Tấm đế thép nhúng để lắp đặt kết cấu

Thường được gọi là tấm nhúng hoặc các thành phần thép nhúng, Tấm đế thép nhúng để lắp đặt kết cấu là những đầu nối neo đúc sẵn cần thiết cho công trình bê tông thép mới. Được chế tạo tại nhà máy bằng cách hàn các thanh neo vào tấm thép cán nóng, chúng được nhúng trong dầm, cột, tường hoặc móng trước khi đổ bê tông, để lộ bề mặt tấm làm nền cho quá trình hàn tiếp theo. Không giống như neo hóa chất hoặc neo giãn nở được lắp đặt sau, các tấm nhúng này dựa vào bê tông bao quanh các thanh neo để đạt được khả năng khóa liên động cơ học và truyền tải. Chúng có khả năng chống mỏi vượt trội, khả năng chịu tải cao và đảm bảo không gây hư hại cấu trúc, đáp ứng các yêu cầu kết nối trong nhiều tình huống—từ các ứng dụng kết cấu tiêu chuẩn đến tải trọng động/tải nặng và môi trường ven biển dễ bị ăn mòn.

Định nghĩa và chức năng sản phẩm

I. Định nghĩa sản phẩm

Cụm tấm đế thép nhúng hoàn chỉnh bao gồm một tấm mặt và các thanh neo phía sau được hàn, bao gồm ba phần chức năng: tấm phẳng chính, hệ thống neo chịu lực và các bộ phận định vị phụ. Sau khi được nhúng, các thanh neo được bọc hoàn toàn trong bê tông, trong khi bề mặt tấm lộ ra được hàn tại chỗ với các rầm thép, dầm thép, khung tường rèm hoặc giá đỡ ống. Điều này tạo ra sự liên kết cứng chắc giữa kết cấu bê tông và thép, tạo điều kiện cho việc truyền toàn bộ nội lực tại mối nối. II. Khả năng chức năng tại chỗ

1. Truyền tải đa hướng: Đồng thời chịu được lực nén dọc, lực cắt ngang và mômen uốn lệch tâm; đáp ứng các tải trọng theo chu kỳ như hoạt động khởi động/dừng cần cẩu và độ rung của thiết bị.

2. Kết nối nút: Thay thế các tay đỡ bê tông đúc tại chỗ; đơn giản hóa việc xây dựng mối nối thép-bê tông và tiêu chuẩn hóa các giao diện kết nối.

3. Định vị chính xác: Khóa các trục lắp đặt và độ cao cho kết cấu thép, ngăn chặn sự dịch chuyển hoặc sai lệch tiếp theo của các bộ phận thép.

4. Giá đỡ tạm thời: Dùng làm miếng chêm tạm thời hoặc giá đỡ nâng cho các cấu kiện thép trong quá trình thi công, giảm nhu cầu sử dụng giàn giáo tạm thời.

Phân loại và lựa chọn sản phẩm

I. Phân loại theo ứng dụng chịu tải

1. Tấm nhúng kết cấu chính: Tấm Q235B/Q355B dày được sử dụng cho các nút chịu tải quan trọng như tấm đế cột thép, kết nối dầm chính/phụ và giá đỡ dầm cầu trục; yêu cầu thử kéo các mối hàn.

2. Tấm nhúng kết cấu/thứ cấp: Các tấm mỏng tiêu chuẩn 8–12mm được sử dụng cho các nút chịu lực thứ cấp như lan can, trần treo, giá đỡ tiện ích và khung tường bên ngoài; không yêu cầu kiểm tra khả năng chịu tải.

3. Tấm nhúng dày chịu lực cao: Tấm chính dày 16–30 mm với các gân tăng cứng; được sử dụng cho các nền tảng thiết bị nặng và nền tảng hỗ trợ chịu mômen uốn cao.

II. Phân loại theo kết cấu thanh neo phía sau

1. Loại thanh neo thẳng: Loại tiêu chuẩn công nghiệp với nhiều thanh thép tròn được hàn thẳng đứng vào bề mặt tấm; thích hợp cho các nút tải tĩnh tiêu chuẩn; chi phí sản xuất thấp nhất.

