Kiila-ankkureita käytetään laajasti nopeaan ja luotettavaan kiinnitykseen betoniin, ja ne soveltuvat monipuolisiin käyttökohteisiin. Kiila-ankkureilla voidaan asentaa esimerkiksi pohjalevyjä, alajuoksuja, kaiteita, koneita, kuljettimia ja paljon muuta. Kiila-ankkureilla on tyypillisesti ollut joitakin rajoitteita, jotka ovat ohjanneet ankkurointia vahvasti kemiallisiin vaihtoehtoihin.

HST4 on Hiltin uusin innovaatio, joka vie kiila-ankkuriteknologian pidemmälle kuin nykyiset jälkiasennettujen ankkureiden hyväksyntästandardit, vastaten sekä suunnittelijoiden että urakoitsijoiden tarpeisiin. Hilti on sitoutunut tarjoamaan suunnittelijoille suorituskykyisempiä kiinnitysratkaisuja, jotka mahdollistavat kustannustehokkaan ja optimoidun suunnittelun – tuoden mielenrauhaa siitä, että mitä on suunniteltu toteutuu myös laadukkaasti työmaalla.

HST4 on Hiltin jatkuvan innovaation ja tutkimustyön tulos, ja se rakentuu aiempien kiila-ankkurimallien, kuten HSA:n, HST2:n ja HST3:n, menestyksen pohjalle. HST4 on saatavilla hiiliteräksisenä (HST4) ja ruostumattomana (A4) versiona (HST4-R), tarjoten kiinnitysratkaisuja sekä sisä- että ulkokäyttöön, joissa vaaditaan korroosionkestävyyttä. Portfoliouudistuksen yhteydessä esittelemme myös halkeilleelle betonille hyväksytyn kuumasinkityn ankkurin, HST2-F V3. Se on saatavilla myös hiiliteräksisenä ja ruostumattomana (A4) versiona. Portfoliouudistuksen myötä HST4 korvaa HST3 ankkurin ja HST2 V3 korvaa HSA ja HST 2 V2 ankkurit.

HST4:n valitseminen mahdollistaa pohjalevysuunnittelun optimoinnin, mikä auttaa pienentämään kokonaiskustannuksia ja parantamaan sovellusten kestävyyttä. Tämä on mahdollista seuraavien ominaisuuksien ansiosta:

• Innovatiivinen muotoilu, joka parantaa vastustuskykyä betonikartiomurtumalle – jopa valuun jätettyjen ankkureiden tasolle – ja tarjoaa aiempaa suuremman vetolujuuden. Tämä tarkoittaa, että suunnittelijat voivat käyttää pienempiä ankkurihalkaisijoita, pienempiä keskiöetäisyyksiä ja reunaetäisyyksiä, ja optimoida pohjalevyt entistä tehokkaammin. Nämä parannukset auttavat lopulta vähentämään kokonaiskustannuksia.
• Portaaton upotussyvyyden testaus, mikä mahdollistaa ankkuripituuksien optimoinnin kuormitusvaatimusten mukaan.
• Laaja valikoima suunnittelumenetelmiä eri kuormitusolosuhteisiin:

-staattiset kuormat halkeilemattomassa ja halkeilleessa betonissa
-seismiset C1- ja C2-kuormat
-palokuormat
-Yhteensopivuus Hiltin asennusjärjestelmien kanssa, jotka vähentävät inhimillisten virheiden riskiä. Esimerkiksi Hiltin Adaptive
Torque -moduuli, joka automaattisesti asettaa oikean kiristysmomentin ankkurille.

HST4: TEHOKKAIN KIILA-ANKKURIMME

Betonikartiomurtuma ja vetomurtuma ovat kaksi kriittisintä mekaanisten ankkureiden murtotyyppiä vetokuormituksessa. Betonikartiomurtuma tapahtuu, kun ankkurin ympärillä oleva betoni halkeaa ja irtoaa kartiomaisena kappaleena. Tämä johtuu rakenteeseen kiinnityspisteen kautta siirtyvistä voimista, jotka aiheuttavat jännitystä betoniin. Mekaanisten ankkureiden betonikartiomurtuman kestävyyden laskentamenetelmä on määritelty standardissa EN 1992-4, joka on eurooppalainen standardi betonikiinnitysten suunnitteluun.

