Приварные анкерные шпильки-упоры тип SD, Северсталь-метиз

Шпильки-упоры (анкерные упоры) представляют собой прочные калиброванные стальные стержни с круглой головкой, приваренные свободным концом к верхним поясам балок перекрытия или закладным пластинам. Точное название этого вида приварного изделия в англоязычной литературе – shear connector. На русский язык термин можно перевести как «соединительный элемент, выдерживающий сдвиговые напряжения». Иначе еще их называют гибкие упоры или упоры Нельсона (по названию фирмы немецкого производителя "TRW Nelson" и "Koco").

Шпильки-упоры типа SD широко используются в отечественной и зарубежной практике строительства для обеспечения совместной работы стальных балок и монолитной плиты в перекрытиях композитной конструкции, а также в сталежелезобетонных перекрытиях с монолитной плитой по стальному профилированному настилу. Приварка упоров — это высокопроизводительная технология крепления крепежа, предлагающая огромный потенциал для строительства и сокращение затрат в производстве продукции.

Шпильки-упоры типа SD производства ОАО «Северсталь-метиз» поставляются в комплекте с керамическими кольцами типа UF, которые используются в качестве флюсовых колец. Российские шпильки-упоры прошли испытания в Воронежской лаборатории сварки Филиале ОАО НИИ Транспортного строительства «Научно-исследовательского Центра «Мосты» (Филиал ОАО ЦНИИС «НИЦ Мосты») и в Санкт-Петербургском «Научно-производственном центре мостов» («НПЦ мостов»).

На основании положительных результатов исследований, изложенных в Научно-технических отчетах, установлено, что «упоры» типа SD, производства филиала «Орловский» ОАО «Северсталь-метиз» в комплекте с керамическими кольцами типа UF соответствуют требованиям СТП 015-2001 , СТП 016-2002 и ИСО 13918:2008 и рекомендуются для применения, как при изготовлении, так и при монтаже сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных, городских и пешеходных мостов, путепроводов и эстакад обычного исполнения (расчетная минимальная температура до -400 С включительно).

Преимущества гибких анкерных упоров «Северсталь-метиз»

Применение технологии приварки гибких упоров доказало свою надежность и эффективность в строительстве инженерных, гражданских и промышленных сооружений. Наиболее активно гибкие упоры используются в строительстве мостов и автодорожных развязок.

В строительстве гражданских сооружений упоры применяются при возведении высотных зданий, многоуровневых паркингов, спортивных сооружений и торговых центров. Имеется и опыт успешного применения упоров при возведении сложнейших конструкций атомных электростанций.

Компания «Северсталь-метиз» первой среди российских производителей начала выпуск гибких упоров для сталежелезобетонных мостов. Данная продукция с 2012 г. успешно применяется в мостостроении, строительстве зданий и является эффективным импортозамещением аналогов всемирно известных «упоров Нельсона», производимых европейскими компаниями «Nelson» и «Köster» (КОСО). Стабильность качества гибких упоров производства ОАО «Северсталь-метиз» складывается из следующих факторов: марка металла, аналогичная применяющейся при производстве упоров немецких производителей; передовые импортные технологии и оборудование; собственная лаборатория; сквозной контроль качества; независимая приемка по качеству каждой партии упоров.

Размеры, материал и физико-механические характеристики шпилек-упоров, флюсовых колец производства ;«Северсталь-метиз» соответствуют требованиям ГОСТ Р 55738-2013 "Шпильки и керамические кольца для сварки".

Конструктивные особенности шпилек-упоров «Северсталь-метиз»

Анкерные упоры хорошо воспринимают растягивающие и изгибающие нагрузки. Шпильки-упоры обладают ограниченной податливостью при изгибе, исключающей растрескивание бетона плиты в процессе работы конструкции. Именно за это свойство шпильки-упоры упоры принято называть «гибкими». Их минимальный прогиб при стандартных испытаниях на сдвиг установлен Еврокодом 4 и равен 6 мм при действии предельной сдвигающей силы.

Шпильки-упоры изготавливаются из малоуглеродистой стали на специальных прессах после холодной обработки давлением и ковки головок. Керамические кольца изготовляют прессованием формовочной смеси с последующим обжигом.

Шпильки-упоры используются в сталежелезобетонных перекрытиях с монолитной плитой, выполняемой с помощью временной или несъёмной опалубки. В качестве несъемной (оставляемой) опалубки или внешней рабочей арматуры монолитной плиты используется, как правило, профилированный стальной настил.

Анкерные упоры привариваются к верхним поясам стальных балок перекрытия и служат закладными деталями при последующем бетонировании. В случае применения стального профилированного настила в качестве несъемной опалубки шпильки привариваются к балкам проплавлением через стальной настил (для шпилек диаметром до 19 мм) или после установки шпильки в отверстие, предварительно просверленное в настиле (для шпилек большего диаметра). Упоры являются частью арматурного каркаса железобетонной части композитной конструкции и ограничивают сдвиг плиты относительно верхних поясов балок при действии расчетных нагрузок и не допускают отслоения бетона плиты от верхних поясов балок при поперечном изгибе перекрытия.

Шпильки-упоры могут применяться с закладными пластинами (стальные пластины с приваренными к ней шпильками), заделанными в бетонные конструкции как закладная деталь в монолитных железобетонных конструкциях. Закладные пластины способны воспринимать сдвигающие и растягивающие усилия.