2. Loại thanh neo dạng móc hình chữ L: Thanh neo có khả năng uốn nguội 90° với chiều dài mặt cắt thẳng phù hợp; lực cản kéo ra tăng 25%–40%; được sử dụng cho các nút đúc hẫng có độ căng cao.

3. Loại gia cố bằng hỗn hợp: Có thêm các gân tăng cứng bằng thép phẳng ở mặt sau và các tấm neo nhỏ ở đầu các thanh neo; công suất kéo ra tăng trên 20%; thích hợp cho các ứng dụng nặng có độ rung mạnh.

III. Phân loại theo vật liệu cơ bản

1. Loại tiêu chuẩn: Tấm chính Q235B và thanh neo HPB300; thích hợp cho môi trường khô ráo, trong nhà nói chung như nhà xưởng tiêu chuẩn và cao ốc văn phòng.

2. Loại chịu tải nặng: tấm đế Q355B, thanh neo HRB400E; được thiết kế cho các cơ sở công nghiệp có nhịp dài, tải trọng cao và được trang bị cần trục.

Danh sách chi tiết các bộ linh kiện được tiêu chuẩn hóa

I. Cụm chính tích hợp đúc sẵn tại nhà máy

Hàn, mài, khoan trước hoàn toàn tại nhà máy; sẵn sàng để nhúng trực tiếp tại chỗ mà không cần hàn hoặc xử lý thêm.

1. Tấm đế nhúng: Độ dày 8/10/12/14/16/20/25/30mm; hỗ trợ các hình dạng hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn và tùy chỉnh; có sẵn các lỗ bu lông được khoan trước và các góc vát hàn.

2. Thanh neo: Đường kính thông dụng Φ12/14/16/18/20mm; sắp xếp thành bộ 4, 6 hoặc 8 theo kiểu lưới thống nhất; độ sâu nhúng hiệu quả ≥15d đối với thanh thẳng; tiết diện thẳng của thanh móc ≥10d.

3. Các bộ phận gia cố: Thanh nẹp phẳng và tấm neo đầu cuối (cùng chất liệu với tấm đế); chỉ bao gồm với các đơn đặt hàng nặng.

II. Phụ kiện lắp đặt tận nơi

1. Thanh định vị: Các đoạn cốt thép ngắn được hàn điểm vào mép tấm để kiểm soát chuyển vị ngang và độ cao chôn trong quá trình đổ bê tông.

2. Cục kê bê tông: Các khối nhựa hoặc xi măng đảm bảo lớp phủ bê tông dày 15–30mm bên dưới tấm để chống ăn mòn bề mặt tấm.

3. Vật tư bảo vệ: Miếng dán chống gỉ và màng bảo vệ PE cho bề mặt tấm để chống bám dính vữa xi măng và rỉ sét bề mặt.

4. Vật liệu hàn phù hợp: Điện cực E43 cho Q235B; Điện cực E50 cho Q355B; đặc biệt cho các kết nối thành phần thép tại chỗ.

III. Ví dụ về cấu hình dự án tiêu chuẩn

1. Lan can và các giá đỡ tiện ích: Tấm đế Q235B 10 mm + 4 thanh neo thẳng Φ14 HPB300 + thanh định vị + miếng đệm nhựa.

2. Kết nối dầm thép tiêu chuẩn: Tấm đế 12–14mm Q235B + 6 x Φ16 thanh neo HRB400E (tùy chọn thẳng hoặc móc).

3. Dầm cầu trục và giá đỡ thiết bị: Tấm chính Q355B 16–20 mm + tám thanh neo móc Φ18 + các gân tăng cứng toàn bộ chiều dài ở mặt sau.

Yêu cầu cấu trúc bắt buộc để cài đặt nhúng

1. Kiểm soát lớp phủ bê tông: Lớp phủ bê tông ở dưới cùng của phần nhúng phải được duy trì nghiêm ngặt trong khoảng từ 15mm đến 30 mm; lớp phủ không đủ dẫn đến ăn mòn, trong khi lớp phủ quá mức làm giảm khả năng chịu tải của neo.

