Самонарезающие винты для сэндвич-панелей: полное руководство по выбору и расчёту
Самонарезающие винты для крепления сэндвич-панелей: классификация, расчёт и технология монтажа
Обсуждаемый вопрос
Как правильно выбрать самонарезающие винты для крепления трёхслойных сэндвич-панелей к металлическому каркасу, рассчитать их количество с учётом ветровых нагрузок и обеспечить соответствие требованиям СП 16.13330.2017 и СП 20.13330.2016?
Краткий ответ
Для крепления сэндвич-панелей применяются самонарезающие винты диаметром 5,5–6,3 мм из углеродистой стали с антикоррозионным покрытием (цинк-ламель или горячий цинк) и уплотнительной шайбой из EPDM. Длина винта L = tпанели + tпрогона + 15 мм (вылет резьбы). Количество винтов определяется расчётом на ветровой отсос по СП 20.13330.2016 с учётом зонирования фасада/кровли. Шаг крепежа в краевых зонах — 300–400 мм, в рядовых — 400–600 мм.
Расширенный ответ
1. Конструкция самонарезающего винта для сэндвич-панелей
| Элемент | Материал | Характеристики | Назначение |
|---|---|---|---|
| Головка | Сталь углеродистая | Шестигранная 8 мм под ключ | Передача крутящего момента |
| Уплотнительная шайба | EPDM (этилен-пропиленовый каучук) | Диаметр 16–19 мм, толщина 3 мм | Герметизация отверстия |
| Стержень (гладкая часть) | Сталь с покрытием | Диаметр 5,5–6,3 мм | Проход через панель |
| Резьбовая часть | Сталь с покрытием | Шаг 1,5–2,0 мм, длина 25–40 мм | Анкеровка в прогоне |
| Сверлоконечный наконечник | Сталь закалённая | Сверло d = 5,0–5,5 мм | Засверливание без предварительного отверстия |
2. Классификация винтов по типу основания
| Тип прогона | Толщина стали, мм | Диаметр винта, мм | Тип резьбы | Несущая способность на вырыв, кН |
|---|---|---|---|---|
| Стальной прогон (t ≤ 2 мм) | 1,5–2,0 | 5,5 | Мелкая (шаг 1,5 мм) | 0,8–1,2 |
| Стальной прогон (t = 2–4 мм) | 2,0–4,0 | 6,3 | Средняя (шаг 1,8 мм) | 1,5–2,5 |
| Стальной прогон (t = 4–6 мм) | 4,0–6,0 | 6,3 | Крупная (шаг 2,0 мм) | 2,5–3,5 |
| Стальной прогон (t > 6 мм) | 6,0–12,0 | 6,3–8,0 | Крупная + бур | 3,5–5,0 |
| Деревянный прогон | — | 6,3 | Крупная (шаг 2,5 мм) | 1,0–1,8 |
| Бетонное основание | — | — | Дюбель + винт | 0,5–1,2 |
3. Расчёт длины винта
L = tп + tпр + Lвыл
где:
- tп — толщина сэндвич-панели, мм;
- tпр — толщина полки прогона, мм;
- Lвыл — вылет резьбы за прогон, мм:
- Для стали t ≤ 2 мм: Lвыл = 10–12 мм;
- Для стали t = 2–6 мм: Lвыл = 12–15 мм;
- Для стали t > 6 мм: Lвыл = 15–20 мм.
Пример: панель 100 мм, прогон 3 мм: L = 100 + 3 + 15 = 118 мм → принимаем L = 120 мм.
4. Расчёт количества винтов на ветровую нагрузку
Расчётная ветровая нагрузка на 1 м² ограждающей конструкции:
Wрасч = W0 × k(ze) × |Cp| × γf
Количество винтов на 1 м²:
n = Wрасч / Rd
где Rd — расчётная несущая способность одного винта на вырыв.
| Ветровой район | W0, кПа | Wрасч (край), кПа | n при Rd=1,5 кН, шт./м² | Шаг, мм |
|---|---|---|---|---|
| I | 0,23 | 0,55 | 0,37 → 1 | 600 |
| II | 0,30 | 0,71 | 0,47 → 1 | 500 |
| III | 0,38 | 0,90 | 0,60 → 1 | 400 |
| IV | 0,48 | 1,14 | 0,76 → 1 | 350 |
| V | 0,60 | 1,43 | 0,95 → 1 | 300 |
5. Антикоррозионные покрытия винтов
| Покрытие | Толщина, мкм | Класс среды | Срок службы, лет | Цвет |
|---|---|---|---|---|
| Гальванический цинк | 8–12 | C2 | 10–15 | Серебристый |
| Цинк-ламель (Geomet) | 8–15 | C3–C4 | 20–30 | Серебристый |
| Горячий цинк (HDG) | 45–55 | C3–C4 | 25–40 | Матово-серый |
| Цинк + полимер (Ruspert) | Zn 20 + полимер 10 | C4 | 30–40 | RAL по каталогу |
| Нержавеющая сталь A2 | — | C4 | 40–60 | Металлик |
Заключение
Самонарезающие винты — критически важный элемент системы крепления сэндвич-панелей. Их правильный выбор (диаметр, длина, тип резьбы, антикоррозионное покрытие) и расчёт количества с учётом ветрового зонирования определяют надёжность и долговечность ограждающих конструкций. Экономия на качестве винтов неизбежно приводит к коррозии крепежа и необходимости дорогостоящего ремонта фасада или кровли.
Нормативные документы
- СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции» (СНиП II-23-81*)
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (СНиП 2.01.07-85*)
- СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии»
- ГОСТ 32603-2014 «Панели трёхслойные с металлическими обшивками и сердечником из минеральной ваты»
- ГОСТ 33762-2016 «Крепления для кровельных мембран. Методы испытаний»
- ГОСТ 32484.1-2013 «Анкеры для строительства. Часть 1. Общие требования»
- ГОСТ 1759.0-87 «Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия»
- ГОСТ 9.303-84 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические»
- ГОСТ 14918-80 «Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий»
- СП 17.13330.2017 «Кровли» (СНиП II-26-76)
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (СНиП 23-02-2003)
- СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» (СНиП 3.03.01-87)
- ГОСТ 27751-2014 «Надёжность строительных конструкций и оснований»
- ГОСТ 24045-2016 «Профили стальные листовые гнутые с трапециевидными гофрами»
- СП 131.13330.2018 «Строительная климатология» (СНиП 23-01-99*)
