CC BY
37
ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КРЕПЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Загорулько Михаил Сергеевич
ассистент, заведующий лабораторией кафедры Строительное производство и теория сооружений Архитектурно-строительного института Южно-Уральского государственного университета,
РФ, г. Челябинск E-mail: [email protected]
Усиевич Елизавета Михайловна
студент кафедры Строительные конструкции и сооружения, Архитектурно-строительного института Южно-Уральского государственного университета,
РФ, г. Челябинск E-mail: [email protected]
Валявин Сергей Юрьевич
магистрант кафедры Строительное производство и теория сооружений Архитектурно-строительного института Южно-Уральского государственного университета,
РФ, г. Челябинск E-mail: valyavinsy@mail. ru
АННОТАЦИЯ
Приведен обзор на основные металлические крепежи - анкера и дюбеля, применяемые в строительстве, описано назначение и основные характеристики, необходимые для правильного выбора подобного крепежа. Ключевые слова: дюбель, анкер, гипс, строительство.
Цель работы: привести необходимое описание наиболее важных металлических крепежных соединений, используемых в различных технологиях современного строительства.
Актуальность. Металлические анкерные дюбеля, непосредственно влияют на высокую прочность закрепления материалов, и выдерживают наибольшую нагрузку. Там, где для листов из гип-сокартона или дерева для крепежа необходимо использовать саморезы и пластмассовые дюбеля, то для более прочных материалов понадобится лучшая фиксация. Такие материалы как ГВЛ, Аквапанель, бетон сами по себе материалы достаточно прочные, и должны выдерживать высокие нагрузки, и обычным крепежным элементам нет никакой возможности за них прочно зацепиться и удерживаться. Поэтому сегодня выпускаются самые разномастные анкерные крепления, которые прочно фиксируются, и надежно удерживают прикрученные конструкции.
Анкера - разноплановый крепеж, так как их возможно заворачивать, забивать или закладывать в заранее подготовленное твёрдое основание [1]. Анкер представляет собой стержень от 45 до 200 мм из легированной стали (09Г2С-6), характеризующийся 6-8 категорией прочности. Могут быть выполнены в виде специфических болтов, шпилек, втулок и гаек, и устройств, состоящих из этих деталей. Прочностные свойства определяются их конструкцией и классом прочности материалов, из которых они изготовлены. Три главные детали анкера - болт, гайка, гильза. Гильза служит распорным элементом. Гайка создает надежное крепление. Болт имеет шестигранную головку и крепёжный конец с нарезной резьбой. Принципиальные особенности анкерному болту придают втулка с продольными прорезями и коническая гайка, движение которой по стержню
осуществляет принцип анкеровки [2]. Соединение с основанием образовано на применении силы трения, которую испытывает болт в отверстии тела крепления. Для тонкостенных материалов эффективнее внешний упор, при котором наружный элемент крепёжного конца позволяет затягивать базовую основу между ним и головкой болта. Одно из серьезных ограничений к использованию анкера — это возможность установки только в прочном основании, поэтому для этого и используются крепежи из металла.
Основные металлические крепежные элементы.
Необходимо рассмотреть наиболее важные крепежные элементы:
1. Анкер рамный металлический
Анкер рамный металлический (рис. 1) предназначен для крепления методом сквозного монтажа оконных рам, каркасов и дверных коробок, изготовленных из дерева, металла или пластика, к базовым материалам из бетона, газобетона, строительного камня, полнотелого и пустотелого кирпича [3] .
Рисунок 1. Анкер рамный металлический
В конструкцию дюбеля входят: винт с потайной головкой и шлицем типа Pz, распорный конус с внутренней резьбой и стальная разрезная гильза (втулка) с шипами со стороны головки винта. В рамных металлических дюбелях использован способ двойного расклинивания. Деталь при закручивании
винта сначала прочно фиксируется в материале основания, а затем расклинивается в прикрепляемой конструкции. В отличие от обычных дюбелей, где рабочей частью является едва ли не все тело крепежа, в рамном распорная часть занимает меньше места, а гладкая, не расклинивающаяся достигает, чуть ли не половины изделия. Это позволяет крепежу пройти сквозь раму, не создавая силы трения, погрузиться в материал основания, и уже там создать упор. В качестве материала для винта используется сталь, обязательно оцинкованная: слой не менее 6 мкм. Сталь сама по себе неустойчива к коррозии, и слой цинка защищает ее от повреждений. Выпускается также крепеж из нержавеющей стали. Возможно выполнение винта из латуни или даже бронзы - такой крепеж используется для самых тяжелых участков.
