Communément appelées plaques encastrées ou composants en acier encastrés, les plaques de base en acier encastrées pour l'installation structurelle sont des connecteurs d'ancrage préfabriqués essentiels pour les nouvelles constructions acier-béton. Fabriqués en usine en soudant des barres d'ancrage à une plaque d'acier laminée à chaud, ils sont intégrés dans des poutres, des colonnes, des murs ou des fondations avant le coulage du béton, laissant la surface de la plaque exposée pour servir de base pour le soudage ultérieur. Contrairement aux ancrages chimiques ou à expansion post-installés, ces plaques encastrées s'appuient sur le béton entourant les barres d'ancrage pour réaliser un verrouillage mécanique et un transfert de charge. Ils offrent une résistance supérieure à la fatigue, une capacité portante élevée et garantissent l'absence de dommages structurels, répondant aux exigences de connexion dans une gamme complète de scénarios : des applications structurelles standard aux charges lourdes/dynamiques et aux environnements côtiers sujets à la corrosion.
L'ensemble complet de plaque de base en acier encastré se compose d'une plaque frontale et de barres d'ancrage arrière soudées, comprenant trois sections fonctionnelles : la plaque plate principale, le système d'ancrage porteur et les éléments de positionnement auxiliaires. Une fois encastrées, les barres d'ancrage sont entièrement enrobées de béton, tandis que la surface de la plaque exposée est soudée sur place aux corbeaux en acier, aux poutres en acier, à la charpente du mur-rideau ou aux supports de tuyaux. Cela crée une connexion rigide entre la structure en béton et en acier, facilitant le transfert de toutes les forces internes au niveau du joint. II. Capacités fonctionnelles sur site
1. Transfert de charge multidirectionnel : résiste simultanément à la compression verticale, au cisaillement horizontal et aux moments de flexion excentriques ; s'adapte aux charges cycliques telles que les opérations de démarrage/arrêt de la grue et les vibrations de l'équipement.
2. Connexion de nœud : remplace les corbeaux en béton coulés sur place ; simplifie la construction de joints acier-béton et standardise les interfaces de connexion.
3. Positionnement de précision : verrouille les axes d'installation et les élévations des structures en acier, empêchant ainsi le déplacement ou le désalignement ultérieur des composants en acier.
4. Support temporaire : sert de cales temporaires ou de supports de levage pour les composants en acier pendant la construction, réduisant ainsi le besoin d'échafaudages temporaires.
1. Plaques structurelles intégrées primaires : plaques épaisses Q235B/Q355B utilisées pour les nœuds porteurs critiques tels que les plaques de base de colonnes en acier, les connexions de poutres primaires/secondaires et les supports de poutres de grue ; nécessite des tests d’arrachement des soudures.
2. Plaques structurelles/secondaires intégrées : plaques minces standard de 8 à 12 mm utilisées pour les nœuds porteurs secondaires tels que les garde-corps, les plafonds suspendus, les supports utilitaires et l'ossature des murs extérieurs ; ne nécessite pas de test de capacité portante.
3. Plaques intégrées épaissies robustes : plaques principales épaissies de 16 à 30 mm avec nervures de renforcement ; utilisé pour les plates-formes d'équipement lourd et les supports de fondations soumis à des moments de flexion élevés.
1. Type de barre d'ancrage droite : type standard de l'industrie avec plusieurs barres d'acier rondes soudées verticalement à la surface de la plaque ; adapté aux nœuds à charge statique standard ; coût de fabrication le plus bas.
2. Type de barre d'ancrage à crochet en forme de L : Les barres d'ancrage sont dotées d'un coude à froid à 90° avec des longueurs de section droite conformes ; la résistance à l'arrachement a augmenté de 25 à 40 % ; utilisé pour les nœuds en porte-à-faux à haute tension.
3. Type renforcé composite : comporte des nervures de renforcement en acier plat supplémentaires à l'arrière et de petites plaques d'ancrage aux extrémités des barres d'ancrage ; capacité d'extraction augmentée de plus de 20 % ; adapté aux applications lourdes impliquant des vibrations intenses.
1. Type standard : plaque principale Q235B et barres d'ancrage HPB300 ; convient aux environnements intérieurs généraux et secs tels que les usines standards et les immeubles de bureaux.
