W piątek dzwoni wykonawca: 12-metrowy słup stalowy ląduje na płycie podstawy, w której wywiercono już 3/4-10 otworów, fundament jest wylewany i utwardzany przez trzy tygodnie, a harmonogram kotwienia na rysunku nadal brzmi „odlewany na miejscu”. Nic się nie zmienia jeśli chodzi o śrubę. Wszystko w rodzinie kotwic musi.
To jest normalny kształt problemu. Większość awarii zakotwienia to awarie specyfikacji, a nie awarie obciążenia. Kotwa klinowa 3/4 cala osadzona w otworze wywierconym o milimetr nadwyżki oddaje mierzalną część swojej wytrzymałości na rozciąganie przed uchwyceniem klucza dynamometrycznego, a śruba do betonu wkręcana zużytym wiertłem SDS przecina gwint, który nigdy nie łączy się całkowicie z podłożem. Wybór rodzaju betonowych śrub kotwiących tak naprawdę polega na wyborze tolerancji, jakie musi zachować załoga, sposobu inspekcji, według którego będziesz mierzony, oraz kosztu zainstalowanej kotwy, a nie kosztu sztuki.
Krótka odpowiedź: śruby kotwiące odlewane na miejscu — śruby L, śruby J i pręty z łbem zgodnym z ASTM F1554 — pozostają najtańszą i najmocniejszą opcją, gdy beton jest wciąż otwarty. Po stwardnieniu zaprawy cztery rodziny wklejane wykonują prawie całą pracę: kotwy klinowe z kontrolowanym momentem obrotowym, kotwy tulejowe, wkręty do betonu i kotwy wklejane. Tylko kotwy rozprężne z kontrolowanym momentem obrotowym i kotwy wklejane są ogólnie kwalifikowane do kategorii betonu zarysowanego i sejsmicznego, więc w projekcie regulowanym przez ACI 318 rozdział 17 wszystko inne nie wchodzi w grę, niezależnie od twierdzeń na opakowaniu.
Rodziny różnią się pod jednym zasadniczym pytaniem: w jaki sposób kotwa przenosi obciążenie na beton – poprzez łożyskowanie, tarcie, klucz mechaniczny czy wiązanie chemiczne? Z tej odpowiedzi wynika każda inna właściwość, od tolerancji otworu po możliwość usunięcia kotwy i ponownego użycia.
Ustawić przed lub w trakcie wylewania, tak aby sam beton stał się ścieżką obciążenia. Łuki w kształcie litery L, łuki w kształcie litery J i pręty z głowicami w klasie F1554 36, 55 lub 105 obejmują większość podstaw kolumn; cynkowanie ogniowe uchwytów umożliwia ekspozycję na zewnątrz. Nic, co jest instalowane później, nie odpowiada wydajności w przeliczeniu na dolara, ale po stwardnieniu betonu tolerancja na błędy w układzie jest zerowa.
Podczas dokręcania nakrętki zacisk rozszerza się w stosunku do ścianki otworu wiertniczego. Konstrukcja dwuczęściowa, montaż przelotowy, najszersza baza atestów spośród wszystkich kotew mechanicznych. Wymaga to również najmniejszej w rodzinie tolerancji otworów – około pół milimetra w stosunku do nominalnej średnicy wiertła – oraz dużej odległości od krawędzi, aby uzyskać pełną wydajność.
Tuleja szczelinowa rozszerza się w miarę dokręcania śruby, dzięki czemu obciążenie rozkłada się na większą długość otworu. Bardziej wybacza duży otwór niż klin, a śrubę można wyjąć i ponownie zamontować. Pojemność szybko spada przy płytkim osadzeniu, co sprawia, że jest to rozwiązanie do zastosowań o lekkich i średnich obciążeniach w przypadku regałów, poręczy i wsporników MEP.
Z gwintem wewnętrznym, ustawić równo za pomocą narzędzia do osadzania, a następnie obciążyć śrubą lub prętem gwintowanym. Szybkie, tanie i najbardziej wrażliwe ze wszystkich typów na czyszczenie otworów. Kotwy wyporowe nie nadają się do stosowania w betonie zarysowanym, dlatego należy je stosować w mocowaniach statycznych o niewielkich konsekwencjach: wieszakach przewodów, oznakowaniach, korytkach kablowych.
Kotwa nacina swój własny gwint w betonie. Instalacja zajmuje kilka sekund, nie ma siły rozpierającej naciskającej na pobliską krawędź i można ją wycofać za pomocą gniazda. Wymaga otworu o średnicy około pół milimetra od nominalnej i czystego otworu o pełnej głębokości; kurz pozostawiony w otworze może kosztować ponad połowę testowanej pojemności.
Bond przenosi obciążenie na podłoże, a „kotwica” to często po prostu kawałek pręta z gwintem ciągłym lub kołek zbrojeniowy we wstrzykniętym otworze. Najwyższa wydajność na milimetr osadzania, najniższe naprężenia na pobliskich krawędziach i rodzina, która najbardziej niezawodnie radzi sobie z blisko krawędzi i pękniętymi warunkami. Kompromisami są czas utwardzania, limity temperatury podłoża i rygorystyczne czyszczenie otworów.