Eurokoodi EN 1992-4:n mukaan ryhmän ankkureiden ominaiskestävyys betonikartiomurtumassa saadaan kertomalla yksittäisen ankkurin ominaiskestävyys (𝑁𝑅𝑘,𝑐0), joka on sijoitettu betoniin ilman vaikutusta viereisistä ankkureista tai betonielementin reunoista, useilla kertoimilla, jotka huomioivat eri tekijöiden vaikutukset. Näitä tekijöitä ovat mm. etäisyys betonin reunasta, ankkureiden välimatka ryhmässä, kuorman epäkeskisyys ja taivutusmomentit sekä raudoituksen läsnäolo.
Erityisesti yksittäisen ankkurin ominaiskestävyys (𝑁𝑅𝑘,𝑐0) riippuu sekä betonin lujuudesta että ankkurin upotussyvyydestä, ja se lasketaan seuraavalla kaavalla:

𝑁𝑅𝑘,𝑐0 = 𝑘1 ∙ √𝑓𝑐𝑘 ∙ ℎ𝑒𝑓¹·⁵

missä:

• 𝑓𝑐𝑘 on betonin nimellinen ominaispuristuslujuus (sylinterikokeen mukaan)
• ℎ𝑒𝑓 on ankkurin tehokas upotussyvyys
• 𝑘1 on kerroin, joka vaikuttaa lineaarisesti betonikartiomurtuman ominaiskestävyyteen ja ilmoitetaan yleensä ankkurin eurooppalaisessa teknisessä arvioinnissa (ETA).

Nykyisten markkinastandardien ja EN 1992-4:n mukaan 𝑘1-arvot ovat tyypillisesti:

• 7,7 halkeilleelle betonille ja 11,0 ehjälle betonille jälkiasennettujen kiinnikkeiden osalta
• 8,9 halkeilleelle betonille ja 12,7 ehjälle betonille valettujen kiinnikkeiden osalta

Hilti HST4 on ensimmäinen kiila-ankkuri, joka saavuttaa saman betonikartiomurtuman kestävyyden kuin valettu ankkuri. Tämä tarkoittaa, että HST4 voi saavuttaa saman kuormankestävyyden kuin muut kiila-ankkurit lyhyemmällä upotussyvyydellä tai jopa noin 16 % suuremman kuormankestävyyden samalla upotussyvyydellä.

Mitä tämä tarkoittaa suunnittelukäytössä? Voit käyttää lyhyempiä ankkureita samoihin sovelluksiin tai suunnitella suurempia kuormia samoilla ankkureilla.

HST4:n erinomainen suorituskyky perustuu neljään keskeiseen komponenttiin:

1. Turbo-kanavat ja lukitus, jotka lisäävät holkin lukitusvastusta
2. Tarkkaan suunniteltu holkki, jossa on uritettu kärki, pidempi nelisegmenttinen muoto ja kartiomainen pää – maksimoiden tartunnan betoniin ja estäen liukumisen
3. Turbo-vuori-laakso -muotoilu, joka maksimoi holkin laajenemisen ja takaa vahvan suorituskyvyn sekä halkeilemattomassa että halkeilleessa betonissa, myös seismisissä olosuhteissa – sekä parantaa luotettavuutta pyörimistä estävällä holkilla
4. Räätälöidyt ja patentoidut pintakäsittelyt pultille ja mutterille, jotka on optimoitu vetokuormille ja mahdollistavat kiinnityksen lähelle betonin reunaa

Innovatiivinen muotoilu tarjoaa myös suuremman vetolujuuden sekä halkeilemattomassa että halkeilleessa betonissa, staattisissa ja seismisissä kuormituksissa. Verrattuna aiempaan kiila-ankkuriin HST3, yksittäinen HST4-ankkuri samalla pituudella ja halkaisijalla tarjoaa:

• +36 % – +84 % vetolujuuden parannuksen halkeilemattomassa betonissa staattisissa olosuhteissa
• +18 % – +41 % halkeilleessa betonissa
• +11 % – +63 % seismisissä C2-kuormissa

PORTAATON UPOTUSSYVYYS: OPTIMOI ANKKURIN PITUUS
Ankkurin upotussyvyys betoniin tyypillisesti määrittää mekaanisen ankkurin maksimi kapasiteetin. Yleisesti ottaen mitä syvemmälle ankkuri upotetaan, sitä suurempi sen kuormankestokyky on. Haittapuolena on, että syvempi upotus vaatii pidemmän poraus- ja asennusajan sekä lisää riskiä osua raudoituksiin.