2. Type robuste : plaque de base Q355B, barres d'ancrage HRB400E ; conçu pour les installations industrielles de longue portée, à charge élevée et équipées de grues.
Entièrement soudé, rectifié et pré-percé en usine ; prêt à être encastré directement sur site sans soudage ni traitement supplémentaire.
1. Plaques de base intégrées : Épaisseurs de 8/10/12/14/16/20/25/30 mm ; prend en charge les formes carrées, rectangulaires, circulaires et personnalisées ; Trous de boulons pré-percés et biseaux de soudure disponibles.
2. Barres d'ancrage : Diamètres courants de Φ12/14/16/18/20 mm ; disposés en ensembles de 4, 6 ou 8 selon un motif de grille uniforme ; profondeur d'encastrement effective ≥15d pour les barres droites ; section droite de barres à crochets ≥10d.
3. Composants de renforcement : Raidisseurs à barres plates et plaques d'ancrage d'extrémité (même matériau que la plaque de base) ; inclus uniquement avec les commandes lourdes.
1. Barres de positionnement : segments de barres d'armature courts soudés par points au bord de la plaque pour contrôler le déplacement horizontal et l'élévation de l'encastrement pendant le coulage du béton.
2. Entretoises en béton : blocs de plastique ou de ciment assurant une couverture de béton de 15 à 30 mm sous la plaque pour éviter la corrosion de la surface de la plaque.
3. Consommables de protection : autocollants antirouille et film protecteur PE pour la surface de la plaque afin d'éviter l'adhérence du coulis de ciment et la rouille superficielle.
4. Consommables de soudage correspondants : électrodes E43 pour Q235B ; Électrodes E50 pour Q355B ; spécifiquement pour les connexions de composants en acier sur site.
1. Garde-corps et supports utilitaires : plaque de base Q235B de 10 mm + 4 barres d'ancrage droites Φ14 HPB300 + barres de positionnement + entretoises en plastique.
2. Connexions de poutres en acier standard : plaque de base Q235B de 12 à 14 mm + 6 barres d'ancrage Φ16 HRB400E (options droites ou accrochées).
3. Poutres de grue et supports d'équipement : plaque principale Q355B de 16 à 20 mm + huit barres d'ancrage à crochets Φ18 + nervures de renforcement sur toute la longueur à l'arrière.
1. Contrôle de l'enrobage béton : L'enrobage béton au bas de la partie encastrée doit être strictement maintenu entre 15 mm et 30 mm ; une couverture insuffisante entraîne de la corrosion, tandis qu'une couverture excessive réduit la capacité portante de l'ancrage.
2. Espacement des barres d'ancrage : L'espacement centre à centre entre les barres d'ancrage adjacentes doit être ≥ 3d (diamètre de la barre) et ne doit pas être inférieur à 40 mm ; la distance entre les barres d'ancrage et le bord de la plaque doit être ≥1,5d pour éviter la déchirure du bord.
3. Spécifications de soudage : Le soudage d’angle continu double face est préféré ; pour le soudage sur un seul côté, la longueur effective de soudure doit être ≥5d et la taille de la patte de soudure ≥0,6 fois le diamètre de la barre d'ancrage.
4. Planéité de l'installation : La surface de la plaque doit affleurer la surface en béton finie ; l'écart d'élévation doit être ≤ ± 3 mm ; l'inclinaison ou les vides/espaces sous la plaque sont interdits.
Repères : plaques fixées avec des ancrages chimiques, plaques fixées avec des boulons à expansion et corbeaux en béton coulés sur place ; comparaison basée sur des problèmes d’ingénierie pratiques.
1. Stabilité à la fatigue : les plaques de base en acier intégrées pour l'installation structurelle comportent des barres d'ancrage entièrement encastrées dans le béton, transférant les charges via un verrouillage mécanique ; ils sont exempts de problèmes tels que le vieillissement de l'adhésif ou le desserrage des boulons et peuvent résister aux vibrations cycliques à long terme des équipements et des grues. En revanche, les adhésifs d'ancrage chimiques ont tendance à se fissurer après 5 à 8 ans en raison de l'exposition à l'humidité, et les boulons à expansion se desserrent facilement sous l'effet de vibrations à long terme.