Prace odlewane na miejscu zwykle sprowadzają się do wygiętego pręta, a nie katalogowego łącznika: 3/4-10 lub M20, cynkowane ogniowo, zamawiane zgodnie z ASTM F1554 klasa 36 dla ogólnych podstaw kolumn i klasa 55, gdzie projekt wymaga więcej. Geometria zgięcia ma znaczenie tak samo jak nachylenie, ponieważ hak musi rozwinąć pręt bez kruszenia betonu bezpośrednio wokół niego.
Śruba kotwowa ze stali węglowej ocynkowana ogniowo ASTM F1554 Odlewany na miejscu łącznik fundamentowy z odsłoniętym gwintowanym końcem, odpowiedni do kotwienia konstrukcyjnego i mocowania konstrukcji, gdzie ważne jest zakotwienie za pomocą pręta giętego i ocynkowana ochrona przed korozją. Zobacz produkt → Poniższe porównanie przedstawia sześć rodzin zmiennych, które faktycznie decydują o decyzji dotyczącej lokalizacji: co musi wytrzymać wywiercony otwór, jakie napięcie wytwarza kotwa, czy może ponownie wyskoczyć, czy jest to zgodne z prawem w przypadku betonu zarysowanego i ile kosztuje montaż.
Na uwagę zasługują dwie kolumny. Tolerancja otworu wymusza przeróbki: kotwy klinowej w zbyt dużym otworze nie da się uratować dodatkowym momentem obrotowym, a praktycznym rozwiązaniem na miejscu jest zwiększenie średnicy lub przejście na kotwę chemiczną. Kwalifikacja betonu zarysowanego jest raczej bramką binarną niż preferencją — jeśli inżynier oznaczy materiał podstawowy jako spękany, można w ogóle stosować wyłącznie zatwierdzone kotwy rozporowe i wklejane.
Głębokość osadzenia jest najpotężniejszą dźwignią przy wyborze kotew i najczęściej wybieraną pod kątem wartości. Poniższa tabela przedstawia orientacyjny wskaźnik nośności dla kotwy klinowej z kontrolowanym momentem obrotowym 12 mm w betonie niespękanym o ciśnieniu 30 MPa w miarę wzrostu efektywnego zakotwienia.
Zależność nie jest liniowa i o to właśnie chodzi. Zmiana efektywnego osadzenia z 60 mm na 100 mm zwiększa wydajność o około 60 procent, co pozwala na wydłużenie czasu wiercenia o kilka sekund. Przycięcie osadzenia ze 100 mm z powrotem do 60 mm w celu zaoszczędzenia dłuższego wiertła powoduje zmianę trybu awarii z pęknięcia stali ciągliwej na nagłe wyrwanie stożka betonu, co stanowi różnicę między notatką z inspekcji a raportem z incydentu.
Prawdziwie ukryte liczby to odległość od krawędzi i odstępy. Kotwa umieszczona 100 mm od wolnej krawędzi może zapewnić tylko połowę nominalnej nośności, a dwie kotwy bliżej siebie niż trzykrotna głębokość zakotwienia oddziałują ze sobą i mogą stracić od 30 do 50 procent każda. Te dwie liczby rzadko pojawiają się w harmonogramie kotwic i wyjaśniają, dlaczego test obciążenia próbnego czasami kończy się niepowodzeniem w przypadku kotwicy, która została zainstalowana dokładnie zgodnie z arkuszem danych.
Zużycie kotew betonowych nie rozkłada się równomiernie. Poniższy podział odzwierciedla lokalizację wolumenu i, co bardziej przydatne, które sektory tolerują dane metody instalacji.
Prace modernizacyjne i montażowe to miejsce, w którym rodziny montujące elementy zarabiają na życie, ponieważ beton już istnieje i nikt nie będzie go wyrywał, aby osadzić pręt. Infrastruktura utrzymuje odlew na miejscu u góry, ponieważ błąd umieszczenia 2 mm w łożysku mostu nie jest czymś, co można skorygować za pomocą wkładu z klejem.
Kolejność jest ważniejsza niż marka. Ta sama kotwa zainstalowana z niewłaściwym wiertłem lub w nigdy nie czyszczonym otworze, zachowuje się jak inny i słabszy produkt. Poniższa kolejność działań jest tym, co inspektor zrekonstruuje, jeśli coś zawiedzie.
Kroki trzeci i czwarty odpowiadają za większość awarii witryny. Otwór wywiercony zużytym wiertłem jest stożkowy, więc zacisk rozporowy styka się tylko z górną częścią otworu; otwór przedmuchany brudną sprężarką wpycha mgłę olejową do tego samego otworu, do którego ma się wiązać klej. Oba błędy są niewidoczne po instalacji i oba pojawiają się w teście obciążenia próbnego.