2. Khoảng cách thanh neo: Khoảng cách từ tâm đến tâm giữa các thanh neo liền kề phải ≥3d (đường kính thanh) và không nhỏ hơn 40mm; khoảng cách từ thanh neo đến mép tấm phải ≥1,5d để tránh bị rách mép.

3. Thông số kỹ thuật hàn: Ưu tiên hàn phi lê liên tục hai mặt; đối với hàn một mặt, chiều dài mối hàn hiệu quả phải ≥5d và kích thước chân mối hàn ≥0,6 lần đường kính thanh neo.

4. Độ phẳng lắp đặt: Bề mặt tấm phải bằng phẳng với bề mặt bê tông hoàn thiện; độ lệch độ cao phải ≤±3 mm; nghiêng hoặc có khoảng trống/khoảng trống bên dưới tấm đều bị cấm.

Ưu điểm so sánh so với các điểm cố định & hạn chế được cài đặt sau

Tiêu chuẩn: Tấm được cố định bằng neo hóa chất, tấm được cố định bằng bu lông giãn nở và rầm bê tông đúc tại chỗ; so sánh dựa trên các điểm yếu kỹ thuật thực tế.

I. Sự khác biệt về hiệu suất kết cấu

1. Độ ổn định mỏi: Tấm đế thép nhúng để lắp đặt kết cấu có các thanh neo được bọc hoàn toàn trong bê tông, truyền tải thông qua khóa liên động cơ học; chúng không có các vấn đề như lão hóa chất kết dính hoặc lỏng bu lông và có thể chịu được các rung động có chu kỳ lâu dài từ thiết bị và cần cẩu. Ngược lại, keo neo hóa học dễ bị nứt sau 5–8 năm do tiếp xúc với hơi ẩm và bu lông giãn nở dễ bị lỏng khi bị rung lâu dài.

2. Khả năng chịu tải: Đối với cùng thông số kỹ thuật mặt cắt ngang, các tấm nhúng có khả năng chống kéo và cắt cao hơn >35% so với các neo được lắp đặt sau; các bộ phận lắp sau không thể đáp ứng yêu cầu tải trọng đối với dầm cầu trục có trọng tải trên 10 tấn.

3. Kiểm soát biến dạng tấm: Tấm thép đặc truyền tải đồng đều, ngăn ngừa vết lõm cục bộ hoặc cong vênh dưới áp lực; các tấm lắp sau dựa vào các điểm neo rời rạc dẫn đến tải trọng tập trung dễ gây uốn tấm.

II. Sự khác biệt về tiến độ xây dựng và thiệt hại về kết cấu

1. Hiệu quả thi công: Việc lắp đặt nhúng sẵn được tiến hành đồng bộ với quá trình đổ bê tông dân dụng, tránh gây nhiễu cho tiến độ lắp dựng kết cấu thép tiếp theo; ngược lại, các tấm được lắp đặt sau yêu cầu phải khoan, làm sạch lỗ, bơm keo và bảo dưỡng—một quy trình mất nhiều thời gian hơn gấp ba lần cho mỗi đơn vị, bao gồm cả thời gian bảo dưỡng keo bắt buộc là 72 giờ.

Tính toàn vẹn của kết cấu: Việc nhúng trước không ảnh hưởng đến cốt thép bê tông hiện có; Việc khoan sau khi lắp đặt có nguy cơ cao cắt đứt cốt thép chịu tải chính, tạo ra các mối nguy hiểm vĩnh viễn về cấu trúc mà sau này không thể khắc phục được.

III. Sự khác biệt về độ chính xác và độ bền lắp đặt

Độ chính xác lắp ráp: Các tấm nhúng sẵn được định vị thông qua các ràng buộc cốp pha, đảm bảo căn chỉnh trục thẳng và độ lệch độ cao nhất quán trong vòng 3mm; Các tấm được lắp sau dựa vào việc căn chỉnh thủ công, thường dẫn đến sai lệch vượt quá 8 mm và cần có miếng chêm để cân bằng.

