ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры

Армирование плит, днищ и других подобных конструкций начинают с разметки мелом на основании положения продольных и поперечных стержней.

Затем раскладывают стержни и соединяют их между собой. Готовую сетку поднимают на подкладки для обеспечения защитного слоя. При двойном армировании вторую сетку собирают аналогично первой.

Армирование конструкций сетками и плоскими каркасами осуществляют, используя краны, которые обеспечивают подачу пакетов арматурыпри массе ее до 100 кг непосредственно к конструкции, а при массе более 100 кг — укладку в проектное положение.

Плоские арматурные каркасы устанавливаются в опалубкуи соединяются между собой распределительной арматурой. Рулонные или плоские сетки устанавливают в опалубку и закрепляют в проектное положение. Стыки сеток выполняют в основном внахлестку.

В направлении рабочих стержней нахлест сеток из гладких круглых стержней составляет l > 250 мм с расположением в зоне стыка не менее двух поперечных стержней. В сетках из арматуры периодического профиля наличие поперечных стержней в зоне стыка необязательно, но длина нахлеста должна быть равна l + 5 диаметров рабочих стержней. В направлении распределительных стержней сетки могут укладываться либо без нахлеста, либо внахлест или с установкой дополнительной сетки, перекрывающей место соединения основных сеток.

Армирование конструкций пространственными каркасами и армоблоками производится путем укладки их в полностью или частично установленную опалубку.

Предварительно выправляют и выверяют по проекту арматурные выпуски основания и наносят разбивочные оси. Затем краном с помощью стропов или траверс поднимают армоэлементы, устанавливают их в проектное положение по заранее выполненной разметке, выверяют и временно закрепляют растяжками. После этого подгоняют и соединяют арматурные выпуски, освобождают стропы крана.

Арматурные стержни, сетки, каркасы и другие элементы при установке в конструкцию соединяют на сварке (электродуговая и контактная), связывают проволокой, закрепляют пружинными или пластмассовыми фиксаторами.

Рис. 6.12. Способы соединения арматурных стержней: а — стыковка стержней ручной электродуговой сваркой: I — с накладками и двусторонними швами; II — то же, с односторонними швами; III — внахлестку; б — дуговая сварка с принудительным формированием шва крестообразных горизонтальных соединений стержней; в — то же, горизонтального с вертикальным; г — контактная точечная сварка при соединении стержней внахлестку; д — то же, при крестообразном соединении; е — вязка проволокой пересечений стержней: 1 — в начале сваривания: II — то же, в конце; I — соединяемые стержни; 2 — круглые накладки; 3 — электроды; 4 — инвентарные (медные или графитовые) формы; 5 — вязальная проволока; ж — соединение стержней в пересечениях пружинными фиксаторами: I — заводка фиксатора; II — фиксатор в рабочем положении; I — пружинные фиксаторы; з — пластмассовые фиксаторы: I — соединение параллельных стержней; II, III — то же, пересекающихся стержнейУсловные обозначения: h — величина осадка стержней; а — толщина соединения; в’ и в” — вмятины соответственно нижнего и верхнего стержней; г — грат; d’ и d” — диаметры соответственно нижнего и верхнего свариваемых стержней; lн — длина нахлеста

Соединение стержней по длине электродуговой сваркой (кроме стыковой сварки) делают внахлестку или с накладками (рис. 6.12, а).

Соединение внахлестку с одно- или двусторонней сваркой швов применяется для арматуры диаметром не менее 20 мм. Общая длина шва определяется по расчету. Соединение с накладками используется практически при всех диаметрах арматуры.

Для выполнения крестообразных соединений арматурных стержней диаметром более 10 мм применяют ручную дуговую электросварку в медных или графитовых формующих элементах (рис. 6.12, б).

Контактная сварка используется для соединения арматурных стержней как по длине, так и поперек. При соединении по длине концы стержней сначала накладывают одни на другой внахлестку на 1..1,5 диаметра арматуры, а затем в процессе сварки осаживают до соосного положения стержней (рис.6.12, г).

При крестообразном соединении величину осадки стержней принимают около 0,5 диаметра стержня с меньшей площадью (рис. 6.12, д). Контактную сварку выполняют с помощью мобильных стыковых машин.

Ручную вязку арматуры проволокой применяют при небольших объемах работ или в случаях, когда контактная и дуговая электросварка не допускается.

Проволочные узлы вяжут с помощью арматурных кусачек или крючками (рис. 6.12, е). Для вязки используется мягкая проволока диаметром около 1 мм.

С целью ускорения соединения стержней применяют пружинные проволочные фиксаторы диаметром 1,6…2,8 мм, с их помощью выполняются одно- и двусторонние соединения (рис. 6.12, ж).

В ЦНИИОМТП разработаны способы соединения параллельных и пересекающихся стержней с помощью пластмассовых фиксаторов (рис. 6.12, з), которые одновременно фиксируют толщину защитного слоя бетона.

Для обеспечения требуемой толщины защитного слоя при армировании в качестве фиксаторов используются прямоугольные плитки из бетона или раствора, арматурные упоры, подставки и др.

В предварительно напряженных железобетонных конструкциях для армирования применяют стержни, проволоку и пакеты из нее, проволочные пучки и канаты. Используют два способа натяжения арматуры: на упоры и на бетон.

В условиях строительной площадки чаще всего производят натяжение на бетон. При этом способе применяют арматуру из пучков проволоки. Для закрепления и натяжения проволочной арматуры применяют анкеры различной конструкции: конический, гильзовый, стаканный и глухой.

В процессе бетонирования конструкции в ней устраивают каналы диаметром на 10…15 мм больше диаметра пропускаемого арматурного пучка. При длине арматуры до 10 м натяжение ее производят с одного конца, при длине более 10 м — с двух концов. Для обеспечения монолитности конструкции и защиты арматуры от коррозии канал замоноличивают, нагнетая в него цементный раствор не ниже М300.

