Закладные детали (ЗД) — это специальные металлоконструкции, которые изготавливаются из стали. Они предназначены для усиления прочности строительных объектов. Металлические изделия закладывают в бетонное или железобетонное основание, оставляя арматуру на поверхности для закрепления новой строительной конструкции. Так они сцепляются между собой, создавая элемент нужной длины.
Такая технология появилась еще в 30-х годах прошлого века. Именно с нее началось активное строительство многоэтажек. С металлическими основаниями увеличилась прочность несущих сооружений.
Закладные детали представляют собой крепежные изделия, соединенные металлической пластиной толщиной от 2 мм до 20 см. В зависимости от предназначения их разделяют по размерам, наличию или отсутствию резьбы, по материалу. Виды стали делят по качеству, способу производства и раскисления, химическому составу, структуре, назначению.
- По качеству: качественная, высококачественная, особокачественная.
- По способу производства: мартеновская, конвентная, электросталь.
- По способу раскисления: спокойная, полуспокойная, кипящая.
- По химическому составу: обыкновенная, углеродистая, легированная.
- По структуре: эфтектоидная, доэфтектоидная.
- По назначению: конструкционная, инструментальная, с особыми свойствами.
Марки стали регулируются нормативами ГОСТ 380-2005. Углеродистая обозначается маркировками от Ст0 до Ст6сп. Ст — это сталь, число — номер марки, «Г» — наличие марганца, «кп», «пс», «сп» — уровень раскисления. Массовая доля химических элементов в каждой марке предложена в приложении А ГОСТ 380-2005.
Виды закладных деталей
Разновидности этих изделий разделяются на четыре группы, классифицируются по ГОСТ Р 57997-2017 и следующим признакам:
-
по процессу производства металлоконструкций:
- сварные — это пластинки с размещенными стержнями-анкерами с четырех сторон. Их применяют при возведении колонн, где происходит воздействие по всем направлениям;
- штампованные — используют в строительных конструкциях, на которые не приходится высокой нагрузки. Подходят для облегченных вариантов зданий.
- по соединению:
- наклонные;
- перпендикулярные;
- смешанные.
-
по способу размещения:
- открытые — с одной пластинкой. Этот вид ЗД один из самых универсальных. Он имеет широкий функционал использования, может применяться практически во всех строительных, монтажных работах;
- закрытые — пластины располагаются одна сверху, другая снизу.
-
по толщине металла пластинка может быть:
- жесткой — ее деформациями пренебрегают, используя гипотезу плоских сечений;
- гибкой — ее деформации учитывают в расчете.
Жесткость пластины определяется по формуле:
Максимальные расчетные расчетные напряжения в пластине не должны превышать итоговой величины.
Из каких материалов изготавливают закладные детали?
Самое распространенное сырье — это углеродистая сталь. ЗД из такого материала отличаются прочностью. Именно виды и марки стали, а не другого металла прописываются в ГОСТах. Основание со стальными закладными деталями становится надежным и долговечным для любых строительных конструкций.
Производство закладных деталей требует тщательного подхода. Важна как квалификация специалистов, так и качественное оборудование, знание нормативов. Особенно серьезно на готовые строения могут влиять перепады температур воздуха из-за неправильной установки. В таких ситуациях появляются трещины, сколы. Воздействие ультрафиолета, химических составов при уходе, приводит к потере цвета готового строения, теряется его первоначальный внешний вид.
Требования к материалам изготовления
Производство закладных деталей из металла проходит с соответствием нормативов. Самое используемое, зарекомендовавшее себя сырье для этих целей — горячекатанная сталь Ст3. Она устойчива к внешним воздействиям, к перепадам температур.
Анкеры ЗД рекомендуется проектировать преимущественно из арматурной стали. Материал для сварки, марка подбираются по документу «Свод правил. Стальные конструкции» СП 16.13330.2017, введенным 28.08.2017 г.
Маркировка закладных деталей
Изготовление закладных металлоконструкций включает в себя производство изделий и их маркировку. Все должно соответствовать основным нормативным документам. Маркирование включает такие этапы как размещение шифра серии буквами, номера группы, порядкового номера товара, его индекс, информирующий о разнице по форме, длине анкеров.
Закладные детали по серии 1.400-15
Их создают в строгом соответствии ГОСТу. Материал для изготовления, также подбирается по этому нормативному документу. Элементы серии монтируют в железобетонные конструкции еще до начала процесса бетонирования.
ЗД представляет собой пластинки с анкерами разной ширины и высоты. В некоторых случаях требуются дополнительные пластины, усиливающие изделие. Их применяют для зданий, в строительстве мостов, различных перекрытий, бетонных колонн.
Сюда включают компоненты по группам, которые изготавливаются по одному сборочному чертежу с техническим описанием. Они отличаются друг от друга размерами, итоговой массой. Классифицируют их по категориям:
- МН101—МН164;
- МН201—МН228;
- МН401—МН418;
- МН501—МН522, МН523—МН538, МН539—МН540, МН541—МН554, МН555—МН557, МН558—МН571;
- МН601—МН615, МН616—МН617;
- МН701—МН775, МН776—МН795
- МН801, МН802—МН834.
Закладные детали по серии 1.400-6/76
Здесь рассматриваются ЗД для зданий не более одного этажа. Они предназначены для таких сооружений в строительстве как плиты покрытия, колонны и другое. Включает в себя такие 8 групп с маркировкой М:
- М0-1—М0-20, подходят для крепления опорных столиков под балки из железобетона, стали;
- М1-1—М1-16, для сцепления стеновых панелей;
- М2-1—М2-33, для стропильных, подстропильных конструкций;
- М3-1—М3-23, опорные в стропильных и подстропильных сооружениях;
- М4-1—М4-38, закладные в стропильных, подстропильных строениях без учета ЗД;
- М5 — используют для крепления связей;
- М6-1—М6-5, изделия из металла в подкрановых балках, крепятся к колоннам;
- М7-1—М7-6, подходят для сцепления подкрановых балок;
- М8-1—М8-14, в плитах покрытия.
