Технология быстровозводимых зданий из сэндвич панелей сегодня широко используется при строительстве ангаров, автосервисов, складов, торговых центров, производственных и спортивных сооружений. Данный стеновой материал имеет трехслойную конструкцию, состоящую из двух листов жесткого металла и слоя утеплителя между ними. Его крепление осуществляется к металлическому каркасу, железобетонным колоннам или деревянным конструкциям с использованием специальных самонарезающих винтов из закаленной углеродистой стали.
Особенности саморезов для сэндвич панелей
Данному виду крепежа свойственно наличие шестигранной головки, дополненной широкой шайбой с вулканизированной прокладкой (EPDM), которая герметизирует отверстие, уплотняет соединение и защищает полимерное покрытие панели от повреждения.
Саморезы для СП по бетону и по металлу различаются формой наконечника и характером резьбы. Для крепежа по бетону характерен острый наконечник и одна резьба с переменным диаметром, обеспечивающая высокую сопротивляемость к вырыванию. Крепеж по металлу имеет бур на конце и две резьбы: одну (крупную) – у самой головки для жесткой фиксации внешнего слоя сэндвича, другую (мелкую) – перед сверлом для закрепления в стальной подконструкции. Проходная способность стандартного сверлящего наконечника составляет 12.5 мм, а усиленного может достигать 25 мм.
Соотношение размеров крепежа и толщины сэндвич панели
Сведения о размерах крепежных элементов (длине, диаметре) и их количестве берутся из проектной документации строящегося объекта. Они получены путем сложных расчетов, исходя из толщины панелей, места установки и предполагаемых нагрузок. Частные застройщики для определения длины крепежа могут воспользоваться формулой упрощенного расчета:
L = толщина сэндвича + длина сверла винта + толщина металла основания + 5 мм (высота шайбы с уплотнителем) + 10 мм (запас)
Так, например, для стенового материала толщиной 100 мм минимально допустимая длина самонарезающих винтов составит:
L = 100 + 15 + 12 + 5 + 10 = 142 мм
Если в размерной линейке самореза такой длины нет, то выбираем тот, который немного длиннее полученного расчетным путем. В данном случае это крепеж длиной 150 мм.
Рекомендуемые размеры саморезов в зависимости от толщины панели можно посмотреть в таблице:
| Толщина СП, мм | Длина самореза, мм | Длина наконечника (сверла), мм | Диаметр нижней и верхней резьбы, мм | Толщина подконструкции, мм |
| 50-85 | 120 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 65-100 | 135 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 80-115 | 150 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 90-125 | 160 | 15 |
5.5/6.3 |
4.0 - 12.5 |
| 105-140 | 175 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 115-150 | 185 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 120-155 | 190 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 135-170 | 205 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 140-175 | 210 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 155-190 | 225 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
| 170-205 | 240 | 15 | 5.5/6.3 | 4.0 - 12.5 |
Усилие на вырывание и другие разрушающие нагрузки
Саморезы, соединяющие ограждающие конструкции с элементами каркаса, испытывают нагрузку не только от собственного веса сэндвич панелей. Ветер, снег, сезонные климатические изменения стают причиной колебаний панельных сооружений, что повышает нагрузку на крепежные элементы. Поэтому при расчете соединений важно знать, какая нагрузка вырвет саморез из металлического каркаса. Величины нагрузок на вырывание (протягивание сквозь) измеряют в ходе испытаний. Полученные значения делят на коэффициент безопасности (обычно равен трем) и получают предельно допустимую величину нагрузки для тестируемого крепежа.
Для расчета количества самонарезающих винтов проектировщики пользуются специальными формулами, взятыми из СТО 0065-2014. В них учитываются все основные типы отказа соединения: срез винта, разрыв винта, вырыв из основания, а также условия разрушения/смятия внешней обшивки в месте контакта с головкой крепежа.
Усредненные значения разрушающих нагрузок приведены в таблице:
|
Размер, мм |
Средние разрушающие нагрузки, Н |
||||||||
|
На срез |
На разрыв |
На вырыв из стали (Ст3) Fz, толщина профиля, мм |
На отрыв обшивки через шайбу Fu, толщина листа, мм |
На скручивание головки винта, Nm |
|||||
| 4 | 6 | 8 | 0.5 | 0.63 | 0.7 | ||||
| 5.5/6.3х120 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х135 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х150 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х160 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х175 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х185 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х190 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х205 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х210 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
|
5.5/6.3х225 |
12100 |
16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
| 5.5/6.3х240 | 12100 | 16960 | 8290 | 16960 | 18510 | 3630 | 3700 | 4150 | 15 |
Наиболее предпочтительным с технической точки зрения является прямой монтаж сэндвич панелей на металлоконструкции, при котором предварительное сверление не требуется, так как саморез имеет бур на конце. Если же несущее основание выполнено из бетона, то процесс монтажа усложняется необходимостью сверления отверстий в прикрепляемом материале и в бетонной конструкции.