Khả năng chống ăn mòn & độ bền: Chỉ có bề mặt tấm lộ ra mới cần được xử lý chống ăn mòn, vì các thanh neo phía sau được bịt kín vĩnh viễn để chống ẩm; các neo và lỗ khoan sau lắp dễ bị đọng nước và rỉ sét, có những “điểm mù” khó tiếp cận và không thể xử lý được.

Tuổi thọ sử dụng: Các tấm lắp sẵn tuân thủ phù hợp với tuổi thọ của tòa nhà ( ≥50 năm) và không cần kiểm tra định kỳ; các bộ phận sau lắp đặt yêu cầu kiểm tra lại bu lông và chất kết dính hai năm một lần, kéo theo chi phí vận hành và bảo trì cao.

IV. Hạn chế cố hữu

Hạn chế ứng dụng: Chỉ thích hợp cho công trình xây dựng mới; Việc nhúng trước là không thể đối với các cải tạo đã hoàn thành hoặc các hỗ trợ được trang bị thêm, đòi hỏi các phương pháp cài đặt sau.

Khả năng chịu lỗi ở giai đoạn đầu thấp: Việc khắc phục lỗi định vị cho các tấm nhúng sẵn là cực kỳ khó khăn, đòi hỏi phải phá dỡ bê tông trên diện rộng và phát sinh chi phí làm lại cao.

Nhược điểm về hậu cần & lưu trữ: Thành phẩm cồng kềnh, chiếm nhiều không gian lưu trữ và vận chuyển hơn đáng kể so với các neo nhỏ.

V. Hướng dẫn lựa chọn nhanh

Kết cấu bê tông thép mới, tải trọng nặng/động hoặc lắp đặt tường rèm theo mẻ: Ưu tiên các tấm thép nhúng sẵn.

Cải tạo tòa nhà hiện tại hoặc cải tạo lẻ tẻ, tải trọng nhẹ: Chọn các tấm neo hóa chất được lắp đặt sau.

Quy trình sản xuất hàng loạt được tiêu chuẩn hóa

1 Xác minh và tiền xử lý nguyên liệu thô

Xác minh giấy chứng nhận chất lượng ban đầu của nhà sản xuất và số nhiệt/lô đối với thép tấm và cốt thép; tiến hành lấy mẫu và kiểm tra tính chất cơ lý; loại bỏ các tấm có lớp, vết nứt hoặc ăn mòn sâu. Sử dụng máy mài góc và phun cát để loại bỏ cặn máy và dầu khỏi khu vực hàn, ngăn ngừa xỉ và mối hàn nguội. Xếp các vật liệu chính lên các giá đỡ nâng cao ở các khu vực được chỉ định, được phân loại theo thông số kỹ thuật, để tránh rỉ sét do độ ẩm của mặt đất.

2 CNC Cắt và vát mép tấm thép

Sử dụng máy cắt và kéo plasma CNC để cắt vật liệu; tạo thành các tấm không đều trong một lần. Dung sai kích thước bên trong: chiều dài và chiều rộng ± 2mm; độ lệch đường chéo 3mm. Mài thủ công các gờ ở tất cả các cạnh đã cắt; hàn vát trước máy để hàn đối đầu các tấm tại chỗ, đảm bảo các góc vát tuân thủ nghiêm ngặt các thông số bản vẽ.

3 Cắt thanh neo và uốn nguội

Cắt thanh theo chiều dài cố định bằng máy cắt cốt thép; dung sai chiều dài ± 3 mm. Tạo hình tất cả các móc hình chữ L bằng cách uốn nguội ở nhiệt độ môi trường xung quanh (góc uốn 90°); nghiêm cấm đốt lửa để ngăn chặn các vết nứt uốn cong. Đảm bảo tiết diện thẳng của móc có đường kính tối thiểu bằng 10 lần đường kính thanh (10d); vát và gỡ bavia sau khi uốn.