Предварительное натяжение арматуры резервуаров и других цилиндрических сооружений производят специальными навивочными машинами, которые обтягивают арматурой стенки сооружений снаружи после набора бетоном проектной прочности. По окончании навивки арматуры наружные поверхности стен торкретируют или штукатурят высокопрочным цементным раствором.

В современном строительстве существуют разные способы соединения арматуры: механический; при помощи сварки; внахлест без применения сварки. ПРЕИМУЩЕСТВА МЕХАНИЧЕСКОЙ СТЫКОВКИ Данный способ является наиболее выгодным, соответственно, и наиболее часто используемым. Если сравнить процесс механического соединения арматуры со стыковкой арматуры внахлест, то главное преимущество здесь заключается в том, что не происходит значительная потеря материала. Стыковка внахлест приводит к потере определенного количества арматуры (примерно 27%). Если сравнивать механическое соединение арматуры со стыковкой при помощи сварки, то в этом случае выигрывает скорость работы, на которую затрачивается намного меньше времени. К тому же, сварку должны выполнять только профессиональные сварщики, чтобы избежать некачественной работы, которая в будущем способна привести к негативным последствиям. В итоге, если проводить механическую стыковку, можно значительно сэкономить на оплате труда квалифицированных мастеров. Еще в результате такого способа соединения получается достаточно прочная конструкция. Получить равнопрочное соединение, используя этот метод, можно при различных погодных условиях и в любое время года. ПРОЦЕСС МЕХАНИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРЫ Схема армирования фундамента с ребрами жесткости: 1 – Сетка из рабочей арматуры, 2 – Вертикальная арматура. Для осуществления стыковки арматуры механическим способом понадобится соответствующий инструмент – гидравлический пресс. Из материалов потребуется: прессованная и резьбовая муфта; прутья арматуры. Технология механического соединения достаточно простая и заключается в следующем: на арматурный стержень надевается стальная муфта; она обжимается гидравлическим прессом; для второго стержня процесс снова повторяется. В результате времени на создание механического соединения уходит очень мало. Вместо соединительных муфт допускается использование толстостенных стальных труб или муфт, которые имеют перегородку по центру, что значительно упрощает монтаж. Прочная механическая стыковка возможна для арматурных прутьев разного диаметра. Это осуществляется благодаря наличию сменных штампов в гидравлическом прессе. Для выполнения данного вида стыковки не нужна помощь профессионалов, справиться с задачей сможет практически каждый. Но существует одно важное условие: работу должны выполнять сразу два человека. СТЫКОВКА АРМАТУРЫ ПРИ ПОМОЩИ СВАРКИ Несмотря на популярность механической стыковки, соединение арматуры при помощи сварки тоже не менее востребовано в строительстве. Существует несколько способов дуговой сварки: протяженными швами; многослойными швами без применения других технологических элементов; с принудительным образованием шва; точечная. Для выполнения этого вида работы понадобятся следующие инструменты: сварочный аппарат; электродержатели; щитки; защитные стекла; молоток, зубило; металлические щетки; шлакоотделитель; стальная линейка; отвес, клеймо. Основной рабочий материал – арматура. Сварка арматуры протяженными швами используется для соединения горизонтальных и вертикальных стержней. Такой вид стыковки возможен с накладками или внахлест. Внахлест соединение выполняется протяженными швами, но возможен вариант с применением и дуговых точек. Также есть возможность соединять арматурные стержни с короткой и длинной нахлесткой или двусторонним и односторонним швом. Сварные стыки накладок с арматурными стержнями бывают короткими или длинными. При этом разрешается смещать накладки по длине. Сварка арматуры выполняется различными фланговыми швами. В процессе сварки двусторонними швами во время наложения второго с другой стороны соединения иногда возникают горячие продольные трещины. Для предупреждения их появления необходимо тщательно подбирать тип электродов и строго выдерживать технологический режим сварки. Сварные протяжные швы бывают многопроходными или однопроходными, это зависит от диаметра стыкуемых стержней. Ток для дуговой сварки выбирается в зависимости от вида электродов. Важно учитывать одно условие: в процессе сварки арматуры, расположенной в вертикальном положении, тока необходимо на 10-20% меньше, чем для стержней в горизонтальном расположении. При наличии высококвалифицированных сварщиков или при небольших объемах работы часто используется для стыковки арматуры сварка многослойными швами без применения формующих элементов. Данный способ больше всего подходит для соединения арматуры, расположенной в вертикальном виде. Углы скосов, их направление, притупление и размеры, формы разделки, зазоры между стержнями являются стандартными. Сварка арматуры многослойными швами выполняется при помощи одиночного электрода. Сварочный шов сначала накладывается с одной стороны разделки, а потом на всю ширину – с другой. Во время заплавления разделки необходимо периодически очищать от шлака наплавленный металл. Режим для данного вида сварки устанавливается тот, который указан в паспортных данных электродов. В этом случае они обычно применяются с фтористокальциевым покрытием. ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА И С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ ШВА Иногда строительный проект предусматривает проведение сварных швов крестовых соединений арматуры с формированием принудительного шва. Для подобных арматурных изделий применяются стержни из стали, имеющие диаметр 14-40 мм. Предварительно они собираются в кондукторах, что обеспечивает их плотное примыкание друг к другу. Еще можно зафиксировать стержни при помощи прихваток сваркой. Но важно учитывать, что прихватки и кондукторы не должны препятствовать установлению формующих элементов. Но бывает так, что на многих строительных площадках в процессе возведения монолитных конструкций из железобетона в виде арматурных изделий используются каркасы и сетки, которые изготавливаются на месте. В них присутствует масса разнообразных крестовых соединений, которые соединяются при помощи точечной дуговой сварки. Использование многих марок стали ограничено по причине особенности процесса сварки. Когда она проводится точечно, в контактах крестовых соединений стержней довольно быстро от наплавленного металла отводится теплота, что провоцирует местное закаливание стали, в результате чего она становится хрупкой. К указанному термическому воздействию особенно чувствительны низкоуглеродистые и среднеуглеродистые арматурные стали. СТЫКОВКА ВНАХЛЕСТ БЕЗ СВАРКИ Наиболее распространенную арматуру класса А400 А-III соединять, используя сварку, нельзя. Для того чтобы ее состыковать, используется еще один способ, при котором такая работа не используется. Соединение осуществляется благодаря стандартным крюкам или лапкам. В процессе такого метода стыковки расходуется больше материала. Но, что довольно удобно, не требуется дополнительное оборудование, инструменты и материалы. Нахлест стержней арматуры осуществляется на длину, которая способна обеспечить передачу расчетных усилий от одного стержня к другому. Стыки арматуры, соединяемые внахлест, должны быть равны длине перепуска, величина которого обозначена в СниП 52-01-2003. В вышеуказанном пособии указаны определенные варианты соединения стержней арматуры внахлест без сварки. Возможна стыковка: прямых концов стержней периодических профилей; прямых концов стержней с установкой, которая расположена на длине нахлестки или с приваркой; загибов на концах (лапок, петлей, крюков). Данные виды соединения применимы для соединения арматуры, имеющей номинальный диаметр до 40 мм. Гладкая арматура, которая работает на растяжение, соединяется при помощи крюков, петель, приваренных поперечных стержней или специальных анкерных устройств. #арматура@stroyka_vk #армирование@stroyka_vkКонтакты:

