Применяются следующие типы закладных деталей:
а) из листового, сортового или фасонного проката с приваренными анкерами;
б) состоящие только из листового, сортового или фасонного проката (в том числе штампованные).
Для закладных деталей, которые конструируются только из листового, сортового или фасонного проката в качестве анкеров, как правило, используются арматурные стержни железобетонного элемента, с которыми они соединяются в большинстве случаев ручной дуговой сваркой.
Штампованные закладные детали изготовляются методом вырубки на прессах и конструируются, как правило, без специальных анкеров. Их применяют в качестве нерасчетных закладных деталей, причем для тех объектов, где имеется специальное оборудование и освоено производство таких деталей.
Располагать закладные детали в железобетонном элементе рекомендуется так, чтобы наружные поверхности стального проката, как правило, находились в одной плоскости с поверхностью соответствующей грани элемента. Применять выступающие из плоскости бетона закладные детали не рекомендуется.
Допускается применять «утопленные» закладные детали, но не более чем на толщину защитного слоя бетона. В случае изготовления сборного железобетонного элемента с заглаживанием поверхности механизмом стальные пластины со стороны этих поверхностей должны быть заглублены в бетон не менее чем на 5 мм.
Конструкция расчетных закладных деталей с приваренными к ним элементами, которые передают нагрузку на закладные детали, должна обладать достаточной жесткостью для обеспечения равномерного распределения усилий между растянутыми анкерами и равномерной передачи сжимающих усилий на бетон.
Не рекомендуется конструировать закладные детали с приваренными к ним стальными листами или полосами, разрезающими бетон на части. При необходимости применения таких закладных деталей нужно предусматривать специальные мероприятия против расслоения бетона, например устройство отверстий в листах.
В больших пластинах закладных деталей, находящихся при бетонировании железобетонного элемента вверху и закрывающих полностью или большую часть грани бетонируемого элемента, следует предусматривать одно или несколько отверстий для выхода воздуха и контроля качества заливки формы бетоном.
Закладные детали могут также иметь устройства для крепления к формам (например, отверстия в пластинах), упоры для восприятия сдвигающих усилий, арматурные коротыши, служащие для фиксации положения рабочей арматуры или самой закладной детали, болты для соединения железобетонных элементов и т. п.
В рабочих чертежах в соответствии с требованиями главы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии следует предусматривать защиту закладных деталей, эксплуатация которых возможна на открытом воздухе, в незащищенных или ненадежно защищенных стыках и т. п. При этом в чертежах должны указываться характеристики антикоррозионных покрытий.
В рабочих чертежах расход стали на закладные детали следует указывать отдельно от расхода стали на арматурные изделия железобетонного элемента. В массе закладных деталей с приваренными анкерами включается масса этих анкеров. Если закладная деталь состоит только из листового, сортового или фасонного проката, привариваемого к арматуре железобетонного элемента, то масса закладной детали принимается равной только массе указанного проката.
Марка прокатной стали для закладной детали назначается в зависимости от условий эксплуатации конструкции и должна удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов.
Толщина δ стального профиля или пластины для закладной детали должна удовлетворять условиям прочности, жесткости и условиям технологии сварки. По условиям жесткости закладной детали толщина пластины должна быть не менее значений, указанных в табл. 1.
Табл. 1 – Рекомендуемые минимальные толщины листов закладных изделий
По условиям технологии сварки толщина профиля или пластины должна быть не менее величин, указанных в табл. 1 и 2.
Для расчетных закладных деталей стальной лист толщиной менее 6 мм применять не допускается. Толщина стенок или полок сортового или фасонного проката для этих закладных деталей должна быть не менее 5 мм.
При конструировании нерасчетных закладных деталей указанные толщины могут быть уменьшены на 1 мм.
Табл. 2 – Размеры и их соотношения для анкеров и пластин закладных изделий
Табл. 3 – Размеры и их соотношения для анкеров и пластин закладных изделий (продолжение)
Анкеры закладных деталей следует конструировать преимущественно из арматурных стержней. Для анкеров закладных деталей рекомендуется преимущественно применять арматуру периодического профиля классов А-II или А-III. В случае применения для анкеров расчетных закладных деталей арматуры класса A-I необходимо предусматривать на концах анкерных стержней усиления.
При конструировании расчетных закладных деталей применяют в основном два типа анкеров:
а) привариваемые к пластине втавр (нормальные анкера), эти анкеры препятствуют отрыву и сдвигу закладной детали;
б) привариваемые к пластине внахлестку (нахлесточные анкеры), эти анкеры препятствуют сдвигу закладной детали.
Конструирование закладных деталей только с нахлесточными анкерами не допускается. Кроме нахлесточных должны предусматриваться также нормальные анкеры, даже если они не требуются по расчету.
