Tvůrce volá v pátek: 12metrový ocelový sloup přistane na základové desce, která je již vyvrtána pro 3/4-10 otvorů, základ je nalitý a vytvrzený po dobu tří týdnů a plán kotev na výkresu stále uvádí „zalité na místě“. Na šroubu se nic nemění. Všechno o rodině kotviček musí.
To je normální tvar problému. Většina poruch ukotvení jsou poruchy specifikace spíše než poruchy zatížení. 3/4palcová klínová kotva zasazená do otvoru vyvrtaného o jeden milimetr většího rozměru odevzdá měřitelný podíl své napínací kapacity před vyzvednutím momentového klíče a šroub do betonu poháněný opotřebovaným bitem SDS vyřeže závit, který nikdy plně nezapadne do podkladu. Výběr mezi typy kotevních šroubů do betonu je skutečně volbou tolerancí, které musí vaše posádka dodržet, kontrolního režimu, podle kterého budete poměřováni, a nákladů na instalovanou kotvu spíše než nákladů na kus.
Krátká odpověď: zalévané kotevní šrouby – L-šrouby, J-šrouby a tyče s hlavou podle ASTM F1554 – zůstávají nejlevnější a nejpevnější variantou, dokud je beton stále otevřený. Po vytvrzení vylití provedou téměř veškerou práci čtyři dodatečně nainstalované rodiny: klínové kotvy s řízeným kroutícím momentem, objímkové kotvy, šrouby do betonu a lepicí kotvy. Pouze rozpěrné kotvy s řízeným kroutícím momentem a adhezivní kotvy jsou obecně kvalifikovány pro kategorie trhlinového betonu a seizmické kategorie, takže na projektu, který se řídí ACI 318, kapitola 17, je vše ostatní nespouštěcí, ať už obal tvrdí cokoliv.
Rodiny se liší v jedné základní otázce: jak kotva přenáší zatížení do betonu – uložením, třením, mechanickým klíčem nebo chemickou vazbou? Z této odpovědi vyplývá každá další vlastnost, od tolerance otvoru po to, zda lze kotvu odstranit a znovu použít.
Tuhne před nebo během lití, takže beton sám se stane dráhou zatížení. L-oblouky, J-oblouky a tyče s hlavou F1554 třídy 36, 55 nebo 105 pokrývají většinu základen sloupů; žárové zinkování zvládne venkovní expozici. Nic po instalaci neodpovídá kapacitě za dolar, ale jakmile beton ztuhne, existuje nulová tolerance pro chybu rozložení.
Svorka se při utahování matice rozpíná proti stěně vyvrtaného otvoru. Dvoudílné provedení, montáž skrz otvor, nejširší schvalovací základna ze všech mechanických kotev. Vyžaduje také nejtěsnější toleranci otvoru v rodině – zhruba půl milimetru na jmenovitý průměr vrtáku – plus velkorysou vzdálenost od okraje pro dosažení plné kapacity.
Drážkované pouzdro se při utahování šroubu roztahuje, takže zatížení se rozkládá na delší délku otvoru. Více shovívavosti k nadměrnému otvoru než klínu a šroub lze vyjmout a znovu nainstalovat. Kapacita rychle klesá při mělkém zapuštění, což z něj činí volbu pro lehkou až střední zátěž pro stojany, zábradlí a podpěry MEP.
S vnitřním závitem, zapuštěné pomocí nastavovacího nástroje a poté zatížené šroubem nebo závitovou tyčí. Rychlé, levné a nejcitlivější ze všech typů na čištění otvorů. Posuvné kotvy nejsou způsobilé pro trhlinový beton, proto patří na statické, málo důsledkové upevnění: závěsy potrubí, značení, kabelový žlab.
Kotva si vyřízne vlastní závit do betonu. Instalace trvá několik sekund, žádná expanzní síla netlačí na blízkou hranu a lze ji vytáhnout pomocí zásuvky. Potřebuje díru v rozmezí asi půl milimetru nominální hodnoty a čistou díru v plné hloubce; prach ponechaný v otvoru může stát více než polovinu testované kapacity.
Bond přenáší zatížení do podkladu a „kotvou“ je často jen kus souvisle závitové tyče nebo hmoždinka do výztuže v injektovaném otvoru. Nejvyšší kapacita na milimetr zapuštění, nejnižší namáhání blízkých hran a řada, která nejspolehlivěji zvládá podmínky blízko okraje a praskliny. Kompromisy jsou doba vytvrzení, limity teploty substrátu a přísné čištění otvorů.
