Закладные детали. Виды и нормы для производства

Закладные детали имеют большое значение в строительной отрасли. Их классификация крайне обширна, а применение считается просто необходимым. Данные крепежные изделия обеспечивают надежность сварных соединений различных конструкций и архитектурных элементов, влияя на прочность и долговечность всего конструктива зданий и сооружений. Их широко применяют для закрепления опор, колонн, стеновых панелей и других сборных элементов. В данном материале мы рассмотрим, что представляют собой закладные детали, их основные виды, нормативные требования, технологию производства, а также значение стандартов в этой области.

Что такое закладные детали

Закладные детали — это металлические элементы, которые интегрируются в железобетонные конструкции с целью обеспечения крепления других конструктивных частей. В возводимые конструкции их устанавливают до бетонирования, позиционируя относительно положения архитектурного элемента и последующего присоединения к нему другого. Они используются для соединения сборных элементов, крепления оборудования, фиксации инженерных систем и прочего путем сварки. Сталь является основным материалом для их изготовления, так как она обладает высокой прочностью и устойчивостью к нагрузкам, а также возможностью крепежа путем сваривания металла.

Закладная деталь состоит из следующих элементов:

• Основа — чаще всего изготавливается в виде стальной пластины, которая остается на поверхности бетонируемого изделия, и используется для последующего крепежа;
• Анкерные элементы — штыри, стержни или шпильки, закрепляемые к основе сваркой, и обеспечивающие прочное соединение закладной с бетонным элементом;
• Вспомогательные элементы — отверстия, резьбовые соединения, уголки, кронштейны, выступы для последующего крепления других конструкций.

Основное назначение закладных деталей:

• Обеспечение прочности соединений — закладные элементы позволяют надежно закрепить сборные конструкции, минимизируя риск разрушений и деформаций под воздействием нагрузок;
• Упрощение монтажа — они обеспечивают возможность быстрой сборки и демонтажа конструкций, что значительно ускоряет строительный процесс;
• Функция соединительных крепежных элементов — закладные детали служат точками крепления для различных конструкций, таких как ограждения, балки, анкерные системы, технологическое оборудование и др.

Виды закладных деталей

Классификация закладных насчитывает несколько видов в зависимости от их назначения и конструкции:

1. Плоские закладные детали — представляют собой металлические пластины с анкерными элементами (например, стержнями или штырями). Используются для соединения стеновых панелей, колонн, балок и т.д;
2. Угловые детали — применяются в угловых соединениях конструкций;
3. Закладные детали со штырями — используются для крепления навесного оборудования, в том числе инженерных коммуникаций;
4. Специальные закладные детали — изготавливаются по индивидуальным чертежам и используются для специфических проектов, включая мосты, высотные здания и промышленные объекты.

По расположению в бетонном основании закладные детали бывают двух видов: открытые и закрытые. В первом случае закладная производится с анкерами, которые освобождены от каких-либо креплений. Во втором — к анкерному крепежу приваривается ответная пластина/пластины, позволяющие более прочно и надежно закрепится в бетонируемом основании.

Расположение анкерных стержней у закладных также может быть различным, и зависит от формы бетонного основания, его размеров и позиционирования последующего закрепляемого к ним элемента. Положения анкеров подразделяют на следующие типы:

• Параллельное;
• Наклонное;
• Смешанное;
• Перпендикулярное.

На производство этой части закладных выделяют металлопрокат достаточной прочности и надежности, типа арматуры или металлических стержней. Для металлической поверхности открытой крепежной части обязательным требованием является ее пригодность к закреплению путем сварки. Закладные материалы имеют ряд особенностей, из чего следует, что самой распространенной маркой стали для них является СТ-3.

Классификация строительных закладных деталей включает в себя и различие по маркировке. Правильная маркировка закладных деталей играет ключевую роль в обеспечении точности монтажа и долговечности всей конструкции, так как позволяет правильно подобрать закладную по указанным на ней техническим характеристикам.

