Какие бывают вытяжные заклепки и их монтаж
На сегодняшний день для скрепления двух и более склепываемых материалов широко применяется вытяжная заклепка. Довольно быстро заклепки вытяжные заменили клепанные – благодаря простоте монтажа при наличии специального заклепочного инструмента (пневмозаклепочника). Они нашли широкое применение в строительстве, судостроении и судоремонте, машиностроении, при создании средств безопасности и жизнеобеспечения, в авиастроении, в текстильной промышленности и т. д. Они обеспечивают достаточно прочное соединение, однако, для креплений, требующих сверх прочное соединение, применяют заклепки резьбовые. О том, как классифицировать виды таких креплений, как подобрать материал и как пользоваться, рассказано ниже.
1 Материалы для изготовления
Заклепки вытяжные изготавливаются из широкого спектра материалов. Это позволяет применять такой крепеж практически на всех видах работ. Кроме того, сама вытяжная заклепка может быть окрашена в тот или иной цвет. Цветные метизы широко применяются в легкой промышленности (текстильной), где требуется подбор по цвету.
Выбор материала заклепок зависит от материала скрепляемых деталей и окружающей среды, в которой будет находиться крепление. Материалы изготовления заклепок могут быть следующие:
- Алюминий. Возможен чистый металл и его варианты: анодированный, лакированный.
- Оцинкованная сталь.
- Нержавеющие стали. А2 – устойчива к ржавлению, А4 – устойчива к коррозии и кислотной среде (нашла широкое применение в химической промышленности). Или импортные аналоги, например, DIN 7337. Нержавейка является одним из самых распространенных и прочных материалов.
- Медь.
- Медно-никелевый сплав (монель). Содержит 70 % никеля, 30 % меди.
- Поламид. Относительно непрочный материал, он нашел применение при производстве одежды и различной текстильной продукции.
Все материалы, из которых изготавливают крепежные элементы, регламентируются ГОСТ.
При подборе материала крайне необходимо осуществлять тщательный подбор материалов метизов со скрепляемыми материалами – из-за того, что крепление может быть разрушено. Разрушение креплений происходит из-за образования гальванической пары метиз – деталь. При влажной окружающей среде или намокании по гальванической паре начинает протекать ток, который и разрушает крепление.
Например, при контакте алюминия и стали происходит очень быстрое окисление алюминия и, как следствие, разрушения. Поэтому для крепления стальных деталей лучше применять заклепки нержавеющие А2, А4 или DIN 7337. Заклепки стальные рекомендуются к использованию наиболее часто, поскольку имеют очень высокую прочность. А вот заклепка стальоцинкованная встречается реже. Причина – цинковое покрытие довольно быстро истирается, особенно, если один из закрепленных элементов – подвижный. Заклепка медная и из сплавов меди – наиболее универсальный метиз. Медь конфликтует только с алюминием, а крепежи с другими металлами безопасно делать. Главными недостатками меди является высокая цена и некрасивый цвет после окисления (через некоторое время после осуществления крепежа может появиться налет зеленого цвета – окислившаяся медь), хотя это не влияет на прочность соединения. Поламид – самый универсальный материал. Такая заклепка позволит соединить все, что угодно, но особой прочностью это соединение похвастаться не может.
При заказе заклепок очень важно в спецификациях указывать материал, и делать это подробно, если имеется несколько типов сплава (например, когда заказывают алюминиевую заклепку, указывают сплав AlMg2,5, или AlMg3,5).
2 Устройство и конструктивные особенности
Вытяжные метизы состоят из тела и стержня. Телом обычно называют корпус, гильзу, втулку или цилиндр. Именно тело является крепежным элементом, который выполняет несущую функцию. Тело состоит из головки (бортика) и плоского пустотелого цилиндра. У герметичных метизов конец цилиндра запаян наглухо. По типу головки (бортика) метизы разделяются на метизы с высоким бортиком, с широким бортиком и потайным бортиком. Широкий бортик, как и высокий, обеспечивают осуществление прочного клепанного крепления. Такие крепления видны со стороны и образуют «выпуклости» на поверхности детали. Потайной бортик обеспечивает почти гладкую поверхность в месте крепления, однако, он менее надежен. Потайной бортик имеет ровную плоскую поверхность и толщину около 1 мм, в этом случае основная массивная часть головки вставляется в крепежное отверстие.
Цилиндр заклепки может быть разной длины и толщины. Именно по наружному диаметру цилиндра указывается диаметр метизов в наименовании при заказе. Размеры цилиндра являются наиболее важными среди всех прочих размеров метизов. Именно размеры цилиндра являются решающими при выборе заклепок. Суть крепления сводится к тому, что крепежный элемент должен обеспечивать подвижное/неподвижное соединение нескольких деталей или элементов. Длина цилиндра рассчитывается по формуле: толщина склепываемого материала1+ толщина склепываемого материала2 + толщина расклепки (указывается изготовителем) + 0,5-1 мм (для подвижного соединения). Диаметр цилиндра берут равным требуемому диаметру отверстий под крепеж (обычно отверстие больше на 0,1-0,2 мм – для свободной установки в него метиза).
Размеры цилиндра указываются двумя числами, разделенными знаком «х», где первая – наружный диаметр, вторая – длина.
Например, заклепка алюминиевая AlMg2.5 4х10. Это означает, что здесь указан тип сплава, цифра 4 – это указатель наружного диаметра в мм, 10 – длины в мм.
Стержень. Осуществляет функцию расклепки. Обычно изготовлен из стали, которая значительно прочнее тела. На конце стержня имеется головка, которая осуществляет расклепку вставляемого конца. При монтаже стержень вытягивается специальным инструментом (пневмозаклепочник) или, если креплений немного (1-3), можно использовать и обычные пассатижи. Однако, в последнем случае придется приложить приличную физическую силу.
Главным достоинством конструкции вытяжных заклепок является то, что они допускают односторонний монтаж (требуется доступ к креплению только с одной стороны), действуя наподобие анкеров.
Более прочная заклепка – резьбовая – отличается от вытяжной наличием внутри цилиндра резьбы. Цилиндр крепежного элемента с резьбой имеет вкрученный стержень, который не вытаскивается с силой, а выкручивается. Для усиления соединения внутрь вкручивается винт или болт. Таким образом, получается условно «закрытая» крепежная деталь. Иногда ее называют заклепка вытяжная глухая.
После того, когда определены размеры и материал для заклепок, а также тип бортика, следует определиться с их видом.
3 Какие бывают вытяжные заклепки
В зависимости от того, какими характеристиками должны обладать крепления, подбирается тип крепежа. На данный момент промышленностью выпускаются следующие виды метизов:
- Комбинированные. Используются для обеспечения неразъемных соединений деталей из твердых и особо твердых материалов, а также для тонколистовых материалов. Комбинированная заклепка является одной из наиболее распространенных при монтажных работах. Она обеспечивает прочное крепление, которое способно выдержать большие нагрузки.
- Герметичная вытяжная заклепка. Герметичные метизы – узкоспециализированный крепеж, который наиболее часто используют в судостроении. Конструктивной особенностью такого крепежа является запаянный конец со стержнем. Наиболее часто такие метизы делают из меди, однако, для ряда гражданских судов и лодок могут применяться и алюминиевые, а для креплений на промпроизводствах – и из нержавейки.
- Многозажимные. В отличие от остальных типов, они имеют несколько (от 2 до 5) расклепочных участков. Такие метизы применяются для крепления 3 и более элементов конструкции для подвижного соединения. Между каждыми 2 элементами будет находиться расклепанный участок. Их можно монтировать, используя специальный инструмент (например, пистолет для вытяжных заклепок).
- Стоит также выделить усиленные вытяжные метизы. Это та же вытяжная, только ее цилиндр имеет более толстые стенки. Наиболее часто встречается алюминиевая усиленная заклепка.
Существует еще множество видов крепежа, которые отличаются по длине и форме стержня, однако, заострять внимания на них не будем, потому что их можно отнести к одной из перечисленных категорий.
4 Монтаж вытяжных заклепок
Обычно при виде вытяжных заклепок вопрос, как использовать такие крепежные элементы, не стоит – конструкция крепежа проста и понятна.
При монтаже важно иметь специальный заклепочный инструмент, который существенно упрощает и ускоряет процесс крепления. Сегодня такие инструменты выпускаются в достаточно больших количествах и моделях: пневмозаклепочники, механические заклепочники. Или можно приобрести электрический заклепочник. На худой конец, при отсутствии инструмента, можно использовать пассатижи.