Odlévání na místě se obvykle týká ohnuté tyče spíše než katalogového spojovacího prvku: 3/4-10 nebo M20, žárově zinkované, objednané podle ASTM F1554 třídy 36 pro obecné sloupové základny a třídy 55, kde design vyžaduje více. Na geometrii ohybu záleží stejně jako na jakosti, protože hák musí vyvinout tyč bez drcení betonu bezprostředně kolem ní.
ASTM F1554 Žárově pozinkovaný kotevní šroub z uhlíkové oceli Zalitý základový spojovací prvek s odkrytým závitovým koncem, vhodný pro strukturální kotvení a konstrukční upevnění tam, kde záleží na kotvení ohnutými tyčemi a galvanizované ochraně proti korozi. Zobrazit produkt → Níže uvedené srovnání uvádí šest rodin na základě proměnných, které ve skutečnosti rozhodují o rozhodnutí o místě: co musí vrtný otvor udržet, jaké napětí vyvine kotva, zda může znovu vyjet, zda je legální v popraskaném betonu a kolik stojí instalace.
Pozornost si zaslouží dva sloupce. Přepracování pohonů s tolerancí děr: klínovou kotvu v příliš velké díře nelze zachránit extra kroutícím momentem a praktickou opravou na místě je zvětšit průměr nebo přejít na chemickou kotvu. Kvalifikace betonu s trhlinami je spíše binární bránou než preferencí – pokud inženýr označil základní materiál jako prasklý, mohou být použity pouze schválené rozpěrné a adhezní kotvy.
Hloubka kotvení je nejvýkonnější pákou při výběru kotvy a ta, která je z hlediska hodnoty nejčastěji navržena. Níže uvedená tabulka ukazuje orientační index únosnosti pro klínovou kotvu řízenou kroutícím momentem 12 mm v betonu bez trhlin o síle 30 MPa, jak se efektivní zapuštění zvyšuje.
Vztah není lineární a o to jde. Přesun z 60 mm na 100 mm efektivního zapuštění přidává zhruba o 60 procent větší kapacitu pro dobu vrtání, která se prodlouží o několik sekund. Oříznutí zapuštění ze 100 mm zpět na 60 mm, aby se ušetřil delší vrták, posouvá poruchový režim z prasknutí tvárné oceli k náhlému vytažení betonového kužele, což je rozdíl mezi poznámkou o kontrole a zprávou o nehodě.
Skutečně skrytá čísla jsou vzdálenost od okraje a rozestup. Kotva umístěná 100 mm od volného okraje může dodávat pouze polovinu kapacity katalogu a dvě kotvy blíže k sobě, než je trojnásobek hloubky kotvení, se vzájemně ovlivňují a každá může ztratit 30 až 50 procent. Tyto dvě číslice se v plánu kotev objevují jen zřídka a vysvětlují, proč zkušební test občas selže u kotvy, která byla nainstalována přesně podle datového listu.
Spotřeba betonových kotev není rovnoměrně rozložena. Níže uvedené rozdělení odráží, kde se nachází objem, a co je užitečnější, které sektory tolerují jaké způsoby instalace.
Renovační a regálové práce jsou místo, kde si poinstalované rodiny vydělají svůj podíl, protože beton již existuje a nikdo ho nebude rozbíjet, aby zapustil tyč. Infrastruktura zůstává odlita na místě nahoře, protože 2mm chyba umístění v můstkovém ložisku není něco, co by lepicí kazeta mohla opravit.
Sekvence je důležitější než značka. Stejná kotva nainstalovaná se špatným bitem nebo do otvoru, který nebyl nikdy vyčištěn, se chová jako jiný a slabší produkt. Níže uvedené pořadí operací je to, co inspektor zrekonstruuje, pokud něco selže.
Kroky tři a čtyři odpovídají za většinu selhání webu. Otvor vyvrtaný opotřebeným vrtákem je kónický, takže rozpínací spona se dotýká pouze horní části otvoru; díra vyfouknutá špinavým kompresorem tlačí olejovou mlhu do stejného vývrtu, na který se má lepit lepidlo. Obě chyby jsou po instalaci neviditelné a obě se projeví při zátěžovém testu.
Jeden detail, který se při práci na odlévání přehlédne, je, že tyč je pouze polovinou sestavy. Těžké šestihranné matice přizpůsobené jakosti tyče jsou to, co skutečně vyvine předpětí, a matice s nesprávným zkušebním zatížením promění správně specifikovanou tyč F1554 v nehodnocený kloub.
