💭На первый взгляд всё просто: есть опора, есть фундамент, есть закладная деталь - соединяем и готово. Но именно здесь большинство проектировщиков допускают одну и ту же ошибку: берут первую подходящую марку ЗФ, не считая нагрузок, или копируют типовой узел из предыдущего проекта без адаптации под новые условия. В результате - либо фундамент явно избыточен и удорожает смету, либо, что хуже, не обеспечивает устойчивость опоры при расчётных ветровых и гололёдных воздействиях.
В этой статье разберём алгоритм подбора закладного анкерного устройства (ЗФ) под фланцевые опоры наружного освещения - от НФГ до СФГ.
1️⃣ Что такое закладное анкерное устройство (ЗФ) и зачем оно нужно
👉Закладное анкерное устройство (ЗФ) — это заводская металлическая конструкция, которая устанавливается в буровую скважину, заливается бетоном на месте и служит основой для крепления фланца опоры. По сути это «переходник» между опорой и фундаментом.
Главное, что нужно понимать: закладная деталь — это НЕ просто крепёж. Это расчётный конструктивный элемент, который подбирается под конкретную нагрузку на конкретной опоре в конкретном климатическом районе.
2️⃣ Расшифровка марки ЗФ: что означает каждая цифра
Стандартная маркировка закладного фундамента выглядит так:
👉ЗФ-20/4/К230-1,5-б
ЗФ – [d болта] / [кол-во болтов] / [параметр расположения] – [глубина] – б
Таким образом, ЗФ-20/4/К230-1,5-б — это закладной фундамент с 4 болтами М20, расположенными по квадрату 230×230 мм, длиной 1,5 м, бетонируемый. А ЗФ-30/12/D440-2,5-б — с 12 болтами М30 по окружности PCD=440 мм, длиной 2,5 м.
❗Важно: число в марке ЗФ (1,5 м или 2,5 м) - это длина САМОЙ ЗАКЛАДНОЙ ДЕТАЛИ, а не глубина фундамента. К ней добавляется бетонная подготовка снизу (обычно 0,5 м) и песчаная подушка (0,35 м). Общая глубина скважины для ЗФ-30/12/D440-2,5-б составит 2,5 + 0,5 + 0,35 = 3,35 м.
3️⃣ Типы фланцевых опор и их требования к фундаменту
▫️НФГ — опора наружного освещения, фланцевая
НФГ (наружная фланцевая граненая) — металлическая граненная коническая опора высотой 6–12 м, предназначенная исключительно для подземного подвода кабеля. На ней нет и не может быть воздушной линии СИП. Нагрузка — только ветер на ствол и светильники на кронштейнах.
Что из этого следует для фундамента: расчётный момент относительно невелик — 3–15 кН·м в зависимости от высоты опоры, климатического района и количества светильников. Стандартный ЗФ-20/4/К230-1,5-б с несущей способностью примерно 15–20 кН·м перекрывает потребности НФГ-8 с запасом в 3–5 раз.
▫️СФГ — силовая фланцевая опора
СФГ (силовая фланцевая граненая) — опора, рассчитанная на одновременное несение воздушной линии СИП и светильников. Это принципиально другой класс нагрузок. Горизонтальное тяжение несущей жилы СИП-2 при расчётных условиях (гололёд + ветер, -5°С) составляет 6,5–8,0 кН. На высоте точки крепления 7,5–8,0 м это даёт момент 50–65 кН·м только от провода.
Для угловых анкерных опор, где СИП тянет с двух сторон под углом до 90°, равнодействующая сила возрастает в √2 раз — момент легко достигает 80–90 кН·м. Это в 5–6 раз больше, чем у НФГ на той же высоте.
Нельзя применять ЗФ от НФГ под СФГ. Даже если опоры внешне похожи и стоят рядом на одном объекте — требования к фундаменту отличаются принципиально.
4️⃣ Алгоритм подбора ЗД
▫️Исходные данные
Для подбора ЗФ нужно знать:
– ветровой район площадки (I–VII по СП 20.13330.2017);
– гололёдный район (I–VII);
– высоту опоры над землёй;
– количество и мощность светильников (габариты);
– наличие и марку провода СИП (если есть);
– тип опоры по подвесу — промежуточная, анкерная прямая, угловая анкерная.
▫️Алгоритм подбора ЗФ
1. Определить тип опоры — НФГ (без СИП) или СФГ (с СИП). От этого зависит порядок расчётного момента.
2. Определить тип подвеса — промежуточная, анкерная прямая или угловая. Для СФГ это напрямую определяет расчётный момент.
3. Посчитать опрокидывающий момент — суммировать вклад ветра на ствол, ветра на светильники и тяжения СИП (при наличии). Для промежуточных СФГ считать аварийный режим.
4. Подобрать ЗФ по несущей способности — с запасом не менее 1,2–1,3 по моменту.
▫️Расчеты
1) Момент от ветровой нагрузки на ствол (по СП 20.13330.2017 для металлической опоры с конусностью)
2) Момент от ветровой нагрузки на светильники
Каждый консольный светильник — это парусящий элемент. На практике для LED-светильника 120–150 Вт площадь проекции составляет 0,08–0,12 м². Момент от ветра на один светильник на вылете 2,0 м и высоте 8,0 м — порядка 0,4–0,7 кН·м. При 3 светильниках на опоре — уже 1,2–2,1 кН·м.
3) Момент от натяжения СИП (только для СФГ)
Высота точки крепления СИП принимается h = H - 0,5 м (с учётом, что арматура крепится ниже вершины). Для опоры h=10 м: h_крепл = 9,5 м
4) Общая схема расчета
Итоговая задача - определить расчётный изгибающий момент у основания опоры (на уровне земли), который должен воспринять фундамент. Он складывается из трёх компонентов:
Mрасч = Mветер.ствол + Mветер.светильники + Mсип (если есть СИП)
6️⃣ Конструкция фундамента: как устроена скважина изнутри
👉Правильный буронабивной фундамент под фланцевую опору — это не просто скважина с закладной. Это многослойная конструкция, каждый элемент которой выполняет конкретную функцию:
Армирование буронабивного фундамента под НФГ и СФГ - не просто формальность для документации. Каркас из вертикальных стержней ∅10–14 А-III и кольцевых хомутов выполняет три функции: удерживает бетон от раскалывания при передаче момента, обеспечивает монолитность при воздействии сезонного пучения и фиксирует закладную трубу ПНД в проектном положении при бетонировании.
Для НФГ достаточно 8 стержней ∅10 А-III по скважине ∅600. Для СФГ в скважине ∅800 нужно примерно 12 стержней ∅10 А-III — иначе шаг между стержнями превышает нормативный максимум 200 мм.