Технологія прямого монтажу – це система, у якій загартований цвях або шпилька забивається в сталь, бетон або цегляну кладку за допомогою інструменту, що приводиться в дію, у якому внутрішній поршень заштовхує кріплення в основний матеріал за допомогою рушійної енергії. Інструменти, що приводяться в дію молотком, почали випускати в 1950-х роках. З того часу з’явилися інновації, які розширили та вдосконалили сферу прямого монтажу, зробивши ці системи більш продуктивними, безпечними та надійними.

У системі прямого монтажу є три основні компоненти: інструмент, рушійна енергія та кріплення. У той час як в технології прямого монтажу спочатку використовувався порох як джерело енергії, рушійна енергія, що активується газом і акумуляторами, були додані як новітні інновації в прямому монтажі. Додаткову інформацію про кожну технологію прямого монтажу див. у таблиці нижче.
 
Таблиця 1: Відмінності між різними рушійними енергіями прямого монтажу


Залежно від рушійної сили, яка використовується, доступні три основні методи кріплення до сталевих основних матеріалів: з гострим наконечником, з тупим наконечником і гвинтові кріплення з тупим кінцем. Перегляньте таблицю нижче, щоб дізнатися більше про кожну з них.

Таблиця 2: Відмінності між різними типами кріплення


У сталевому базовому матеріалі є чотири основні механізми утримання елементів кріплення: тертя, зачеплення, мікропаяння (або зварювання) і сплавлення. Для кріплення з гострим наконечником пружність зміщеного основного матеріалу під час забивання цвяху створює затискну силу поверхні кріплення. Коли до кріплення прикладається зовнішнє розтягувальне навантаження, навантаження передається на основний матеріал шляхом тертя. Якщо кріплення має рифлення або канавки вздовж стрижня, коефіцієнт тертя в зонах контакту збільшується, і між основним матеріалом і кріпленням утворюється механічне зчеплення, що створює ефект зчеплення.

Мікропаяння відбувається, коли цинкове покриття на поверхні кріплення частково плавиться через високу температуру, яка виникає на поверхні кріплення під час процесу забивання. Наконечник кріплення зазвичай досягає найвищої температури, що може призвести до сплавлення між кріпленням, цинком і сталевим основним матеріалом. Це сплавлення може бути важливим механізмом утримання, проте його можна побачити лише на кріпленнях із гострим наконечником, які не проходять наскрізь.
Кріплення із тупим наконечником в основному використовують механізм сплавлення та тертя (затискання) завдяки забиванню елемента кріплення в отвір меншого діаметру, що забезпечує значні вантажопідйомні характеристики. Гвинтові кріплення з тупим наконечником вкручуються в заздалегідь просвердлений отвір за допомогою відповідної системи Hilti, створюючи ефект зачеплення завдяки самонарізаючій різьбі на кріпленні.

Малюнок 1: Різні механізми утримання прямого монтажу в сталі


Якщо базовим матеріалом є бетон, існує три основні механізми утримування: склеювання/спікання, зчеплення та затиск. Подібно до механізму пайки, який досягається з кріпленнями зі сталі, тепло, що виділяється під час забивання, змушує бетон спікатися навколо хвостовика кріплення. Спікання – це процес, під час якого бетон навколо кріплення ущільнюється та утворює тверду масу навколо цвяха завдяки нагріванню та тиску встановлення. Далі навколо хвостовика кріплення розвивається затискна сила. Додаткові попередньо встановлені шайби на кріпленні можуть додатково затискати прикріплений матеріал до матеріалу бетонної основи. У деяких сферах застосування можна додати додаткову шайбу, щоб допомогти перенести навантаження на зсув і забезпечити опір на вирив.

Після того, як ми розібрались з основними механізмами утримання кріплень прямого монтажу, важливо ознайомитися з іншими факторами, які можуть впливати на міцність з’єднань. Для сталі одними з факторів є товщина основного матеріалу та міцність на розрив, твердість кріплення, відстань між кріпленням і відстань до краю, а також діаметр хвостовика кріплення. При кріпленні до сталі, проникнення елемента в матеріал основи також відіграє важливу роль в його подальшій несучій здатності.

Аналогічними факторами для кріплень у бетоні є - глибина проникнення в бетон, міцність на стиск і стан бетону, твердість кріплення, відстань між кріпленням і відстань до краю, а також діаметр хвостовика кріплення. Як правило, зі збільшенням міцності бетону на стиск зростає і несуча здатність кріплення. Однак, існує оптимальний діапазон продуктивності кріплень, встановлених у бетонній основі з тиском від 14 МПа до 42 МПа. Виробники можуть випробовувати міцність кріпильних елементів у базовому матеріалі на стиск до 59 Мпа, однак важливо зазначити, що попереднє забурювання в базовому матеріалі може бути необхідною складовою для правильного кріплення в більш міцний бетон.

Технічна література Hilti містить всі необхідні характеристики та вказівки щодо проєктування з урахуванням цих факторів впливу. Деякі поширені методи відмови, які оцінюються за допомогою випробувань, включають вирив кріплення зі сталі, вирив кріплення з бетону, вирив з листової сталі, стиск, розрив та руйнування кріплення при зсуві.

У Hilti є доступні ресурси для вирішення додаткових питань щодо прямого монтажу. Наші інженери можуть допомогти з підбором та проєктуванням кріплень до сталі та бетону з оформленням специфікацій.

Запит на прорахунок можна залишити за даним посиланням.
Ознайомитись з розділом «Інструменти для прямого монтажу» можна за посиланням: Інструменти для прямого монтажу - Hilti Україна
Ознайомитись з темою «Корозія в будівництві» можна за посиланням: Корозія - Hilti-Україна