Металлические закладные детали: как правильно выбрать подходящие

Для армирования бетона – материала, наиболее часто используемого в строительстве, – используется стальная арматура, повышающая его прочностные характеристики. Не имеет значения, будет ли возводимый объект монолитным или сборным, нельзя недооценивать значение, которое для него имеют металлические закладные детали.

Что такое закладные детали

Высотные здания начали строить в 30-е годы ХХ века, тогда же возникла необходимость в усилении их основания. На смену дереву и чугуну пришли стальные металлоконструкции. Примерно в то же время создали металлические закладные детали, упрощающие технологию строительства и придающие прочность возводимым объектам. Современные строения, особенно высотные, возводятся исключительно с использованием закладных конструкций.

При помощи подобных элементов несущие конструкции соединяются друг с другом, за счет чего возрастает их сопротивляемость к нагрузкам. Для качества деталей существенное значение имеет материал их изготовления. Изначально для производства использовалась углеродистая сталь, однако вскоре было установлено, что закладные элементы из низколегированной стали способны выдержать более серьезные нагрузки. Процесс вымещения со строительного рынка малоуглеродистых сталей низколегированными не занял много времени.

Внешне металлические закладные детали напоминают анкер (один или несколько), с помощью сварки соединенный с металлической пластиной, толщина которой может варьироваться от 2 до 200 мм. Конструкции различаются по размеру, а также по наличию резьбы, за счет которой обычный элемент становится регулируемой комплектующей деталью.

Элементы называют закладными, поскольку металлические пластины закладываются в бетонное или железобетонное основание. Оставшаяся на поверхности часть стальной арматуры используется для крепления конструкций, чаще всего при помощи сварки.

Процесс производства металлических закладных деталей не слишком сложен. В зависимости от способа изготовления они могут быть сварными и штампованными. Конструкция первых представляет собой пластину, к которой приварены четыре анкерных стержня.

Пластины, лежащие в основании металлических закладных деталей, могут быть квадратными, прямоугольными, треугольными, ромбовидными.

Производимые элементы должны соответствовать требованиям ГОСТа 14098-91, в соответствии с которыми конструктивно детали могут иметь:

• одну пластину (открытые);
• две пластины, расположенные сверху и снизу металлических стержней (закрытые).

В первом случае детали являются более функциональными, поскольку могут использоваться практически во всех видах строительно-монтажных работ.

Оптимальным вариантом использования штампованных закладных элементов являются части возводимого строения, которые, например, передают нагрузку от стеновых деталей к колоннам и т. п., то есть при небольших расчетных нагрузках.

Анкеры могут иметь следующие сечения: 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25 мм. Для расчета диаметра стержня имеет значение также марка бетона. Ко всем партиям готовых металлических закладных деталей прилагается соответствующая документация.

Из чего делают закладные детали

В зависимости от используемых материалов закладные элементы могут быть из пластика ABS, нержавеющей стали и бронзы.

Для наиболее дешевых пластиковых деталей характерны низкая прочность и малая долговечность. Неквалифицированный монтаж и морозы могут стать причиной появления в них трещин. Такие закладные элементы не слишком привлекательны внешне, а солнечный свет, химические реагенты, используемые для дезинфекции воды, приводят к потере конструкциями первоначального цвета. Выпускаются гильзованные и негильзованные пластиковые закладные элементы.

В негильзованных конструкциях для затягивания прижимного фланца используются саморезы, заходящие внутрь закладного элемента. Неквалифицированный или повторный монтаж способен привести к тому, что деталь лопнет. Кроме того, спустя несколько лет узел может выйти из строя, поскольку со временем хрупкость пластика возрастает.

Крепление гильзованных закладных элементов более прочное, поскольку при их изготовлении используются металлические гильзы с резьбой, заходящие внутрь конструкции. Фланцы крепятся при помощи винтов М5, а не саморезов. Такие узлы менее подвержены повреждениям, кроме того, они могут неоднократно собираться и разбираться.

Металлические закладные детали из нержавеющей стали отличаются более высокой стоимостью, прочностью и долговечностью, а также минимальной чувствительностью к температурным перепадам, что имеет значение, к примеру, при возведении бассейнов.