Jednym szczegółem, który zostaje przeoczony podczas odlewania na miejscu, jest to, że pręt stanowi tylko połowę zespołu. Ciężkie nakrętki sześciokątne dopasowane do gatunku pręta faktycznie powodują napięcie wstępne, a nakrętka z niewłaściwym obciążeniem próbnym zmienia prawidłowo określony pręt F1554 w złącze bez znamionowego.
ASTM A194 B7 Czarne, ciężkie nakrętki sześciokątne Ciężkie nakrętki sześciokątne o wysokiej wytrzymałości dopasowane do śrub A193 B7 do połączeń kołnierzowych pracujących w wysokich temperaturach, pomagające utrzymać napięcie wstępne w rurociągach ciśnieniowych i instalacjach petrochemicznych. Zobacz produkt → Cena jednostkowa i koszt instalacji to różne liczby i tylko jedna z nich mieści się w budżecie. Robocizna, czas wiercenia, inspekcja i prawdopodobieństwo poprawek – wszystko to wpływa na ranking.
Wygięty pręt F1554 wygrywa bezpośrednio pod względem kosztów materiału, ale tylko wtedy, gdy harmonogram pozwala na umieszczenie go przed wylaniem. Zamówiony z opóźnieniem staje się najdroższą opcją na liście.
Śruba do betonus for light duty, wedge anchors where an approval is mandatory. Both install in under a minute, which is where the real saving sits.
Kotwy wklejane, pomimo najwyższej ceny jednostkowej, osiągają największą wydajność na milimetr zakotwienia i najmniejsze odległości krawędziowe.
Różnica między rodzinami to głównie praca i ryzyko. Naprawa odrzuconej kotwy kosztuje wielokrotnie więcej niż cena jednostkowa, ponieważ naprawa zwykle oznacza wywiercenie większego otworu, wycięcie i ponowne zespawanie płyty podstawy lub przeniesienie wspornika. W sprzęcie charakteryzującym się wysokimi wibracjami tańsza kotwa rozporowa, która wymaga ponownej kontroli momentu obrotowego co sześć miesięcy, rzadko pozostaje tańsza na dłużej.
Prace modernizacyjne wymagają również części niestandardowych — dłuższych prętów, specjalnej geometrii główki, jednorazowych powłok — które zwykle są obsługiwane przez programu OEM/ODM a nie zamówienie katalogowe i tę rozmowę warto rozpocząć przed wbiciem pierwszej kotwy, a nie po.
Jeżeli w projekcie zastosowano pręt gwintowany ciągły jako samoprzylepny pręt kotwiący, powszechny w przypadku kołków modernizacyjnych i kotwienia maszyn, pręt jest zwykle zamawiany zgodnie z normą ASTM A193 B7 lub A320 L7, a nie jako zwykła śruba dostępna na rynku, tak aby gatunek stali pasował do reszty zespołu.
Pręt gwintowany 3/4 x 10 cali ASTM A193 B7 Pręt gwintowany ze stopu o wysokiej wytrzymałości do kołnierzy, kotwienia stali konstrukcyjnej i ciężkich maszyn; oferowane w wykończeniach cynku, czarnego tlenku lub cynkowania ogniowego. Zobacz produkt → W Ameryce Północnej kotwy wklejane w betonie podlegają przepisom ACI 318, rozdział 17. Rozdział ten nie przejmuje się tym, co jest napisane na opakowaniu; wskazuje na dokumenty zatwierdzające.
Środowisko zewnętrzne i środowisko wodne decydują o wykończeniu na długo przed wyborem rodzaju kotwy. Cynkowanie ogniowe i powłoki cynkowe zachowują się bardzo odmiennie w ciągu dwudziestoletniego okresu użytkowania, a połączenie nakrętek ze stali nierdzewnej z ocynkowanymi prętami w wilgotnym środowisku powoduje atak galwaniczny dokładnie w miejscu przeniesienia obciążenia. Praktyczny przegląd zachowania powłok znajduje się w tym przewodniku wybór obróbki powierzchni śruby .
Wybierz rodzinę przed numerem części. Jeśli beton jest nadal otwarty, najtańszym rozwiązaniem będzie wygięty pręt F1554, jaki można kupić, a jedyną wymaganą dyscypliną jest dokładność rozmieszczenia. Jeśli zaprawa stwardniała, wybierz pomiędzy kotwami rozprężnymi, śrubowymi i samoprzylepnymi, biorąc pod uwagę stan spękanego betonu, tolerancję otworów, jaką może faktycznie utrzymać Twoja załoga, oraz koszt nieprawidłowego wykonania jednej kotwy — a następnie kup pręt i pasującą nakrętkę jako jeden zespół, a nie dwa osobne elementy.
Śruba z łbem kulistym, ocynkowana, ze stali węglowej
ASTM F2280 A490 Śruba ścinana momentowa, ocynkowana ogniowo
Śruba z łbem teowym ze stali węglowej ocynkowana ogniowo DIN 186
ASTM F1852 A325 Ciężka śruba odkręcana sześciokątna Zwykła stal węglowa
Śruba nośna ze stali węglowej ocynkowanej ogniowo
Śruba kotwowa ocynkowana ogniowo ze stali węglowej ASTM F1554
Dane kontaktowe
Adres