2. Дюбель-гвоздь металлический Металлический дюбель-гвоздь (рис.
2) применяют для быстрого несъемного крепления листовых и профильных материалов, монтажа реек, рамных конструкций, крепления стеновых панелей к бетону и кирпичу, а также для монтажа подвесных конструкций к бетонным потолкам методом сквозного монтажа к базовым основаниям из бетона, строительного камня и полнотелого кирпича.
Рисунок 2. Металлический дюбель-гвоздь
Основное направление его использования: в работах по установке элементов несущих конструкций для систем кондиционирования, отопления и вентиляции, хомутов для силового кабеля, а также многих других систем, конструкций и оборудования. Гвоздь серебряного цвета, шляпка гвоздя цилиндрической формы, металлический дюбель серого цвета, борт полусферической формы. Применяется для несъемного крепления различных тонколистовых материалов и профилей к бетону, кирпичу и камню. Возможно сквозное крепление к металлическому профилю соответствующей толщины. Быстрый сквозной монтаж. Изготовлен из сплава цинка с алюминием, гвоздь - оцинкованная сталь. Система крепления состоит из дюбеля с грибовидным стопорным бортиком - полусферой и гвоздя. Распорная зона дюбеля состоит из 2-х сегментов. Обладает высоким запасом прочности и может применяться в местах с повышенными требованиями к пожаробезопасно-сти. Как и обычный дюбель-гвоздь - легок в монтаже. Установку металлического дюбеля-гвоздя в материалы выполняют следующим образом: в базовом основании сверлят отверстие диаметром 6,0 миллиметров и требуемой для детали глубиной, затем его очищают от остатков пыли и материала. После этого дюбель, вставленный через отверстие в плотно прижатом к базовому основанию прикрепляемом эле-
менте, забивают бетон. Монтаж с его использованием экономичен и обеспечивает высокую производительность работ.
3. Анкер-болт Анкер-болт с гайкой производится из углеродистой стали, после чего проходит обработку белым или желтым цинком для антикоррозийной устойчивости (рис.3).
Рисунок 3. Анкер - болт
Анкер с гайкой состоит из шпильки, распорного элемента и гайки с рифленой пресс-шайбой. Крепеж представляет собой конструкцию, состоящую из стальной гильзы, болта и распорной конусной части. Болт имеет шестигранную голову и неполную резьбу. В распорной части гильзы имеются надрезы для упрощения процесса распирания при монтаже. На конусной части у основания конуса расположены насечки для более надежного крепления анкерного болта в материале. Область применения анкера с болтом: применяют для монтажа тяжелых конструкций, анкер подходит для крепления практически любого материала, очень универсальное крепежное изделие [4]. В основном анкер болт применяют в случае, когда требуется сохранить эстетический вид помещения в котором производят монтаж, после крепления он не оставляет торчащие из стены шпильки как, например, анкер гайка, но в отличие от анкерного болта с гайкой значительно дороже в цене. Часто с анкерным болтом используется шайба плоская.
4. Анкер-клин
Крепежное изделие представляет собой комбинированную конструкцию, состоящую из двух частей: тела анкера и подвижного клина (рис.4).
Рисунок 4. Анкер-клин
Изготавливается из углеродистой стали для холодной высадки и холодной экструзии соответствующей DIN EN 10263-4-2002 [5]. Антикоррозионная защита обеспечивается желтопассированным или белым цинковым покрытием.
Оцинкованная сталь обеспечивает крепежу хорошую прочность, термо - и антикоррозионную стойкость, эстетичный вид. Тело анкера выполнено в виде цилиндрического стержня со стопорной
шляпкой на одном конце и распорной частью на другом. Продольная проточка на стержне обеспечивает требуемое направление смещения подвижного клина и высокую прочность всего крепления при установке анкера в материал. Клин вставлен в сквозное отверстие полукруглого сечения в стопорной шляпке анкера. Отверстие для установки анкера в базовом материале сверлят глубиной, на 5-7 миллиметров превышающей эффективную длину крепежной детали, используя бур с таким же, как у крепежа, диаметром. В процессе монтажа прикрепляемый элемент конструкции плотно прижимают к базовому основанию, максимально точно совмещая оси их отверстий под анкер-клин. Затем в посадочное место вставляют крепежную деталь и молотком забивают подвижный клин анкера на всю его длину вглубь материала. Анкер-клин предназначен для быстрого монтажа подвесных элементов конструкций к базовым материалам с плотной структурой. Его используют в составе комплексных систем для крепления элементов конструкций методом сквозного монтажа в бетон, к сооружениям из природного камня и полнотелого, в том числе и силикатного, кирпича. Крепеж имеет большой запас механической прочности и обладает высокой термостойкостью. Для его установки не требуется применение специального инструмента. Стальной анкер-клин с цинковым покрытием используют для работы внутри сухих помещений при монтаже металлических профилей и вентиляционных систем, обрешетки и потолков, перфорированных лент, подвесов и крюков, а также многих других видов деревянных и металлических навесных элементов.