Адрес: Товарная, 57-В, 121135, Москва,

Телефон:+7 971-129-61-42, Электронная почта: [email protected]

Опубликовано 26.11.2017, автором Aleksey, в разделе Утепление многоэтажного домаАрматура– основа строительных конструкций, для которых важен повышенный уровень безопасности. Ее качество и характеристики должны быть высокими и соответствовать таким критериям как: прочность, максимальная шарнирность, устойчивость к коррозии, соответствие ГОСТу.Жесткость каркасов из арматуры обеспечивается соединением между собой стержней.

При этом, на будущую крепость сооружения прочностьскрепления не влияет.Самое важное, чтобы это крепление удерживало арматуру и не искажало форму будущей конструкции. Все правила, нормы и типы соединений описаны в ДСТУ. Их четкое выполнение сводит к минимуму риски эксплуатации несущих конструкций в дальнейшем.Выделяют следующие способысоединенияарматуры: сварочные, резьбовые механические, обжимные муфты, соединения «внахлест».

Способы соединения арматуры без сварки

Выбор типа стыка производят с учетом имеющегося оборудования, назначения конструкции, вида арматуры, расположения стержнейв строении, диаметра стержней, удобства укладки бетона.

В Украине с 2008 года применяется механическоесоединение арматуры, т.

е. ее стыковка с помощью обжимных муфт(«строительство без сварки»). Данная технологияимеет ряд преимуществ при строительствесооружений и зданий из монолитного железобетона, в том числе:

скорость выполнения соединения зависит от наличия оборудования, а не от навыка рабочего;универсальность расположения соединения в пространстве (горизонтальный, вертикальный, наклонный);возможность соединять арматуру разной длины, что позволяет минимизировать перерасход материала;не требуются высококвалифицированные сварщики;простота контроля качества работ и т.д.

Резьбовыесоединенияарматуры имеют свои преимущества и особенности, среди которых:

широкая область применения;сокращение времени монтажа;надежностьсоединения арматуры;уменьшение расходов на электроэнергию и т.д.

Соединение арматуры внахлест

Нахлестарматуры – простой и надежный вариант ее стыковки, гарантирующий длительную эксплуатацию фундаментаили другого сооружения из бетона. Данное соединениепредназначено для перераспределения сжимающих и растягивающих нагрузок. Этот метод требует соблюдения определенных правил:

лучшая точка для нахлеста – место с наименьшим напряжением конструкции;наложение отрезков друг на друга не должно быть менее 50 см.;образующие нахлест отрезки должны быть по максимуму близко друг к другу;нельзя допускать нахождения рядом нескольких нахлестов.

Соединение арматуры внахлестбез сварки производится с помощью вязальной проволоки.

Если диаметр элементов создаваемой системы не более 20мм, целесообразно выполнять нахлест арматуры при сварке.Данный метод более дорогой, из-за высокой стоимости металлических стержней свариваемого класса.

Соединения арматуры

По длине стержни горячекатаной арматуры в обычном железобе­тоне соединяются, как правило, с помощью сварки независимо от способа образования каркаса.

Все сварные соединения в зависимости от места их выполнения делятся на:

— сварные соединения, выполняемые в заводских условиях;

— сварные соединения, выполняемые в условиях стройплощадки.

Сварные соединения, выполняемые в заводских условиях.

Разли­чают два основных их типа:

А. Контактная электросварка встык (или контактная стыковая электросварка) предназначена для соединения заготовок арматур­ных стержней, приварки к стержням коротышей большего диаметра и т. п. Выполняется на специальных сварочных машинах. Прочность такого соединения по­лучается даже выше, чем прочность самих стыкуемых стержней. Этим способом может производиться соединение стержней диамет­ром от 10 до 80 мм.