2. Capacité portante : Pour les mêmes spécifications de section transversale, les plaques encastrées offrent une résistance à l'arrachement et au cisaillement > 35 % supérieure à celle des ancrages post-installés ; les composants post-installés ne peuvent pas répondre aux exigences de charge pour les supports de poutres de grue dépassant 10 tonnes.
3. Contrôle de la déformation de la plaque : la plaque d'acier solide transfère les charges uniformément, empêchant ainsi l'indentation locale ou la déformation sous pression ; les plaques post-installées reposent sur des points d'ancrage discrets, ce qui entraîne des charges concentrées qui provoquent facilement la flexion des plaques.
1. Efficacité de la construction : l'installation pré-encastrée se déroule de manière synchrone avec le coulage du béton civil, évitant ainsi toute interférence avec le calendrier de construction ultérieur de la structure en acier ; à l'inverse, les plaques post-installées nécessitent un perçage, un nettoyage des trous, une injection d'adhésif et un durcissement, un processus prenant trois fois plus de temps par unité, y compris une période de durcissement obligatoire de l'adhésif de 72 heures.
Intégrité structurelle : le pré-enrobage ne compromet pas le renforcement du béton existant ; Le forage après l'installation comporte un risque élevé de rupture des barres d'armature porteuses principales, créant ainsi des risques structurels permanents qui ne peuvent pas être corrigés ultérieurement.
Précision de l'assemblage : les plaques pré-encastrées sont positionnées via des contraintes de coffrage, garantissant un alignement axial droit et des écarts d'élévation constants dans les 3 mm ; les plaques post-installées reposent sur un alignement manuel, ce qui entraîne souvent des écarts supérieurs à 8 mm et nécessite des cales pour le nivellement.
Résistance à la corrosion et durabilité : seule la surface de la plaque exposée nécessite un traitement anticorrosion, car les barres d'ancrage arrière sont scellées de manière permanente contre l'humidité ; les ancrages et les trous de forage post-installés sont sujets à l'accumulation d'eau et à la rouille, avec des « angles morts » inaccessibles qui ne peuvent pas être traités.
Durée de vie : des plaques pré-encastrées conformes correspondent à la durée de vie du bâtiment (≥50 ans) et ne nécessitent aucune inspection de routine ; les composants post-installés nécessitent une réinspection des boulons et de l'adhésif tous les deux ans, ce qui entraîne des coûts O&M élevés.
Contraintes d'application : Convient uniquement aux nouvelles constructions ; le pré-encastrement est impossible pour les rénovations terminées ou les supports modernisés, ce qui nécessite des méthodes post-installation.
Faible tolérance aux erreurs initiales : la correction des erreurs de positionnement des plaques pré-encastrées est extrêmement difficile, nécessitant une démolition importante du béton et entraînant des coûts de reprise élevés.
Inconvénients de la logistique et du stockage : les produits finis sont volumineux et occupent beaucoup plus d’espace de stockage et de transport que les petites ancres.
Nouvelles structures acier-béton, charges lourdes/dynamiques ou installations de murs-rideaux par lots : donnez la priorité aux plaques d'acier pré-encastrées.
Rénovations de bâtiments existants ou rénovations sporadiques à faible charge : sélectionnez des plaques d'ancrage chimiques post-installées.
Vérifier les certificats de qualité d'origine du fabricant et les numéros de chaleur/lot pour les plaques d'acier et les barres d'armature ; effectuer des échantillonnages et des tests pour les propriétés mécaniques ; rejeter les plaques présentant des laminages, des fissures ou une corrosion profonde. Utilisez des meuleuses d'angle et le sablage pour éliminer la calamine et l'huile des zones de soudage, évitant ainsi les inclusions de scories et les soudures à froid. Empilez les matériaux primaires sur des supports surélevés dans des zones désignées, classées par spécifications, pour éviter la rouille causée par l'humidité du sol.