Для бронзовых закладных деталей характерен самый длительный срок использования, высокая антикоррозийная устойчивость, а также стойкость к механическим повреждениям. Такие элементы считаются высококлассными, чем обуславливается и сфера их применения. Среди недостатков бронзовых закладных можно отметить разве что их высокую стоимость.

Маркировка закладных деталей

После изготовления партию металлических закладных деталей маркируют индивидуальными ярлыками и ярлыком всей партии.

Кроме данных о сфере применения элементов, ярлык содержит сведения о количестве деталей в партии, ее номере, дате изготовления, а также отметку, проставляемую службой технического контроля предприятия, о том, что закладная или партия закладных принята. В комплектацию входит также технический паспорт и перечень требований, касающихся установки закладных конструкций.

Преимущества и сфера использования металлических закладных деталей

Использование металлических закладных деталей характеризуется следующими преимуществами:

1. Универсальностью использования.
2. Высокой прочностью.
3. Надежностью.

Остановимся чуть подробнее на последнем пункте. За счет использования металлических закладных элементов увеличивается надежность готового строения, в разы повышается срок его службы, а вот время, необходимое для возведения конструкции, существенно сокращается.

Элементы помещаются непосредственно в конструкцию из бетона, обычно это делается на заключительном этапе производства. Сама пластина находится внутри бетонного блока, а анкерная составляющая остается снаружи. Анкеры используются для надежного соединения железобетонных конструкций между собой или с элементами металлического каркаса.

Благодаря металлическим закладным деталям существенно возрастает прочность и надежность возводимых строений и сооружений. Они позволяют тщательно фиксировать отдельные элементы. Возведение монолитных конструкций без использования таких деталей невозможно в принципе.

Главная сфера применения металлических закладных деталей – возведение сборных и сборно-монолитных построек. Такое строительство требует использования множества отдельных железо-бетонных конструкций, соединяемых в единое основание. При этом монтажные элементы не только облегчают транспортировку блоков, но и позволяют соединять их в высокопрочный монолит. Благодаря надежному соединению блоков друг с другом нагрузка распределяется по всей их площади равномерно.

Поскольку при создании закладных элементов используется арматурный прокат различных марок, несущим конструкциям придаются наилучшие прочностные характеристики. Но при этом увеличиваются расходы на производства, так как, во-первых, необходимо большее количество материала при изготовлении блоков, а во-вторых, конструктивным элементам требуется придание нужной геометрической формы. В случае, когда по окончании установки пространственные арматурные компоненты окажутся не нужными, можно разово воспользоваться более простым вариантом металлопроката, например, гладкой проволокой большого сечения.

Благодаря характеристикам материалов, применяемых при производстве металлических закладных деталей, сфера их применения существенно расширяется. Их используют:

• При возведении сооружений и конструкций из бетонных, железобетонных и каменных блоков, внутри которых размещаются укрепляющие элементы.
• В строительстве ангаров и мостов. Особую актуальность они приобретают при создании длинных пролетов, между которыми отсутствуют промежуточные опоры.
• При реставрационных и восстановительных работах. В этом случае использование металлических закладных деталей повышает безопасность строительной площадки и ускоряет процесс реставрации или восстановления объектов.
• При создании архитектурных фасадов. Их отдельные элементы рекомендуют фиксировать металлическими закладными.
• При устройстве лифтовых шахт и других технологически схожих сооружений.
• В особо прочных и тяжелых ограждающих системах, которые рекомендуется использовать совместно с металлическими закладными.

Простейшие металлические закладные детали имеют форму выступающего над поверхностью плиты кольца. Деталь фиксируется на размещенном внутри блока арматурном каркасе. Такие элементы соединяются друг с другом при помощи сварки, поскольку иные варианты крепления металлических профилей не обеспечат должной прочности и надежности.

Кроме того, распространенными в настоящее время являются и более сложные конструктивные элементы. Закладные конструкции стандартизированы и приобретаются при строительстве, поскольку позволяют проектировать и возводить высокоточные сооружения и строения.

Технология изготовления металлических закладных деталей

Процесс производства металлических закладных деталей достаточно простой. При их изготовлении пользуются классическими технологиями обработки металлов – резкой и сваркой элементов.

В первую очередь необходимо рассчитать нагрузку, которой будет подвергаться конструкция в процессе эксплуатации. Проанализировав полученные данные и специфику дальнейшего использования элементов, определяют обладающие достаточным запасом прочности материалы, из которых будут изготавливаться закладные. После этого начинается производство необходимого количества закладных конструкций.