Рис. 3.5. Сварные стыковые соединения арматуры: а —

контакт­ная электросварка встык; б — дуговая ванная сварка в инвентарной форме; в — дуговая сварка с накладками с четырьмя фланговыми швами; г — то же, с двумя фланговыми швами; д — размеры свар­ного шва; е — сварное соединение в тавр стержней с пластиной; ж — сварное соединение внахлёстку стержня с пластиной

При соединении стержней арматуры классов A240, А300, A400, А500, A600, А800, A1000 разных диаметров должно соблюдать­ся условие d1 /d2 ≥

0,85.

Б

. Контактная точечная электросварка используется для соеди­нения отдельных стержней в местах их пересечения при изготов­лении сеток и каркасов, В этих случаях применяют стержневую арматуру классов A240, A300, A400 и проволочную класса В500. Качество точечной электросварки зависит от соотношения диа­метров свариваемых поперечных и продольных стержней. Оно должно быть в пределах
d1 /d2 =
0,25…1.

Сварные соединения, выполняемые в условиях стройплощадки.Ограничимся рассмотрением двух типов таких соединений.

А

. При монтаже арматурных изделий и сборных железобетон­ных конструкций для соединения встык как горизонтальных, так и вертикальных стержней (или выпусков) арматуры классов A240, A300, A400 диаметром 20 мм и более применяют электродуговую ванную сварку в съёмных инвентарных медных формах или на стальной скобе-подкладке (рис. 3.5б). Принцип электродуговой сварки осно­ван на образовании электрической дуги между свариваемым метал­лом и электродом. В зазор 10… 15 мм между свариваемыми стерж­нями помещается гребёнка электродов. При прохождении электри­ческого тока между гребёнкой и формой возникает электрическая дуга. В результате этого образуется ванна расплавленного метал­ла, которая разогревает и плавит торцы стыкуемых стержней. При этом расплавленный металл электродов и стержней образует свар­ной шов.

Б

. Если диаметр соединяемых стержней менее 20 мм, то при­меняют дуговую сварку стержней четырьмя фланговыми швами с использованием круглых накладок (рис. 3.5 в). Этим способом мо­гут соединяться стержни диаметром от 10 до 80 мм, начиная от класса A240 до класса A500 включительно. Допускается применять и односторонние сварные швы с удли­нёнными накладками (рис. 3.5. г). При этом должны быть соблюде­ны следующие требования к размерам сварного шва:
b≥
10 мм и
b≥
0,
5d
;
h ≥
4 мм и
h ≥
0,
25d,
где
b —
ширина шва;
h
— глубина шва (рис. 3.5
д
).

Соединение стержней в тавр с пластиной толщиной δ

= 0,75d (из листовой или полосой стали) выполняют автоматической дуговой сваркой под флюсом (рис. 3.5е). Соединение внахлёстку арматур­ных стержней диаметром 8…40 мм с пластиной или плоскими эле­ментами проката выполняют дуговой сваркой фланговыми швами (рис. 3.5 ж).

Сварные соединения способствуют рациональному расходу стали и использованию отходов арматуры.

Стыки арматуры внахлёстку без сварки.

Стержневую армату­ру классов A240, А300, A400 допускается соединять внахлёстку без сварки с перепуском концов стержней на 20…50 диаметров в тех ме­стах железобетонных элементов, где прочность арматуры исполь­зуется не полностью. Однако такой вид соединения стержневой ар­матуры вследствие излишнего расхода стали, и несовершенства кон­струкции стыка применять не рекомендуется.

Внахлёстку можно выполнять стыки сварных и вязаных карка­сов и сеток в направлении рабочей арматуры (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры: а — при гладких стержнях, когда поперечные стержни расположе­ны в одной плоскости; б, в — то же, когда поперечные стержни рас­положены в разных плоскостях; г — при стержнях периодического профиля, когда в пределах стыка поперечные стержни отсутствуют в одной из стыкуемых сеток; д

— то же, когда в пределах стыка поперечные стержни отсутствуют в обеих стыкуемых сетках;
l
— длина перепуска сеток;
d, d1
— соответственно диаметры рабочей и распределительной арматуры

При этом диаметр рабочей арматуры должен быть не более 36 мм. Длина пе­репуска (нахлёстки) стыкуемых стержней, каркасов, сеток в рабо­чем направлении определяется расчётным путём.

Поперечные стержни соединяемых сеток могут располагаться в разных плоскостях (рис. 3.6б, в) или в одной плоскости (рис. 3.6а). В каждой из соединяемых в растянутой зоне сеток на длине нахлёст­ки должно быть расположено не менее двух поперечных стержней, приваренных ко всем продольным стержням сеток. Такие же типы стыков применяются и для стыковки внахлёстку сварных каркасов с односторонним расположением рабочих стержней из всех видов ар­матуры; при этом на длине стыка устанавливают дополнительные хомуты или поперечные стержни с шагом не более 5 диаметров про­дольной арматуры. Если рабочей арматурой сеток являются стерж­ни периодического профиля, то одна из стыкуемых сеток или обе сетки в пределах стыка выполняются без приваренных поперечных стержней (рис. 3.6г, д).

В вязаных сетках и каркасах соединение стержней между собой осуществляется с помощью вязальной (ото­жжённой) проволоки диаметром 0,8…1 мм.

По длине стержни горячекатаной арматуры в обычном железобе­тоне соединяются, как правило, с помощью сварки независимо от способа образования каркаса.

Все сварные соединения в зависимости от места их выполнения делятся на:

— сварные соединения, выполняемые в заводских условиях;

— сварные соединения, выполняемые в условиях стройплощадки.

Сварные соединения, выполняемые в заводских условиях.

Разли­чают два основных их типа:

А. Контактная электросварка встык (или контактная стыковая электросварка) предназначена для соединения заготовок арматур­ных стержней, приварки к стержням коротышей большего диаметра и т. п. Выполняется на специальных сварочных машинах. Прочность такого соединения по­лучается даже выше, чем прочность самих стыкуемых стержней. Этим способом может производиться соединение стержней диамет­ром от 10 до 80 мм.

