ASTM F1554 Anchor Bolts: Grade 36, 55, 105 Selection Guide for Structural Anchoring

Kiedy inżynier budowlany określa śruby kotwiące do stalowej płyty podstawy słupa na fundamencie żelbetowym, obowiązującą specyfikacją jest zwykle ASTM F1554. Niniejsza norma obejmuje stalowe śruby kotwiące proste i wygięte, z łbem i bez łba, przeznaczone do kotwienia podpór konstrukcyjnych do betonu. F1554 definiuje trzy klasy wytrzymałości: klasa 36, ​​klasa 55 i klasa 105. Praktyczna różnica między tymi klasami wpływa zarówno na margines bezpieczeństwa, jak i koszt instalacji.

Najważniejszą decyzją zakupową jest wybór gatunku przed złożeniem zamówienia. Śruba kotwiąca klasy 36 o granicy plastyczności 36 ksi może być wystarczająca dla kotwy sprzętu lekko obciążonego, natomiast kotwa klasy 105 o granicy plastyczności 105 ksi jest wymagana w przypadku połączeń o dużym naprężeniu w wysokich stalowych ramach. Poprawki po wylaniu betonu są kosztowne, dlatego wybór gatunku musi być prawidłowy już przy pierwszym przejściu.

Śruba kotwowa ocynkowana ogniowo ze stali węglowej ASTM F1554 Ta śruba kotwowa spełnia specyfikacje ASTM F1554 dotyczące kotwienia konstrukcyjnego. Dostępny w klasach 36, 55 i 105, spełnia różne wymagania dotyczące obciążenia, a cynkowanie ogniowe zapewnia odporność na korozję w zastosowaniach do osadzania w betonie. Zobacz produkt →

Co obejmuje norma ASTM F1554: Klasyfikacja i wymagania mechaniczne

ASTM F1554 definiuje wymagania chemiczne, mechaniczne i wymiarowe dotyczące śrub kotwiących. Specyfikacja dotyczy konfiguracji prostych i wygiętych oraz śrub kotwiących z łbem i bez łba. Obejmuje również dołączone nakrętki i podkładki, które są kompatybilne z każdym gatunkiem.

Klasyfikacja gatunku w F1554 opiera się na minimalnej granicy plastyczności. Norma określa również wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i zmniejszenie wartości powierzchni dla każdego gatunku. Właściwości te decydują o tym, jak śruba kotwowa zachowuje się pod obciążeniem, w tym o tym, ile odkształceń może pochłonąć przed uszkodzeniem.

Porównanie gatunków F1554: Tabela właściwości mechanicznych

Poniższa tabela porównuje kluczowe właściwości mechaniczne trzech gatunków F1554. Wartości są określone w normie ASTM F1554 i są obowiązkowe w celu zapewnienia zgodności.

Klasa 105 ma najwyższą wytrzymałość, ale najniższe wydłużenie. W konstrukcjach sejsmicznych plastyczność jest równie ważna jak wytrzymałość. Wymaganie dodatkowe S1 (badanie udarności metodą Charpy’ego) można określić, gdy krytyczna jest wytrzymałość pod obciążeniem dynamicznym.

Profile nośności i ciągliwości

Przy tej samej średnicy nominalnej nośność osiowa śrub kotwiących F1554 zmienia się dramatycznie w zależności od gatunku. Poniższy wykres przedstawia przybliżone dopuszczalne obciążenie osiowe dla śruby kotwiącej o średnicy 1 cala, obliczone przy użyciu minimalnej granicy plastyczności i konserwatywnego współczynnika bezpieczeństwa wynoszącego 0,60 dla konstrukcji stalowej.

Elastyczność waha się 2,9 razy pomiędzy klasą 36 a klasą 105 przy tej samej średnicy. Jednak plastyczność spada z 23% wydłużenia w klasie 36 do 15% w klasie 105. W przypadku zastosowań w strefach sejsmicznych lub tam, gdzie oczekuje się, że śruby kotwiące ustąpią, kotwa wyższej klasy musi być połączona z konstrukcją, która uwzględnia jej niższą ciągliwość. Głębokość osadzenia śruby i odległość od krawędzi również wpływają na rzeczywisty tryb uszkodzenia.

Dystrybucja zastosowań przemysłowych śrub kotwiących F1554

Śruby kotwiące ASTM F1554 są stosowane w wielu sektorach budownictwa. Poniższy rozkład pokazuje, gdzie specyfikacja jest najczęściej stosowana w praktyce inżynierii konstrukcyjnej.

Segment przemysłowy jest największym pojedynczym użytkownikiem, ponieważ śruby kotwiące F1554 są stosowane do płyt podstawy kolumn, fundamentów urządzeń i wsporników rusztowań w zakładach produkcyjnych. Tuż za nimi znajdują się zastosowania mostowe, w których do połączeń łożyskowych i systemów zabezpieczających przed wstrząsami sejsmicznymi stosuje się kotwy klasy 105 o wysokim napięciu.

Przewodnik po wyborze: Jak wybrać odpowiedni gatunek F1554

Wybór odpowiedniego gatunku to proces krok po kroku, który zaczyna się od obciążenia projektowego, a kończy na specyfikacji obróbki powierzchni. Poniższe kroki są zalecane dla zespołów zaopatrzeniowych i inżynierów konstrukcyjnych.

Konserwacja, ochrona przed korozją i zgodność

Długoterminowe działanie śrub kotwiących ASTM F1554 zależy od właściwej ochrony przed korozją i prawidłowego montażu. Zespoły zaopatrzeniowe powinny rozumieć wymagania dotyczące zgodności, aby uniknąć przedwczesnych awarii i sporów dotyczących jakości.

• Ochrona przed korozją: Cynkowanie ogniowe zgodnie z normą ASTM A153 zapewnia grubą powłokę cynkową do zastosowań zewnętrznych i morskich. Cynkowanie elektrolityczne zapewnia cieńszą powłokę do zastosowań wewnętrznych. Czarny tlenek nadaje się do zastosowań lekkich lub tymczasowych, ale nie zapewnia znaczącej odporności na korozję.
• Inspekcja: Sprawdź oznaczenie gatunku na każdej śrubie i potwierdź, że certyfikat walcowni jest zgodny z określonym gatunkiem. Badania granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia są obowiązkowe zgodnie z normą ASTM F1554.
• Instalacja: Użyj prawidłowej głębokości osadzenia z rysunków projektowych. Zapewnij pełne połączenie gwintu za pomocą ciężkiej nakrętki sześciokątnej. Nie dokręcaj zbyt mocno, gdyż może to spowodować zerwanie gwintu lub pęknięcie betonu.
• Wymagania dodatkowe: Dodatki materiałowe, takie jak S1 (test udarności Charpy'ego dla klasy 55 i klasy 105) mogą być potrzebne w zastosowaniach związanych z obciążeniami sejsmicznymi lub dynamicznymi. Przed złożeniem zamówienia należy omówić te wymagania z dostawcą.

W przypadku projektów wymagających regulowanego zapewnienia jakości należy zapoznać się z wymagania dotyczące instalacji i testowania śrub o wysokiej wytrzymałości aby dostosować specyfikację śrub kotwiących do ogólnej strategii mocowania konstrukcji.