Для крепления анкеров используется технология контактно-дуговой приварки, которая известна как Stud Welding Drawn Arc - приварка вытягиваемой дугой. Эта технология позволяет быстро и с высоким качеством приваривать к плоским деталям широкий спектр приварных изделий. Основным ее достоинством является возможность применения различных комбинаций материалов приварной детали и детали-основы.

Благодаря этому свойству и использованию в качестве приварных элементов гибких упоров появилась возможность создавать качественные композитные конструкции, представляющих собой сочетание стальных каркасных балок с наружной отделкой из железобетона. Упоры привариваются на стальную балку каркаса и служат закладными деталями при последующем бетонировании, они являются частью арматурного каркаса железобетонной части композитной конструкции.

Использование гибких упоров, привариваемых по технологии Stud Welding Drawn Arc – единственная возможность обеспечить совместную работу всех составляющих конструкций перекрытий с большим пролётом, когда в качестве нижней несъёмной опалубки используется профилированный тонколистовой прокат. Методом сквозного проплавления удаётся анкерным упором проплавить тонкий лист насквозь и приварить его к стальной каркасной балке. При этом лист также оказывается приваренным к балке и упору. Таким образом, нижний лист железобетонного перекрытия оказывается включённым в работу металлического каркаса, ограничивающего перекрытие.

При применении технологии Stud Welding Drawn Arc дуга током большой величины плавит конец анкерного упора и свариваемую поверхность внизу за короткое время. Сила тока от 300 до 2500 А должна быть рассчитана в соответствии с диаметром упора. В конце сварки упор пружиной погружается в сварочную ванну и ток выключается. В результате получается соединение по всей поверхности с характеристиками превышающими по прочности материалы упора и свариваемой поверхности. Перемещение приварной детали вверх в начале сварочного цикла (образование дуги) и её опускание в сварочную ванну обеспечивается сварочным пистолетом, снабжённым пружинной или гидравлической системой подъёма/опускания.

Существует несколько основных варианта дуговой технологии приварки Stud Welding Drawn Arc. Для гибких упоров производства "Северсталь-метиз" используется метод дуговой приварки с защитой керамическим флюсовым кольцом Керамическое кольцо фиксирует положение шпильки-упора на месте его приварки и формирует расплавленный металл в сварочной ванне в виде кольцевого валика. Длина шпильки после сварки снижается на 3-5 мм, в зависимости от диаметра.

В качестве источника питания сварочной дуги применяют специализированную установку «SMD» (производства "Стальмостдеталь"), включающую: источник питания, сварочный пистолет, сварочный кабель не более 120 мм2 с кабелем управления и кабель заземления. Также можно применять другие установки, согласованные с ООО «Стальмостдеталь».

Технические характеристики анкерных упоров «Северсталь-метиз»

d1 — номинальный диаметр стержня

d3 — диаметр кольцевого валика

d5 — диаметр головки шпильки-упора

h3 — высота головки шпильки-упора

h4 — высота кольцевого валика

l1 — длина шпильки (без алюминиевого шарика)

l2 — номинальная длина приваренной шпильки

1 — кольцевой валик

D7 — номинальный диаметр отверстия керамического кольца

h2 — высота керамического кольца

d8 — наружный диаметр верхней части керамического кольца

d9 — наружный диаметр основания керамического кольца

Шпильки-упоры поставляются в герметично закрытых бочках. Минимальная партия – 1 бочка. Например, размер 22 х 150 мм – 320 шт. в бочке, 22 х 175 мм - 260 шт. в бочке. В программе производства и поставки имеются приварные шпильки-упоры для всех типов и способов приварки в соответствии стандартам DIN EN ISO 13918 и ДСТУ ИСО 13918. Наряду со шпильками поставляются огнеупорные анкеры из круглой или плоской стали практически из любого жаропрочного сплава. Также по заказу клиента можно обеспечить изготовление специальных приварных деталей для любого случая применения.

Аппараты серии SMD для приварки шпилек-упоров

Приварка шпилек-упоров осуществляется с использованием специального сварочного оборудования "Стальмостдеталь". Серия аппаратов SMD для приварки шпилек с источниками питания инверторного типа разработана для мобильного использования и простого управления, гарантирует высокое качество приварки резьбовых шпилек, шпилек круглого или плоского сечения, изоляционных штифтов, огнеупорных анкеров.

Прочная конструкция обеспечивает высокую надежность и бесперебойную работу. Сварочное оборудование "Стальмостдеталь" состоит из специализированной сварочной установки большой мощности для приварки упоров, сварочного и коммутационного кабелей длиной 20 м, сварочного пистолета.

Сварочная установка обеспечивает плавную регулировку параметров режима сварки: силы сварочного тока и времени сварки, переключение видов и режимов сварки и другие настройки. Оборудование имеет встроенный прибор для контроля процесса сварки с индикацией перегрева и ошибок электропитания. Процесс приварки одного упора длится 0.2-0.8 секунды в зависимости от его диаметра. Производительность приварки шпилек-упоров составляет 6-8 шт. в минуту.

Специалисты ООО «СМД» более 10 лет участвуют во внедрении технологии приварки гибких упоров, поставке продукции и оборудования для строительства мостов и автодорожных развязок.

Специалисты ООО «СМД» имеют большой опыт участия в проектах гражданского и промышленного строительства с технологией приварки гибких упоров российского производства и использованием специализированного сварочного оборудования.