A Вкладыш с втулкой — это сплошной механически обработанный корпус с внутренней резьбой NC (Unified National Coarse) и глухим торцом. У спирального вкладыша нарезанной резьбы нет вовсе — это спираль из проволоки, и сама спираль и есть резьба — приваренная к двум, четырём или шести лапам. Неожиданность: при одинаковом номинальном диаметре оба несут по сути одинаковую нагрузку, поскольку разрушение определяет конус бетона, а не резьба. Значит, выбирают не по прочности. Выбирают по типу болта (серийный болт NC или специальный спиральный болт), по толщине плитыи по себестоимости при больших объёмах — а затем соблюдают два правила, которые на площадке действительно приводят к отказам: правильное заглубление от лицевой поверхности и полная глубина завинчивания болта.
Вкладыш с втулкой
Спиральный вкладыш
1. Вердикт в прямом сравнении, сразу
Большинство статей на эту тему прячет ответ. Вот он:
Вердикт
При одинаковом номинальном диаметре по прочности — ничья — решает бетон, а не резьба. Выбирайте втулку , когда нужно постоянное соединение обычными болтами NC, которые у вас на площадке и так есть, или когда элемент тонкий. Выбирайте спираль , когда нужен более дешёвый вкладыш при больших объёмах и вы готовы держать на складе соответствующие спиральные болты или стержни. Всё остальное в этой статье — подробности за этими двумя фразами.
| Критерий | Вкладыш с втулкой | Спиральный вкладыш |
|---|---|---|
| Резьба | Нарезанная внутренняя NC резьба в сплошном корпусе, глухой торец | Нарезанной резьбы нет — спираль из проволоки; спираль и есть резьба |
| Ответный болт | ✓ Стандартный болт NC — серийный, доступен везде | Нужен спиральный болт / стержень — специальное изделие, которое надо держать на складе |
| Нагрузка при одинаковом диаметре | Практически одинаковая — определяет конус бетона, а не резьба | |
| Определяющее разрушение | Вырыв конуса бетона (или срыв резьбы при недостаточном завинчивании) | Вырыв конуса бетона — классический конус с основанием ≈ 2 × высоты конуса |
| Себестоимость при объёме | Выше (механическая обработка) | ✓ Ниже (формовка проволоки + сварка) |
| Тонкие элементы | ✓ Есть исполнения с укороченным корпусом для тонких плит | Требуется уплощённая / с параллельными лапами геометрия для тонких плит |
| Терпимость к загрязнению | Мелкую резьбу может испортить попавший цементный шлам — закрывайте её | ✓ Крупная открытая спираль терпимее к мусору |
| Лучше всего для | Постоянных соединений стандартными болтами; тонких панелей; площадок со смежными подрядчиками | Крупносерийных подъёмных и такелажных вкладышей, когда поставку болтов контролируете вы |
2. Резьба — вот и вся разница
Если убрать маркетинг, между этими двумя изделиями остаётся ровно одно значимое различие: каким образом отверстие получает резьбу.
Всё остальное вытекает отсюда:
- Втулку нужно обрабатывать механически, обычно из холоднотянутого автоматного прутка. Это стоит денег, зато вы получаете резьбу, с которой стыкуется любой болт NC на планете.
- Спирали механическая обработка не нужна — это тянутая проволока, навитая и приваренная к лапам. При объёме это дёшево, но ответный болт — специальный спиральный болт или стержень, который площадка обязана держать на складе, а монтажник не должен потерять.
3. Почему прочность — неверный критерий
Инженеры первым делом открывают таблицу нагрузок, ожидая, что одно изделие победит. Этого не происходит. При одинаковом номинальном диаметре вкладыши с втулкой и спиральные несут по сути одинаковую нагрузку. Причина конструктивная, а не коммерческая: соединение почти всегда разрушается в бетоне, задолго до того, как резьба окажется в затруднении.
