного материала для заданной нагрузки;
• недостаточная глубина анкеровки hm.
• Разрушение (растрескивание) базового материала. Возможные причины:
  • неправильно рассчитаны или не выдержаны при монтаже краевые (a) или осевые (s) расстояния;
  • малы размеры базовой детали;
  • неправильная ориентация распорных элементов,
  • слишком высокое распорное давление.

Крепление многих анкеров и дюбелей осуществляется за счет трения распорной части о стенки отверстия в основном материале. Высокая сила трения обеспечивается большими усилиями прижима распорной части к стенкам отверстия. Однако, это давление создает в зоне анкера напряженную область в основном материале, а при установке нескольких анкеров (дюбелей) на малом расстоянии друг от друга эти зоны перекрываются. Дополнительные напряжения при превышении пределов прочности базового материала вызывают его разрушение (растрескивание). Поэтому при проектировании крепления (особенно тяжело нагруженного) необходимо обязательно учитывать расстояния до края базового материала (угла стены, края плиты перекрытия и т.п.), а при групповой установке и расстояния между креплениями.

Вытягивание (вырыв)крепежной детали из основного материала – еще один случай отказа крепления

Основные причины:

• неправильно выбран вид крепежного элемента или его типоразмер – который не соответствует величине и характеру прилагаемой нагрузки или базовому материалу;
• не соблюдены требования и рекомендации по установке крепежа – например, отверстие имеет больший, чем требуется, диаметр.
• Облом анкера (разрыв, срез или излом)

Основные причины:

• недостаточная прочность крепежа для приложенной нагрузки;
• при эксплуатации была приложена нагрузка выше допустимой расчетной.

Этот случай отказа крепежа сравнительно редок. Дело в том, что прочность стального анкера обычно выше прочности базового материала, и сила трения при анкеровке меньше усилия разрыва анкера. Поэтому вероятность возникновения такого случая меньше, чем одного из предыдущих.