Использование самосверлительных винтов в стальных каркасных соединениях

Что такое самообманные винты?

Самосверлительные винты представляют собой специализированные крепежные детали, которые интегрируют наконечник сверла с резьбовым корпусом винтов, позволяя им создавать собственное пробное отверстие при введении в сталь. Наконечник сверла напоминает миниатюрное сверло с витком, а наконечник сверла предназначен для прорезания стали и формирования нитей в одной операции. Эти крепежи обычно изготавливаются из закаленной стали, чтобы выдерживать высокий крутящий момент, необходимый для сверления, и они доступны с различными покрытиями для сопротивления коррозии. Ключевое отличие от самосверлительных винтов заключается в том, что самосверлить винты не требуют предварительно просверленного отверстия; наконечник сверла выполняет режущее действие, что делает их гораздо более эффективными в стальных каркасных приложениях.

Геометрия наконечника сверла определяет максимальную толщину стали, через которую может проникнуть винт. Стили точек стандартизированы, с общими обозначениями, такими как #2 (для тонкой стали до примерно 3/16 " или 4,8 мм), #3 (средняя сталь до 1/4 " или 6,4 мм) и #5 (толстая сталь до 1/2 " или 12,7 мм). Правильный выбор точки имеет решающее значение; использование точки, предназначенной для тонкой стали на толстом элементе, может привести к разрыву наконечника или выходу из строя винта во время установки.

Преимущества самообжигающихся винтов в стальном обрамлении

Принятие самосверлительных винтов преобразовало сборку стального каркаса, предлагая ряд преимуществ, которые улучшают как скорость, так и надежность конструкции.

Эффективность установки

Устраняя необходимость в предварительном бурении, самосверлительные винты резко сокращают время установки. Один рабочий может управлять сотнями винтов в час, используя стандартный электрический винтовой пистолет с чувствительным к крутящему моменту сцеплением. Эта эффективность напрямую приводит к снижению затрат на рабочую силу и более быстрому графику проекта, особенно в повторяющихся задачах обрамления, таких как крепление шпильки к гусеницам или крепежным панелям.

Сильные, последовательные связи

Самосверлительные винты создают чистые, незарывные отверстия и образуют нити, которые плотно сжимают сталь. Процесс холодообразования прокатки ниток (), не , в большинстве высококачественных винтов, закаляет окружающую сталь, увеличивая сопротивление соединения вытягиванию и сдвигу. При правильном выборе для толщины стали эти винты обеспечивают соединения, которые соответствуют или превышают производительность традиционных болтовых или сварных соединений во многих несейсмических и низко-умеренных сейсмических приложениях.

Сниженные требования к навыкам

Поскольку винт выполняет всю работу по бурению и резьбе, для монтажников требуется меньше обучения. Процесс прост: позиционировать винт, задействовать винтовой пистолет и водить до тех пор, пока голова не будет смыта или не будет сидена в соответствии со спецификациями. Это снижает зависимость от высококвалифицированных сварщиков или операторов бурения и делает систему доступной для более широкой строительной рабочей силы.

Материальная экономия и версатильность

Самосверлительные винты могут использоваться в широком диапазоне стальных датчиков, от световых (25 калибров, 0,018 дюйма / 0,46 мм) до тяжелых конструктивных элементов (7 калибров, 0,187 дюйма / 4,8 мм). Они работают с холодноформованной стальной обрамлением, металлической кровлей и стальной настилкой. Кроме того, поскольку не требуется предварительного бурения, гибкость компоновки высока; винты могут быть размещены точно там, где это необходимо, без ограничений предварительно пробиваемого рисунка.

Типы самообжигающихся винтов, используемых в стальном обрамлении

Существует несколько классификаций, основанных на точечном стиле, конфигурации головки, конструкции резьбы и покрытии.Понимание этих различий необходимо для определения правильного крепежа для каждого соединения.