Процесс монтажа происходит следующим образом. Дрелью просверливается отверстие в точке крепления, диаметр которого равен (на 0,1 мм меньше) диаметру крепежного элемента. Глубина отверстия должна быть равна длине цилиндра минус длина расклепочного участка. В отверстие стержнем к себе вставляется крепежный элемент, а затем заклепочным инструментом вытягивается стержень. После чего элементы скреплены.
Как видно, крепить детали такими метизами быстро и просто!
Характеристика, разновидности и применение вытяжных заклепок (видео)
Опубликовано Артём в 31.07.2019 31.07.2019
Сварка — это, конечно, хорошо, но применять ее можно не везде. В таком случае применяется клепка — это механическое соединение деталей при помощи специального крепежа. Крепеж этот называют заклепки, изготавливаются они из разных материалов, бывают разных видов.
Что такое клёпка
Механическое соединение деталей при помощи ряда заклепок называется клепкой, а само соединение — заклепочным швом. Используется там, где сваривать детали неудобно или соединяются несвариваемые материалы. Клепают не только металлы, таким образом соединяют детали в одежде, аксессуарах и т.д. Но там это больше отделка, нежели нагруженное соединение. Так что дальше пойдет речь о клепке в строительстве или обустройстве дома. В принципе, вместо клепки можно использовать винтовое соединение, но болты с гайками стоят дороже, да и их установка занимает больше времени.
Вот так выглядит заклепочное соединение
Если говорить об установке заборов из профлиста, заклепки более надежны, так как снять их можно только рассверлив крепеж. При установке винтов или саморезов, их можно выкрутить и унести и металл, и метизы. В некоторых случаях клепка более удобна при монтаже кровли из профнастила или металлочерепицы. На крыше установка винтовых соединений проблематична, требует много времени. А заклепками, да при хорошем инструменте, можно справиться за час или даже меньше.
Наиболее частое применение в личном хозяйстве
Как происходит соединение деталей при помощи заклепок? Заклепка устанавливается в подготовленное сквозное отверстие. Она имеет головку, которая упирается в материал и стержень. В процессе клепки конец стержня расплющивается, меняя форму под воздействием силы. Поэтому для этих метизов применяют пластичные металлы.
Принцип работы
Процесс работы заклепочником очень прост. Необходимо высверлить сквозные отверстия в скрепляемых материалах. Примерно на одну десятую миллиметра большее, чем диаметр используемой заклепки. Механизм заклепочника захватывает хвостовик заклепки (проволоку) до рабочей части, после этого производится воздействие на тяговый механизм, который через проволоку притягивает головку заклепки к основанию и обрывает проволоку (когда заклепочное соединение готово).
Применение заклепок
Выбор конкретных параметров и разновидности крепежа определяется тремя основными критериями:
- Обеспечения необходимой прочности соединения, с учетом дополнительных параметров и требований к шву;
- Технологическими возможностями оборудования для работы с конкретным видом заклепочного соединения;
- Экономической целесообразностью использования клепаного соединения;
Резьбовые гайки-заклепки
Способ соединения с помощью резьбовых заклепок сегодня можно назвать самым универсальным. Основная идея соединения заключается в остроумной идее фиксации тела заклепки в клепочном отверстии. Для этих целей используется заклепочник для резьбовых заклепок. Сама резьбовая конструкция представляет собой полую гильзу с внутренней резьбой.
При выполнении соединения эта гильза вставляется в просверленное отверстие и выравнивается таким образом, чтобы соединяемые части плотно прилегали друг к другу. После этого в резьбовое отверстие внутрь заготовки вкручивается стержень заклепочника. Передняя стенка гильзы фиксируется опорной поверхностью инструмента, не давая заклепке выйти из отверстия. Чтобы расклепать гильзу, стержень заклепочника перемещается с большим усилием в сторону опорной поверхности. Гильза при этом сминается и осаживается, тем самым образуя прочное неподвижное соединение.
Стержень заклепочника свободно выворачивается из тела втулки. Чаще всего применяются заклепки алюминиевые, латунные или медные. Использование последних ограничено высокой стоимостью, поэтому они устанавливаются в тех случаях, когда нужно обеспечить хороший электрический контакт между соединяемыми поверхностями.
К достоинствам резьбового заклепочного соединения относят ее «малотравматичность». При работе стержня заклепочника соединяемый металл не испытывает больших нагрузок или деформаций. Резьбовой втулкой легко соединять тонкостенный металл или профиль сложной конфигурации. Такой крепеж широко используется в сборке бытовой техники, в соединении отдельных узлов облицовки автомобилей, при изготовлении различного рода конструкций из профнастила.
Вытяжные заклепки
Недостатком резьбовых видов клепки является их высокая стоимость и относительно небольшая скорость выполнения соединений. Поэтому для случаев, когда соединяемые листы металла, профиля требуется соединить с использованием нескольких сотен или тысяч точек, применяют вытяжной вид заклепки.
Это могут быть стальные, латунные метизы, заклепки из алюминия, сплавов алюминия и кремния. В отличие от резьбовой, в вытяжной схеме деформация гильзы осуществляется с помощью стержня с утолщением на конце, запрессованного внутрь тела крепежной втулки. Как и в предыдущем случае, чтобы осадить тело заклепки, ее торец упирают в опорную поверхность заклепочника, после выравнивания центральный стержень с усилием вытягивают на несколько миллиметров. В результате стенки гильзы деформируются, образуя достаточно прочное неразъемное соединение. Хвостовик стержня чаще всего обламывается или обрезается по уровню среза гильзы.
Виды заклепочных швов
Если говорить о способе соединения листов, то заклепочные швы бывают внахлест (один лист накладывается на другой) и встык. Стыковочные швы могут быть с одной или двумя накладками. С накладками более надежные, применяются в ответственных и нагруженных местах.
Виды заклепочных швов: внахлестку и в стык с накладками
По расположению заклепок:
- однорядные;
- двухрядные;
- многорядные.
Располагаться они могут друг напротив друга или в шахматном порядке. Швы могут быть прочными, плотными (герметичными) или прочно-плотными. Плотные выполняют с помощью эластичных прокладок, закладываемых между соединяемыми деталями. Прочно-плотные применяются, в основном, в котлах. Сейчас их чаще заменят сваркой.
Заклепочники по видам
- Механические
- Пневматические
- Аккумуляторные (электрические)
- Пневмогидравлические
При выборе заклепочника необходимо учитывать такие моменты как:
- Легкость и компактность инструмента (это повышает удобство работы)
- Лучше выбрать модель с поворотной рабочей частью (это обеспечит доступ к сложным для работы местам)
- Рукояти заклепочника должны быть оснащены резиновыми накладками (это облегчает работу, так как препятствует скольжению руки по рукояти инструмента во время работы)
- Инструмент будет более качественным, если его корпус будет литым, а не из металлической пластины
Механические заклепочники
Самый распространенный и востребованный вид заклепочников. Они имеют самое простое устройство и несложны в использовании (не требуют специальных навыков).
Большинство моделей заклепочников оснащаются комплектом рабочих головок под различный диаметр заклепок.
Механические заклепочники бывают разных типов:
Одноручные заклепочники
Предполагают работу одной рукой, и рассчитаны на заклепку, которая не превышает диаметром 4,9 мм. Некоторые модели одноручных заклепочников оснащены поворотной рабочей частью, которая может разворачиваться на 90, 180 и 360 градусов (что может облегчить установку заклепки в проблемных местах).
Двуручные заклепочники
Имеют другую конструкцию, которая позволяет развить большее усилие, и предполагают возможность работы с заклепками диаметром до 6,5 мм.
Заклепочники «гармошка»
Могут ставить заклепки в труднодоступных местах, при этом развивая достаточно большое усилие при работе одной рукой.
Аккумуляторные заклепочники
Внешним видом этот инструмент похож на обычный шуруповерт. К плюсам этого вида заклепочников относится скорость и качество работы, а также малое приложение сил при работе. Минусом является ограниченное время работы, оно зависит от емкости аккумулятора.
Пневматические заклепочники
Имеют большую производительность, по сравнению с другими видами, за счет того что работают они от сжатого воздуха. К минусам пневматического заклепочника можно отнести сложное устройство, ограниченную мобильность (зависит от размера подающего воздух шланга) и большой вес. Стоимость такого заклепочника достаточно большая, но и производительность впечатляет.
КОНСТРУКЦИЯ ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК
Вытяжные заклёпки сделаны из двух частей, трубчатого корпуса и предварительно заведённого в него стержня с определённым пределом разрушения.