Для обеспечения необходимой толщины защитного слоя бетона, более надежной заделки нахлесточного анкера или возможности его размещения нахлесточный анкер рекомендуется отгибать на угол 15—30°. При необходимости по конструктивным соображениям допускается отгибать нахлесточный анкер до 60° по рис. 1, а.
В случае, если бетонный защитный слой нахлесточного анкера может быть обеспечен без его отгиба (например, при утопленных закладных деталях), он может быть прямым. Однако при этом анкеры вместе с арматурой железобетонного элемента должны быть охвачены хомутами или другой поперечной арматурой (рис. 1, б). Расчетные анкеры не рекомендуется выполнять прямыми.
Для передачи сдвигающих усилий на бетон допускается конструировать закладные детали с упорами из полосовой стали или круглых коротышей. Высоту упоров рекомендуется принимать не менее 10 мм и не более 40 мм (рис. 2). При размещении упоров вблизи края железобетонного элемента должны приниматься меры против откалывания бетона (косвенное армирование и т. п.). Упоры могут применяться при наличии прижимающего закладную деталь усилия для восприятия знакопеременных сдвигающих усилий, если не представляется возможным разместить наклонные анкеры.
Число нормальных анкеров, приваренных втавр, если отсутствует изгибающий момент в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой расположены анкеры, должно быть не менее двух, а при действии на закладную деталь изгибающего момента — не менее четырех.
Рис. 1 – Конструирование закладной детали с анкерами, приваренными к пластине внахлестку
Рис. 2 – Конструкция закладной детали с упорами для передачи на бетон сдвигающих усилий
Число нахлесточных анкеров, приваренных внахлестку, если на закладную деталь действует сдвигающая сила и если эти анкеры нужны по расчету, должно быть не менее двух. При этом следует также предусматривать не менее двух нормальных анкеров.
При конструировании закладной детали рекомендуется принимать большее из возможных число анкеров за счет применения стержней меньшего диаметра. Располагать анкеры следует равномерно и симметрично относительно плоскости действия усилия.
Расстояния между осями анкеров расчетных закладных деталей должны быть не менее величин, приведенных на рис. 3, и не менее величин, требуемых по условиям технологии сварки (табл. 1 и 2).
Рис. 3 – Расположение расчетных анкеров закладных деталей
Длина нормального или нахлесточного анкерного стержня (глубина заделки анкера) расчетных закладных деталей определяется расчетом на выкалывание и должна быть не менее величины Lан, определяемой по указаниям СП (СНиП). Длина анкеровки Lан нормального анкера отсчитывается от внутренней поверхности пластины, а нахлесточного — от начала отгиба или для прямых стержней от торцовой кромки пластины.
При действии на анкерные стержни только сдвигающих или сжимающих усилий их длина может назначаться на 5d меньше значений, определенных по формуле вычисления длины анкеровки (см. СНиП) или по графику рис. 4, но не менее минимальных величин, требуемых, а для сборных элементов заводского изготовления — не менее 15d.
Рис. 4 – Графики для определения длины нахлестки арматурных стержней
в стыках без сварки в конструкциях из бетона разных марок
Указанная длина анкеровки может быть уменьшена за счет устройства усилений на концах стержней: приварки анкерных пластин или устройства высаженных горячим способом анкерных головок диаметром 2d для стержней из арматуры классов A-I и А-II и диаметром 3d для стержней из арматуры класса A-III. В этих случаях длина анкеровки определяется расчетом на выкалывание и смятие бетона и должна быть не менее 10d, где d — диаметр анкера.
Если по расчету вдоль анкеров в бетоне возможно образование трещин, то на концах анкеров обязательно устройство усилений. Длину заготовок нормальных анкеров следует в спецификациях назначать с учетом припуска на осадку при сварке втавр. Длина припуска может приниматься равной диаметру анкера. Длину заготовок следует назначать кратной 10 мм.
Сварные соединения анкеров с пластинами следует конструировать в соответствии с ГОСТ 14098-91, ГОСТ 10922-2012, ГОСТ Р 57997-2017, а также по табл. 1 и 2.
Рекомендуется предусматривать дуговую сварку втавр под слоем флюса или контактную рельефно-точечную сварку. Ручную дуговую сварку тавровых соединений в раззенкованные отверстия из-за большой трудоемкости допускается применять только в случаях отсутствия необходимого оборудования для автоматической сварки под флюсом.
Рельефно-точечная сварка не допускается для закладных деталей, применяемых в конструкциях, подверженных действию вибрационных нагрузок.
Соединения сваркой элементов пластин и профильного проката между собой конструируются в соответствии с главой СНнП на проектирование стальных конструкций. Для ручной дуговой сварки арматуры и элементов закладных деталей следует назначать электроды по ГОСТ 9466—75 и ГОСТ 9467—75 с целым неотслоившимся сухим покрытием.
Тип и марку электродов следует выбирать согласно инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций в зависимости от марок стали. При этом для сварки сталей разных марок тип электрода назначается по марке стали меньшей прочности.
