Крепёж для сэндвич-панелей

Обсуждаемый вопрос

Как правильно рассчитать необходимое количество саморезов для крепления сэндвич-панелей на 1 м² поверхности с учётом ветровых нагрузок, типа панели и района строительства?

Краткий ответ

Количество саморезов на 1 м² определяется расчётом по СП 20.13330.2016 с учётом ветровой нагрузки для конкретного ветрового района РФ, типа панели (кровельная/стеновая), шага прогонов и несущей способности одного самореза. Базовый расход составляет 4–8 шт./м² для стеновых панелей и 6–12 шт./м² для кровельных. Окончательное количество определяется по формуле n = W / N_d, где W — расчётная ветровая нагрузка на 1 м², N_d — расчётная несущая способность одного самореза.

Расширенный ответ

Нормативная база расчёта

Расчёт количества крепежа выполняется в соответствии со следующими нормативными документами:

СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» — определяет методику расчёта ветровых нагрузок, ветровые районы РФ, аэродинамические коэффициенты.
СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции» — содержит методику расчёта несущей способности соединений.
ГОСТ 32603-2013 — требования к креплению трёхслойных панелей с минераловатным утеплителем.
ГОСТ Р 58389-2019 — требования к креплению панелей с PIR-утеплителем.

Исходные данные для расчёта

Для выполнения расчёта необходимы следующие исходные данные:

Ветровой район строительства (I–VII по СП 20.13330.2016).
Тип местности (A — открытые побережья, B — городская застройка, C — плотная застройка).
Высота здания над уровнем земли.
Тип сэндвич-панели (кровельная/стеновая, толщина, ширина).
Шаг прогонов (несущих конструкций каркаса).
Тип и несущая способность самореза (диаметр 5,5 или 6,3 мм).

Методика расчёта ветровой нагрузки

Нормативное значение ветровой нагрузки w_m определяется по формуле (11.1) СП 20.13330.2016:

w_m = w₀ × k(z_e) × c_p

где:

w₀ — нормативное значение ветрового давления для данного ветрового района (табл. 11.1 СП 20.13330.2016);
k(z_e) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z_e (табл. 11.2);
c_p — аэродинамический коэффициент внешнего давления (прил. Д).

Расчётная ветровая нагрузка:

W = w_m × γ_f

где γ_f = 1,4 — коэффициент надёжности по ветровой нагрузке.

Нормативные значения ветрового давления по районам РФ

Таблица 1. Нормативное ветровое давление w₀, кПа (кгс/м²)
Ветровой район	w₀, кПа	w₀, кгс/м²	Характерные регионы
I	0,17	17	Центральная часть РФ (Москва, Тверь, Ярославль)
II	0,23	23	Санкт-Петербург, Псков, Новгород
III	0,30	30	Краснодар, Ростов-на-Дону, Волгоград
IV	0,38	38	Мурманск, Калининград, Сахалин
V	0,48	48	Новороссийск, Магадан, Камчатка
VI	0,60	60	Прибрежные зоны Дальнего Востока
VII	0,73	73	Отдельные участки побережья Арктики

Расчёт количества саморезов

Количество саморезов на 1 м² определяется по формуле:

n = W / N_d

где:

W — расчётная ветровая нагрузка на 1 м², кН/м²;
N_d — расчётная несущая способность одного самореза на вырыв, кН.

Несущая способность самореза на вырыв зависит от толщины металла прогона и диаметра самореза:

Таблица 2. Несущая способность самореза на вырыв N_d, кН
Толщина прогона, мм	Саморез Ø5,5 мм	Саморез Ø6,3 мм
2,0	1,8	2,5
3,0	2,5	3,5
4,0	3,2	4,5
5,0	3,8	5,5
6,0	4,5	6,5
8,0	5,5	8,0
10,0	6,5	9,5

Пример расчёта для Москвы

Исходные данные:

Объект: производственное здание, высота 12 м, г. Москва.
Ветровой район: I, w₀ = 0,17 кПа.
Тип местности: B (городская застройка).
Тип панели: кровельная, ширина 1,0 м.
Шаг прогонов: 3,0 м.
Саморез: Ø6,3 мм, прогон 4 мм.