ASTM A194 B7 Černé těžké šestihranné matice Vysoce pevné těžké šestihranné matice přizpůsobené šroubům A193 B7 pro vysokoteplotní přírubové spoje, které pomáhají udržovat předpětí v tlakovém potrubí a petrochemickém provozu. Zobrazit produkt → Jednotková cena a náklady na instalaci jsou různá čísla a pouze jedna z nich patří do rozpočtu. Práce, doba vrtání, kontrola a pravděpodobnost přepracování, to vše hýbe žebříčkem.
Ohnutý prut F1554 vyhrává přímo na materiálových nákladech, ale pouze v případě, že plán umožňuje jeho umístění před naléváním. Při pozdní objednávce se stává nejdražší možností na seznamu.
Betonový šroubs for light duty, wedge anchors where an approval is mandatory. Both install in under a minute, which is where the real saving sits.
Lepicí kotvy i přes nejvyšší jednotkovou cenu dosahují nejvyšší kapacity na milimetr osazení a nejtěsnějších vzdáleností od okrajů.
Rozdíl mezi rodinami je většinou práce a riziko. Oprava odmítnuté kotvy stojí mnohonásobek její jednotkové ceny, protože oprava obvykle znamená vyvrtání větší díry, řezání a opětovné přivaření základní desky nebo přemístění konzoly. U zařízení s vysokými vibracemi levnější expanzní kotva, která potřebuje každých šest měsíců opětovnou kontrolu krouticího momentu, jen zřídka zůstane levnější po dlouhou dobu.
Renovační práce také přitahují nestandardní díly – delší tyče, speciální geometrii hlavy, jednorázové nátěry – což se běžně provádí přes OEM/ODM program spíše než katalogovou objednávkou a tato konverzace stojí za to začít před navrtáním první kotvy, ne až poté.
Tam, kde konstrukce používá tyč s kontinuálním závitem jako lepicí kotevní tyč, běžnou pro retrofit hmoždinky a strojní kotvení, tyč se obvykle objednává podle ASTM A193 B7 nebo A320 L7 spíše než jako obyčejný komerční šroub, takže jakost oceli odpovídá zbytku sestavy.
Závitová tyč 3/4 x 10 palců ASTM A193 B7 Závitová tyč z vysoce pevné slitiny pro příruby, kotvení z konstrukční oceli a těžké stroje; nabízené v povrchové úpravě zinek, černění nebo žárově pozinkované. Zobrazit produkt → V Severní Americe spadají dodatečně osazené kotvy do betonu pod ACI 318, kapitola 17. Kapitolu nezajímá, co říká obal; ukazuje na schvalovací dokumenty.
Venkovní a splachovací prostředí rozhodují o konečné úpravě dlouho předtím, než rozhodnou o typu kotvy. Žárové zinkování a povlaky zinkových vloček se během dvacetileté konstrukční životnosti chovají velmi odlišně a spárování matic z nerezové oceli s pozinkovanými tyčemi ve vlhkém prostředí vyvolává galvanický útok přesně v místě přenosu zatížení. Praktický přehled chování povlaků je shromážděn v této příručce výběr povrchové úpravy šroubu .
Vyberte rodinu před číslem dílu. Pokud je beton stále otevřený, ohnutá tyč F1554 je nejlevnější kapacita, kterou si můžete koupit, a jedinou požadovanou disciplínou je přesnost rozložení. Pokud se výlev vytvrdil, rozhodněte se mezi expanzními, šroubovacími a lepicími kotvami ve stavu prasklého betonu, tolerancí díry, kterou může vaše posádka skutečně držet, a náklady na nesprávnou jednu kotvu – pak kupte tyč a odpovídající matici jako jednu sestavu, ne jako dvě samostatné položky.
Slitinová ocel M10*100 Šroub s vnějším šestihrannou hlavou Černé Oxidové šrouby
Legovaná ocel M6*20 Galvanizované šestihranné přírubové šrouby
Třída 8.8 M8*100 legovaná ocel žárově zinkovaná vnější šestihranné šrouby
Šrouby do dřeva se šestihrannou hlavou DIN 571
1-8 UNC x 5" ramenní šrouby s válcovou hlavou z pozinkované oceli
Šroub s vnitřním šestihranem M12*100 z černé fosfátované oceli