Utilisez des découpeurs et des cisailles plasma CNC pour la découpe de matériaux ; former des plaques irrégulières en un seul passage. Tolérances dimensionnelles internes : longueur et largeur ±2 mm ; déviation diagonale ≤3 mm. Éliminez manuellement les bavures de tous les bords coupés ; biseaux de soudage pré-usinés pour le soudage bout à bout des plaques sur site, garantissant que les angles de biseau sont strictement conformes aux spécifications du dessin.
Couper les barres à des longueurs fixes à l'aide de coupe-barres ; Tolérance de longueur ± 3 mm. Former tous les crochets en forme de L par pliage à froid à température ambiante (angle de courbure de 90°) ; le chauffage à la flamme est strictement interdit pour éviter les fissures de flexion. Assurez-vous que la section droite du crochet est au moins 10 fois supérieure au diamètre de la barre (10d) ; chanfreiner et ébavurer après pliage.
Coupez les nervures de raidissement et les petites plaques d'ancrage d'extrémité dans le même lot et la même qualité d'acier que les plaques principales pour garantir des coefficients de dilatation thermique cohérents et empêcher la déformation due aux contraintes de soudage. Maintenez une tolérance dimensionnelle uniforme de ± 2 mm et pré-appariez/catégorisez les composants avec les plaques principales.
Utilisez des gabarits de positionnement spécialisés pour sécuriser les barres d'ancrage, en veillant à ce que les écarts de distance et d'espacement des bords soient ≤ 3 mm. Faites correspondre strictement les consommables de soudage au métal de base (par exemple, Q235 avec des électrodes E43 ; Q355 avec des électrodes E50). Privilégiez le soudage d’angle double face et éliminez soigneusement les scories par la suite ; appliquer un soudage sur toute la longueur pour rigidifier les nervures et les petites plaques d'ancrage sur les composants robustes.
Corriger les déformations induites par le soudage à l'aide de vérins mécaniques (correction à froid) ; La correction thermique par flamme est interdite. Assurez-vous que la planéité de la plaque reste inférieure à 3 mm sur une portée de 2 m après correction. Meulez toutes les soudures et les angles vifs pour éliminer les arêtes vives, évitant ainsi d'endommager les films de protection sur site ou de blesser le personnel de construction.
1). Conditions intérieures sèches : nettoyage par sablage abrasif jusqu'à la qualité Sa2,5 ; application de deux couches de primaire anticorrosion époxy ; épaisseur totale du film sec ≥60μm.
2). Conditions extérieures/humides : Galvanisation à chaud complète ; épaisseur du revêtement de zinc ≥65μm pour les environnements standards.
3). Conditions côtières/très corrosives : galvanisation à chaud robuste ; épaisseur du revêtement de zinc ≥85μm ; meulage post-traitement pour éliminer les gouttes ou coulures de zinc en surface.
Comprend une revérification dimensionnelle, une inspection visuelle et des tests d'arrachement des soudures par lots (critères d'acceptation : pas de séparation des soudures et pas de déchirure du matériau de base des barres d'armature en acier). Chaque unité est marquée avec : le type de matériau, l'épaisseur de la plaque, les spécifications des barres d'armature d'ancrage et le type de traitement anticorrosion. Des protections d'angle en caoutchouc sont placées entre les plaques pour protéger de la pluie et de l'humidité ; les supports sont installés sur des composants extra-longs ou de forme irrégulière pour éviter toute déformation pendant le transport ; les certificats de matériaux et les rapports d'inspection d'usine sont inclus avec l'envoi.
1. Charge stable : répartition de charge multidirectionnelle équilibrée ; résistant aux vibrations et à la fatigue; adapté aux charges cycliques lourdes.
2. Construction efficace : encastrement synchronisé pendant les travaux de génie civil ; réduit le temps d'installation ultérieur de la structure en acier de plus de 30 %.
3. Personnalisation flexible : dimensions, formes, ouvertures et processus anticorrosion entièrement personnalisables.
4. Sécurité structurelle : Aucun dommage dû au forage du béton ; élimine les risques structurels cachés.
5. Économies sur les coûts du cycle de vie : faible entretien et durabilité élevée ; le coût total des nouveaux projets est inférieur de plus de 18 % à celui des méthodes d’ancrage post-installées.