Отсюда следуют два вывода, оба практические:
- Таблицы нагрузок имеют смысл только вместе с их прочностью бетона. Публикуемые несущие способности получены при заявленной прочности бетона (в американских таблицах обычно 3 000 psi ≈ 20 МПа, с указанной плотностью). Значение, приведённое без класса бетона, — это число без единиц измерения: спрашивайте класс.
- Если вкладыша не хватает по прочности, не увеличивайте резьбу — исправляйте со стороны бетона. Больше глубина заделки, больше краевое расстояние или дополнительное армирование, пересекающее конус. Более крупная резьба в том же неглубоком конусе не даёт ничего.
4. Лапы: две, четыре или шесть
Оба семейства удерживаются в положении — и получают своё распределение по конусу — благодаря лапам: профилированным ножкам, приваренным к корпусу или спирали. Именно здесь вы реально настраиваете несущую способность.
| Исполнение | Что даёт | Типичное применение |
|---|---|---|
| 2 лапы | Минимальный разнос; самое дешёвое; проще всего разместить между сеткой | Лёгкие рядовые крепления; тонкие элементы, куда не помещается широкая лапа |
| 4 лапы | Рабочая лошадка. Более широкий конус, гораздо устойчивее к смещению при бетонировании | Подъёмные и такелажные вкладыши; большинство конструктивных соединений |
| 6 лап | Наибольшая площадь поверхности конуса среза, а значит и наибольшая несущая способность при том же диаметре | Высокие нагрузки либо случаи, когда геометрия срезает конус и площадь нужно вернуть |
Число лап — вот почему два вкладыша с одинаковой резьбой могут иметь разные паспортные значения: более широкий разнос лап увеличивает конус среза, а больший конус — это большая несущая способность. Если вы ограничены и по нагрузке, и по глубине, переход с четырёх лап на шесть обычно лучше, чем увеличение размера резьбы.
5. Тонкие плиты меняют ответ
В тонком элементе спор решается сам собой: вкладыш стандартной длины просто не помещается. Если втиснуть длинный вкладыш в неглубокую плиту, останется слишком малый защитный слой и срезанный конус, и каталожное значение уже неприменимо.
- Вкладыши с втулкой для тонких плит имеют укороченный корпус, рассчитанный на тонкостенные элементы, куда вкладыш стандартной длины не помещается.
- Спиральные исполнения для тонких плит уплощают геометрию — например, схема с 2 параллельными лапами — так, чтобы вкладыш развивал свой конус на меньшей глубине.
6. Два правила, вызывающие большинство отказов на площадке
По нашему опыту работы с рекламациями сам вкладыш редко бывает виноват. Большинство звонков вида «вкладыш разрушился ниже своего паспортного значения» объясняются двумя правилами монтажа:
Заглубление от лицевой поверхности бетона
Вкладыш должен находиться на предписанном расстоянии вглубь от поверхности — обычно около 12 мм (полдюйма). При заливке заподлицо или с выступом происходит две неприятности: конус бетона начинается не в той плоскости, а резьбу загрязняет цементное молоко. Используйте правильную пробку или формообразователь заглубления и проверяйте его до бетонирования, а не после.
Полная глубина завинчивания болта
Болт должен входить достаточно глубоко во вкладыш , чтобы развить паспортную нагрузку. Болт, захвативший всего несколько витков, сорвёт резьбу задолго до достижения конуса бетона — а виноватым окажется вкладыш. Указывайте требуемую глубину завинчивания на чертеже и выдавайте бригаде болт правильной длины, чтобы они физически не могли завинтить его недостаточно.
И ещё одно — о шаге расстановки
Вкладыши должны стоять достаточно далеко друг от друга, чтобы их конусы бетона не перекрывались. Широко применяемое эмпирическое правило — минимальный шаг, равный удвоенному угловому (краевому) расстоянию. Там, где конусы всё же перекрываются, несущая способность группы меньше суммы отдельных и должна быть снижена. У тесного шага и малого краевого расстояния одно и то же лекарство: арматура через конус.