Рис. 3.5. Сварные стыковые соединения арматуры: а —

контакт­ная электросварка встык; б — дуговая ванная сварка в инвентарной форме; в — дуговая сварка с накладками с четырьмя фланговыми швами; г — то же, с двумя фланговыми швами; д — размеры свар­ного шва; е — сварное соединение в тавр стержней с пластиной; ж — сварное соединение внахлёстку стержня с пластиной

При соединении стержней арматуры классов A240, А300, A400, А500, A600, А800, A1000 разных диаметров должно соблюдать­ся условие d1 /d2 ≥

0,85.

Б

. Контактная точечная электросварка используется для соеди­нения отдельных стержней в местах их пересечения при изготов­лении сеток и каркасов, В этих случаях применяют стержневую арматуру классов A240, A300, A400 и проволочную класса В500. Качество точечной электросварки зависит от соотношения диа­метров свариваемых поперечных и продольных стержней. Оно должно быть в пределах
d1 /d2 =
0,25…1.

Сварные соединения, выполняемые в условиях стройплощадки.Ограничимся рассмотрением двух типов таких соединений.

А

. При монтаже арматурных изделий и сборных железобетон­ных конструкций для соединения встык как горизонтальных, так и вертикальных стержней (или выпусков) арматуры классов A240, A300, A400 диаметром 20 мм и более применяют электродуговую ванную сварку в съёмных инвентарных медных формах или на стальной скобе-подкладке (рис. 3.5б). Принцип электродуговой сварки осно­ван на образовании электрической дуги между свариваемым метал­лом и электродом. В зазор 10… 15 мм между свариваемыми стерж­нями помещается гребёнка электродов. При прохождении электри­ческого тока между гребёнкой и формой возникает электрическая дуга. В результате этого образуется ванна расплавленного метал­ла, которая разогревает и плавит торцы стыкуемых стержней. При этом расплавленный металл электродов и стержней образует свар­ной шов.

Б

. Если диаметр соединяемых стержней менее 20 мм, то при­меняют дуговую сварку стержней четырьмя фланговыми швами с использованием круглых накладок (рис. 3.5 в). Этим способом мо­гут соединяться стержни диаметром от 10 до 80 мм, начиная от класса A240 до класса A500 включительно. Допускается применять и односторонние сварные швы с удли­нёнными накладками (рис. 3.5. г). При этом должны быть соблюде­ны следующие требования к размерам сварного шва:
b≥
10 мм и
b≥
0,
5d
;
h ≥
4 мм и
h ≥
0,
25d,
где
b —
ширина шва;
h
— глубина шва (рис. 3.5
д
).

Соединение стержней в тавр с пластиной толщиной δ

= 0,75d (из листовой или полосой стали) выполняют автоматической дуговой сваркой под флюсом (рис. 3.5е). Соединение внахлёстку арматур­ных стержней диаметром 8…40 мм с пластиной или плоскими эле­ментами проката выполняют дуговой сваркой фланговыми швами (рис. 3.5 ж).

Сварные соединения способствуют рациональному расходу стали и использованию отходов арматуры.

Стыки арматуры внахлёстку без сварки.

Стержневую армату­ру классов A240, А300, A400 допускается соединять внахлёстку без сварки с перепуском концов стержней на 20…50 диаметров в тех ме­стах железобетонных элементов, где прочность арматуры исполь­зуется не полностью. Однако такой вид соединения стержневой ар­матуры вследствие излишнего расхода стали, и несовершенства кон­струкции стыка применять не рекомендуется.

Внахлёстку можно выполнять стыки сварных и вязаных карка­сов и сеток в направлении рабочей арматуры (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры: а — при гладких стержнях, когда поперечные стержни расположе­ны в одной плоскости; б, в — то же, когда поперечные стержни рас­положены в разных плоскостях; г — при стержнях периодического профиля, когда в пределах стыка поперечные стержни отсутствуют в одной из стыкуемых сеток; д

— то же, когда в пределах стыка поперечные стержни отсутствуют в обеих стыкуемых сетках;
l
— длина перепуска сеток;
d, d1
— соответственно диаметры рабочей и распределительной арматуры

При этом диаметр рабочей арматуры должен быть не более 36 мм. Длина пе­репуска (нахлёстки) стыкуемых стержней, каркасов, сеток в рабо­чем направлении определяется расчётным путём.

Поперечные стержни соединяемых сеток могут располагаться в разных плоскостях (рис. 3.6б, в) или в одной плоскости (рис. 3.6а). В каждой из соединяемых в растянутой зоне сеток на длине нахлёст­ки должно быть расположено не менее двух поперечных стержней, приваренных ко всем продольным стержням сеток. Такие же типы стыков применяются и для стыковки внахлёстку сварных каркасов с односторонним расположением рабочих стержней из всех видов ар­матуры; при этом на длине стыка устанавливают дополнительные хомуты или поперечные стержни с шагом не более 5 диаметров про­дольной арматуры. Если рабочей арматурой сеток являются стерж­ни периодического профиля, то одна из стыкуемых сеток или обе сетки в пределах стыка выполняются без приваренных поперечных стержней (рис. 3.6г, д).

В вязаных сетках и каркасах соединение стержней между собой осуществляется с помощью вязальной (ото­жжённой) проволоки диаметром 0,8…1 мм.

Технологии сварки арматуры

Прочность несущего каркасаявляется гарантией долговечности возведенного на нем сооружения. Сварка дает монолитное крепкое соединение и чаще всего используется для возведения несущих конструкций.

Все позиции по сварке арматурных конструкций изложены в ГОСТ 14098-91. В зависимости от конкретной ситуации применяется определенная технология сварки арматуры, а именно:

контактная стыковая,электродуговая,контактная точечная,ванная,продольными швами.

