Нагрузка на дюбель в зависимости от диаметра

Назначение

Дюбели-гвозди ( гвоздевые ) обладают большим преимуществом по сравнению с другими видами аналогичного крепежа – высокой скоростью монтажа. Крепежные детали применяют для выполнения разъемных соединений прикрепляемых элементов конструкций к базовым материалам из бетона и железобетона, природного строительного камня, полнотелого (силикатного и красного) кирпича. Крепежные детали не рекомендуется использовать для пористых и пустотелых материалов. Изделие при монтаже вставляют в подготовленное для него отверстие и окончательно фиксируют в посадочном месте легкими ударами молотка. При демонтаже сначала полностью выкручивают гвоздь из дюбеля, используя обычную крестообразную отвертку, а затем извлекают из материала сам крепеж.

Дюбели-гвозди 6х40 имеют простую конструкцию, отнесены к изделиям невысокой ценовой категории и в больших объемах поставляются на рынок крепежа и метизов. Низкие цены, простая конструкция и доступность обеспечили для них большую популярность и высокий спрос. Они просто незаменимы при монтаже опорных конструкций для гипсокартонных систем и других видах отделочных и строительных работ. Дюбели-гвозди 6х40 всегда поставляются в комплекте. Замена гвоздей обыкновенными шурупами не допускается.

Особенности конструкции

Дюбель-гвоздь 6х40 включает в свой состав две детали:

Двухраспорный полипропиленовый, нейлоновый или полиэтиленовый дюбель диаметром 6 мм и длиной 40 мм, на котором отсутствуют элементы тангенциальной фиксации (элероны, усы). Головка крепежной детали на ее нераспорной части может иметь один из вариантов исполнений: грибовидная, цилиндрическая и потайная.

Гвоздь-шуруп, изготовленный из углеродистой стали, на поверхность которого нанесен защитно-декоративный слой цинкового желто-пассированного покрытия. Стержень крепежа включает наконечник, часть с метрической резьбой и гладкую часть. Форма потайной головки гвоздя-шурупа соответствует форме входного отверстия в нераспорной части пластикового дюбеля. На торце детали выполнен шлиц типа Pozidriv №2 (он же: Pozi), предназначенный для выкручивания подлежащего замене шурупного гвоздя из посадочного места.

Нагрузка на дюбель-гвоздь

Значения максимально допустимых нагрузок для бетона и кирпича приведены ниже

Бетон: нагрузка на вырывание равна 16 кг; нагрузка на срез – 13 кг;

Кирпич (полнотелый): нагрузка на вырывание – 13 кг; на срез – 13 кг.

В обозначениях такого крепежа, в том числе и дюбеля-гвоздя 6х40, производители указывают тип, материал, диаметр, длину и форму головки деталей.

Одним из самых популярных крепежных материалов уже давно являются саморезы. Они удобны и просты в монтаже, обеспечивают высокую прочность соединения и подходят для самых различных поверхностей. Саморез можно ввернуть даже без сверления.

Особенности и типы саморезов

Сегодня существует огромное количество строительных материалов, а значит, и разновидностей саморезов. Например, они различаются по типам поверхностей, для которых предназначаются. Есть классификация по нагрузке и другим параметрам.

Саморез представляет собой приспособление для крепежа в форме стержня. Он имеет головку для завинчивания и резьбу. Одновременно с передачей крутящего момента происходит нарезка резьбы в соединяемых материалах.

Изготавливают саморезы из латуни, а также нержавеющей или углеродистой стали. С учетом особенностей скрепляемых материалов и уровня нагрузки саморезы подбирают по шагу резьбы:

• средний шаг характерен для универсальных изделий
• частый шаг (резьба в 2 захода) служит для прикрепления к металлу не более 0,9 мм толщиной, дюбель при этом не требуется
• редкий шаг подходит для материалов, отличающихся мягкостью вроде асбеста или пластика
• средний шаг с профилем-елочкой используют при забивании в дюбеля, установленные в кирпич или бетон
• ассиметричный шаг – это вариант для современных мебельных конструкций из разнообразных материалов
• переменный шаг с насечкой обеспечивает прикрепление к кирпичу или бетону без монтажа дюбеля
• винт-саморез вида конфирмат позволяет крепко соединять мебельные детали из древесины либо ДСП с высокой точностью

Саморезы отличаются огромным запасом прочности как на изгиб, так и на срез. Основная задача заключается в надежном креплении к стенам. Здесь нужно учитывать, что для материалов более пористой структуры требуются длинные и толстые дюбеля. Это дает возможность обеспечить большую площадь зацепления.

Расчет допустимых нагрузок

Особенности закрепления любых конструкций определяются тремя основными элементами:

• — основание (материал, в который производится закрепление);
• — закрепляемый элемент (что закрепляется);
• — крепёжный элемент (чем закрепляется).

Вместе они образуют устойчивую к нагрузкам и воздействию внешней среды крепежную систему.