7. Дерево решений
Четыре вопроса именно в таком порядке решают почти любую спецификацию:
8. Часто задаваемые вопросы
В чём разница между вкладышем с втулкой и спиральным вкладышем?
Вкладыш с втулкой — это сплошной механически обработанный стальной корпус с внутренней резьбой NC (Unified National Coarse) и глухим торцом: в него вкручивается стандартный серийный болт NC. У спирального вкладыша нарезанной резьбы нет вовсе: это спираль из проволоки, и сама спираль работает как резьба, поэтому нужен ответный спиральный болт или стержень. Втулки обычно крепятся к лапам или петлям; спирали привариваются к двум, четырём или шести лапам либо формуются в петлю.
Что прочнее — вкладыш с втулкой или спиральный?
Практически ни то ни другое. При одинаковом номинальном диаметре вкладыши с втулкой и спиральные имеют по сути одинаковую несущую способность, поскольку определяющим является вырыв конуса бетона, а не резьба. Именно поэтому прочность — неверное основание для выбора между ними: выбирайте по болту, который хотите применять, по толщине плиты и по себестоимости при объёме.
Как разрушается спиральный вкладыш?
Обычно вырывом конуса бетона: конус бетона выходит из поверхности, вершина — чуть ниже спирали, диаметр основания примерно вдвое больше высоты конуса. Эта форма говорит, что путь нагрузки прошёл через бетон, а не через сталь. Вкладыши со сплошным стержнем типа swift-lift, напротив, склонны разрушаться по стержню. В любом случае лечение — больше глубина заделки, больше краевое расстояние или дополнительное армирование, а не более крупная резьба.
Что означают 2, 4 и 6 лап у спирального вкладыша?
Лапы — это ножки, которые удерживают спираль на расстоянии от поверхности и распределяют нагрузку в бетон. Чем больше лап, тем на больший конус распределяется нагрузка и тем устойчивее вкладыш к смещению при бетонировании. Две лапы подходят для лёгких рядовых креплений; четыре — рабочая лошадка для подъёма и более тяжёлых соединений; шесть применяют при высокой нагрузке или когда геометрия ограничивает конус.
Какой вкладыш применять в тонкой плите?
Применяйте вкладыш, специально предназначенный для тонких плит. В тонком элементе вкладыш стандартной длины не помещается, а если втиснуть длинный вкладыш в неглубокую плиту, останется слишком малый защитный слой и срезанный конус. У вкладышей с втулкой для тонких плит укороченный корпус; спиральные исполнения для тонких плит используют уплощённую геометрию или параллельные лапы, чтобы развивать несущую способность на меньшей глубине. Если глубины очень мало, добавьте дополнительное армирование через конус вместо увеличения резьбы.
Какие два правила чаще всего вызывают отказы вкладышей на площадке?
Первое — заглубление от лицевой поверхности: вкладыш должен находиться на предписанном расстоянии вглубь от лицевой поверхности бетона (обычно около 12 мм / полдюйма). При заливке заподлицо или с выступом конус начинается не там, где нужно, а резьба загрязняется. Второе — глубина завинчивания болта: болт должен входить достаточно глубоко во вкладыш, чтобы развить паспортную нагрузку. Болт, захвативший всего несколько витков, сорвёт резьбу задолго до достижения конуса бетона, и это безусловно самая частая причина того, что вкладыш «разрушается» ниже своего каталожного значения.
На каком расстоянии друг от друга должны стоять вкладыши?
На таком, чтобы их конусы бетона не перекрывались. Широко применяемое эмпирическое правило — минимальный шаг, равный удвоенному угловому (краевому) расстоянию; там, где конусы перекрываются, несущая способность группы меньше суммы отдельных и должна быть снижена. Когда шаг или краевое расстояние малы, добавьте дополнительное армирование, пересекающее конус.