Бывают случаи, когда допускается несколько способов сварки арматуры. Тогда выбирают самый надежный или самый простой.

Чаще всего для разнообразных углеродных и легированных сталей применяют эл. дуговуюсварку с использованием плавящегося в дуге электрода.

На заводах и в цехах сварка сложных конструкций выполняется при помощи сварочной колонны(вертикальная стойка, вмонтированная в пол или на колесной основе), с горизонтальной стрелой, на конце которой прикреплено сварочное оборудование. Такое оборудование можно использовать и при ручнойсварке, но чаще это составная часть большого сварочного комплекса.

Для изготовления и ремонта предметов из низкоуглеродистых сталей, толщина которых 1 – 5 мм, а также для сварки тонкостенных сосудов, сварке заплат, трещин и в других случаях используется газоваясварка. Ею можно воспользоваться для соединения практически всех металлов, которые используются в технике.

Важно помнить, что для сварки предназначены только марки арматуры с индексом «С». Другой материал варить не следует, это приведет к уменьшению прочности конструкции в месте сварки. Такую арматуру используют при монтаже конструкций, где применяется вязка.

Разновидности муфтовых креплений

Являясь основным звеном инновационного метода монтажа, муфты для соединения арматуры эффективно устраняют локальные стыки. Муфтовый принцип востребован и положительно зарекомендовал себя при возведении многоэтажных объектов, мостов и электрических станций.

Системы крепления арматурных прутков предусматривают различные способы фиксации элементов каркаса:

• Муфтовый узел с внутренней резьбой конического сечения, позволяющий соединять в одно целое арматурные стержни диаметром 12-50 мм.
• Обжимной (безрезьбовой) блок на базе цельного трубчатого элемента, фиксирующий стержни под воздействием специальных фрикционных накладок. Данный способ применяется при необходимости фиксации встроенной в конструкцию арматуру.
• Муфтовая система с двумя стопорящими гайками, фиксирующими винтообразные стержни. Применяется для несущих нагрузку стержней и отличается компактностью. Несмотря на минимальные размеры, муфты данного типа качественно соединяют прутки.

В зависимости от диаметра стержней, соединительные элементы разделяются на типы:

• стандартный вид крепления, позволяющий объединять прутки, соответствующие по диаметру;
• соединения переходного вида, фиксирующие стержни, отличающиеся по размеру сечения;
• комбинированный, позиционный вид крепления.

Муфта для соединения арматуры не требует лишних крепежных элементов

Сварка арматуры встык

Сварка встык– вид контактной сварки, когда свариваются торцы стержней, которые соединяются в продольном направлении. В строительных работах стыковка арматуры сваркой применяется при изготовлении каркасов, сеток, решеток, для соединения стержней.

Контактная сваркаосновывается на нагреве соединяемых деталей теплом, выделяемым при протекании через контакт деталей электрического тока, и преодолении сопротивления данного контакта.

Если обварить просто два конца, соединенных прямыми торцами, то соединение не будет отвечать требованиям по прочности, поэтому для сварки встык применяется ванная технология.

Суть этой технологии заключается в том, что концы арматуры погружают в металлическую форму, напоминающую обычную ванну. Далее соединяемые концы расплавляют электродом. Ванночка заполняется расплавленным металлом, скрепляя два прута монолитным единым стержнем толщиной, определяемой размерами ванночки.

Сварка арматуры многослойными швами

Многослойные швы применяют, когда необходима проварка толстого материала, который не всегда можно соединить одним слоем, а также для уменьшения зоны термического влияния.

У сваркимногослойных швов есть свои особенности. Так, после выполнения сварки одного слоя необходима его очистка от шлака, после этого сваривается следующий слой. Завершающий слой выступает в качестве выпуклости и термообрабатывает предыдущие слои, это повышает качество металла шва.

Сварку арматуры многослойными швами выполняют с помощью одиночного электрода. Сначала шов накладывают с одной стороны разделки, далее на всю ширину.

Контроль качества соединения арматуры

Качество соединений арматуры, элементов закладных деталей обеспечивается путем контроля качества арматурной стали, сварочных материалов, оборудования, а также путем приемочного и текущего контроля состояния соединений и закладных деталей.

Контролькачества оборудования и материалов осуществляется до начала выполнения работ. Текущий контроль проводится на всех этапах производства соединений, и включает:

проверку подготовки элементов закладных деталей, самой арматуры;проверку подготовки соединений к сварке;проверку правильности режима сварки; периодический контроль в процессе выполнения.

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Комплексная оценка в баллах эксплуатационных качеств сварных соединений (прочность, пластичность, ударная вязкость, металлографические факторы и др.) в зависимости от типа соединения и способа сварки, марки стали и диаметра арматуры, а также температуры эксплуатации (изготовления) при статических нагрузках приведена в табл. 31. При оценке эксплуатационных качеств при многократно повторяемых нагрузках значения баллов следует ориентировочно снижать на один по сравнению с принятыми значениями при статических нагрузках. При этом дополнительно следует пользоваться нормативными документами на проектирование железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения.

Баллы для сварных соединений арматуры назначены из условия соблюдения регламентированной технологии изготовления арматурных и закладных изделий. Для сварных соединений горячекатаной арматурной стали:

5 — гарантируется равнопрочность исходному металлу и пластичное разрушение;

4 — сварное соединение удовлетворяет требованиям ГОСТ 5781, предъявляемым к стали в исходном состоянии;

3 — сварное соединение удовлетворяет требованиям ГОСТ 10922, предъявляемым к сварным соединениям.

