Belastingen op ankers – Trek, afschuiving en gecombineerde belasting
De belastingen die op een anker werken, vormen een fundamenteel onderdeel van de selectie en het ontwerp van ankers. De grootte, richting en het aangrijpingspunt van de belasting bepalen hoe krachten via de verankering worden overgebracht op het basismateriaal.
Ankers kunnen worden belast door trek, afschuiving of een combinatie van krachten. Inzicht in deze belastingen is essentieel bij het selecteren van een verankeringssysteem en bij het beoordelen of het systeem aan de eisen van de toepassing kan voldoen.
De belastingen op een anker begrijpen
Verankeringstoepassingen kunnen aan verschillende soorten belastingen worden blootgesteld. De richting en combinatie van deze krachten beïnvloeden zowel de selectie van het anker als de manier waarop de verankering moet worden ontworpen.
Trekbelasting
Trekbelasting werkt langs de as van het anker en probeert het anker uit het basismateriaal te trekken. De weerstand van de verankering hangt onder meer af van het type anker, de verankeringsdiepte, de toestand van het beton, de randafstand en de sterkte van het basismateriaal.
Afschuifbelasting
Afschuifbelasting werkt dwars op het anker, ongeveer haaks op de as ervan. De weerstand tegen afschuiving kan worden beïnvloed door het materiaal en de diameter van het anker, de betonsterkte, de randafstand en de positie waar de belasting aangrijpt.
Gecombineerde trek- en afschuifbelasting
In veel praktijksituaties worden ankers tegelijkertijd belast door trek en afschuiving. Deze krachten kunnen niet altijd afzonderlijk worden beschouwd, omdat hun onderlinge wisselwerking de totale benuttingsgraad van de verankering kan beïnvloeden.
Buigmomenten en excentrische belastingen
Wanneer een kracht op enige afstand van het oppervlak van het basismateriaal aangrijpt, kan een excentrische belasting naast trek of afschuiving ook een buigmoment veroorzaken. Dit kan de manier veranderen waarop krachten over de afzonderlijke ankers in een verbinding worden verdeeld.
Belastingen op ankers in één oogopslag
De drie onderstaande belastingssituaties geven een eenvoudig overzicht van de manieren waarop krachten op een verankeringssysteem kunnen werken.
Trek
Kracht die langs de as van het anker werkt en het anker van het basismateriaal probeert weg te trekken.
Afschuiving
Kracht die dwars op het anker werkt en ongeveer evenwijdig loopt aan het oppervlak van het basismateriaal.
Gecombineerde belasting
Trek- en afschuifbelasting die gelijktijdig optreden, eventueel in combinatie met buiging of excentrische belasting.
Statische, dynamische en uitzonderlijke belastingen
Ook de manier waarop een belasting in de tijd verandert, kan van invloed zijn op de eisen die aan een verankeringssysteem worden gesteld.
Statische en quasi-statische belastingen
Veel verankeringstoepassingen worden ontworpen voor statische of quasi-statische belastingen, waarbij de krachten constant blijven of in de tijd relatief langzaam veranderen.
Dynamische belastingen
Dynamische belasting kan optreden wanneer krachten herhaaldelijk of snel variëren, bijvoorbeeld bij machines, hijsapparatuur of andere bewegende systemen. Ankers die in deze toepassingen worden gebruikt, moeten geschikt zijn voor de betreffende belastingsomstandigheden en worden ondersteund door de juiste technische beoordeling of testgegevens.
Seismische en uitzonderlijke belastingen
Aardbevingen, impactbelastingen en andere uitzonderlijke gebeurtenissen kunnen zeer andere eisen stellen aan een verankeringssysteem. Wanneer deze omstandigheden onderdeel zijn van de ontwerpeisen, moeten de ankers specifiek voor de betreffende belasting zijn beoordeeld en ontworpen.
Wat beïnvloedt de belastbaarheid van een anker?
Een anker heeft niet één universele belastbaarheid. De prestaties zijn afhankelijk van het volledige verankeringssysteem en de omstandigheden waarin het is geïnstalleerd.