4 Chế tạo sẵn các bộ phận gia cố hạng nặng

Cắt các gân tăng cứng và tấm neo đầu nhỏ từ cùng lô và loại thép làm tấm chính để đảm bảo hệ số giãn nở nhiệt ổn định và ngăn ngừa biến dạng do ứng suất hàn. Duy trì dung sai kích thước đồng đều là ±2 mm và khớp trước/phân loại các bộ phận với tấm chính.

5 Định vị Jig và hàn tiêu chuẩn

Sử dụng đồ gá định vị chuyên dụng để cố định các thanh neo, đảm bảo độ lệch về khoảng cách và khoảng cách mép ≤3mm. Kết hợp chặt chẽ các vật liệu hàn với kim loại cơ bản (ví dụ: Q235 với điện cực E43; Q355 với điện cực E50). Ưu tiên hàn phi lê hai mặt và loại bỏ triệt để xỉ sau đó; áp dụng hàn toàn bộ chiều dài để tăng cứng các gân và tấm neo nhỏ trên các bộ phận chịu tải nặng.

6. Mài hoàn thiện và hiệu chỉnh nguội sau hàn

Hiệu chỉnh biến dạng do hàn gây ra bằng kích cơ học (hiệu chỉnh nguội); việc hiệu chỉnh nhiệt dựa trên ngọn lửa đều bị cấm. Đảm bảo độ phẳng của tấm duy trì trong khoảng 3mm trong khoảng 2m sau khi hiệu chỉnh. Mài tất cả các mối hàn và các góc nhọn để loại bỏ các cạnh sắc, tránh làm hỏng màng bảo vệ tại chỗ hoặc gây thương tích cho nhân viên thi công.

7 Xử lý bề mặt chống ăn mòn được phân loại

1). Điều kiện khô trong nhà: Làm sạch bằng hạt mài mòn đạt cấp độ Sa2,5; thi công hai lớp sơn lót chống ăn mòn epoxy; tổng độ dày màng khô ≥60μm.

2). Điều kiện ngoài trời/ẩm ướt: Mạ kẽm nhúng nóng toàn bộ; độ dày lớp phủ kẽm ≥65μm cho môi trường tiêu chuẩn.

3). Điều kiện ven biển/có tính ăn mòn cao: Mạ kẽm nhúng nóng công suất cao; độ dày lớp phủ kẽm ≥85μm; mài sau quá trình để loại bỏ các vết rỉ hoặc chảy kẽm trên bề mặt.

8 Kiểm tra chất lượng toàn diện, ghi nhãn, đóng gói và vận chuyển

Bao gồm xác minh lại kích thước, kiểm tra trực quan và thử nghiệm kéo các mối hàn theo lô (tiêu chí chấp nhận: không tách mối hàn và không làm rách vật liệu cốt thép). Mỗi đơn vị được đánh dấu bằng: loại vật liệu, độ dày tấm, thông số kỹ thuật của cốt thép neo và loại xử lý chống ăn mòn. Tấm bảo vệ góc cao su được đặt giữa các tấm để chống mưa và chống ẩm; giá đỡ được lắp đặt trên các bộ phận quá dài hoặc có hình dạng không đều để tránh biến dạng trong quá trình vận chuyển; Giấy chứng nhận vật liệu và báo cáo kiểm tra nhà máy được gửi kèm theo lô hàng.

Tóm tắt các lợi thế cốt lõi

1. Chịu tải ổn định: Phân bổ tải trọng đa hướng cân bằng; khả năng chống rung và mệt mỏi; thích hợp cho tải tuần hoàn nặng.

2. Thi công hiệu quả: nhúng đồng bộ trong các công trình dân dụng; giảm thời gian lắp đặt kết cấu thép tiếp theo hơn 30%.

3. Tùy chỉnh linh hoạt: Kích thước, hình dạng, lỗ mở và quy trình chống ăn mòn có thể tùy chỉnh hoàn toàn.

4. An toàn kết cấu: Không bị hư hại do khoan bê tông; loại bỏ những rủi ro cơ cấu tiềm ẩn.

5. Tiết kiệm chi phí vòng đời: Ít phải bảo trì và độ bền cao; tổng chi phí cho các dự án mới thấp hơn hơn 18% so với các phương pháp neo lắp sau.

