Śruby kotwiące: mocowanie chemiczne i mechaniczne

Treść artykułu

• Urządzenie i cechy konstrukcyjne łączników kotwiących
• Metodologia obliczania nakładu pracy
• Dobór kotew w zależności od materiału podłoża
• Zasady mocowania za pomocą kotew mechanicznych
• Stosowanie kotew chemicznych

Wybór metody mocowania konstrukcji krytycznych do podstaw nie zawsze jest oczywisty, a mimo to istnieją dość uniwersalne opcje, które można zastosować w różnych warunkach. W artykule omówimy rodzaje systemów kotwienia: chemiczne i mechaniczne.

Urządzenie i cechy konstrukcyjne łączników kotwiących

W szerokim sensie kotwica to dwuczęściowy pręt, którego jedna część odkształca drugą, aby rozszerzyć się i zakotwiczyć w otworze na tyle mocno, aby cała konstrukcja mogła wytrzymać obciążenie porównywalne z progiem odkształcenia.

Przykładem mogą być kotwice ramowe, które są najbardziej popularne. Konstrukcja łącznika obejmuje rurkę z metalowym prętem w środku, na jednym końcu którego znajduje się gwint, a na drugim – łeb pod śrubokręt imbusowy lub krzyżakowy. Rura posiada podłużne szczeliny, w których zamontowany jest klinowy element z gwintem wewnętrznym i szczelinami zewnętrznymi, uniemożliwiający obracanie się podczas dokręcania. Gdy pręt się obraca, nakrętka klinowa przesuwa się osiowo i miażdży rurę, rozszerzając ją w otworze.

Kotwy śrubowe mają tę samą zasadę działania, ale inną konstrukcję: rozpór w kształcie klina znajduje się na pręcie, a nakrętka znajduje się na jej gwintowanym końcu w widocznej części łącznika. Takie kotwy są stosowane w przypadkach, gdy wymiary wystającej części mocowania nie są krytyczne, ponieważ pręt kotwiący można wyciągnąć po zamocowaniu na 3–6 cm. Podgatunek śrub kotwiących to łączniki zaciskowe, w których element dystansowy jest ściskany dwoma klinami po obu stronach.

Istnieją również kotwy, w których nakrętka jest mocno zamocowana w trzpieniu na końcu rury, który ma 4 wytłoczone szczeliny na całej swojej długości. Takie kotwy nazywane są śrubami Molly i służą do mocowania do materiałów arkuszowych i pustych ścian. Po napięciu za pomocą kołka tubus składa się w strukturę w kształcie litery X, dzięki czemu mocowanie niezawodnie zagniata nawet cienką muszkę.

Inne cechy konstrukcyjne związane są z kształtem głowy; może mieć na końcu kolczyk lub haczyk. Kotwy mają średnicę od 6 do 24 mm i długość od 72 do 300 mm. Wydłużenie występuje głównie z powodu nierozprężalnej części łącznika: stopień pogłębienia nie ma znaczenia, dlatego do mocowania grubszych elementów stosuje się długie kotwy.

Metodologia obliczania nakładu pracy

Istnieją dwa rodzaje obciążenia łączników kotwicznych – ciągnące i poprzeczne. Chociaż generalnie kotwy nie są zaprojektowane tak, aby były odporne na wyciąganie, czasami są używane w takich warunkach, zwiększając liczbę punktów w celu uzyskania rozproszonych łączników.

W przypadku kotew różnych typów i producentów dopuszczalne obciążenia są bardzo różne, ale w każdym przypadku są one wprost proporcjonalne do statycznej wytrzymałości rdzenia metalowego na rozciąganie. Przy obliczaniu obciążenia trakcyjnego istotną rolę odgrywa również stopień rozdrobnienia materiału podstawowego, dzięki czemu możliwe jest rozbicie łączników bez ich zniszczenia lub poluzowania się kotwy i jej częściowe odkształcenie..

Należy również uwzględnić rozstaw osi wielopunktowych: odległość między kotwami nie powinna być mniejsza niż 15 średnic otworu dla nich. Ta sama zasada dotyczy odległości od krawędzi szyku, w której zamocowane są kotwice..