УСТАНОВКА ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК
- Заклепку устанавливают в предварительно просверленное отверстие.
- Установочным инструментом вытягивают сердечник, формируя замыкающую головку заклёпки.
- После образования замыкающей головки заклепки сопротивление вытягиванию сердечника резко возрастает, и сердечник разрывается по тонкому месту.
- Установленная заклепка.
Материалы для изготовления
Заклепки вытяжные изготавливаются из широкого спектра материалов. Это позволяет применять такой крепеж практически на всех видах работ. Кроме того, сама вытяжная заклепка может быть окрашена в тот или иной цвет. Цветные метизы широко применяются в легкой промышленности (текстильной), где требуется подбор по цвету.
Выбор материала заклепок зависит от материала скрепляемых деталей и окружающей среды, в которой будет находиться крепление. Материалы изготовления заклепок могут быть следующие:
- Алюминий. Возможен чистый металл и его варианты: анодированный, лакированный.
- Оцинкованная сталь.
- Нержавеющие стали. А2 — устойчива к ржавлению, А4 — устойчива к коррозии и кислотной среде (нашла широкое применение в химической промышленности). Или импортные аналоги, например, DIN 7337. Нержавейка является одним из самых распространенных и прочных материалов.
- Медь.
- Медно-никелевый сплав (монель). Содержит 70 % никеля, 30 % меди.
- Поламид. Относительно непрочный материал, он нашел применение при производстве одежды и различной текстильной продукции.
Все материалы, из которых изготавливают крепежные элементы, регламентируются ГОСТ.
При подборе материала крайне необходимо осуществлять тщательный подбор материалов метизов со скрепляемыми материалами — из-за того, что крепление может быть разрушено. Разрушение креплений происходит из-за образования гальванической пары метиз — деталь. При влажной окружающей среде или намокании по гальванической паре начинает протекать ток, который и разрушает крепление.
Например, при контакте алюминия и стали происходит очень быстрое окисление алюминия и, как следствие, разрушения. Поэтому для крепления стальных деталей лучше применять заклепки нержавеющие А2, А4 или DIN 7337. Заклепки стальные рекомендуются к использованию наиболее часто, поскольку имеют очень высокую прочность. А вот заклепка стальоцинкованная встречается реже. Причина — цинковое покрытие довольно быстро истирается, особенно, если один из закрепленных элементов — подвижный. Заклепка медная и из сплавов меди — наиболее универсальный метиз. Медь конфликтует только с алюминием, а крепежи с другими металлами безопасно делать. Главными недостатками меди является высокая цена и некрасивый цвет после окисления (через некоторое время после осуществления крепежа может появиться налет зеленого цвета — окислившаяся медь), хотя это не влияет на прочность соединения. Поламид — самый универсальный материал. Такая заклепка позволит соединить все, что угодно, но особой прочностью это соединение похвастаться не может.
При заказе заклепок очень важно в спецификациях указывать материал, и делать это подробно, если имеется несколько типов сплава (например, когда заказывают алюминиевую заклепку, указывают сплав AlMg2,5, или AlMg3,5).
Клепание металла
Процесс клепки металлов состоит из двух этапов: подготовительного и собственно установки метизов. Подготовка — сверление отверстий, при необходимости раззенковка под потайные головки. Обратите внимание, что потайные головки могут быть с одной (любой) стороны или с двух.
Сам процесс клепки такой:
- вставить заклепку;
- стянуть соединяемые детали;
- сформировать при помощи инструмента замыкающую головку;
- проверить и зачистить соединение.
Так устанавливаются вытяжные заклепки
При хорошем инструменте работа идет быстро. Для частного применения и разовых работ обычно применяют ручные заклепочники. И даже с ними сам процесс (без сверления отверстий) занимает считанные секунды. Если говорить об установке профлиста или металлочерепицы, каждое сделанное отверстие рекомендуется промазать краской — для предотвращения коррозии. Именно эти процессы — сверление и покраска, занимают много времени.
Вообще, есть два способа установки заклепок: холодный и горячий. При горячем место соединения предварительно разогревается до определенной температуры (определяется металлом и толщиной деталей). На практике применяется при монтаже заклепок большого диаметра — 12 мм и более.
Заклепки ставят рядами. Минимальное расстояние между соседними — 4 диаметра, от края листа до центра метиза — не менее чем 1,5 диаметра заклепки. При креплении профлиста, ставят в выемку, не в волну.
ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
При соответствующей обработке отверстия и использовании специальных прокладок, соединения, полученные вытяжными заклёпками, являются воздухо- и водонепроницаемыми. Герметичность также гарантируется при использовании закрытых заклепок.
ЗАПОЛНЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ
Вытяжные заклепки имеют способность заполнять боковую часть отверстия и тем самым обеспечивать достаточную силу сцепления с материалом. Таким образом компенсируется возможное превышение допуска на диаметр отверстия и несоостность отверстий в соединяемых материалах.
Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 14797
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
Виды заклепок для заклепочника и ручной установки, их размеры и особенности
Далеко не все детали можно соединить сваркой или болтами, но это не проблема, так как существует надежная технология с использованием заклепок. Они бывают разных типов и размеров, отличаются конструкцией и способом установки, но суть одна: все виды заклепок создают прочное неразъемное соединение. В каких ситуациях применяют такой крепеж, по каким критериям выбирают тот или иной вид, как его устанавливают – читайте в этой публикации.
Особенности клепочного соединения
В целом конструкция заклепки представляет собой стержень, на одном конце которого сформирована головка, часто называемая закладной. В зависимости от типа крепежа, после его установки в предварительно сделанное отверстие, на другом конце тем или иным способом формируется другая головка – замыкающая. Заклепка фиксирует соединяемые детали, обжимая их в точке крепления с обеих сторон.
Снять заклепку можно, только высверлив её. Но прочность, долговечность и надежность соединения зависит от того, насколько правильно она была подобрана. А чтобы сделать правильный выбор, нужно разбираться в видах и способах установки такого крепежа.
Виды и характеристики заклепок
По конструкции и способу установки применяемые в строительстве заклепки делятся на вытяжные, с закладной головкой и резьбовые.
Вытяжные заклепки
Заклепка вытяжная, размеры которой варьируются от 6 до 28 мм в длину, состоит из двух частей – пустотелого корпуса с головкой и продетого в него стержня (сердечника).
Корпус (гильза) выполнен в виде втулки с головкой, которая может быть потайной, устанавливаемой вровень с поверхностью, или выступающей. У стандартных заклепок диаметр головки вдвое превышает диаметр втулки, но есть и крепеж с увеличенными головками, обеспечивающими большую площадь прижима.
Конструкция корпуса бывает:
- сквозной, с открытым концом;
- герметичной, газо- и водонепроницаемой, с закрытым концом;
- разделяющейся, конец которой при монтаже разделяется на сегменты;
- разрезной (лепестковой) – с разрезами в средней части, которые при установке заклепки расширяют корпус и разделяют его на несколько сегментов.
Как видно по фото, корпус крепежа может быть окрашен в разные цвета для монтажа профнастила с полимерным покрытием на крышу или изготовления заборов. Для их установки нужен специальный инструмент – заклепочник.
Размеры клепкок для заклепочника регламентируются ГОСТ Р ИСО 14588-2005, их минимальный диаметр 2,4 мм, максимальный 6,4 мм. Установочные отверстия сверлятся больше этого диаметра на 0,1-0,2 мм.
Сердечник имеет гораздо большую длину, чем гильза, но лишняя его часть, выступающая за пределы соединяемых деталей, откусывается заклепочником при монтаже. Внешний конец сердечника заточен, а тыльный имеет расширение, упирающееся в конец корпуса. На теле сердечника иногда делают выточку, по которой при монтаже и происходит отрыв.
Заклепка устанавливается в монтажное отверстие, головка корпуса прижимается к поверхности, а заточенный конец сердечника захватывается заклепочником. Он вытягивает стержень наружу, в результате чего утолщение на его тыльном конце сминает и деформирует гильзу с образованием замыкающей головки.
Типы заклепок различаются и по материалу, из которого изготовлен корпус. Для образования замыкающей головки он должен быть достаточно мягким, поэтому гильзы делают из следующих сплавов:
- алюминиевых;
- дюралюминиевых;
- латунных;
- медных;
- из углеродистой стали.
Сердечник же должен обладать более высокой прочностью, поэтому на его изготовление идет легированная или нержавеющая сталь.
