Особливості вживання і розрахунку металлозубчатих пластин.
 
 

         На даний момент на території України можна знайти металлозубчаті пластини декількох торгівельних марок, а так само немаркіровані пластини. У цій статті ми постараємося освітити деякі неочевидні моменти і ризики вживання металлозубчатих пластин. Особливість застосування пластин для з'єднання дерев'яних елементів ферм полягає в тому, що в розрахунку необхідно враховувати несучу здатність пластини (втім, як і будь-якого іншого з'єднувального елемента). Існує кілька методик розрахунку - розрахунки по Єврокод 5, СТО 36554502, «авторські»методики. Кожен з методів розрахунку має певну аппрокісмацію. Наприклад, при ручному розрахунку, як правило, вважається, що властивості пластини не залежать від напрямку зубів (відзначимо, що в СТО 36554502 анізатропія пластини виводиться не найочевиднішим чином) і орієнтації пластини відносно волокон деревини. Невірність даного припущення очевидна при одному погляді на пластину і на практиці може призвести до двох можливих результатів - перевитрати пластин (якщо враховується несуча здатність у найбільш «потужному»напрямі), або ослаблення вузла (у зворотному випадку). У зв'язку з цим, завжди рекомендується для розрахунку ферм використовувати спеціалізоване ПЗ, зокрема, програму MiTek20/20, призначену для цих цілей.

 


            Крім відмінності в методиці розрахунку, відрізняються і власне властивості пластин різних виробників - навіть при однаковій товщині стали, довжині і частоті розташування зубів, несуча здатність може відрізнятися в рази за рахунок застосування низькосортної сталі, відмінності форми зуба, низької якості прес форм і т.п . Застосування пластин з меншою несучую здатністю, ніж закладено в проекті може призвести до обвалення покрівлі, або навіть людських жертв. Саме з цієї причини, неможливо застосовувати пластини не відповідні розрахункам. У випадку аварії це може з'явитися одним з вирішальних моментів при визначенні провини виробника і необхідності відшкодування за збитки здоров'ю та майну потерпілих.

 
 
Мал. 1 Пластина GNA20 виробництва MiTek і пластина іншого виробника. Відстань між рядами зубів суттєво відрізняється, відразу можна говорити про відмінність несучої здатності пластин.

 

Крім відмінності власне несучої здатності з'єднувальних пластин, необхідно врахувати і той факт, що пластини в з'єднаннях змінюють розподіл зусиль по елементах ферми і при коректному розрахунку більш «потужні» пластини дозволяють економити деревину, застосування ж «слабких» пластин, до певної міри, може бути  компенсовано збільшенням перерізів елементів ферми, або конструктивно. Як результат - неможливо порівняти ціну пластин різних типів за ціною «за кілограм », «за квадратний метр», або іншим подібним чином. Необхідно порівнювати повну вартість ферми з урахуванням як пластин, так і деревини.

Наступним чинником, що впливає на собівартість конструкції є обладнання та його завантаженість. Використання низькопродуктивного, або неякісного обладнання, низька завантаженість виробництва (як наслідок невірної маркетингової стратегії), істотно підвищують накладні витрати, які можуть досягати половини і більше собівартості конструкцій. Результат - спроби деяких виробників економити на якості продукції за рахунок застосування деревини, пластин, кріпильних елементів невідповідних проекту. Природно, що подібні спроби не тільки не вирішують проблеми виробництва, а й призводять до ризику обвалення конструкцій.

Крім цих основних факторів, є і менш значні на перший погляд, але які проявляються при довгостроковій експлуатації об'єктів і на стабільно працюючих виробництвах. До таких можна віднести:

1. Якість покриття - для зниження собівартості пластин виробники можуть використовувати сталь без покриття, або з покриттям меншої товщини, ніж необхідно для якісного захисту пластин від корозії. Зазначимо, що Європейський стандарт забороняє використання незахищених від корозії з'єднувальних елементів.

2. Стабільність якості - в залежності від застосовуваного при виробництві пластин обладнання, прес форм, металопрокату і завантаженості виробництва, якість пластин одного і того ж виробника може мінятися від партії до партії. З цієї точки зору пластини європейського виробництва завжди кращі, оскільки виробництво і якість продукції регулярно контролюється незалежними державними органами.

3. Застосування пластин негідних для даного об'єкта - наприклад компанія MiTek не рекомендує своїм клієнтам застосовувати пластини з довжиною зуба 8 мм на фермах з прольотом понад 16 м, або при довжині верхнього пояса більше 12 м. Ця вимога прийшла зі стандарту DIN і обумовлена можливістю порушення з'єднання при транспортуванні, монтажі, або експлуатації великопрольотних ферм, коли зуби пластини можуть частково вийти з деревини.

 

Підкреслимо, що в даному короткому огляді ми не враховували наявність на ринку принципово низькосортних пластин, які не запресовуються, або руйнуються в процесі запресовування.

Нагадаємо, що до переваг пластин виробництва MiTek Industries належить:

1. Програмне забезпечення MiTek2020, що дозволяє швидко і точно проектувати ферми, в автоматичному режимі отримувати виробничі креслення і оцінювати собівартість конструкцій.

2. Стабільні поставки пластин, які зарекомендували себе на ринку за більш ніж 10 років використання, що випускаються на виробництві відповідно до стандарту EN 14-545. Пластини так само сертифіковані на території РФ і мають фірмове маркування.

3. Цинкове покриття щільністю 275 г/м2, нанесене методом гарячого цинкування повністю відповідає стандарту EN 14-545, є необхідною і достатньою умовою захисту з'єднувальних елементів від корозії.

4. Найбільш широкий спектр типів і розмірів пластин, що включає в себе три типи сполучних пластин і два типи монтажних пластин, призначених для швидкого і надійного скріплення складових ферм. Так само можуть поставлятися пластини з нержавіючої сталі, призначені для застосування в конструкціях, що знаходяться у вологому, або агресивному середовищі (басейни, шкідливі виробництва тощо).

           5. Постачання 6 типів posi елементів, призначених для виготовлення балок перекриття.