Металлический лист нужной толщины делится на заготовки, затем выбирается металлопрокат нужной длины, требуемого сечения и с соответствующей несущей способностью. Арматура приваривается к пластине под определенными углами. Последний этап заключается в покраске готовых конструкций либо обработке их цинком, чтобы увеличить коррозионную устойчивость.

Высокие прочностные характеристики готовых металлических закладных деталей обеспечиваются благодаря строгому следованию требованиям ГОСТов. Расчеты строятся с учетом размеров готового изделия, предполагаемых нагрузок и возможности использования дополнительных элементов. Также в процессе создания закладных конструкций учитывают вероятные продольные и поперечные нагрузки, отклонения, неизбежные в процессе монтажа элементов.

В итоге создаются различные металлические закладные детали – от простейших с одним анкером (пластины с одним арматурным прутом) до сложных форм со множеством стержней, которые привариваются к пластине под различными углами. Специфические особенности конструкции напрямую влияют на стоимость закладных элементов. Но наиболее распространена система расчета в зависимости от веса готовых изделий.

Также проставляется отметка отдела технического контроля о приемке готовых изделий и прописываются требования к выполнению монтажных работ.

Изготовление закладных элементов может производиться как партиями, так и индивидуально под заказ. Существенное значение имеет антикоррозийная обработка специальными средствами, благодаря которой увеличивается срок эксплуатации деталей. Элементы могут быть универсальными, то есть соответствующими всем нормам. Существует несколько стандартных серий металлических закладных деталей, например, изделия типа МН, МС, МД. Производство и последующее использование элементов влияет на их разновидности и серию выпуска.

Нормы производства закладных деталей

Высокое качество металлических закладных деталей достигается благодаря строгому соблюдению требований, установленных в ГОСТах.

Анкеры и пластина должны соединяться под определенными углами, прописанными в стандартах. Кромки элементов в обязательном порядке очищаются от шлаков и наплывов, которые появляются при высокотемпературной резке. На поверхности металла не допускается присутствие грязи, масла, ржавчины и отслаивающейся окалины. В области сварки не должно быть трещин, на переходе от наплавленной части к основе – подрезов. Имеющиеся кратеры завариваются в процессе изготовления деталей. Наплавленный слой также не должен иметь шлака, наплывов, прожженных участков. Не допускается наличие непроваренных областей, прожогов основания и свищей.

Впрочем, некоторое несоответствие в размерах готовых изделий и проекта все же возможно:

• Плоскости лицевых поверхностей металлических закладных деталей относительно горизонтальной и вертикальной поверхности могут иметь отклонение до 5 мм.
• Плоские элементы могут отклоняться от проектного расположения не более чем на 10 мм в любую сторону.
• В определенных случаях возможно отклонение плоских элементов от проектного расположения до 100 мм, если это обеспечивает возможность монтажа деталей в соответствии с требованиями проекта.
• Оси трубных закладных деталей могут иметь отклонения на 10 мм в любую сторону.
• Отклонения от плоскости лицевых поверхностей деталей должно быть не более 5 мм.
• Раскрепление закладных деталей должно быть выполнено таким образом, чтобы выдерживать нагрузки, которые возникают в процессе бетонирования и вибрации свежеуложенной бетонной смеси.
• Отклонения и смещения в процессе бетонирования металлических закладных деталей обязано соответствовать указанным выше допускам.
• В процессе установки и бетонирования закладных деталей отклонения между рабочей арматурой и ее проектным положением должно находиться в пределах, установленных в проекте.

Места соединения металлических закладных деталей с вертикальной и горизонтальной арматурой связываются вязальной проволокой, кроме того, выполняется дополнительное раскрепление, при котором закладной элемент прижимается к опалубке согласно ППР.

Виды монтажа закладных деталей

Монтаж закладных конструкций может выполняться при помощи сварки, клея или болтов. Установка выполняется слепым или сквозным способом.

При сквозном варианте установки доступ к бетонному блоку возможен с любой стороны, он легко просверливается насквозь. Это отверстие с лицевой стороны будет заметно, поэтому для сохранения внешнего вида изделия просверливать его стоит с другой стороны. В отверстие помещается анкер закладной детали, который затем при помощи сварки соединяется с пластиной.