Заклепки с закладной головкой
Это самый простой вид заклепок цельной конструкции в виде стержня с одним свободным концом и головкой на другом конце. Размеры заклепок подбираются в соответствии с нагрузкой и общей толщиной соединяемых деталей.
- Длина 20-180 мм.
- Диаметр стержня 1-36 мм.
- Диаметр головки в 1,8-2 раза больше сечения стержня.
Заклепками «под молоток» называют крепеж с диаметром стержня не более 8 мм. Для его установки достаточно прижать головку к лицевой поверхности и ударить по выступающему сзади стержню молотком. Изделия большего сечения монтируются с применением специального инструмента, но в индивидуальном жилищном строительстве они практически не используются.
По форме головки различают следующие виды заклепок для металла:
- со сферической (полукруглой) головкой, выпуклой частью обращенной наружу и надежно центрирующейся в инструменте;
- с цилиндрической (плоской) головкой, обладающей меньшей высотой;
- с конусной (потайной) головкой, которая при установке полностью скрывается в раззенкованном отверстии и не выступает над поверхностью;
- с полупотайной – с внутренней потайной и внешней сферической частью, её конструкция обеспечивает самое прочное и долговечное соединение.
Стержень тоже может иметь разное строение и быть полнотелым, пустотелым и полупустотелым.
Полнотелые изделия имеют цельнометаллический стержень, поэтому являются самыми надежными, обеспечивают максимальную прочность соединения. Но устанавливать их довольно трудно.
У полупустотелых заклепок стержень на торце имеет глухое отверстие, поэтому он легко развальцовывается при механическом воздействии, образуя замыкающую головку.
Пустотелые виды клепок часто называют пистонами. Они самые простые в монтаже, но применяются только для ненагружаемых соединений, так как стык получается недостаточно надежным.
Для изготовления забивных заклепок также применяются пластичные сплавы, так как твердые и жесткие не поддаются деформации и не могут сформировать плотно прилегающую к поверхности замыкающую головку.
Все структурные и конструктивные характеристики подобных изделий регламентируются государственными стандартами, например, ГОСТ 10303-80 или ГОСТ 12641-80.
Резьбовые заклепки
Резьбовые заклепки внешне похожи на пустотелые забивные, но имеют увеличенный диаметр (8-23 мм), так как внутри них находится резьба под гайки разных размеров от М3 до М12. Поэтому их второе название – гаечные. Длина заклепки варьируется в пределах 8-27 мм.
Головки таких заклепок бывают как потайными, так и выступающими, а сами они глухими или сквозными. На наружную поверхность круглого или шестигранного стержня под головкой часто наносят насечки, чтобы крепеж не крутился вокруг своей оси.
Установка производится по той же технологии, что и в случае с вытяжными клепками: тыльная сторона крепежа расклепывается заклепочником с резьбовым наконечником после его установки в подготовленное отверстие. Затем соединение дополнительно усиливается винтами соответствующего резьбе размера. Это бывает необходимо при соединении тонкостенных деталей с толщиной стенки до 0,3 мм.
Видео описание
Область применения резьбовых заклепок и процесс их установки описаны в видео:
Что учесть при выборе заклепок
В первую очередь необходимо определиться с длиной и сечением изделия, которые должны соответствовать толщине пакета скрепляемых деталей. Производители предоставляют такую информацию в сводной таблице размеров клепок для заклепочника.
Кроме того, при выборе нужно учитывать условия эксплуатации клепаной конструкции, материал, из которого она монтируется, а также возможность использования выбранной технологии монтажа.
При наличии свободного доступа к лицевой и тыльной стороне скрепляемых деталей можно использовать заклепки любого вида. Если же доступ к обратной стороне невозможен, ограничен либо очень неудобен, выбирают вытяжные заклепки, не забывая о необходимости установочного инструмента – заклепочника. Именно этот вид неразъемного крепежа чаще всего используется в индивидуальном строительстве и благоустройстве, возведении ограждений и ворот.
Если толщина листов очень мала или вам нужно создать места для резьбового крепления, самым верным решением станут гаечные заклепки.
Подбирая клепки для металла очень важно учитывать, из какого сплава они изготовлены, чтобы при контакте между деталью и крепежом не возникала электрохимическая коррозия. Например, гальванические пары медь-сталь и медь-алюминий плохо противостоят коррозии, которая протекает в точке контакта ускоренными темпами и ослабляет соединение.
Условия эксплуатации смонтированной на клепках конструкции тоже имеют значение. При нахождении во влажной или агрессивной среде необходимо отдать предпочтение крепежу из стали с антикоррозионным покрытием. Если смонтированная поверхность должна оставаться гладкой, без выступов, применяют заклепки с потайной головкой. А самое надежное соединение образуют изделия с выступающей полусферической головкой и полнотелым стержнем.
Видео описание
Как выбирать и устанавливать заклепки, смотрите в этом видеоролике:
Коротко о главном
Зная, какими бывают заклепки, чем один вид отличается от другого, легко подобрать нужное изделие для любых нужд. Самыми простыми являются забивные клепки небольшого сечения, для установки которых нужен только молоток, но их используют только при свободном доступе к тыльной стороне деталей. Самые популярные заклепки – вытяжные, с помощью которых выполняют основные бытовые монтажные работы по креплению листов металла. И они, и гораздо реже используемые резьбовые клепки, устанавливаются с помощью заклепочников.
Что такое заклепки
Самый старый и наиболее надежный способ соединения листового материала с помощью заклепок до сих пор используется в наиболее ответственных местах соединения металла. Правильно подобранная заклепка выдерживает нагрузку не хуже сварочного соединения. Для вибраций или знакопеременной нагрузки лучше заклепки еще ничего не придумали.
Виды заклепок
Разновидностей заклепок существует не так много, как может показаться на первый взгляд:
- Простая заклепка общего назначения по ГОСТ 10299 80. Их легко отличить по грибовидной форме, называемой еще системой с замыкающей головкой. Для такой заклепки характерна высокая прочность и стойкость при любых нагрузках;
- Заклепка вытяжная, используется для «сшивания» двух листов металла в случаях, когда доступ к соединяемым листам возможен только с одной стороны. Параметры и описание определяются ГОСТ 15973—2005;
- Наиболее технологичными принято считать резьбовые заклепки, они боле удобны в работе и позволяют создавать разборное соединение, DIN 7338.
Применение заклепок
Выбор конкретных параметров и разновидности крепежа определяется тремя основными критериями:
- Обеспечения необходимой прочности соединения, с учетом дополнительных параметров и требований к шву;
- Технологическими возможностями оборудования для работы с конкретным видом заклепочного соединения;
- Экономической целесообразностью использования клепаного соединения;
Резьбовые гайки-заклепки
Способ соединения с помощью резьбовых заклепок сегодня можно назвать самым универсальным. Основная идея соединения заключается в остроумной идее фиксации тела заклепки в клепочном отверстии. Для этих целей используется заклепочник для резьбовых заклепок. Сама резьбовая конструкция представляет собой полую гильзу с внутренней резьбой.
При выполнении соединения эта гильза вставляется в просверленное отверстие и выравнивается таким образом, чтобы соединяемые части плотно прилегали друг к другу. После этого в резьбовое отверстие внутрь заготовки вкручивается стержень заклепочника. Передняя стенка гильзы фиксируется опорной поверхностью инструмента, не давая заклепке выйти из отверстия. Чтобы расклепать гильзу, стержень заклепочника перемещается с большим усилием в сторону опорной поверхности. Гильза при этом сминается и осаживается, тем самым образуя прочное неподвижное соединение.
Стержень заклепочника свободно выворачивается из тела втулки. Чаще всего применяются заклепки алюминиевые, латунные или медные. Использование последних ограничено высокой стоимостью, поэтому они устанавливаются в тех случаях, когда нужно обеспечить хороший электрический контакт между соединяемыми поверхностями.
К достоинствам резьбового заклепочного соединения относят ее «малотравматичность». При работе стержня заклепочника соединяемый металл не испытывает больших нагрузок или деформаций. Резьбовой втулкой легко соединять тонкостенный металл или профиль сложной конфигурации. Такой крепеж широко используется в сборке бытовой техники, в соединении отдельных узлов облицовки автомобилей, при изготовлении различного рода конструкций из профнастила.
Вытяжные заклепки
Недостатком резьбовых видов клепки является их высокая стоимость и относительно небольшая скорость выполнения соединений. Поэтому для случаев, когда соединяемые листы металла, профиля требуется соединить с использованием нескольких сотен или тысяч точек, применяют вытяжной вид заклепки.
