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. Фе-
дерации, урал. федер. ун-т. — екатеринбург : изд-во урал. ун-
та, 2017. — 60 с.

ISBn 978-5-7996-2079-0

в учебно-методическом пособии представлен эксклюзивный мате-
риал 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 вы-
полнить 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 «кре-
пление», при этом часть строительной конструкции, к которой 
необходимо прикрепить деталь, называется основанием [2]. для 
строительных оснований, таких как бетон, кирпич, природный ка-
мень и т. п., требуются крепежные детали — анкеры. при уста-
новке конического или пружинного штифта, формирующего со-
ответствующее 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 предна-
значении.
в россии работает довольно много компаний, изготавливаю-
щих и реализующих на рынке различные анкерные системы, не-
которые из них представлены на рис. 1. они используются при 
строительстве аэропортов, спортивных объектов, метро, объектов 
энергетики; при реконструкции и реставрации зданий и сооруже-
ний; при возведении портов, терминалов, гидротехнических со-
оружений и пр. 
компаний, производящих и поставляющих анкерные систе-
мы из-за рубежа, в россии также довольно много. однако ни од-
на из них не предлагает строительным организациям анкерные 

ПРЕДИСЛОВИЕ

системы, которые давали бы максимальный эффект в энергоэффек-
тивном строительстве. исключение — немецкая компания Schöck.

рис. 1. варианты анкерных систем, используемых в строительстве 

в данном учебно-методическом пособии рассматривается ре-
шение проблемы устройства подвижных соединений в зоне темпе-
ратурно-усадочных швов, которые разделяют здание или отдель-
ные его участки для предотвращения повреждений, вызываемых 
различными деформациями, и обеспечивают свободное деформи-
рование элементов строительной конструкции в нужном направ-
лении. решение достигается путем применения анкерной систе-
мы Schöck dorn, которая допускает горизонтальное перемещение 
строительных конструкций, обеспечивает передачу вертикальных 
нагрузок, имеющих деформационный шов, а также позволяет вос-
принимать значитель ные поперечные усилия подвижных соедине-
ний в зоне температурно-деформационных швов железобе тонных 
конструкций. 
анкеры Schöck dorn для температурно-деформационных швов 
имеют ряд преимуществ: легкость монтажа, устойчивость к кор-
розии, 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 позво-
ляет избежать установки двойных колонн и дополнительных кон-
солей, 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-справоч-
ная информация и методика расчета именно анкерной системы 
Schöck dorn, прекрасно зарекомендовавшей себя на мировом рын-
ке при строительстве энергоэффективных зданий1 и пассивных до-
мов2 в частности.
изучив теоретический материал, в последней главе учебно-ме-
тодического 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 ан-
керной системы Schöck dorn».
авторы учебно-методического пособия выражают сердеч-
ную благодарность и признательность немецкой компании Schöck 
Bauteile GmbH (Vimbucher Straβe 2, 76534 Baden-Baden) за эксклю-
зивный материал по конструкциям, методам расчета анкерной си-
стемы Schöck dorn, а также инструкциям по ее установке при вы-
полнении 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 совре-
менных строительных технологиях. для чего он нужен в строи-
тельстве? 
любой конструктивный элемент здания в процессе своей ра-
боты в конструкции несет определенную силовую нагрузку. и она 
не всегда связана с сейсмическими колебаниями или весом зда-
ния. деформационный шов позволяет компенсировать внутренние 
напряжения, возникающие в конструктивных элементах здания 
вследствие их деформации. он создает заданную прочность стро-
ительной конструкции, устойчивость, обеспечивает ее долговеч-
ность и безопасность при эксплуатации.
деформационные швы применяются при строительстве мо-
стов, зданий и сооружений, при выполнении элементов внутрен-
ней 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 си-
ловым расчетом статических и динамических нагрузок.
различают несколько типов и разновидностей деформаци-
онных швов [6]: температурные, осадочные, антисейсмические, 
усадочные, изоляционные, конструкционные. весьма актуальной 
проблемой строительной физики уже долгое время является не-
равномерное расширение различных материалов при нагревании 
и их сужение при остывании [7]. так, например, коэффициенты 

температурного расширения стали и дерева отличаются в несколь-
ко 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 предот-
вращения незапланированных деформаций в строительных кон-
струкциях. 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, вызван-
ной процессом схватывания, твердения и высыхания растворов, 
статическими деформациями. деформационные швы обеспечива-
ют свободное движение строительных конструкций в нужном на-
правлении (рис. 2).

рис. 2. деформационный шов, разделяющий здание на две секции

наличие дефор мационных швов предотвращает образование 
нерегуляр ных трещин и возникновение случайных повреждений, 
сни жающих эксплуатационные качества строительного объекта.

1.2. Устройство деформационных швов

общепринятое решение по устройству деформационных швов 
трудоемкое и дорогостоящее. однако в российской строительной 
индустрии эта задача до недавнего времени решалась различны-
ми способами, не всегда технологически оправданными (порой 
примитивно), не всегда обеспечивающими надежность и долго-
вечность строительной конструкции. на рис. 3 показан пример 
устройства деформационного шва с помощью арматурного стерж-
ня, обмотанного полиэтиленовой пленкой и скотчем. конечно же, 
в XXI в. такие решения неприемлемы.

рис. 3. устаревший метод устройства деформационного шва

деформационный шов

например, удвоение конструкций или возведение дополни-
тельных консолей — один из наиболее распространенных вари-
антов устройства деформационных швов — занимает очень мно-
го времени, причем особую сложность представ ляют опалубочные 
работы и раскладка арматуры. это ре шение сокращает полезную 
пло щадь, нарушает планировочную структуру здания и отрица-
тельно сказывается на его эстетическом восприятии (рис. 4).

рис. 4. классические решения устройства деформационного шва.  
схема справа — консольное решение

в развитых европейских странах найдено другое решение. не-
мецкая компания Schöck Bauteile GmbH предлагает свою техно-
логию Schöck dorn, допускающую горизонтальное пере мещение 
конструкции и обеспечивающую передачу вертикаль ных нагрузок 
(рис. 5).

рис. 5. анкерная система Schöck dorn,  
допускающая горизонтальное перемещение  
строительных конструкций, имеющих деформационный шов, 
и обеспечивающая передачу вертикальных нагрузок

преимущества анкерного решения Schöck dorn:
— простота опалубочных и арматурных работ;
— оптимальное использование пространства благодаря отсут-
ствию дополнительных опор и консолей; 
— возможность обеспечения огнестойкости конструкции r 901 
(подробнее об этом см. в 2.3 пособия);
— уменьшение количества строительных операций;
— надежное и не требующее обслуживания соединение (рис. 6) 
за счет использования коррозионностойкой стали [3].

рис. 6. схема установки анкеров Schöck dorn при соединении 
строительных конструкций

1 Огнестойкость строительных конструкций определяет их способность 
сохранять несущие и ограждающие свойства под воздействием открытого 
пламени и высокой температуры. объективно огнестойкость оценивается по 
времени (в минутах), в течение которого строительная конструкция при действии 
нормативных нагрузок и открытого пламени, высоких температур не проявляет 
определенных признаков, свидетельствующих о невозможности ее дальнейшей 
эксплуатации (разрушение, появление сквозных трещин и т. п.). 
показателем огнестойкости конструкции является предел огнестойкости этой 
конструкции. предел огнестойкости конструкций равен времени (в минутах), 
в течение которого конструкция под воздействием факторов «стандартного» 
пожара теряет свои несущие и ограждающие свойства [3].