Для сварных соединений термомеханически упрочненной арматурной стали:

5 — сварное соединение удовлетворяет требованиям ГОСТ 10884, предъявляемым к стали в исходном состоянии, и характеризуется пластичным разрушением;

4 — временное сопротивление разрыву сварного соединения может быть ниже нормируемого по ГОСТ 10884 до 5 %;

3 — временное сопротивление разрыву сварного соединения может быть ниже нормируемого по ГОСТ 10884 до 10 %.

Оценка эксплуатационных качеств сварных соединений при статической нагрузке

Таблица 31

НД

Примечания:

1. Эксплуатационные качества всех типов сварных соединений арматуры класса А-I марок Ст3сп и Ст3пс должны оцениваться также, как арматуры класса А-II марки 10ГТ, а класса А-I марки Ст3кп — как арматуры класса А-II марки Ст5сп и Ст5пс.

2. Эксплуатационные качества крестообразных соединений проволочной арматуры классов Вр-I и Вр-600 настоящим приложением не регламентируют в связи с отсутствием требований к химическому составу стали. Требования к качеству таких соединений приведены в ГОСТ 10922.

3. Арматура класса А-II марки 10ГТ может применяться до температуры минус 70 °С включ.

4. Сварные соединения арматуры класса aт-vck оценивают на один балл ниже соединений из арматуры класса aт-v при температуре эксплуатации до минус 40 °С включ.

5. Сварные соединения С16 — Мо, С18 — Мо и Н4 — Ка оценивают на один балл ниже соединений, приведенных в той же группе.

6. Буквы НД, ТН и НЦ соответственно обозначают, что соединения к применению не допускаются, соединения технологически невыполнимы и соединения, применение которых нецелесообразно.

Роль арматуры и ее соединений в строительстве

Все возрастающие темпы строительства способствуют увеличению объемов производства арматурного проката. В последние годы с производства арматуры сняты все технологические ограничения. Металлурги готовы производить арматурную продукцию, которая будет эффективно использована в строительстве.

При соединении арматуры всех видов способ соединения выбирается с учетом свариваемости стали, условий эксплуатации, требований по технологии изготовления согласно действующим нормативным документам.

Различные способы соединения арматуры

Преимущества механической стыковкиПроцесс механического соединения арматурыСтыковка арматуры при помощи сваркиСварка многослойными швамиТочечная сварка и с принудительным формированием шваСтыковка внахлест без сварки

Процесс соединения арматуры, в результате которого получается непрерывное армирование, называется стыковкой.

Схема армирования стыков ленточного фундамента.

В современном строительстве существуют разные способы соединения арматуры:

механический;при помощи сварки;внахлест без применения сварки.

Типы сварных соединений арматуры с краткой характеристикой и способы их сварки

При сварке арматуры применяют 4 основных типа сварных соединений:

1. Крестообразное.
2. Стыковое.
3. Нахлесточное.
4. Тавровое.

С учетом типа соединения может практиковаться один из способов сварки.

В зависимости от типа сварного соединения и способа сварки в процессе работы может использоваться различное положение стержней при сварочных работах: горизонтальное, вертикальное или любое.

При выборе подходящего типа конструкции и способы соединении арматуры стоит остановиться на том, которое сможет обеспечить наиболее высокие эксплуатационные свойства, максимальное сокращение трудозатрат.

Наиболее предпочтительными являются автоматизированные способы. При производстве арматурных сеток в заводских условиях отдается предпочтение контактной точечной и стыковой сварке, а когда делаются закладные – механизированной сварке под флюсом либо контактной рельефной сварке.

Также при монтаже арматуры следует использовать те способы сварки, которые позволяют выполнить процедуру неразрушающего контроля качества шва.

Широкой популярностью пользуется ванная состыковка арматуры, так как она применяется при достаточно большом сечении арматурных прутьев, которое достигает 10 см.

При помощи ванной состыковки, например, крепятся фланцы к металлическим трубам, соединяются арматурные столбы и каркасы и пр. Изделия, которые производятся указанным способом, отличаются высокой прочностью и надежностью.

Конструкции швов состыкованных, крестообразных, тавровых и нахлесточных соединений арматуры, их размеры до и после сварочных работ должны соответствовать требованиям ГОСТ 14098-2014. Здесь прописано, для какого класса арматуры и для какого ее диаметра подходит тот или иной способ.

Арматура по своему химическому составу должна соответствовать ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94 и другим нормативным документам.

Преимущества механической стыковки

Данный способ является наиболее выгодным, соответственно, и наиболее часто используемым. Если сравнить процесс механического соединения арматуры со стыковкой арматуры внахлест, то главное преимущество здесь заключается в том, что не происходит значительная потеря материала. Стыковка внахлест приводит к потере определенного количества арматуры (примерно 27%).

Если сравнивать механическое соединение арматуры со стыковкой при помощи сварки, то в этом случае выигрывает скорость работы, на которую затрачивается намного меньше времени. К тому же, сварку должны выполнять только профессиональные сварщики, чтобы избежать некачественной работы, которая в будущем способна привести к негативным последствиям.В итоге, если проводить механическую стыковку, можно значительно сэкономить на оплате труда квалифицированных мастеров.

Еще в результате такого способа соединения получается достаточно прочная конструкция. Получить равнопрочное соединение, используя этот метод, можно при различных погодных условиях и в любое время года.

Вернуться к оглавлению

Процесс механического соединения арматуры

Схема армирования фундамента с ребрами жесткости: 1 – Сетка из рабочей арматуры, 2 – Вертикальная арматура.

Для осуществления стыковки арматуры механическим способом понадобится соответствующий инструмент – гидравлический пресс.

Из материалов потребуется:

прессованная и резьбовая муфта;прутья арматуры.

Технология механического соединения достаточно простая и заключается в следующем:

на арматурный стержень надевается стальная муфта;она обжимается гидравлическим прессом;для второго стержня процесс снова повторяется.