Это могут быть стальные, латунные метизы, заклепки из алюминия, сплавов алюминия и кремния. В отличие от резьбовой, в вытяжной схеме деформация гильзы осуществляется с помощью стержня с утолщением на конце, запрессованного внутрь тела крепежной втулки. Как и в предыдущем случае, чтобы осадить тело заклепки, ее торец упирают в опорную поверхность заклепочника, после выравнивания центральный стержень с усилием вытягивают на несколько миллиметров. В результате стенки гильзы деформируются, образуя достаточно прочное неразъемное соединение. Хвостовик стержня чаще всего обламывается или обрезается по уровню среза гильзы.
Классическая конструкция заклепки
Основным метизом для клепки листов в машиностроении считаются заклепки стальные, нормированные требованиями еще советского ГОСТа 10299 80. Они чаще всего соединяют высоконагруженные стальные конструкции, используемые в строительном деле. Например, в каркасах и опорных сборках. Преимуществом классической формы является возможность соединения двух листовых поверхностей толщиной более 30 мм.
В отдельных случаях ГОСТ 10299 80 допускает соединение сборки до 35 мм. В отличие от предыдущих видов заклепок, классическую заклепку устанавливают только при наличии опорной поверхности с обратной стороны плоскости соединения. Это необходимо для компенсации ударной нагрузки по заклепочному хвостовику.
Технология клепки выполняется в следующем порядке:
- Линию, по которой будет осуществляться установка заклепочного соединения, размечают точками под сверловку отверстий в соединяемом металле.
- Листы металла фиксируют с помощью механических приспособлений типа струбцин или даже точечной сваркой. Выполняют сверление крайних точек установки крепежа, в которые вставляют центрирующие металлические штифты. При этом диаметр отверстий выбирают в соответствии с рекомендациями ГОСТ 10299 80 примерно на 10% больше диаметра тела хвостовика.
- В просверленное отверстие вставляется метиз таким образом, чтобы головка находилась с обратной стороны соединяемой поверхности. Длина крепежа также выбирается в соответствии с ГОСТ 10299 80. Это обеспечит формирование второй головки из хвостовика нормальных размеров после его расклепывания молотком или электрическим ударником.
При выборе более тонкого по диаметру стержня его прочности может не хватить для жесткого соединения. В этом случае перерезающее усилие в радиальном направлении способно оборвать по очереди большую часть соединений. После расклепывания металл крепежа должен полностью заполнить отверстия с небольшим натягом.
Не следует пренебрегать рекомендациями ГОСТа 10299 80 при выборе длины хвостовика крепежа. Слишком длинный хвостовик помешает правильной деформации и осаживанию металла. Слишком короткий не обеспечит образование второй головки необходимых размеров и прочности.
Для увеличения пластичности заклепки из определенных марок стали могут перед установкой разогреваться до высокой температуры с проковкой головок и закалкой крепежа. Заклепки алюминиевые, медные, латунные перед установкой могут проходить обработку специальными жидкостями, предупреждающими развитие электрохимической коррозии.
Заключение
Несмотря на значительную трудоемкость установки и некоторую архаичность заклепочного крепежа, клепаное соединение до сих пор широко применяется в конструкциях самолетов, судов, железнодорожных мостов. Поэтому в ближайшие 20-30 лет характер и способ использования заклепочного соединения, скорее всего, не изменится.
7 основных видов железобетонных конструкций
В современном строительстве различаются разнотипные виды железобетонных конструкций. Основным параметром таких сооружений является использование металлургической арматуры, залитой бетоном. Такой совмещенный тандем надает возведенному сооружению повышенную прочность к силовым, природным и внешним факторам. Конструкции должны соответствовать ГОСТ 13015–2003 и СНиП 52—01—2003.
- Свойства материала
- Преимущества и недостатки
- Виды и характеристика
- Колонны из материала
- Железобетонные сваи
- Стойки из бетона и железа
- Панели и плиты
- Железобетонные фермы
- Балки и ригели
- Железобетонные блоки
Свойства материала
Сущность железобетона заключается в выгодном тандеме 2-х материалов, бетона, что образовывает сжимающий эффект, и металлургической арматуры, которой отведена роль растягивающего напряжения. Конструкционный состав железобетонных элементов, согласно общепринятым стандартам, такой:
- Бетон. Состоит из цемента, воды и вяжущего вещества.
- Арматура. Представлена в виде металлургических прутьев или проволоки.
Материалы из железобетона могут быть использованы в таких целях:
- возведение жилых и гражданских зданий;
- отстрой сооружений, входящих в промышленный разряд;
- изготовление инженерных деталей;
- производство элементов, имеющих широкий спектр назначения.
Преимущества и недостатки
Бетонные и железобетонные конструкции располагают многими плюсами, главными из которых являются:
- Стойкость к метеорологическим явлениям. Сооружения не поддаются негативному воздействию солнца, дождя, цикла замерзания и оттаивания.
- Несущая способность. Закладные детали для железобетонных конструкций помогают получить их максимальную устойчивость, прочность и твердость.
- Расчет изгибаемых при разработке. Способствуют консолидации в момент растяжения, сжатия и сгибания. Может приобретать различные архитектурные формы, требуемые по проектированию.
- Металлический каркас. Делает смесь неуязвимой к фактору силового и механического влияния, уберегает от дальнейших дефектов бетона.
- Жароустойчивость. Сохраняет целостность при взаимодействии с огнем.
- Этап выдержки. Каждый год устойки упрочняет конструкцию на 1%.
Несмотря на все положительные свойства, конструкции располагают и несколькими минусами, такими как расположенность к образованию трещин, большая категория индивидуального веса, низкая теплоизоляция и теплопроводность.
Виды и характеристика
Технология изготовления железобетона строго регламентирована в ГОСТ нормативах, уклонение от которых строго наказывается действующим законом. Поэтому армирование железобетонных конструкций должно отвечать за получение нужных параметров в полном объеме, а формула производства выполнять все требования законодательства. Во избежание технологического брака, конструкции были распределены в основные разряды, к которым разрабатывалась индивидуальная рецептура и прилагались рекомендации по производству и применению.
Колонны из материала
Воздвигаются в объемных промышленных или архитектурных сооружениях. Механизм взаимодействия с основой конструкции — дополнительное страхование перекрытий, что подверглись объемной нагрузке от оборудования. Для такой цели используется железобетонный каркас, который включает в себя колонны, балки и другие поддерживающие элементы. Широко используются строительством и каркасно-панельные здания, что воздвигаются методом частичной сборки. В этом случае колонны являются основным несущим сооружением, элемент берет на себя всю весовую нагрузку и влияя на фундамент, распределяет ее на землю.
Железобетонные сваи
Представлены в виде металлических стержней с бетонной основой, которые заглубляются в грунт с целью упрочнения фундамента. Эффект передачи нагрузки на землю объясняется опорным давлением в связи с боковым трением поверхности свай об прессованную породу. Чаще всего используются навесные и забивные сваи. Технология производства определяет их более разнообразные типы:
Такие изделия подразделяются на достаточно большое количество типов.
- бурозаливные;
- буросекущие;
- буронабивные;
- в виде винта;
- для грунта;
- напольные;
- многосекционные;
- анкерные.
Стойки из бетона и железа
Стойки опоры ВЛ — это изготовленные заводами ЖБИ конструкции, выпуск, состав и понятие которых строго обозначены ГОСТом и условиями технического обязательства. Бетонные и железобетонные предметы такого типа используются в виде несущей опоры в случае различных силовых и механических напряжений. Для улучшения эксплуатационных качеств, в строительстве используются стойки из преднапряженного железобетона. Способ производства различает такие их виды:
- Центрифугированные. Их производство заключается во вращении в формах со специальным кольцевым сечением.
- Вибрированные. Изготавливаются способом активного вибрирования в стационарной форме, имеющей прямоугольное сечение.
Панели и плиты
Строительство жилищного и промышленного назначения не сможет обойтись без использования панелей. Определение такой конструкции зависит от ее целевого применения, как правило, она имеет прямоугольную форму с проемами в нужных местах, для предполагаемых окон, дверей и других отверстий. Характеристика железобетонной панели заключается в ее легко повреждаемой структуре, поэтому при транспортировке, элементы складываются вертикально, и в избегания трения друг об друга, перегораживаются специальной подкладкой. Железобетонные плиты схожи между собой с панелями, единственное различие, они имеют цельную структуру и не предполагают наличия сквозных проемов.