Bảng thông số hiệu suất nhà máy cho tất cả danh mục sản phẩm

8.1 Thông số cơ học của tấm đế

8.2 Thông số cơ học của cốt thép neo

8.3 Bảng tóm tắt dung sai lắp đặt tại chỗ

Danh sách các tiêu chuẩn tuân thủ

Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép: GB 50017

Thông số kỹ thuật hàn kết cấu thép: JGJ 81

Mã thiết kế kết cấu bê tông: GB 50010

Thông số kỹ thuật cho các neo được lắp đặt sau trong kết cấu bê tông: JGJ 181

Atlas thiết kế tiêu chuẩn cho kết nối thép-bê tông Chi tiết: 22G522

Câu hỏi thường gặp

1. Câu hỏi 1: Sau này nên xử lý vết gỉ bề mặt xuất hiện trên tấm nhúng như thế nào?

Trả lời: Đối với các bề mặt trong nhà có bề mặt rỉ sét nhẹ, chỉ cần mài khu vực đó và sơn một lớp sơn lót kẽm phun lạnh; đối với các tấm mạ kẽm ngoài trời bị mất kẽm cục bộ, hãy phủ một lớp phủ sửa chữa giàu kẽm (độ dày màng khô ≥ 60μm)—không cần phải đưa toàn bộ bộ phận về nhà máy để mạ lại.

2. Q2: Nên lựa chọn thanh neo thẳng và thanh neo móc như thế nào?

A: Sử dụng các thanh neo thẳng chịu tải trọng tĩnh thẳng đứng và lực kéo dưới 80kN; đối với ban công đúc hẫng, tường rèm bên ngoài và các ứng dụng dầm cầu trục liên quan đến lực kéo ngang, chỉ sử dụng các thanh neo có móc 90° để ngăn chặn hiện tượng kéo ra.

3. Câu hỏi 3: Làm thế nào để khắc phục tấm cố định bị nghiêng sau khi đổ bê tông?

Trả lời: Nếu độ lệch nhỏ hơn 5 mm, nó có thể được san bằng và hàn bằng tấm chêm; nếu độ lệch vượt quá 5 mm và liên quan đến độ nghiêng, nghiêm cấm việc căn chỉnh lại cưỡng bức—thay vào đó, hãy lắp đặt một tấm neo gia cố bên để phân bổ tải trọng và ngăn ngừa nứt khớp.

4. Câu hỏi 4: Tấm nhúng mạ kẽm nhúng nóng có làm hỏng lớp phủ chống ăn mòn không?

Đáp: Có, lớp kẽm tại các điểm hàn sẽ bị hư hỏng. Sau khi hàn tại chỗ, các điểm hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt phải trải qua quá trình phun cát, sau đó phủ lớp phủ giàu kẽm; nếu không, các điểm hàn sẽ bị rỉ sét đầu tiên, có thể là trong vòng ba năm.

5. Câu hỏi 5: Các tấm đế thép nhúng để lắp đặt kết cấu có thể được kết nối với các dạng cạnh của sàn sàn composite không?

Đ: Vâng. Các tấm nhúng tiêu chuẩn 12 mm có thể được hàn trực tiếp tại chỗ vào mặt bích của dạng cạnh thép mà không cần bộ chuyển đổi bổ sung, hoàn toàn khớp với các chi tiết mối nối được chỉ định trong tập bản đồ thiết kế tiêu chuẩn 22G522.

6. Q6: Tại sao không nên sử dụng neo lắp sau cho các dự án có tải trọng nặng?

Trả lời: Dưới tải trọng nặng hoặc động, có nguy cơ bị hỏng chất kết dính. Các viện thiết kế lớn trong nước nghiêm cấm việc neo sau khi lắp đặt cho dầm cầu trục và bệ thiết bị; tấm nhúng là lựa chọn tuân thủ duy nhất được chỉ định trong bản vẽ thiết kế.