Для различия по области применения используется порядок маркировки изделий, отображенный в следующей таблице:

Отсутствие маркировки может привести к путанице, ошибкам при монтаже и увеличению сроков строительства.

Нормативные требования

Производство закладных деталей регулируется целым рядом нормативных требований, направленных на обеспечение качества, безопасности и соответствия проектным параметрам. Нормативные документы устанавливают единые стандарты, которым должны соответствовать закладные детали. Это необходимо для:

• Обеспечения безопасности конструкций. Надежность соединений напрямую зависит от качества закладных деталей.
• Соблюдения проектных характеристик. Детали должны соответствовать расчетным параметрам для предотвращения деформаций и разрушений.
• Снижения рисков. Регламенты помогают исключить ошибки на этапе проектирования и производства.

На территории большинства стран нормы и стандарты определяются национальными и международными организациями. В России такими документами являются ГОСТы, СНиПы, а также СП (своды правил). Производство закладных деталей регламентируется рядом нормативных документов, включая ГОСТы. В России основными являются:

• ГОСТ 10922-2012 — содержит общие требования к конструкциям из стали, включая закладные детали.
• ГОСТ 5781-82 — для арматурной стали.
• СП 16.13330.2017 — нормативы проектирования стальных конструкций.
• СНиП 2.03.01-84 — строительные нормы и правила для железобетонных конструкций.
• Технические условия (ТУ) — помимо ГОСТов, предприятия разрабатывают собственные ТУ, учитывающие специфику производства и особенности использования закладных деталей.
• Международные стандарты — в условиях глобализации многие компании ориентируются на стандарты ISO, такие как ISO 9001 (управление качеством) и ISO 17660 (сварка арматуры).

Международные стандарты, такие как ISO и EN, также активно используются в производстве закладных деталей, особенно для проектов, реализуемых в рамках глобального сотрудничества.

Требования к производству закладных деталей

Согласно стандартам, производство закладных деталей включает следующие ключевые аспекты:

• Материалы: Использование качественной стали и антикоррозийных покрытий.
• Проектирование: Расчёт деталей с учётом нагрузок, условий эксплуатации и соответствия проектной документации.
• Контроль качества: Проведение испытаний, включая ультразвуковую дефектоскопию, проверку размеров и контроль качества сварных швов.
• Маркировка: Нанесение информации о производителе, марке стали и дате производства.

По техническим характеристикам они должны обладать достаточной прочностью, устойчивостью к механическим и статическим нагрузкам, а также точно соответствовать заданным геометрическим параметрам, отображенным в проектной документации.

Технология производства

Процесс производства закладных деталей включает следующие этапы:

1. Проектирование и подготовка документации — разработка чертежей закладных и технической документации на основе проектных требований, учет нормативных документов, таких как ГОСТ, СНиП и ТУ;
2. Выбор и подготовка материалов — используются металлопрокатные изделия, такие как стальная арматура, листовая сталь, уголки, швеллеры. Материалы проходят входной контроль на соответствие требованиям прочности, химического состава и качества поверхности;
3. Резка и формовка металла — листовая сталь режется на заготовки необходимой формы. Применяются следующие методы:
   • Газовая или плазменная резка для толстого металла.
   • Лазерная резка для высокой точности.

Заготовки при необходимости гнут или формуют на станках для получения сложных геометрических форм;

4. Сварочные работы — сварка это ключевой этап в производстве закладных деталей, обеспечивающий прочность сварных соединений. Методы сварки:
   • Электродуговая сварка (ММА).
   • Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов (MAG/MIG).

Особое внимание уделяется качеству сварных швов: они должны быть прочными, без трещин, пор и других дефектов;

5. Механическая обработка — точение, сверление или фрезерование выполняются для создания отверстий, фасок и других точных элементов конструкции. На данном этапе проверяется соответствие размеров готовой детали проектным параметрам;
6. Антикоррозийная обработка — закладные детали подвергаются обработке для защиты от коррозии, особенно если они будут использоваться в агрессивной среде;
7. Контроль качества — финальный контроль включает проверку размеров, качества сварки, наличия защитного покрытия. Используются методы неразрушающего контроля (ультразвуковая дефектоскопия, визуальный осмотр, рентген);
8. Упаковка и транспортировка — готовые изделия маркируются, упаковываются и подготавливаются к транспортировке на строительные площадки.