Useimmat kiila-ankkurit on hyväksytty kiinteille upotussyvyyksille, tyypillisesti 1–3 asennussyvyyden arvoon. Tämä rajoittaa sekä ankkurivalinnan että suunnittelun joustavuutta ja optimointia, sillä rakennesuunnittelijan on valittava ennalta määritellyistä upotussyvyyksistä, mikä voi johtaa kiinnityspisteen ylimitoittamiseen.

HST4 on hyväksytty uusien eurooppalaisten arviointiasiakirjojen mukaisesti: EAD 330232-01-0601 v02, joka kattaa parannetun betonikartiomurtuman kestävyyden, sekä EAD 330232-01-0601 v03, joka kattaa mekaanisten ankkureiden portaattoman upotussyvyyden käytön betonissa. Tämä tarkoittaa, että HST4:n upotussyvyys voidaan valita vapaasti määritellyissä rajoissa (ETA-21/0878 -asiakirjan mukaisesti) valitun ankkurikoon ja kuormitusvaatimusten mukaisesti, kuten taulukossa esitetään.



HST4 voidaan suunnitella Hiltin pilvipohjaisella PROFIS Engineering -ohjelmistolla. PROFIS Engineering tarjoaa käyttäjäystävällisen käyttöliittymän, 3D-mallin mitoitustilanteesta, mitoitusraportin luonnin ja teknisen tukipalvelun. Ohjelmisto noudattaa EN 1992-4 -suunnittelumenetelmää ja sisältää kaikki HST4:n ominaisuudet, kuten parannetun betonikartiomurtuman kestävyyden, portaattoman upotussyvyyden ja puhdistusta vaatimattoman asennuksen.

HST4:n korkeampi vetolujuus yhdessä PROFIS Engineering -ohjelmiston kanssa auttaa optimoimaan kiinnitysratkaisut, pienentämään pohjalevyjen kokoa, alentamaan kustannuksia, säästämään materiaaleja ja tekemään suunnittelusta kestävämpää. Pienempien ankkureiden käyttö ja HST4:n korkeampi betonikartiomurtuman suorituskyky mahdollistavat pienemmät ankkurivälit, mikä monissa tapauksissa mahdollistaa pohjalevyn kokonaiskoon pienentämisen.

Yksinkertainen esimerkki: tarkastellaan 10 mm paksua pohjalevyä. Kyseessä on teräspohjalevy, johon kohdistuu staattinen vetokuorma 50 kN. Betonirakenne on lujuusluokkaa C20/25, paksuudeltaan 250 mm, ja se oletetaan halkeilleeksi betoniksi.



Perinteinen kiila-ankkuriratkaisu vaatisi neljä M12-ankkuria, joiden upotussyvyys on 88 mm, ankkurin pituus 125 mm ja ankkuriväli 165 mm, mikä johtaa pohjalevyn kokoon 200 mm × 200 mm. Jos ankkurit sijoitetaan lähemmäs toisiaan, esimerkiksi 160 mm välein, tarvitaan pidempiä ja kalliimpia ankkureita.

Miten HST4 voi optimoida tämän?

VAIHTOEHTO 1: HST4:n suuremman vetolujuuden ansiosta ankkurin halkaisija voidaan pienentää M12:sta M10:een. Tämä vähentää sekä materiaalin määrää että ankkureiden kustannuksia. Samanaikaisesti parannetun betonikartiomurtuman kestävyyden ja portaattoman upotussyvyyden ansiosta voidaan käyttää lyhyempää ankkuria, jonka tehokas upotussyvyys on 71 mm. Tämä lyhyempi upotus tarjoaa silti saman betonikartiokapasiteetin kuin alkuperäinen suunnitelma.

VAIHTOEHDON 1 HYÖDYT: Pienempi ankkurihalkaisija tarkoittaa pienempiä porausreikiä, ja lyhyemmät ankkurit tarkoittavat lyhyempää poraussyvyyttä – tämä vähentää sekä asennusaikaa että työmaan kustannuksia.