Belangrijke factoren zijn onder meer:
- Type, diameter en materiaal van het anker
- Sterkte van het beton of basismateriaal
- Gescheurd of ongescheurd beton
- Effectieve verankeringsdiepte
- Randafstand
- Onderlinge afstand tussen ankers
- Dikte van het basismateriaal
- Trek-, afschuif- of gecombineerde belasting
- Kwaliteit van de installatie
- Omgevings- en gebruiksomstandigheden
- Relevante productgoedkeuring en ontwerpeisen
Om deze reden moeten gepubliceerde belastingswaarden altijd worden beoordeeld in combinatie met de omstandigheden waaronder deze waarden van toepassing zijn.
Hoe het basismateriaal de belasting van ankers beïnvloedt
De sterkte en toestand van het basismateriaal hebben rechtstreeks invloed op de prestaties van een verankering. Betonsterkte, scheurvorming en de positie van het anker binnen het betonelement kunnen allemaal invloed hebben op de beschikbare weerstand.
Andere ondergronden, zoals massief metselwerk, hol metselwerk en lichte materialen, gedragen zich anders en kunnen andere verankeringssystemen en ontwerpmethoden vereisen.
Bekijk basismaterialen voor verankering >
Gescheurd en ongescheurd beton
Beton kan scheuren ontwikkelen op plaatsen waar trekspanningen optreden. Deze scheuren kunnen het gedrag en de weerstand van een anker beïnvloeden, met name bij constructieve toepassingen.
Wanneer gescheurd beton wordt verwacht, moet het geselecteerde anker geschikt zijn voor gebruik onder deze omstandigheden en moet de verankering dienovereenkomstig worden ontworpen.
Meer over gescheurd en ongescheurd beton >
Mogelijke bezwijkmechanismen van ankers
Bij het ontwerp van ankers moet niet alleen rekening worden gehouden met de aangebrachte belasting, maar ook met de verschillende manieren waarop een verankering haar weerstandslimiet kan bereiken.
Afhankelijk van het verankeringssysteem en de belastingsomstandigheden kunnen relevante bezwijkmechanismen zijn:
- Bezwijken van het staal van het anker
- Uittrekbezwijken
- Betonconusbreuk
- Splijten van beton
- Betonrandbreuk bij afschuiving
Het maatgevende bezwijkmechanisme is afhankelijk van het anker, de installatiegeometrie, de toestand van het beton en de aangebrachte belastingen.
Waarom ankerafstand en randafstand belangrijk zijn
Ankers die dicht bij elkaar of dicht bij de rand van een betonelement worden geplaatst, kunnen een lagere weerstand hebben dan een afzonderlijk anker dat met onbeperkte afstanden is geïnstalleerd.
De onderlinge afstand tussen ankers, randafstand, verankeringsdiepte en dikte van het constructiedeel vormen daarom een belangrijk onderdeel van het constructieve ankerontwerp en moeten in combinatie met de aangebrachte belastingen worden beoordeeld.
Bekijk de omstandigheden voor verankering >
Bereken ankerbelastingen volgens EN 1992-4
Bij constructieve bevestigingen in beton omvat het ontwerp van ankers meer dan alleen het vergelijken van een aangebrachte belasting met één belastingswaarde van een product. Ook de wisselwerking tussen trek, afschuiving, betontoestand, onderlinge afstand tussen ankers, randafstanden, verankeringsdiepte en mogelijke bezwijkmechanismen moet worden beoordeeld.
De Fabory Anchor Calculator helpt u bij het ontwerpen van achteraf geïnstalleerde ankers voor constructieve toepassingen in beton volgens EN 1992-4. Voer de projectgeometrie en de aangebrachte belastingen in om geschikte verankeringsoplossingen te identificeren en de relevante ontwerpcondities te beoordelen.
