Расчет энергоэффективной анкерной системы Schöck Dorn

Министерство образования и науки российской Федерации

уральский Федеральный университет
иМени первого президента россии б. н. ельцина

с. Ю. плешков
в. Черкас
н. г. павлов

расЧет энергоэФФективной
анкерной систеМы  
SCHÖCk dorn

учебно-методическое пособие

рекомендовано методическим советом урФу  
для студентов, обучающихся по программе магистратуры  
по направлению подготовки 08.04.01 «строительство»

екатеринбург
издательство уральского университета
2017

удк 691:699.86(075.8)
         п38

р е ц е н з е н т ы:
кафедра эксплуатации транспортных и технологических машин  
уральского государственного аграрного университета 
 (заведующий кафедрой кандидат технических наук,  
профессор а. н. зеленин)
М. в. плетнев, кандидат технических наук,
главный конструктор ооо «теХкон»

н ау ч н ы й  р е д а к т о р:
а. в. некрасов, кандидат технических наук,
доцент кафедры гидравлики строительного института урФу

© уральский федеральный университет, 2017

Плешков, С. Ю.
расчет энергоэффективной анкерной системы Schöck dorn : 
учеб.-метод. пособие / с. Ю. плешков, в. Черкас, н. г. павлов ; 
[науч. ред. а. в. некрасов] ; М-во образования и науки рос. Федерации, урал. федер. ун-т. — екатеринбург : изд-во урал. унта, 2017. — 60 с.

ISBn 978-5-7996-2079-0

в учебно-методическом пособии представлен эксклюзивный материал о конструкциях, методах расчета, разновидностях анкерных систем 
Schöck dorn. инструкция по монтажу предоставлена компанией Schöck 
Bauteile GmbH и используется с ее разрешения. большой объем научной 
информации, прилагаемый алгоритм расчета помогут магистрантам выполнить лабораторную работу по дисциплине «энергоэффективность 
в стоительстве».
удк 691:699.86(075.8)

п38

ISBn 978-5-7996-2079-0

анкером называют крепежное изделие, предназначенное для 
крепления строительных конструкций и оборудования [1].
в строительной механике принято употреблять термин «крепление», при этом часть строительной конструкции, к которой 
необходимо прикрепить деталь, называется основанием [2]. для 
строительных оснований, таких как бетон, кирпич, природный камень и т. п., требуются крепежные детали — анкеры. при установке конического или пружинного штифта, формирующего соответствующее соединение, нормальная реакция опоры создает 
прижимную силу, которая не позволяет внешним силам смещать 
штифт из подготовленного отверстия; чем больше эта сила, тем 
надежнее соединение. установка анкера в строительное основание 
также призвана обеспечить надежность крепления.
для того чтобы эффективно выполнять все работы, связанные 
с креплениями строительных конструкций, необходимо правильно 
подобрать нужные крепежи и иметь представление об их предназначении.
в россии работает довольно много компаний, изготавливающих и реализующих на рынке различные анкерные системы, некоторые из них представлены на рис. 1. они используются при 
строительстве аэропортов, спортивных объектов, метро, объектов 
энергетики; при реконструкции и реставрации зданий и сооружений; при возведении портов, терминалов, гидротехнических сооружений и пр. 
компаний, производящих и поставляющих анкерные системы из-за рубежа, в россии также довольно много. однако ни одна из них не предлагает строительным организациям анкерные 

ПРЕДИСЛОВИЕ

системы, которые давали бы максимальный эффект в энергоэффективном строительстве. исключение — немецкая компания Schöck.

рис. 1. варианты анкерных систем, используемых в строительстве 

в данном учебно-методическом пособии рассматривается решение проблемы устройства подвижных соединений в зоне температурно-усадочных швов, которые разделяют здание или отдельные его участки для предотвращения повреждений, вызываемых 
различными деформациями, и обеспечивают свободное деформирование элементов строительной конструкции в нужном направлении. решение достигается путем применения анкерной системы Schöck dorn, которая допускает горизонтальное перемещение 
строительных конструкций, обеспечивает передачу вертикальных 
нагрузок, имеющих деформационный шов, а также позволяет воспринимать значитель ные поперечные усилия подвижных соединений в зоне температурно-деформационных швов железобе тонных 
конструкций. 
анкеры Schöck dorn для температурно-деформационных швов 
имеют ряд преимуществ: легкость монтажа, устойчивость к коррозии, простоту конструкции, высокую несущую способность, 
долговечность. они представляют собой готовые для монтажа 
закладные детали для устройства подвижных соединений в зоне 
температурно-деформационных швов [3]. данное решение позволяет избежать установки двойных колонн и дополнительных консолей, что ускоряет строительство, упрощает отделку и помогает 
вы играть дополнительные площади в строящемся объекте. этим 
определяется энергоэффективность анкерной системы Schöck 
dorn.