Железобетонные фермы
Такие конструкции используются для цельных перекрытий при возведении сооружений производственного и культурного типа. Форма выпуска — прямоугольный элемент с вмонтированными внутри стальными решетками. Свойства железобетонных ферм:
- повышенная прочность;
- огнеупорный эффект;
- морозостойкость.
Для их изготовления используется тяжелый, легкий или конструкционный бетон. Главными компонентами, входящими в состав смеси, являются аглопоритобетон или керамзитобетон. В применении такие бетонные и железобетонные конструкции требуют точного расчета силовых особенностей сооружения и качественных составляющих ингредиентов смеси.
Балки и ригели
Такие конструкции изготавливаются методом литья, форма, длинна и заливка которых зависит от конкретизации целевого применения. Используются в строительстве фундамента и верхних покрытий. Первые и основные задачи, что возложены на функциональность строительных предметов — определять на себя равномерную весовую нагрузку других строительных элементов. Балки выпускаются в таких формах:
- односкатная;
- двухскатная;
- прямоугольная.
Железобетонные блоки
Еще их называют объемными. Используются для возведения сооружений общественного и жилого типа. Форма выпуска — железобетонные и каменные конструкции, что имеют вид строительного соединения с проемами для предполагаемых отверстий (двери, окна). Блоки из железобетона могут составляться из панелей с теплоизоляционными или теплопроводными свойствами. У них очень хрупкая структура, поэтому при перевозке перекладываются специальными подкладками, зазор между которыми должен составлять не менее 1 см, иначе изделия повредятся и их придется заменять на новые, так как они не подлежат ремонту.
Типы железобетонных перекрытий
К простейшему виду монолитного железобетонного перекрытия относится гладкая однопролетная плита, пролет которой принимают в пределах от 1,5 до 3 мм; толщина плиты может быть от 60 до 100 мм в зависимости от нагрузки и пролета.
При пролетах более 3 м гладкая плита неэкономична из-за большой толщины и значительного собственного веса. В этих случаях применяют перекрытия в виде системы балок и плит, связанных между собой в одно целое (ребристые и кессонные перекрытия).
Ребристое перекрытие
Ребристое перекрытие (рис. 107, а) представляет собой конструкцию, состоящую из взаимно связанной плиты и балок. На рис. 107, б приведена схема ребристого перекрытия над помещением длиной 24 л и шириной 16 м.
Поперек помещения уложены 3 мощных прогона, называемые главными балками, опирающиеся на наружные стены и колонну. Вдоль помещения расположены так называемые второстепенные балки, или ребра, опирающиеся па стены и прогоны. Пролет плиты (расстояние между осями ребер) составляет 2 м. Вообще же пролет плит принимают от 1,5 до 3,0 м, толщина их составляет от 60 до 100 мм.
Нормальным пролетом второстепенной балки, при котором высота ее получается допустимой с точки зрения общей высоты перекрытия, является пролет от 4 до 6 м. При этом высоту балок (включая толщину плиты) можно ориентировочно принимать равной от 1/12 до 1/16 их пролета, а ширину — в пределах 1/8—1/12 расстояния между их осями. Поскольку для главной балки обычно принимают большее сечение, чем для второстепенной, пролет ее можно довести до 6—9 м. Таким образом, ребристое перекрытие имеет прямоугольную сетку колонн с довольно большими расстояниями между ними.
В ребристых перекрытиях до 50—70% всего количества бетона расходуется на плиту. Уменьшая расстояние между ребрами и одновременно их толщину, можно получить более тонкую плиту. Стремление уменьшить толщину плиты с целью экономии бетона привело к созданию часторебристых перекрытий (рис. 108).
Для устройства таких перекрытий вместо опалубки укладывают разреженный настил из досок, опирающихся на прогоны, поддерживаемые временными деревянными стойками поддерживающих лесов. По доскам укладывают керамические или шлакобетонные пустотелые камни, поперечные швы между которыми заполняют раствором.
Ряды камней укладывают так, чтобы между ними образовалось пространство для устройства железобетонных ребер. Поверх ребер и камней укладывают арматуру и бетонируют ребра и плиту. Для предохранения камней от возможного выпадения боковые грани их рекомендуется делать рифлеными или скошенными.
Высоту часторебристых перекрытий при пролетах до 6,0 м принимают от 200 до 300 мм при толщине плиты от 30 до 50 мм. Ширина ребер составляет 60—120 мм при ,расстоянии между ними в свету от 250 до 600 мм. Часторебристые перекрытия по сравнению с ребристыми имеют следующие преимущества: они выгоднее в отношении расхода бетона, меньше расходуется древесины па опалубку, причем конструкция опалубки простая. Кроме того, эти перекрытия имеют несколько меньшую конструктивную высоту и образуют гладкий потолок.
Кессонные перекрытия
Кессонные перекрытия (рис. 109) — это такие ребристые конструкции, в которых главные и второстепенные балки имеют одинаковую высоту. В этом случае на потолке образуются прямоугольные или квадратные углубления, по-французски — кессоны. Экономически кессонные перекрытия менее выгодны, чем обычные ребристые, и применение их оправдывается главным образом архитектурными соображениями.
Безбалочные перекрытия
В безбалочных перекрытиях (рис. 110) железобетонная плита (толщиной 150—200 мм) опирается непосредственно на колонны, в верхней части которых устроены уширения, называемые капителями. Сетку колонн при безбалочном перекрытии принимают квадратной или близкой к квадрату с размером стороны 5—6 м.
Безбалочные перекрытия целесообразно применять при больших нагрузках, а также при необходимости иметь гладкий потолок (например, в холодильниках, бойнях, гаражах и т. п.).
Сборные железобетонные перекрытия
Сборные железобетонные перекрытия имеют большие преимущества перед монолитными. Они полностью удовлетворяют требованиям комплексной механизации строительства зданий, дают возможность уменьшить трудоемкость работ, исключить работы по устройству подмостей и опалубки, а также резко сократить сроки строительства.
При проектировании конструкций элементов сборных железобетонных перекрытий необходимо стремиться укрупнять их, так как при этом сокращается количество монтажных операций по подъему и укладке элементов, сокращается количество стыковых сопряжений. Лучшим вариантом являлась бы плита перекрытия на комнату, чтобы потолок был гладким.
В сборных конструкциях перекрытий необходимо также предусмотреть всякого рода отверстия, борозды и каналы для отопительных, водопроводно-канализационных и электрических сетей.
Сборные железобетонные перекрытия подразделяются на три основные группы: балочные, в виде настилов (плит) и крупнопанельные.
Балочные перекрытия (рис. 111) делают из балок таврового профиля и заполнения между ними. В качестве заполнения применяют накат из гипсобетонных или легкобетонных плит толщиной 80 и длиной 395 мм, армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами (для междуэтажных перекрытий), или легкобетонных плит толщиной 90 и длиной 385 мм, армированных сварными стальными сетками (для чердачных перекрытий) (рис. 111, а). В целях изоляции от воздушного переноса звука зазоры между балками и накатом заделывают раствором, а по па-кату насыпают шлак.
Вместо наката применяют также легкобетонные двухпустотные камни-вкладыши высотой 250 и длиной 195 мм (рис. 111, б). Зазоры между камнями и балками тщательно заполняют цементным раствором. Это создает некоторую монолитность перекрытия и повышает его жесткость. Заполнять швы необходимо также и для улучшения звукоизоляции.
Для возможности использования в перекрытиях при различных по величине полезных нагрузках одних и тех же типов балок устанавливают различные расстояния между их осями — 600, 800 и 1000 мм при плитных накатах и 600 мм при заполнении из камней-вкладышей. При этом ширина плит-накатов соответственно составляет 510, 710 и 910 мм, а вкладышей — 510 мм.
Элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшой вес и поэтому их применяют па постройках, оснащенных кранами малой грузоподъемности (до 1 т).
Перекрытия в виде настилов состоят из плоских или ребристых однотипных элементов, укладываемых вплотную и соединяемых друг с другом путем заполнения промежутков между ними цементным раствором. Уложенные вплотную один к другому элементы образуют сплошную конструкцию перекрытия. Для такого рода перекрытий не требуется балок, и они состоят из несущей железобетонной части (обычно офактуренной снизу), звукоизоляционного или термоизоляционного слоя и конструкции пола. Опорами для настилов служат стены или прогоны.