Типы точек

Головные стили

Покрытия и защита от коррозии

Применение самообжигающихся винтов в стальных каркасных соединениях

Самосверлительные винты используются в бесчисленных типах соединений в стальной раме. Наиболее распространенные применения подробно описаны ниже, наряду с типичными спецификациями винтов.

Stud-to-Track соединения

В несущих и не несущих нагрузку стенках самосверлительные винты прикрепляют каждый стальной шпиль к верхнему и нижнему следам. Винты обычно имеют диаметр 10 или 12, точки типа B или C, с головками шайбы из гекса. Общее правило - один винт с каждой стороны шпильного фланца сверху и снизу. Только для внутренней гипсокартонной стенки расстояние между шпильками может быть больше; для конструктивных применений расстояние обычно составляет от 6 до 12 дюймов по центру.

Track-to-Track соединения

При сплайсинге секций дорожек или соединении дорожек на углах самосверлильные винты обеспечивают быструю сборку. Винты прогоняют через оба путевых фланца, часто с рядом винтов при 2-дюймовом интервале для прочности. Для тяжелых дорожек (например, 12-го или 10-го калибра) используется винт No14 или No12 с точкой No3 или No5.

Браслет и сцепление

Стальные ремни, используемые для бокового сопротивления, соединены с шпильками и дорожками самосверлившимися винтами. Винтовая схема должна быть разработана для развития полной натяжной способности ремня без вырыва. Как правило, винты помещаются в пошатнутый рисунок вдоль ремня, с расстоянием кромки и расстоянием на код. Винт No12 или No14 с точкой No3 распространен для ремней толщиной до 2 мм.

Привязанности меховых и субстратных

Для прикрепления к бетонным или стальным подложкам шнековых каналов используются самосверлильные винты. Для шнеков по кладки может использоваться специализированный винт, который может просверливать сталь и закрепляться в бетон, но для шнековых швов сталь-сталь применяются стандартные самосверлильные винты. Винты должны быть достаточно длинными, чтобы обеспечить по меньшей мере три полные нити, выступающие мимо крепежа стального элемента.

Сдвиг соединения в композитном декинге

В стальных каркасных полах с композитной металлической палубой шпильки сдвига обычно свариваются, но в некоторых применениях в качестве альтернативы могут использоваться самосверлильные винты. Эти специальные винты имеют большую головку и более глубокие нити для передачи сдвига между палубой и бетоном. Они требуют тщательной установки для обеспечения полного зацепления и должны быть одобрены инженером.

Установка лучших практик для самообожженных винтов

Плохая установка является основной причиной сбоев соединения с самосверливающимися винтами. Следование этим практикам обеспечивает надежную производительность.

Выберите правильную точку и длину

Сопоставьте тип точки винта с общей толщиной стали соединяемых материалов. Например, точка #2 подходит для соединения двух кусков 18-го калибра (0,048 дюйма) стали. Для более толстых стеков используйте точку #3 или #5. Длина винта должна быть достаточной, чтобы обеспечить по крайней мере три полных нити за пределами самой дальней стальной поверхности. Быстрая справочная таблица доступна от производителей, таких как Simpson Strong-Tie или Hilti .

Используйте скрученный скрученный ружье с крутящим моментом

Затягивание может раздевать нити, давить сталь или ломать винт. Подтягивание оставляет свободное соединение. Необходим винтовой пистолет с регулируемым чувствительным к глубине сцеплением. Установите сцепление так, чтобы головка винта была смыта стальной поверхностью (или слегка противоотсосано для плоских винтов) без излишней силы. Испытание на отломке того же материала стека перед производством.

Поддерживайте перпендикулярность

Винт должен быть приведён перпендикулярно стальной поверхности. Угловой винт вызывает неравномерное зацепление резьбы, снижает сопротивление вытягиванию, может сгибать или ломать бит. Используйте магнитный битодержатель и держите винтовой квадрат на работе.