Закладные детали по серии 3.400 - 6/76
ЗД этой группы разделяют на 5 категорий, в зависимости от назначения и сферы применения:
- МИ1-1—МИ1-46, пластины с прямыми анкерами, которые приварены перпендикулярно;
- МИ2-1—МИ2-6, пластинка с шайбой, которая крепится к концам анкерных стержней для усиления;
- МИ3-1—МИ3-14, пластина с гнутыми анкерами сваренными внахлест;
- МИ4-1—МИ4-48, уголки или швеллеры с анкерами разного типа;
- МИ5-1—МИ5-3, две пластины, расположенные параллельно друг к другу, соединенные анкерами.
Для увеличения срока эксплуатации этой серии важно применять специальный состав против коррозии. Тип покрытия выбирают в зависимости от климатических условий данного региона и от того, как и где будет эксплуатироваться готовое изделие. Также проводится обетонирование раствором бетона.
Преимущества использования закладных элементов
ЗД в строительстве помогают увеличить срок службы сооружения. Это надежное звено, которое монтируется в бетон. Пластина внутри позволяет составу прочно держаться, а аккеры, находящиеся снаружи, сцепляют конструкции между собой. Таким образом, быстрее возводится здание, снижаются затраты на другие строительные материалы.
Сфера использования закладных деталей
ЗД активно применяют в строительстве. Этот универсальный элемент помогает укрепить постройку, сделать ее более стойкой, надежной. Их включают при возведении ангаров, мостов, колодцев, подземных туннелей, подпорных стен, фасадов, мачт, гидротехнических строений и других построек.
Различают изготовление закладных деталей для двух видов строительных работ:
- железобетонных конструкций — здесь они являются соединением между колоннами и балками;
- фундамента — сюда хорошо подходят изделия серии 1.400-15. Их закрепляют с плитой сваркой или вязальной проволокой. Они служат как анкерные блоки, фундаментные болты.
Применение закладных элементов
Их повсеместно используют при монтировании зданий, в строительной сфере. Незаменимы при возведении железобетонных конструкций и других сооружений. Главная их функция — связать между собой части, достигается это путем сварки. Также они формируют точность геометрии ЖБК, создают жесткость, прочность.
Закладные детали, производство которых выполнено по нормативам, применяют в таких сферах как:
- для крепления навесных изделий;
- для обрамления проемов;
- для проведения коммуникационных линий;
- для изготовления воздуховодов, опор трубопроводов;
Открытые ЗД имеют бетонное основание и активно используются в мостостроении, при установке оборудования, ограждений.
Закрытые с полностью забетонированным основанием подходят для сваривания, реконструкции строений, стыковке элементов.
Какова технология производства металлических закладных деталей?
Процессе создания несложный. Главные технологии, которые используются — это обработка металла, его резка и сварка всех элементов.
Для начала рассчитывают степень нагрузки, которая потребуется при эксплуатации готового изделия. Анализируют где, как в дальнейшем оно будет применяться. Исходя из этих данных, выбирают сырье для изготовления.
Закладные детали для металлических конструкций создаются следующим образом.
Подбирают лист из металла подходящего объема. Делят его на предварительные заготовки. После подбирают металлопрокат необходимой длины с сечением и нужной несущей способностью.
Арматурный стержень сваривают с пластинкой под разными углами, смотря для чего будет ее итоговое предназначение. Готовые конструкции обрабатывают антикоррозийным покрытием, красят.
Весь процесс строго регулируется по ГОСТ. В итоге получается деталь с высокими прочностными характеристиками. При расчетах опираются на заявленные размеры нужного сооружения, на нагрузки, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Нельзя забывать про продольные и поперечные отклонения, происходящие при монтаже элементов.
По факту получаются простейшие с одним анкером или сложные конструкции с несколькими стержнями, приваренными к пластине под разными углами.
Отсюда исходит стоимость работ. ЗД со специфическими особенностями будет стоить дороже простых. Также на цену влияет вес готового изделия.
Его изготавливают индивидуально под нужный проект или просто партиями. В ярлыке указывают информацию о марке, о том сколько еще выпущено в одной группе, о дате выпуска, возможных отклонениях. После товар проверяется техническим отделом, утверждается к выпуску с прописанными требованиями к монтажу.
Государственные стандарты по производству металлических элементов
Закладные детали, изготовление которых ведется строго по нормативной документации, считаются самыми устойчивыми. Работы, выполненные по ГОСТу отличаются высоким качеством, прочностью. Материал, соединение анкера и пластины между собой под углами — все это прописывается в стандартах.
Нужно очищать кромку частей от шлака, наплывов, возникающих при высокой температуре в процессе резки. На поверхности металла должны отсутствовать грязь, ржавчина, остатки масла или окалины.
Сварка производится только на ровной поверхности без трещин и подрезов. Обе детали должны быть хорошо проварены, без прожогов у основания, свищей.
Допустимые несоответствия в готовых изделиях:
- лицевые поверхности по горизонтали и вертикали могут отклоняться до 5 мм;
- плоские элементы допускаются с отклонением от проекта до 10 мм в любом направлении;
- в некоторых случаях возможно смещение плоских деталей до 100 мм, если это не повлияет на монтаж;
- оси трубных ЗД могут склоняться до 10 мм в ту или другую сторону;
- раскрепление на закладных деталях должно выдерживать нагрузки, возникающие в процессе бетонирования и возможную вибрацию свежей смеси.