Наиболее распространенными настилами, применяемыми в практике современного строительства, являются пустотные настилы (рис. 112) высотой 160 мм при пролетах до 4 м и 220 мм при пролетах более 4 м. Настилы имеют продольные пустоты круглого (рис. 112, а), овально-сводчатого (рис. 112, б) или овального сечения (рис. 112, в). Диаметр круглых отверстий равен 160 мм в настилах высотой 220 мм и 120 мм, когда высота настилов равна 160 мм.
Овально-сводчатые отверстия имеют длину 350 и высоту 110 мм в настилах высотой 160 мм и 165 мм в настилах высотой 220 мм.
Настилы с овальными пустотами в последние годы не применяют вследствие сложности их изготовления конвейерным способом.
Приведенная толщина бетона 1 в настилах длиной 5,6—6,0 м с круглыми пустотами составляет около 120 мм, с овально-сводчатыми — около 100 мм и с овальными — около 80 мм. Таким образом, настилы с овально-сводчатыми и овальными пустотами более выгодны, чем с круглыми.
В последнее время вместо настилов с круглыми пустотами применяют настилы с так называемыми вертикальными пустотами (рис. 112, г), снижающие расход бетона до 15% по сравнению с круглопустотными. Вертикальные пустоты образуются при бетонировании, если к вкладышам из труб, применяемым для образования круглых пустот, приварены швеллеры. При заделке в стены концов настилов с овально-сводчатыми и овальными пустотами возможно продавливание верхней плиты настила вышележащей стеной. Поэтому в этих настилах предусмотрена заделка отверстий с одного торца в процессе формования (рис. 112, 8), в с другого после формования путем укладки на растворе бетонных вкладышей в специально предусмотренные вырезы в верхней плите настила.
Настилы большой площади, которыми можно перекрывать целые комнаты, называют панелями перекрытий. Отсутствие стыков в таких перекрытиях в пределах комнаты повышает их звукоизоляцию от воздушного шума, обеспечивает простоту и более высокое качество отделки потолка. Кроме того, панели перекрытий можно изготовлять на заводе с чистым полом.
Для обеспечения нормативной звукоизолирующей способности от воздушного шума однослойные конструкции междуэтажных панельных перекрытий, выполненные из тяжелого бетона, должны иметь вес 1 м 2 около 300 кГ.
При устройстве перекрытий раздельного тина, в которых используется звукоизолирующая способность воздушного промежутка между верхней и нижней панелями перекрытия, не имеющими между собой жесткой связи, а также при устройстве слоистых перекрытий нормативная звукоизолирующая способность может быть достигнута при весе перекрытия 200 кГ/м 2 .
По конструктивной схеме (рис. 113) различают следующие виды междуэтажных крупнопанельных перекрытий; со слоистым полом, раздельного типа и со слоистым полом и раздельным потолком.
Перекрытие со слоистым полом (рис. 113, а) состоит из несущей навели, нижняя поверхность которой служит потолком, и слоистого пола, включающего слой мягкого и упругого материала, улучшающего звукоизоляцию от воздушного и ударного шума, а также жесткого основания под полы и чистого пола.
Перекрытие раздельного типа состоит из элементов пола и потолка, разобщенных замкнутой воздушной прослойкой, изолирующей помещение от воздушного и ударного шумов, при этом элемент пола должен быть отделен звукоизолирующими прокладками от элемента потолка и стен.
Перекрытия раздельного типа подразделяют на три группы:
- 1) раздельное перекрытие из двух несущих панелей (рис. 113, б);
- 2) из одной несущей панели и опирающейся на нее раздельной конструкции пола (рис. 113, в);
- 3) перекрытие с одной несущей панелью и раздельным подвесным или самонесущим потолком (рис. 113, г, д.).
Перекрытия со слоистым полом и раздельным потолком (рис. 113, е) состоят из несущей панели, жестко связанной со стенами, слоистого пола и подвесной или самонесущей конструкции потолка.
По конструктивной форме панели перекрытий разделяют на сплошные (однослойные и слоистые), ребристые (с ребрами вверх или вниз), пустотные (с круглыми или вертикальными пустотами) и шатровые.
Несущая однослойная сплошная панель (рис. 114, а) представляет собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностью, готовой под окраску, и верхней ровной, подготовленной для устройства пола.
Сплошные однослойные железобетонные панели имеют толщину 100—120 мм с многослойной конструкцией пола и 140 мм с наклейкой по плите линолеума на упругой основе.
Для перекрытия больших пролетов (6—6,6 л) в последнее время применяют сплошные однослойные предварительно напряженные железобетонные панели толщиной 140 мм, в которых звукоизоляция от воздушного шума обеспечивается весом самой плиты.
Несущая слоистая сплошная панель (рис. 114, б) представляет собой железобетонную плиту постоянного сечения, нижний слой которой изготовлен из более прочного бетона, в котором расположена растянутая арматура; второй слой — из легкого, менее прочного бетона. У трехслойных панелей третий, верхний, слой также состоит из более прочного бетона (неармированного или слабо армированного).
Ребристые панели могут быть с ребрами, обращенными вверх или вниз. Несущие панели перекрытия с ребрами вверх (рис. 114, в) целесообразно комплектовать с конструкцией пола на заводе, чем обеспечивается высокая степень заводской готовности и сохранности панелей при хранении на складе и монтаже.
Несущие панели перекрытия с ребрами вниз рекомендуется применять в перекрытиях с раздельным потолком и в перекрытиях со слоистым звукоизоляционным полом и раздельным потолком.
Экономичны часторебристые панели, состоящие из двух вибропрокатных скорлуп (рис. 114, г), одна из которых образует основание под чистый пол, а другая служит потолком. Сплошная воздушная прослойка и звукоизоляционные прокладки между скорлупами обеспечивают необходимую звукоизоляцию перекрытия.
Нижняя панель с ребрами вверх (панель потолка), имеющая нижнюю поверхность, готовую под окраску, жестко опирается на несущие стены и служит горизонтальной диафрагмой жесткости. Верхняя панель с ребрами вниз (панель пола), имеющая верхнюю поверхность, готовую для устройства пола, опирается на нижнюю панель через звукоизоляционные прокладки.
В панели пола в эксплуатационном положении по условиям звукоизоляции пе должно Сыть каких-либо жестких связей с нижней панелью и со стенами. Такие панели комлектуют на заводе; в них имеются по 4 монтажные петли, скрепляющие верхнюю и нижние скорлупы. После установки панели петли снимают и удаляют жесткую связь между скорлупами.
Недостатком раздельной конструкции перекрытия из двух часторебристых вибропрокатных скорлуп, как показали натурные исследования, являются неудовлетворительные их звукоизоляционные качества. Звукоизоляция ухудшается вследствие появления в скорлупах усадочных трещин, которые возникают в результате применения песчаного бетона с большим расходом цемента, а также вследствие форсированного пропаривания изделий. Кроме того, малая ширина опорной части верхней скорлупы (60 мм) вызывает смятие прокладок из древесноволокнистых плит и потерю ими упругих свойств. Наконец, зазор между верхней скорпулой и стеной вместо заполнения его изоляционной древесноволокнистой плитой часто замоноличивают раствором.
В связи с этим в последнее время более рациональным решением считают конструкцию междуэтажного перекрытия в виде плоской железобетонной плиты толщиной 140 мм, вес которой обеспечивает падежную звукоизоляцию от воздушного переноса звука.
Многопустотные панели наряду с пустотелыми настилами получили большое распространение в строительстве. Однако стоимость этих панелей сравнительно высока. Следует также отметить плохую работу этих панелей на изгиб в направлении, перпендикулярном к направлению пустот.
Шатровая панель (рис. 114, д) имеет вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Применение таких панелей, изготовляемых размером на комнату, позволяет исключить из конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщине снизить высоту этажа, не уменьшая высоты помещения.
При устройстве железобетонных перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия вводят гидроизоляционный слой. Для этого поверх настилов или панелей обычно наклеивают на битумной мастике 1—2 слоя рубероида. В местах примыкания к стенам или перегородкам гидроизоляцию поднимают кверху на 100 мм.
В последние годы оклеенную гидроизоляцию перекрытий в санитарных узлах заменяют устройством цементно-песчаной стяжки толщиной 30 мм (из цементного раствора состава 1:3), затворенной па 3%-ном растворе алюмината натрия. Такая стяжка представляет собой вполне надежную и более простую защиту от проникания воды через перекрытие, чем оклейка рулонным материалом. Применяют также гидроизоляционные стяжки из цементно-песчаных растворов с добавкой в последние хлорного железа, которые также снижают водопроницаемость.
