Особенности применения и расчета металлозубчатых пластин

Особенности применения и расчета металлозубчатых пластин.

На данный момент на территории РФ можно найти металлозубчатые пластины нескольких торговых марок, а так же немаркированные пластины. В данной статье мы постараемся осветить некоторые неочевидные моменты и риски применения металлозубчатых пластин.

Особенность применения пластин для соединения деревянных элементов ферм состоит в том, что в расчете необходимо учитывать несущую способность пластины (впрочем, как и любого другого соединительного элемента). Существует несколько методик расчета – расчеты по Еврокод 5, СТО 36554502, «авторские» методики. Каждый из методов расчета подразумевает определенную аппрокисмацию. Например, при ручном расчете, как правило, считается, что свойства пластины не зависят от направления зубьев (отметим, что в СТО 36554502 анизатропия пластины выводится не самым очевидным образом) и ориентации пластины относительно волокон древесины. Неверность данного предположения очевидна при одном взгляде на пластину и на практике может привести к двум возможным результатам – перерасходу пластин (если учитывается несущая способность в наиболее «мощном» направлении), либо ослаблению узла (в обратном случае). В связи с этим, всегда рекомендуется для расчета ферм использовать специализированное ПО, в частности, программу MiTek20/20, изначально предназначенную для этих целей.



Рис. 1 Пластина GNA20 производства MiTek и пластина другого производителя. Расстояние между рядами зубов существенно отличается, сразу можно говорить об отличии несущей способности пластин.

Кроме различия в методике расчета, отличаются и собственно свойства пластин различных производителей – даже при одинаковой толщине стали, длине и частоте расположения зубьев, несущая способность может отличаться в разы за счет применения низкосортной стали, отличия формы зуба, низкого качества пресс форм и т.п. Применение пластин с меньшей несущей способностью, нежели заложены в проекте может привести к обрушению кровли, или даже человеческим жертвам. Именно по этой причине, невозможно применять пластины не соответствующие расчету. В случае аварии это может явиться одним из решающих моментов при определении вины производителя и необходимости возмещания ущерба здоровью и имуществу пострадавших. 

 

Кроме различия собственно несущей способности соединительных пластин, необходимо учесть и тот факт, что пластины в соединениях изменяют распределение усилий по элементам фермы и при корректном рассчете более «мощные» пластины позволяют экономить древесину, применение же «слабых» пластин, до известной степени, может быть скомпенсировано увеличением сечений элементов фермы, либо конструктивно. Как результат – невозможно сравнить цену пластин различных типов по цене «за килограмм», «за квадратный метр», либо иным подобным образом. Необходимо сравнивать полную стоимость фермы с учетом как пластин, так и древесины.

Следующим фактором, влияющим на себестоимость конструкции является оборудование и его загруженность. Использование низкопроизводительного, либо некачественного оборудования, низкая загруженность производства (как следствие неверной маркетинговой стратегии), существенно повышают накладные расходы, которые могут достигать половины и более себестоимости конструкций. Результат – попытки некоторых производителей экономить на качестве продукции за счет применения древесины, пластин, крепежных элементов несоответствующих проекту. Естественно, что подобные попытки не только не решают проблемы производства, но и приводят к риску обрушения конструкций.

Кроме этих основных факторов, имеются и менее значительные на первый взгляд, но проявляющиеся при долгосрочной эксплуатации объектов и на стабильно работающих производствах. К таковым можно отнести:

Качество покрытия – для снижения себестоимости пластин производители могут использовать сталь без покрытия, либо с покрытием меньшей толщины, чем необходимо для качественной защиты пластин от коррозии. Отметим, что Европейский стандарт запрещает использование незащищенных от коррозии соединительных элементов.


Стабильность качества – в зависимости от применяемого при производстве пластин оборудования, пресс форм, металлопроката и загрузенности производства, качество пластин одного и того же производителя может меняться от партии к партии. С этой точки зрения пластины европейского производства всегда предпочтительнее, поскольку производство и качество продукции регулярно контролируется независимыми государственными органами.


Применение пластин негодных для данного объекта – например компания MiTek не рекомендует своим клиентам применять пластины с длиной зуба 8 мм на фермах с пролетом более 16 м, либо при длине верхнего пояса более 12 м. Данное требование пришло из стандарта DIN и обусловлено возможностью нарушения соединения при транспортировке, монтаже, либо эксплуатации большепролетных ферм, когда зубья пластины могут частично выйти из древесины.


Подчеркнем, что в данном кратком обзоре мы не учитывали наличие на рынке принципиально низкосортных пластин, которые не запрессовываются, либо разрушаются в процессе запрессовки.

Напомним, что к преимуществам пластин производства MiTek Industries относится:

Программное обеспечение MiTek2020, позволяющее быстро и точно проектировать фермы, в автоматическом режиме получать производственные чертежи и оценивать себестоимость конструкций.


Стабильные поставки пластин, зарекомендовавших себя на рынке за более чем 10 лет использования, выпускаемых на производстве в соответствии со стандартом EN 14-545. Пластины так же сертифицированы на территории РФ и имеют фирменную маркировку.


Цинковое покрытие плотностью 275 г/м2, нанесенное методом горячего цинкования полностью соответствует стандарту EN 14-545, является необходимым и достаточным условием защиты соединительных элементов от коррозии.


Наиболее широкий спектр типов и размеров пластин, включающий в себя три типа соединительных пластин и два типа монтажных пластин, предназначенных для быстрого и надежного скрепления составных ферм. Так же могут поставляться пластины из нержавеющей стали, предназначенные для применения в конструкциях, находящихся во влажной, либо агрессивной среде (бассейны, вредные производства и т.п.).


Поставки 6 типов posi элементов, предназначенных для изготовления балок перекрытия.