При слепом способе установки внешний вид блока остается неизменным, то есть подойти к нему можно с одной стороны. Для крепления используется анкер с резьбой и одна пластина. Закладная деталь при таком типе установке может крепиться при помощи заливной и анкерной технологии.

Заливная, или иначе закладная, технология заключается в следующем. Проделанное в бетоне отверстие заполняют цементирующим раствором, затем внутрь помещают металлический стержень. Далее цементирующий раствор распределяется по элементам, которые в дальнейшем приваривают к пластинам. Для соединения деталей используются бетонные, полимерные или эпоксидные растворы.

При анкерном варианте крепление выполняется при помощи анкеров. В просверленное отверстие помещается анкерная трубка, внутрь которой вводится конусообразный стержень с резьбой на узком конце. Анкер с трубкой поворачивают в отверстии, чтобы заклинить конструкцию, затем на стержень надевают пластину металлической закладной детали, после чего на него накручивается гайка.

Последний этап установки независимо от используемой технологии заключается в бетонировании конструкции. Когда бетон полностью высыхает, изделие проверяется на прочность. При монтаже металлических закладных деталей большое значение имеет соблюдение техники безопасности.

Как правильно выбрать металлические закладные детали

Для того чтобы правильно подобрать металлические закладные элементы, необходимо воспользоваться конструкторскими расчетами, прописанными в СНиПах. Без соответствующих знаний и опыта выполнить самостоятельный расчет не получится.

К существенным моментам, имеющим значение при расчете закладной конструкции, относится однородность стального сплава и залитой железобетонной части. Это требование регламентировано СНиПами и распространяется на все разновидности металлических закладных деталей.

Даже специалисты порой испытывают трудности с определением типа нужного металлического изделия. Большое значение имеют такие параметры, как конструкция будущего закладного элемента, количество и угол наклона анкерных прутов и т. д. Чаще всего для каждого проекта закладные изготавливаются индивидуально в соответствии с заранее выбранным классом, поскольку проектная документация должна содержать эту информацию. Геометрию закладных элементов указывают до начала строительства, к месту установки их доставляют готовыми к применению и соответствующими размеру укрепляемой конструкции.

Из чего складываются расценки в сметах на металлические закладные детали

Любое современное строительство предполагает применение множества видов креплений, соединяющих металлоконструкции, причем количество их разновидностей постоянно увеличивается. Исследования свидетельствуют о наибольшей востребованности в последние годы стальных крепежных элементов, которые к тому же отличаются демократичной ценой.

Однако некоторые недобросовестные производители металлоконструкций экономят на сырье, т. е. на используемой стали, что является причиной снижения функциональности металлических закладных деталей. Конечно, стоимость готовых изделий также снижается, однако и гарантию того, что при их использовании не возникнет ситуации, повлекшей за собой материальный или физический ущерб, никто не дает.

Следовательно, строительным компаниям выгодно сотрудничать с производителями металлических закладных деталей на постоянной основе, рассчитывая на систему скидок и в то же время защищая себя от приобретения некачественной продукции.

Итоговая стоимость металлических конструкций состоит из затрат на сырье и дополнительные материалы, износа оборудования, доставки стали на завод по изготовлению металлических конструкций и дальнейшей транспортировки готовой продукции заказчику.

Что касается поисков надежного поставщика с оптимальным соотношением цены и качества металлических закладных деталей, то современный рынок производителей достаточно велик, чтобы выбрать компанию, подходящую по всем параметрам. Тем же, кто только начал осуществлять деятельность на строительном рынке, стоит обращаться к организациям, обеспечившим себе хорошую репутацию и имеющим большое число постоянных заказчиков.

Такие производители при изготовлении металлических закладных деталей пользуются только высококачественными сталями и последними инновационными разработками в своей сфере.

Не вызывает сомнений, что от степени надежности применяемой стали и наличия высокоточного специального оборудования зависит производство качественных металлических закладных деталей. При этом стоимость готовой продукции отличается демократичностью, поскольку компания работает на основании контрактов, имеющих длительный срок, а производственный цикл отличается продуманностью. Кроме того, серьезные, зарекомендовавшие себя на рынке предприятия индивидуально подходят к своим клиентам, следовательно, на цену заказа влияют и такие параметры, как его объем, способ оплаты и т. п.