Ponieważ w większości przypadków kotwy dobierane są z dużym marginesem bezpieczeństwa, następujące dopuszczalne obciążenia będą gwarantowaną wytyczną w obliczeniach:

Dopuszczalne obciążenia podano dla kotew z miękkim rdzeniem stalowym zakotwionych w betonie B30, w których dopuszczalne są drobne wady konstrukcyjne: pęknięcia lub przeciążenia. Idealnie, kotwy są w stanie wytrzymać znacznie większe obciążenia (do 5 razy większe niż podane), więc ich niezawodność zależy bezpośrednio od charakterystyki podłoża.

Dobór kotew w zależności od materiału podłoża

Głównym wymaganiem dla podłoża do zakotwienia jest brak elastyczności, kruchość i wysoka twardość materiału. Mur i beton są idealne do kotwienia. Mniej niezawodne, ale nadal dopuszczalne jest kotwienie w konstrukcjach pustych – GWP i blok żużlowy. Warunkiem jest, aby długość kotwy była wystarczająca do zamocowania do drugiej przegrody (za pustką). W pozostałych przypadkach należy zastosować śruby Molly, przede wszystkim dotyczy to fałszywych ścian i ścianek działowych montowanych w technologii „na sucho”.

Kotwienie śrubami do ścian wykonanych z betonu komórkowego, skały muszlowej i podobnych materiałów porowatych jest kategorycznie niedopuszczalne. W takich przypadkach należy zastosować rozproszone elementy mocujące ze śrubami stalowymi lub kotwy chemiczne. Zasada ich działania jest prosta: do otworu wtryskuje się dwuskładnikowy klej, a następnie wprowadza się stalowy kołek. Po zestaleniu substancja zwiększa swoją objętość i twardnieje, zapewniając wysoką odporność na wyciąganie i miejscowo wzmacniając strukturę materiału dzięki impregnacji.

Kotwy chemiczne do dowolnego materiału ściennego zwiększają siłę mocowania rdzenia stalowego o 40%, co oznacza, że ​​efekt kruszenia betonu jest prawie całkowicie nieobecny.

Zasady mocowania za pomocą kotew mechanicznych

Kluczowym momentem przy mocowaniu śrubami kotwiącymi jest ścisła regulacja momentu dokręcania. Nadmierna siła nie jest lepsza niż niewystarczająca siła, bardzo często z powodu przekroczenia progu odkształcenia materiału podłoża obserwuje się jego wyraźne kruszenie. Zalecane wartości momentu obrotowego są ustalane przez producenta, ale jeśli oficjalna specyfikacja nie jest dostępna, można zastosować następujące wytyczne:

Istnieją również subtelności procesu instalacji: otwory należy oczyścić lub lepiej – wypłukać z okruchów wiertła. Jeżeli istnieje kilka punktów kotwienia dla jednego węzła, należy najpierw wstępnie zamocować kotwy w otworach, a dopiero potem ostatecznie je dokręcić. W tym drugim przypadku kolejność jest ważna: kotwy są dokręcane parami z diametralnie przeciwnych punktów mocowania.

Stosowanie kotew chemicznych

Technika mocowania za pomocą kotew chemicznych jest generalnie prostsza, jednak dokładny skład czynności montażowych różni się od prawie każdego producenta. Prawidłowe przygotowanie otworu jest tu ważne jak nigdzie indziej: najpierw przedmuchuje się go pompką ręczną, a następnie czyści stalową szczotką i ponownie wydmuchuje się pył.

Do montażu domowego stosuje się kotwy, w których składniki kleju umieszczane są w szczelnej kapsule, która ulega zniszczeniu po wkręceniu kołka. Jest to najprostszy rodzaj instalacji, ale nie nadaje się do montażu konstrukcji krytycznych ze względu na niewystarczające wymieszanie komponentów.

Aby uzyskać bardziej trwałe mocowanie, stosuje się kompozycje chemiczne kotwic, dostarczane w specjalnych dwuskładnikowych strzykawkach. W przygotowanym otworze kompozycję wstrzykuje się na połowie głębokości, po czym jednym ruchem wprowadza się w masę spinkę lub pręt hipoteczny. Metoda ta wyróżnia się nie tylko dużą wytrzymałością, ale także bardzo ekonomicznym zużyciem kleju..