VAIHTOEHTO 2: Pohjalevyn koon optimoinnin näkökulmasta, voidaan säilyttää ankkurin upotussyvyys ja sen sijaan pienentää ankkuriväliä. Sama suorituskyky saavutetaan nyt neljällä M10-ankkurilla, joiden upotussyvyys on edelleen 88 mm, mutta ankkuriväli on pienempi – 135 mm. Tämä mahdollistaa pohjalevyn koon pienentämisen 165 mm × 165 mm.

VAIHTOEHDON 2 HYÖDYT: Optimoitu pohjalevy on 30 % pienempi, mikä tarkoittaa 30 % vähemmän käytettyä terästä pohjalevyssä ja halkaisijaltaan 2mm pienemmät ankkurit. 



NUKU YÖSI PAREMMIN HST4:N AVULLA
 
Rakennusturvallisuus on suunnittelijoiden keskeinen tavoite maailmanlaajuisesti, ja Hilti on sitoutunut tukemaan tässä. Teemme yhteistyötä akateemisten tahojen ja viranomaisten kanssa määritelläksemme ja kehittääksemme alan standardeja sekä edistääksemme suunnittelumenetelmien koulutusta. Kehitämme myös suunnittelumenetelmiä ja ohjelmistoja, jotka auttavat sinua suunnittelemaan turvallisesti.

Olemme yhdistäneet HST4-teknologian parempiin asennusmenetelmiin, jotta voit olla varma siitä, että suunnitelmasi toteutetaan oikein työmaalla. Perinteisiin kiila-ankkureiden asennuksiin verrattuna HST4-ankkurit voidaan asentaa vähemmillä työvaiheilla ja innovatiivisilla järjestelmillä. HST4-ankkurit on hyväksytty puhdistustamattomaan asennukseen, mikä tarkoittaa, ettei porattua reikää tarvitse puhdistaa ennen asennusta. Lisäksi HST4 voidaan asentaa oikein käyttämällä Hilti Adaptive Torque (AT) -moduulia perinteisen momenttiavaimen sijaan.

Kun valitset Hiltin asennusjärjestelmät ja ratkaisut, voit tehdä työmaan käytännöistä nopeampia, yksinkertaisempia ja turvallisempia verrattuna perinteisiin menetelmiin. Voit myös olla varmempi asennuksen onnistumisesta ja vähentää uudelleensuunnittelun tai korjausten tarvetta. Hiltin kenttätiimi on käytettävissä tukemaan sinua koulutuksilla toimistollasi tai työmaallasi, jotta asennus tapahtuu oikein ja suunnitelmasi muuttuu todellisuudeksi.

YHTEENVETO
HST4 on Hiltin uusin innovaatio kiila-ankkureissa, ja se saavuttaa suorituskyvyn, joka vastaa valettujen ankkureiden tasoa. HST4 on kiila-ankkuri, jonka ainutlaatuinen muotoilu mahdollistaa portaattoman upotussyvyyden ja parannetun betonikartiomurtuman kestävyyden, tarjoten vetolujuuden, joka on korkeampi kuin koskaan aiemmin. Sillä on laaja hyväksyntä, joka kattaa sovellustarpeesi ja varmistaa standardien mukaisuuden. HST4 korvaa Hiltin HST3 ankkurin ja jos suunnitelmissasi on HST3 ankkurointeja, niin ne voidaan lähtökohtaisesti korvata HST4 ankkurilla. Mikäli haluat vielä varmistaa sovelluksen toimivuuden, niin voit tarkastella sen uudella ankkurillamme Profis Engineering -ohjelmistossa.

HST2 V3 on erinomainen kiila-ankkuri jälkikiinnittämisen perussovelluksiin, joissa ankkurilta ei vaadita markkinoiden parasta suorituskykyä. HST2 V3 on saatavilla hiiliteräksisenä, kuumasinkittynä ja haponkestävänä, kaikki halkeilleeseen ja halkeilemattomaan betoniin. Enää portfoliossamme ei ole aukkoja. Jos sinulla on suunnitelmissassi aikaisemmin HSA tai HST2 V2 ankkureita, niin ne voi korvata HST2 V3 ankkurilla.

Helpoiten pääset tutustumaan uusiin ankkureihin Profis Engineering suunnitteluohjelmistossa, jossa voit helposti vertailla kumpi ankkureista sopii paremmin suunnittelemaasi sovellukseen.