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Qualité du matériau |
Résistance à la traction |
Limite d'élasticité |
Scénarios d'application |
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Q235B |
370～500MPa |
≥235MPa |
Structures générales, garde-corps, pipelines, joints en acier conventionnels |
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Q355B |
470～630MPa |
≥355MPa |
Poutres de grue, supports pour charges lourdes, joints à moment de flexion élevé sur longue portée |
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Catégorie des barres d'armature |
Résistance à la traction |
Limite d'élasticité |
Allongement après fracture |
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HPB300 |
≥420MPa |
≥300MPa |
≥25% |
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HRB400E |
≥540MPa |
≥400MPa |
≥16% |
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Article d'inspection |
Écart admissible |
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Longueur et largeur de la plaque d'acier |
±2mm |
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Diagonale de plaque d'acier |
≤3mm |
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Longueur des barres d'ancrage |
±3mm |
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Espacement des barres d’armature d’ancrage et distance des bords |
±3mm |
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Planéité de la plaque de portée 2m |
≤3mm |
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Élévation de la surface supérieure intégrée |
±3mm |
Norme pour la conception des structures en acier : GB 50017
Spécification technique pour le soudage des structures en acier : JGJ 81
Code de conception des structures en béton : GB 50010
Spécification technique pour les ancrages post-installés dans les structures en béton : JGJ 181
Atlas de conception standard pour les détails des connexions acier-béton : 22G522
1. Q1 : Comment la rouille superficielle apparaissant ultérieurement sur la plaque encastrée doit-elle être traitée ?
R : Pour les surfaces intérieures présentant une légère rouille superficielle, meulez simplement la zone et appliquez un apprêt au zinc pulvérisé à froid ; pour les tôles galvanisées extérieures présentant une perte de zinc localisée, appliquer un revêtement de réparation riche en zinc (épaisseur de film sec ≥ 60 μm) : il n'est pas nécessaire de renvoyer l'ensemble du composant à l'usine pour une nouvelle galvanisation.
2. Q2 : Comment choisir entre des barres d'ancrage droites et des barres d'ancrage à crochet ?
R : Utilisez des barres d'ancrage droites pour les charges statiques verticales et les forces de traction inférieures à 80 kN ; pour les balcons en porte-à-faux, les murs-rideaux extérieurs et les applications de poutres de grue impliquant des forces de traction latérales, utilisez exclusivement des barres d'ancrage à crochets à 90° pour éviter toute rupture par arrachement.
3. Q3 : Comment une plaque encastrée inclinée peut-elle être corrigée après le coulage du béton ?
R : Si l'écart est inférieur à 5 mm, il peut être nivelé et soudé à l'aide d'une plaque de cale ; si l'écart dépasse 5 mm et implique un basculement, le réalignement forcé est strictement interdit ; installez plutôt une plaque d'ancrage de renfort latéral pour répartir la charge et éviter la fissuration des joints.
4. Q4 : Le soudage de plaques encastrées galvanisées à chaud endommage-t-il le revêtement anticorrosion ?
R : Oui, la couche de zinc au niveau des points de soudure sera endommagée. Après soudage sur chantier, les points de soudure et les zones affectées thermiquement doivent subir un sablage suivi de l'application d'un revêtement riche en zinc ; sinon, les points de soudure seront les premiers à rouiller, probablement dans les trois ans.
5. Q5 : Les plaques de base en acier encastrées pour l'installation structurelle peuvent-elles être reliées aux formes de bord du platelage de sol composite ?
R : Oui. Les plaques encastrées standard de 12 mm peuvent être directement soudées sur site à la bride du coffrage de bord en acier sans adaptateurs supplémentaires, correspondant parfaitement aux détails de joint spécifiés dans l'atlas de conception standard 22G522.
6. Q6 : Pourquoi l'ancrage post-installé n'est-il pas recommandé pour les projets à charges lourdes ?
R : Sous des charges lourdes ou dynamiques, il existe un risque de rupture par fluage de l'adhésif. Les principaux instituts de conception nationaux interdisent explicitement l’ancrage post-installé des poutres de grue et des plates-formes d’équipement ; les plaques encastrées sont le seul choix conforme spécifié dans les dessins de conception.
Adresse
Parc logistique international des métaux de Tianjin, zone de développement économique de Jinan (zone Est), district de Jinan, Tianjin, Chine
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