5. Дюбель металлический Дюбель металлический изготовлен из углеродистой стали с гальваническим оцинкованием золотого или серебряного цвета. На нем имеются зубчатые желобки и надрезы, позволяющие элементу расширяться в материале основы (рис.5).
Рисунок 5. Дюбель металлический
Расширение происходит посредством вкручивания соединителя - шурупа, самореза и т.п. Внешний вид корпуса - наличие зубчатых желобков позволяет одновременно использовать две схемы крепления - крепление трения и формовое крепление. Внешний вид дюбеля имеет довольно интересную структуру и запоминающийся вид - верхняя часть представлена в виде металлической трубки, выполняет функцию несущей конструкции для четырех отдельных стенок дюбеля, которые крепятся только в верхней части и не скреплены между собой. Лопасти дюбеля имеют ярко выраженную шероховатую структуру, которая идеально подходит для крепления в мягких материалах. Конструктивно его используют, в ос-
новном, в мягких материалах хрупкой структуры, таких как пенобетон, газобетон, гипсоплита, но также подходит для монтажа и в более плотные материалы. Часто применяют для крепления пожароопасных конструкций, например при прокладке газопровода. Способ монтажа дюбеля металлического также прост, если не сказать больше: если необходимо закрепить его в твердые материалы, такие как кирпич или бетон, то крепление производится с предварительным сверлением, если же он крепятся в пенобетон, гипс, то можно монтировать непосредственно молотком, без сверления.
6. Дюбель Молли металлический Для крепления в гипсокартоне необходимы системы с распорными механизмами: упираясь в лист с внутренней стороны, они удерживают гильзу, так что она не может выйти наружу. Закрепляя тяжелые предметы необходимо выбрать такой дюбель, которые крепко удержит их, не выломав материал. Для этого очень часто применяют распорный дюбель для пустотелых конструкций - дюбель Молли (рис.6).
Рисунок 6. Дюбель Молли металлический
Ввиду наличия пустот в таких конструкциях невозможно использовать анкеровку трением, поэтому в дюбелях Молли применен принцип упора. Дюбель Молли очень хорошо конструктивно продуман: выполнен в виде металлического полого стержня, внизу имеется распорная часть, которая при монтаже очень широко раскрывается, образуя конструкцию по строению напоминающую зонт. На нижней стороне широкой шляпки расположены два шипа. В центр вставлен винт, при помощи которого и происходит монтаж. Благодаря двум зубцам в бортике он плотно прижимается к поверхности и не проворачивается. Винт вворачивают в него отвёрткой или шуруповёртом. В результате с внутренней стороны крепёж плотно поджимает обшивку. Нагрузка, допустимая для крепежа этого типа достигает 35 кг. Материал изготовления дюбеля - углеродистая сталь с гальваническим цинкованием. Установка производится методом предварительного монтажа. Сначала на посадочное место устанавливается крепеж, а затем к нему прикрепляется требуемый элемент.
Заключение. Приведенные сведения не претендуют на абсолютную полноту, а являются лишь примерами наиболее известных типов металлического крепежа. Разнообразие и применение обширно. Выбор анкера определяется оптимальным соотношением высокой прочности. Поэтому, в основе выбора должна лежать степень ответственности крепления.
www.sibac.info
Список литературы:
1. ГОСТ 28778-90 «Болты самоанкерующиеся распорные для строительства. Технические условия»
2. ГОСТ 28457-90 «Дюбели-шпильки распорные строительно-монтажные. Конструкция»
3. ГОСТ 30971-2002 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия» - Приложение Б.
4. DIN 6923 Гайка шестигранная с фланцем
5. DIN EN 10263-4-2002