Расчёт:

k(z_e) для высоты 12 м, тип B: k = 0,85 (по табл. 11.2 СП 20.13330.2016).
c_p для кровли (отсос): c_p = −1,2 (наихудший случай для угловых зон).
w_m = 0,17 × 0,85 × 1,2 = 0,173 кПа.
W = 0,173 × 1,4 = 0,243 кПа = 0,243 кН/м².
N_d = 4,5 кН (для Ø6,3 мм, прогон 4 мм).
n = 0,243 / 4,5 = 0,054 шт./м² — по несущей способности.

Однако конструктивные требования (ГОСТ 32603-2013) устанавливают минимальное количество саморезов: не менее 2 шт. на панель по ширине на каждой опоре. При ширине панели 1,0 м и шаге прогонов 3,0 м получаем:

n_min = 2 / (1,0 × 3,0) = 0,67 шт./м².

С учётом повышающего коэффициента 1,2 на угловые и краевые зоны: n = 0,67 × 1,2 = 0,8 шт./м².

Округляем до целого: 1 саморез на 1 м² в рядовой зоне и 2 самореза на 1 м² в угловых зонах.

Таблица расхода саморезов для различных регионов РФ

Таблица 3. Рекомендуемый расход саморезов, шт./м² (кровельные панели, шаг прогонов 3 м, Ø6,3 мм)
Ветровой район	Рядовая зона	Краевая зона	Угловая зона
I (Москва)	1,0	1,5	2,0
II (СПб)	1,5	2,0	2,5
III (Краснодар)	2,0	2,5	3,0
IV (Мурманск)	2,5	3,0	4,0
V (Новороссийск)	3,0	4,0	5,0
VI	4,0	5,0	6,0
VII	5,0	6,0	8,0

Особенности расчёта для стеновых панелей

Для стеновых панелей аэродинамический коэффициент c_p принимается по приложению Д СП 20.13330.2016 в зависимости от соотношения сторон здания. Для типового прямоугольного здания c_p = +0,8 (наветренная сторона) и c_p = −0,5 (подветренная сторона). Расчёт ведётся по наибольшему значению.

Минимальное количество саморезов для стеновых панелей — 2 шт. на панель на каждой опоре (по ГОСТ 32603-2013). При ширине панели 1,0 м и шаге ригелей 3,0 м базовый расход составляет 0,67 шт./м², что обычно превышает требования по несущей способности для I–III ветровых районов.

Поправочные коэффициенты

При расчёте количества саморезов необходимо учитывать следующие поправочные коэффициенты:

k₁ = 1,0–1,5 — коэффициент для угловых и краевых зон кровли (зоны с повышенным отсосом).
k₂ = 1,0–1,3 — коэффициент для высотных зданий (более 20 м).
k₃ = 1,0–1,2 — коэффициент для зданий с большими проёмами (воротные проёмы, ангары).
k₄ = 1,0–1,15 — коэффициент запаса на неравномерность затяжки.

Заключение

Расчёт количества саморезов для сэндвич-панелей — обязательная процедура, регламентированная СП 20.13330.2016 и ГОСТ 32603-2013. Ключевыми факторами являются ветровой район строительства, высота здания, тип местности и несущая способность выбранного самореза. Для I–II ветровых районов расход составляет 1–2 шт./м², для V–VII — до 8 шт./м². При проектировании необходимо учитывать зонирование кровли (рядовая, краевая, угловая зоны) и применять соответствующие повышающие коэффициенты. Окончательное количество крепежа должно быть подтверждено расчётом в проектной документации.

Нормативные документы

СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*».
СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*».
ГОСТ 32603-2013 «Панели металлические трёхслойные с утеплителем из минеральной ваты. Технические условия».
ГОСТ Р 58389-2019 «Панели металлические трёхслойные с утеплителем из пенополиизоцианурата. Технические условия».
СП 17.13330.2017 «Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26-76».
СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87».

Категория товаров

Категория: Саморезы для профлиста и сэндвич панелей

Расчёт количества саморезов для крепления сэндвич-панелей на 1 м²