Следуйте минимальным требованиям Edge и Spacing

Расстояние кромки имеет решающее значение для предотвращения разрыва стали. Американский институт железа и стали (AISI) Североамериканский стандарт для холодноформованного стального обрамления определяет минимальные расстояния кромки на основе диаметра винта и толщины стали. Как правило, расстояние от центра винта до края стали должно быть не менее 1,5 диаметра винта. Пространство между винтами подряд также должно соответствовать определениям кода, чтобы избежать разрыва сечения сетки.

Счет для огнестойких сборок

В стенах с огнестойкостью винты должны быть такого типа и иметь интервалы, указанные в конструкции сборки. Использование другого винта может привести к недействию огневой оценки. Для общих номинальных сборок требуются специальные винтовые винты с шайбой с минимальной длиной резьбы, а винты должны полностью приводиться в действие без искажения обрамления.

Проверка правильного сидения

После вождения визуально осмотрите каждый винт. Голова должна быть промытой, а не закопанной в сталь (что снижает силу зажима) или свободно вращающейся над. Для проверки на полевом поле можно выполнить испытание на крутящий момент, поместив на винт гаечный ключ и проверив, что он достигает заданного минимального крутящего момента без сбоев.

Распространенные ошибки, которых следует избегать с самообманом

Код и соображения эффективности

Самосверлившиеся винты, используемые в структурном стальном каркасе, должны соответствовать применимым строительным нормам и стандартам. В Соединенных Штатах Международный строительный кодекс (IBC) ссылается на AISI S100, Североамериканская спецификация для проектирования элементов конструкции из холодноформованной стали , которая предусматривает положения о конструкции для винтовых соединений. Винты должны быть изготовлены по стандарту ASTM C1513, Стандартная спецификация для стальных винтов для холодноформованных стальных обрамляющих соединений или эквивалентный стандарт. Эта спецификация охватывает материал, размеры резьбы, конфигурацию головки и требования к покрытию.

Для проектов, требующих сейсмической или ветровой устойчивости, могут потребоваться дополнительные испытания. Международный совет по коду (ICC) публикует критерии приемлемости (AC 317) для альтернативных типов винтов. Многие производители предоставляют отчеты об оценке ICC-ES, в которых перечислены допустимые нагрузки для их продукции при определенных условиях. Инженеры должны проверить, что выбранный винт имеет отчет об оценке, охватывающий предполагаемое применение.

В сейсмических зонах применяются специальные требования к пластичности. Самосверлильные винты в сдвигах должны иметь достаточное зацепление резьбы, чтобы избежать хрупкого отказа. Обычно винт должен быть в полном подшипнике к стали, а нити не должны быть раздеты. Для рассеивания энергии винты, используемые в сейсмической герметизации, могут потребоваться устанавливаться с резервными пластинами или в рисунке, предотвращающем разрыв.

Тепловое расширение и сокращение, как правило, не являются проблемой в обрамлении внутренней стали, поскольку стальные элементы и винты имеют аналогичные коэффициенты. Однако во внешних применениях или там, где соединяются непохожие материалы (например, сталь с алюминием), следует учитывать расширение. Винты из нержавеющей стали рекомендуется при соединении алюминия со сталью для уменьшения гальванической коррозии.

Заключение

Самосверлительные винты являются эффективным, экономичным и надежным решением для стальных каркасных соединений при правильном выборе и установке. Их способность сочетать бурение и крепление в одной операции минимизирует рабочую силу и обработку материалов, что делает их креплением выбора для холодноформованной стальной конструкции. Достижения в точечной геометрии, покрытиях и приводной оснастке продолжают расширять свои приложения в более тяжелые структурные роли. Для оптимальной производительности спецификаторы должны консультироваться с таблицами нагрузки производителя, следовать стандартам AISI и ASTM и осуществлять строгий контроль качества во время установки. Понимая нюансы точечных типов, настройки крутящего момента и расстояния кромки, строители могут достичь соединений, которые надежно работают для срока службы конструкции. По мере роста популярности стального каркаса для среднего и жилого строительства роль самосверлительных винтов станет только более центральной. Для дальнейшего чтения обратитесь к Ассоциации обрамляющей промышленности стали для руководства по проектированию и учебных ресурсов.