В этой системе выбор третьего элемента определяется характеристиками первых двух, хотя далеко не всегда однозначно. Тем не менее, логика выбора крепежного элемента всегда состоит в поиске ответов как минимум на 2 вопроса:

• — К какому материалу проводится закрепление?
• — Что будет закрепляться к основанию?

Дополнительная уточняющая информация об особенностях среды в месте закрепления, о нагрузках и особенностях внешнего вида монтируемой конструкции помогает выбрать несколько, а иногда и единственно применимый в данном случае типоразмер крепежного элемента.

Прежде всего, особенности монтажа обуславливаются спецификой материала, в который производится закрепление – т.е. характеристиками материала основания.

Материалы, которые чаще всего используются в качестве основания при закреплении различных конструкций, можно объединить в следующие группы (по убыванию прочности):

Группа	Вид	Подвид
Бетон	Тяжелый бетон
	Легкий бетон
Строительный камень	Плотный камень
Пористый камень
Кирпич	Кирпич с плотной структурой	Полнотелый
		Пустотелый
	Кирпич с пористой структурой	Полнотелый
		Пустотелый
Металл	Стальные конструкции
	Алюминиевые конструкции
	Прочие металлические конструкции
Дерево	Деревянные конструкции
Пластмасса	Пластиковые конструкции
Композитные панели и плиты>	Гипсокартонные конструкции
	Древесно-стружечные/волоконные плиты
	Фиброцементные плиты

N – нагрузка на вырывание крепежной детали (тяговая сила),

T – нагрузка на срез (поперечная сила),

M – изгибающий момент.

a – краевое расстояние (от оси крепежного элемента от края базового материала),

s – осевое расстояние (между осями крепежных элементов),

D – диаметр отверстия под крепление,

L – длина крепежного элемента,

t – толщина прикрепляемого изделия (полезная длина),

hm – толщина базового материала,

h – глубина сверления отверстия по анкеровку,

ha – глубина анкеровки.

Приведенные на рисунке направления действия сил не охватывает все возможных случаев, т.к. чаще всего возникает сочетание действия вырывающей и срезающей сил, равнодействующей которых является угловая сила.

В технический условиях на применение анкеров и дюбелей или в технических каталогах приводятся разрушающие нагрузки и(или) допустимые нагрузки. Их определяют на основе специальных испытаний на разрушение крепления каждого типа и размера анкера (дюбеля) в тех или иных базовых материалах. Причем чем мощнее исследовательская база производителя, чем серьезней подход к определению нагрузок, тем надежнее крепление, смонтированное на базе анкеров и дюбелей данного производителя.

Силы, действующие на крепеж несущих конструкций характеризуются величиной, направлением, точкой приложения, постоянством или непостоянством во времени.

Виды и причины разрушений

• Самый распространенный случай отказа крепежа – облом основы анкерного крепления.

Причинами облома могут быть:

• слишком высокая тяговая нагрузка N, превышающая

• недостаточная прочность основного материала для заданной нагрузки;
• недостаточная глубина анкеровки hm.
• Разрушение (растрескивание) базового материала. Возможные причины:
• неправильно рассчитаны или не выдержаны при монтаже краевые (a) или осевые (s) расстояния;
• малы размеры базовой детали;
• неправильная ориентация распорных элементов,
• слишком высокое распорное давление.

Крепление многих анкеров и дюбелей осуществляется за счет трения распорной части о стенки отверстия в основном материале. Высокая сила трения обеспечивается большими усилиями прижима распорной части к стенкам отверстия. Однако, это давление создает в зоне анкера напряженную область в основном материале, а при установке нескольких анкеров (дюбелей) на малом расстоянии друг от друга эти зоны перекрываются. Дополнительные напряжения при превышении пределов прочности базового материала вызывают его разрушение (растрескивание). Поэтому при проектировании крепления (особенно тяжело нагруженного) необходимо обязательно учитывать расстояния до края базового материала (угла стены, края плиты перекрытия и т.п.), а при групповой установке и расстояния между креплениями.

Вытягивание (вырыв)крепежной детали из основного материала – еще один случай отказа крепления

• неправильно выбран вид крепежного элемента или его типоразмер – который не соответствует величине и характеру прилагаемой нагрузки или базовому материалу;
• не соблюдены требования и рекомендации по установке крепежа – например, отверстие имеет больший, чем требуется, диаметр.

• Облом анкера (разрыв, срез или излом)

• недостаточная прочность крепежа для приложенной нагрузки;
• при эксплуатации была приложена нагрузка выше допустимой расчетной.

Надо сказать, что этот случай отказа крепежа сравнительно редок. Дело в том, что прочность стального анкера обычно выше прочности базового материала, да и сила трения при анкеровке меньше усилия разрыва анкера. Поэтому вероятность возникновения такого случая меньше, чем одного из предыдущих.