В чердачных перекрытиях (рис. 115, а) поверх железобетонных настилов или панелей укладывают сначала пароизоляцию (из одного-двух слоев пергамина или толь-кожи на соответствующей мастике), а затем слой утеплителя. В качестве утеплителя обычно применяют котельный шлак и керамзит. Для уменьшения веса и трудоемкости применяют также плитные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, плиты из ячеистых бетонов).
В балочных перекрытиях теплоизоляцию помещают между балками, а железобетоппые балки отепляются, например, минераловатными матами (рис. 115, б).
Применение шлака в качестве утеплителя в чердачных перекрытиях не отвечает современным требованиям строительства. Доставка шлака и засыпка им вручную чердачного перекрытия — операция весьма трудоемкая и дорогая. Кроме того, вес 1 м 2 чердачного перекрытия, утепленного шлаком, очень велик — 520—550 кГ/м 2 . Если применять армопенобетонные настилы, в которых совмещены несущие и теплоизоляционные функции, можно в 2 раза облегчить вес чердачного перекрытия и уменьшить трудоемкость его устройства.
При монтаже железобетонных перекрытий над холодными подвалами и подпольями необходимо, как и в чердачных перекрытиях, предусматривать укладку утеплителя. Однако в этом случае пароизоляцию следует располагать не снизу, а сверху утеплителя.
Перспективными типами перекрытий являются сборные армосиликатные и керамические перекрытия. По сравнению с железобетонными они более экономичны по расходу цемента и общей стоимости.
Особенность армосиликатных конструкций перекрытий (балок и плит) заключается в том, что для их изготовления вместо цемента применяют местные материалы — известь и песок. Армосиликатные изделия обрабатывают в автоклавах при повышенном давлении и высокой температуре.
Керамические перекрытия настилают из тонкостенных пустотелых керамических камней, из которых изготовляют отдельные элементы перекрытий в виде балок и панелей. Камни между собой скрепляют цементным раствором и стальной арматурой.
Сборные перекрытия
Сборные перекрытия
Элементы сборных железобетонных перекрытий изготовляются на заводе, поэтому при проектировании применяются стандартные элементы по действующим каталогам и справочникам.
Сборные железобетонные перекрытия подразделяют на три основные группы: в форме настилов (плит), крупнопанельные и балочные.
1. Перекрытия в форме настилов состоят из плоских или ребристых однотипных элементов, укладываемых вплотную; соединяют их путем заполнения промежутков цементным раствором. Железобетонные плиты настилов различаются по типу поперечного сечения (сплошные, многопустотные и ребристые) и способу армирования (с обычной или предварительно напряженной арматурой).
· Сплошные железобетонные плиты для перекрытий наиболее прочны среди других видов железобетонных плит, применяемых для устройства перекрытий. Их нижняя гладкая поверхность служащая потолком, образует готовую для отделки плоскость, а по верхней поверхности укладываются полы. Сплошная плита перекрытия применяется для межэтажных перекрытий в зданиях с перекрестным расположением несущих стен и опиранием по периметру, либо по трем сторонам. Расчетная нагрузка, которую должны выдерживать сплошные плиты, составляет 600 кгс/м². Применяются, как правило, для устройства межэтажных перекрытий многоквартирных панельных домов. Имеют сплошные плиты и свои минусы — они уступают пустотным плитам перекрытий по показателям звуко-, и теплоизоляции.
· Пустотные, или, иначе — многопустотные, плиты перекрытий — самый, пожалуй, распространенный вид. Такие плиты могут иметь длину, достаточную для перекрытия 12-метровых пролетов. Применяются для устройства перекрытий в зданиях с продольных расположением несущих стен.
В зависимости от длины пролета могут быть высотой 160 мм ( при пролетах до 4 м) и 220 мм (при пролетах более 4 м.). В настилах имеются продольные круглые, овальные или вертикальные пустоты.
К преимуществам плит перекрытий многопустотных следует отнести относительную простоту и скорость их монтажа, бюджетность и способность выдерживать заданные нагрузки практически сразу же после их укладки, хорошие тепло- и звукоизоляционные качества.
· Ребристые панели требуют для своего изготовлении еще меньше бетона и стали, чем пустотелые настилы. Такие плиты изготавливают с ребрами в одном или двух направлениях со сплошной плитой в верхней или нижней части. При укладке панелей ребрами вниз улучшается использование бетона в сжатой зоне, но из-за выступающих вниз балок образует неплоский потолок, что ограничивает ее использование в жилых зданиях. Они находят применение в чердачных покрытиях или в промышленном строительстве. При укладке ребристых панелей ребрами вверх, получают гладкую поверхность потолка, однако отсутствие плоского верха осложняет устройство чистого пола.
2. Крупнопанельные перекрытия состоят из элементов размером на комнату.
Крупные панели изготовляют сплошными (однослойными, слоистыми и с вкладышами), пустотелыми, ребристыми, шатровыми с повышенной средней частью и складчатыми. Применяют также перекрытия из крупных несущих панелей, нижняя поверхность которых является потолком; сверху настилается пол из нескольких слоев.
По конструкции междуэтажные крупнопанельные железобетонные перекрытия могут быть со слоистым полом, раздельного типа (с раздельным полом, потолком или из двух раздельных несущих панелей) и со слоистым полом и раздельным потолком . Все эти конструкции перекрытий имеют сравнительно небольшую массу (менее 300 кгс/кв.м.); нормативная звукоизоляция обеспечивается слоистой конструкцией пола или наличием сплошной воздушной прослойки в толще перекрытия.
Панели перекрытий изготовляют сплошные, пустотные (с круглыми пустотами) и шатровые. Несущая однослойная панель представляет собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностью, готовой под окраску, и верхней ровной.
Из крупных панелей устраивают и перекрытия раздельного типа, в которых отдельные панели потолка и пола укладывают с зазором для образования между ними замкнутого воздушного пространства. Элементы пола отделяют прокладками или сплошным слоем звукоизоляционного материала от плит потолка и стен. Раздельный тип перекрытий отличается повышенными звукоизоляционными качествами по сравнению со сплошными перекрытиями. Отсутствие стыков в панелях перекрытий в пределах комнаты повышает их звукоизоляцию и обеспечивает более высокое качество отделки потолка. При устройстве перекрытий раздельного типа, в которых используется звукоизолирующая способность воздушного промежутка между верхней и нижней панелями перекрытия связи, а также при устройстве слоистых перекрытий обеспечить нормативную звукоизолирующую способность можно при массе перекрытия менее 300 кгс/кв.м.
3. Перекрытия по железобетонным балкам применяют в основном в малоэтажных промышленных зданиях. Несущей конструкцией служат железобетонные балки таврового сечения, на опорные полки которых укладывают армированные деревянными рейками гипсобетонные плиты или плиты-накаты из легких бетонов. Перекрытия этого вида требуют небольшого расхода металла, но трудоемки в изготовлении. Сборные железобетонные междуэтажные перекрытия балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними. Заполнителем здесь служит накат из гипсобетонных или легкобетонных плит толщиной 80 и длиной 395 мм, армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами, а в чердачных перекрытиях – легкобетонные плиты толщиной 90 и длиной 395 мм, армированные сварными стальными сетками. Швы между балками и плитами заполняют цементным раствором и затирают. Чердачные и цокольные перекрытия обязательно утепляют, междуэтажные звукоизолируют. Для этого используют керамзитовую или песчаную подсыпку, слоистые покрытия с упругими прокладками. При этом желательно, чтобы тепло- и звукоизоляция осуществлялась не за счет увеличения веса строительных конструкций.
Так как элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшой вес, их применяют на постройках, оснащенных кранами малой грузоподъемности (до 1 т).
ü При устройстве железобетонных перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия включают гидроизоляционный слой. Для этого поверх настилов или панелей обычно наклеивают на битумной мастике 1-2 слоя рубероида.
ü Для устройства перекрытия балконов обычно применяют сплошные железобетонные плиты, которые защемляются в кирпичую кладку стены и привариваются к арматурным выпускам из нижележащей бетонной перемычки. Возможно и применение специальных закладных элементов, и крепление к плитам перекрытия. Для перекрытия лоджий можно использовать многопустотные плиты, которые имеют по наружной грани консоль с закладными металлическими пластинами для крепления ограждений.
ü Для перекрытий эркеров, имеющих в плане различные очертания, целесообразно применять монолитные железобетонные конструкции, которые несложно сделать непосредственно на стройплощадке.