в учебно-методическом пособии приводятся учебно-справочная информация и методика расчета именно анкерной системы 
Schöck dorn, прекрасно зарекомендовавшей себя на мировом рынке при строительстве энергоэффективных зданий1 и пассивных домов2 в частности.
изучив теоретический материал, в последней главе учебно-методического пособия студенты найдут примеры расчетов анкерной 
системы Schöck dorn и пошаговую инструкцию по пользованию 
компьютерной программой, которую необходимо применить при 
выполнении лабораторной работы «расчет энергоэффективной анкерной системы Schöck dorn».
авторы учебно-методического пособия выражают сердечную благодарность и признательность немецкой компании Schöck 
Bauteile GmbH (Vimbucher Straβe 2, 76534 Baden-Baden) за эксклюзивный материал по конструкциям, методам расчета анкерной системы Schöck dorn, а также инструкциям по ее установке при выполнении строительных работ.

1 под энергоэффективным понимают такое здание, в котором эффективное 
использование энергоресурсов достигается за счет применения инновационных 
решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, 
приемлемы с экологической и социальной точек зрения и не изменяют привычного 
образа жизни [4].

2 автор идеи «пассивного дома» (passive house) доктор вольфганг Файст 
рассматривает созданную им концепцию следующим образом: «Пассивный 
дом — это здание, в котором тепловой комфорт может быть достигнут путем 
дополнительного нагрева или охлаждения небольшого количества приточного 
воздуха, который требуется для достижения нормируемых характеристик качества 
воздуха, без необходимости дополнительной рециркуляции воздуха» [5].

глава 1

ПОнятИЕ ДЕфОРмацИОнных шВОВ

1.1. Предназначение деформационного шва

деформационный шов — одно из базовых понятий в современных строительных технологиях. для чего он нужен в строительстве? 
любой конструктивный элемент здания в процессе своей работы в конструкции несет определенную силовую нагрузку. и она 
не всегда связана с сейсмическими колебаниями или весом здания. деформационный шов позволяет компенсировать внутренние 
напряжения, возникающие в конструктивных элементах здания 
вследствие их деформации. он создает заданную прочность строительной конструкции, устойчивость, обеспечивает ее долговечность и безопасность при эксплуатации.
деформационные швы применяются при строительстве мостов, зданий и сооружений, при выполнении элементов внутренней отделки. конструкция деформационного шва представляет 
собой разрез, разделяющий сооружение на две и более частей, 
на секции. размер секций и направление деления — вертикальное 
или горизонтальное — определяются проектным решением и силовым расчетом статических и динамических нагрузок.
различают несколько типов и разновидностей деформационных швов [6]: температурные, осадочные, антисейсмические, 
усадочные, изоляционные, конструкционные. весьма актуальной 
проблемой строительной физики уже долгое время является неравномерное расширение различных материалов при нагревании 
и их сужение при остывании [7]. так, например, коэффициенты 

температурного расширения стали и дерева отличаются в несколько раз. этим обосновывается механическое разрушение деревянных балок, находящихся в холодном подкровельном пространстве: 
они закреплены при помощи обычных шпилек или арматуры без 
терморазрыва. решение этой и некоторых других задач в общестроительной практике достигается путем устройства деформационных швов.
для герметизации разрезов, снижения уровня теплопотерь, для 
защиты здания и сооружения от проникновения воды, агрессивных сред, от засорения деформационные швы обычно заполняют 
упругим теплоизолятором, чаще всего это специальные прорезиненные материалы. благодаря такому делению конструктивная 
упругость всего здания возрастает и температурное расширение 
отдельных его элементов не оказывает разрушительного воздействия на остальные материалы.
как правило, температурный деформационный шов проходит от кровли до самого фундамента дома, разделяя его на секции. делить фундамент не имеет смысла, поскольку он находится 
ниже глубины промерзания грунта и не испытывает на себе такого негативного воздействия, как остальное здание. на шаг деформационных температурных швов будут влиять тип примененных 
строительных материалов и географическое положение объекта, 
определяющее среднюю зимнюю температуру [7].
итак, температурно-деформационные швы служат для предотвращения незапланированных деформаций в строительных конструкциях. по этой причине необходимо внимательно изучить 
конструкцию как в продольном, так и в поперечном на правлении 
на предмет наличия в ней любого вида деформации, вызванной 
температурными воздействиями, осадкой здания, усадкой, вызванной процессом схватывания, твердения и высыхания растворов, 
статическими деформациями. деформационные швы обеспечивают свободное движение строительных конструкций в нужном направлении (рис. 2).