Можно ли использовать вкладыш с втулкой и для подъёма, и для постоянного соединения?
Да — это двойное применение и есть одна из причин существования семейства втулок. Петлевые вкладыши с втулкой и спиральные применяют для подъёма и такелажа; тот же резьбовой корпус затем принимает болт для постоянного соединения после установки элемента. Чего делать нельзя — считать, что паспортная нагрузка при подъёме и в эксплуатации это одно и то же число: подъём является динамической нагрузкой со своим коэффициентом безопасности, поэтому проверяйте оба значения по данным поставщика.
Какую сталь и какие сертификаты запрашивать?
Корпуса втулок обычно обрабатываются из холоднотянутого автоматного прутка; спирали — тянутая стальная проволока, приваренная к лапам. Запрашивайте сертификат качества (EN 10204 3.1 или эквивалент) на каждую партию, контроль резьбы калибром, контроль сварных швов на лапах, вид покрытия (без покрытия, гальваническое цинкование, горячее цинкование или нержавеющая сталь для открытых условий) и таблицы нагрузок с указанием прочности бетона, при которой они получены: значение без класса бетона бессмысленно.
Источники
- ACI 318 — Building Code Requirements for Structural Concrete, положения по анкеровке, лежащие в основе несущей способности конуса бетона, краевого расстояния и шага.
- Справочная литература по сборному железобетону — отраслевые таблицы нагрузок публикуются для заявленной прочности и плотности бетона; всегда читайте заголовок таблицы, прежде чем брать число.
Кто его написал и почему это можно проверить
Мы производим эти изделия, а не перепродаём их
Qingdao Chontan Industry снабжает отрасли сборного и предварительно напряжённого железобетона уже более 20 лет, с нашего собственного завода в районе Чэнъян, Циндао. Всё, что изложено в этих руководствах, основано на производстве, испытаниях и отгрузке описываемых компонентов — а не на каталоге.
Собственный испытательный участок, а не заявление на словах
Анкеры проверяются на нашем производстве до отгрузки:
- Универсальные разрывные машины от 30 т до 300 т для испытаний на вырыв и растяжение
- Испытание на ударную вязкость при низких температурах — испытание, выявляющее хрупкое поведение
- Металлографический анализ структуры и испытание твёрдости
- Материал отбирается для микроскопии до первой производственной операции
- Контроль размеров по чертежам с применением специально изготовленных калибров в ходе производства
Факты относятся к стандарту, а не к нам
Там, где эти руководства приводят предельное значение — нагрузку, предел износа, интервал осмотра, формулу защитного слоя, — оно относится к стандарту, который его устанавливает (EN 1992, EN 10204, EN 13101, DIN 405, VDI/BV-BS 6205, ACI 318, Директива по машинному оборудованию). Мы указываем, какой документ следует прочитать, чтобы вам никогда не приходилось верить нам на слово.
Чего мы не делаем
- Мы не публикуем таблицы нагрузок другого производителя как собственные данные.
- Мы не приводим характеристику без условий её применения — класс бетона, глубина заделки, краевое расстояние.
- Иллюстративные значения обозначены как иллюстративные; проектируйте по проверенным данным вашего поставщика.
- Там, где мы не уверены, мы прямо об этом говорим и отсылаем к первоисточнику.
Нужны вкладыши с втулкой или спиральные по вашему чертежу?
Более 20 лет экспортного опыта. Вкладыши с втулкой (стандартные, для тонких плит, открытые, петлевые, с L-образной лапой) и спиральные вкладыши (прямые, раструбные, на 2/4/6 лап, для тонких плит) без покрытия, с гальваническим или горячим цинкованием либо из нержавеющей стали. Сертификаты качества и таблицы нагрузок с их классом бетона. Расчёт за 24 часа.