Для изготовления закладных деталей используется широкий спектр оборудования:

• Станки для резки и гибки металла;
• Сварочные аппараты;
• Фрезерные и токарные станки для обработки деталей;
• Оборудование для антикоррозийной обработки (цинковальные линии, покрасочные камеры).

Роль норм и стандартов в производстве

Нормы и стандарты представляют собой обязательные требования, направленные на обеспечение качества, безопасности и унификации производственных процессов. В производстве закладных деталей они играют ключевую роль, поскольку:

• Обеспечивают качество и надёжность: Чёткое соблюдение стандартов гарантирует, что детали соответствуют необходимым техническим характеристикам, включая прочность, устойчивость к коррозии и точность размеров;
• Унифицируют процессы: Единые требования к производству позволяют использовать закладные детали в различных проектах без необходимости индивидуальной доработки;
• Повышают безопасность: Закладные детали, произведённые по установленным нормам, минимизируют риск возникновения аварийных ситуаций в процессе эксплуатации;
• Снижают затраты: Унификация и стандартизация упрощают проектирование, закупку и монтаж деталей, что приводит к экономии ресурсов.

Стандарты также облегчают взаимодействие между проектировщиками, строителями и производителями.

Проблемы и перспективы стандартизации

Основные трудности в соблюдении стандартов следующие:

• Несоблюдение стандартов — в погоне за снижением затрат некоторые производители используют материалы низкого качества или нарушают технологии. Это может привести к различным авариям и потере репутации.
• Устаревание нормативной базы — в некоторых случаях нормативные документы не учитывают современные технологии и материалы, что требует обновления стандартов.
• Квалификация персонала — низкий уровень подготовки специалистов в области производства закладных деталей может привести к ошибкам в процессе изготовления и контроля.

Перспективы у этой отрасли производства тоже имеются:

• Внедрение цифровых технологий — использование CAD/CAM систем и автоматизированных линий позволяет повышать точность и качество производства.
• Обновление нормативной базы — регулярное пересмотрение и дополнение стандартов с учетом новых материалов и технологий обеспечит актуальность требований.
• Обучение и аттестация — инвестиции в подготовку кадров повысят квалификацию персонала и снизят количество брака.

Применение закладных деталей

1. Монолитное строительство
   Закладные элементы фундаментов закладываются в бетонные конструкции на этапе их формирования. Это позволяет надежно закрепить к ним металлоконструкции, инженерные коммуникации и другие элементы;
2. Сборные металлоконструкции
   Используются для соединения готовых блоков и модулей между собой, обеспечивая надежное сцепление. Также применяются в монтаже каркасных металлических конструкций, закрепляемых к бетонным фундаментам;
3. Промышленное строительство
   В таких проектах закладные детали играют роль крепежных баз для технологического оборудования, подъемных конструкций и транспортных систем.

Преимущества использования закладных деталей

• Высокая прочность соединений;
• Долговечность конструкций;
• Устойчивость к механическим и климатическим нагрузкам;
• Универсальность применения;
• Экономия на монтаже и закреплении сборных элементов.

Закладные детали являются неотъемлемой частью современного строительства. Их правильное проектирование и установка — залог надежности и безопасности всей конструкции.

Заключение

Закладные детали — это важный элемент строительных конструкций, от качества которых зависит прочность и надежность сборных железобетонных и металлических объектов. Разнообразие видов и строгое соответствие нормативным требованиям обеспечивает их универсальность и долговечность. Производство этих элементов требует точного соблюдения технологий и стандартов, что является залогом безопасного и эффективного строительства. В свою очередь именно благодаря применению закладных деталей экономятся затраты на монтаж и закрепление тяжеловесных конструкций зданий и сооружений.