- Beoordeel trek- en afschuifbelasting
- Bereken gecombineerde belastingssituaties
- Houd rekening met gescheurd en ongescheurd beton
- Houd rekening met ankerafstanden en randafstanden
- Beoordeel ontwerpcondities voor brand en aardbevingen
- Genereer berekeningsrapporten voor projectdocumentatie
Gebruik de Fabory Anchor Calculator >
Ankerbelastingen, goedkeuringen en ontwerpeisen
Het ontwerp van constructieve ankers moet worden uitgevoerd volgens de toepasselijke ontwerpnorm in combinatie met de prestatiegegevens van het geselecteerde anker.
Voor achteraf geïnstalleerde bevestigingen in beton in Europa vormt EN 1992-4 het ontwerpkader, terwijl de productspecifieke prestaties en toepassingsvoorwaarden worden vastgelegd in de relevante Europese Technische Beoordeling (ETA).
De ontwerpweerstand moet daarom worden gecontroleerd aan de hand van de relevante belastingsomstandigheden, bezwijkmechanismen en toepassingseisen, in plaats van een algemene veiligheidsfactor toe te passen op één gepubliceerde belastingswaarde.
Ontdek meer technische informatie over verankering
Lees verder in de technische informatie van Fabory over verankering:
- Soorten ankers >
- Basismaterialen voor verankering >
- Gescheurd en ongescheurd beton >
- Omstandigheden voor verankering >
- Praktisch ankerontwerp >
- Bekijk alle technische informatie over verankering >
Hulp nodig bij een ankerberekening?
De belasting van ankers kan complex worden wanneer gecombineerde krachten, meerdere ankers, beperkte randafstanden of constructieve ontwerpeisen een rol spelen. De technische specialisten van Fabory kunnen u helpen bij het beoordelen van de eisen van uw toepassing en het identificeren van een geschikte verankeringsoplossing.
Neem contact op met onze technische specialisten >
Veelgestelde vragen over belastingen op ankers
Vind antwoorden op veelgestelde vragen over trekbelasting, afschuifbelasting, belastbaarheid en constructieve ankerberekeningen.
Wat is een trekbelasting op een anker?
Een trekbelasting werkt langs de as van het anker en probeert het anker uit het basismateriaal te trekken. De weerstand van een anker onder trekbelasting kan worden beïnvloed door factoren zoals het type anker, de verankeringsdiepte, de toestand van het beton, de randafstand en de sterkte van het basismateriaal.
Wat is een afschuifbelasting op een anker?
Een afschuifbelasting werkt dwars op het anker, ongeveer haaks op de as ervan. De weerstand tegen afschuiving kan afhangen van factoren zoals de diameter en het materiaal van het anker, de betonsterkte, de randafstand en de installatiegeometrie.
Kan een anker tegelijkertijd worden belast door trek en afschuiving?
Ja. Veel verankeringstoepassingen worden belast door een combinatie van trek en afschuiving. De wisselwerking tussen deze krachten moet worden meegenomen bij de beoordeling van de benuttingsgraad en weerstand van een constructieve verankering.
Welke factoren beïnvloeden de belastbaarheid van een anker?
De belastbaarheid van een anker kan worden beïnvloed door het type en de afmetingen van het anker, het basismateriaal, de sterkte en toestand van het beton, de verankeringsdiepte, de randafstand, de onderlinge afstand tussen ankers, de kwaliteit van de installatie, de belastingsrichting en de eisen van de relevante productgoedkeuring.
Hoe bereken ik de belastbaarheid van een constructief anker?
De weerstand van een constructief anker moet worden beoordeeld volgens de toepasselijke ontwerpmethode, in combinatie met de prestatiegegevens en toepassingsvoorwaarden van het geselecteerde anker. Voor achteraf geïnstalleerde bevestigingen in beton in Europa vormt EN 1992-4 het ontwerpkader dat wordt gebruikt in combinatie met de relevante Europese Technische Beoordeling.
De Fabory Anchor Calculator kan u helpen bij het beoordelen van achteraf geïnstalleerde ankers voor constructieve toepassingen in beton volgens EN 1992-4.