В результате времени на создание механического соединения уходит очень мало. Вместо соединительных муфт допускается использование толстостенных стальных труб или муфт, которые имеют перегородку по центру, что значительно упрощает монтаж.

Прочная механическая стыковка возможна для арматурных прутьев разного диаметра. Это осуществляется благодаря наличию сменных штампов в гидравлическом прессе.

Для выполнения данного вида стыковки не нужна помощь профессионалов, справиться с задачей сможет практически каждый. Но существует одно важное условие: работу должны выполнять сразу два человека.

Вернуться к оглавлению

Соединение арматуры муфтами: плюсы и минусы

Технология муфтового соединения имеет 5 основных преимуществ перед ванной сваркой и соединением «внахлест»:

1. Ускоряет скорость строительства. Обеспечивает до 500 стыков на 1 строительную бригаду за смену.
2. Позволяет сократить количество рабочих, благодаря высокой производительности.
3. Устраняет потребность в высококвалифицированных сварщиках, так как применяется механический способ стыковки.
4. Гарантирует экономию материала. От перерасхода избавляет стыковка арматуры и отсутствие нахлестов.
5. Позволяет увеличить высоту, за счет прочности и меньшей массы арматуры в каркасе.

С использованием механического соединения становится возможным одновременно вести накатку и монтаж. Для вертикальной установки не требуется дополнительное оборудование. При этом значительно сокращается время эксплуатации кранов.

К недостаткам механического крепления относятся:

• уменьшение толщины металла в результате нарезки, и, как следствие, понижение прочности;
• необходимость физического усилия при закручивании муфты;
• применение дорогих гидравлических прессов при обжиме;
• высокая стоимость цилиндров.

Стоит отметить, что затраты в этом случае быстро окупаются.

Стыковка арматуры при помощи сварки

Схема поперечного армирования фундамента.

Несмотря на популярность механической стыковки, соединение арматуры при помощи сварки тоже не менее востребовано в строительстве. Существует несколько способов дуговой сварки:

протяженными швами;многослойными швами без применения других технологических элементов;с принудительным образованием шва;точечная.

Для выполнения этого вида работы понадобятся следующие инструменты:

сварочный аппарат;электродержатели;щитки;защитные стекла;молоток, зубило;металлические щетки;шлакоотделитель;стальная линейка;отвес, клеймо.

Основной рабочий материал – арматура.

Сварка арматуры протяженными швами используется для соединения горизонтальных и вертикальных стержней.

Такой вид стыковки возможен с накладками или внахлест. Внахлест соединение выполняется протяженными швами, но возможен вариант с применением и дуговых точек. Также есть возможность соединять арматурные стержни с короткой и длинной нахлесткой или двусторонним и односторонним швом.

Сварные стыки накладок с арматурными стержнями бывают короткими или длинными. При этом разрешается смещать накладки по длине. Сварка арматуры выполняется различными фланговыми швами.

В процессе сварки двусторонними швами во время наложения второго с другой стороны соединения иногда возникают горячие продольные трещины. Для предупреждения их появления необходимо тщательно подбирать тип электродов и строго выдерживать технологический режим сварки.

Вернуться к оглавлению

Сварка многослойными швами

Схема устройства армированного фундамента.

При наличии высококвалифицированных сварщиков или при небольших объемах работы часто используется для стыковки арматуры сварка многослойными швами без применения формующих элементов. Данный способ больше всего подходит для соединения арматуры, расположенной в вертикальном виде. Углы скосов, их направление, притупление и размеры, формы разделки, зазоры между стержнями являются стандартными.

Сварка арматуры многослойными швами выполняется при помощи одиночного электрода. Сварочный шов сначала накладывается с одной стороны разделки, а потом на всю ширину – с другой. Во время заплавления разделки необходимо периодически очищать от шлака наплавленный металл.

Режим для данного вида сварки устанавливается тот, который указан в паспортных данных электродов. В этом случае они обычно применяются с фтористокальциевым покрытием.

Вернуться к оглавлению

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

Таблица 30

Точечная сварка и с принудительным формированием шва

Иногда строительный проект предусматривает проведение сварных швов крестовых соединений арматуры с формированием принудительного шва. Для подобных арматурных изделий применяются стержни из стали, имеющие диаметр 14-40 мм.

Предварительно они собираются в кондукторах, что обеспечивает их плотное примыкание друг к другу. Еще можно зафиксировать стержни при помощи прихваток сваркой. Но важно учитывать, что прихватки и кондукторы не должны препятствовать установлению формующих элементов.

Но бывает так, что на многих строительных площадках в процессе возведения монолитных конструкций из железобетона в виде арматурных изделий используются каркасы и сетки, которые изготавливаются на месте. В них присутствует масса разнообразных крестовых соединений, которые соединяются при помощи точечной дуговой сварки.

Использование многих марок стали ограничено по причине особенности процесса сварки. Когда она проводится точечно, в контактах крестовых соединений стержней довольно быстро от наплавленного металла отводится теплота, что провоцирует местное закаливание стали, в результате чего она становится хрупкой. К указанному термическому воздействию особенно чувствительны низкоуглеродистые и среднеуглеродистые арматурные стали.

Вернуться к оглавлению

Соединение арматуры сваркой

Сварочный способ стыкования арматурных стержней – востребованная технология. Существует несколько вариантов ее реализации.

• Сварка протяженным швом применяется для стыкования горизонтальных и вертикальных прутов. Используется сварка арматуры внахлест или с использованием накладок. Швы могут быть одно- или многопроходными, что определяется диаметром прутов.
• Сварка многослойными швами применяется в основном для вертикально расположенных стержней, используемые электроды – с фтористокальциевым покрытием.
• Для стержней 14-40 мм с предварительной сборкой в кондукторах применяют сварное соединение арматуры с формированием принудительного шва. Процесс проходит с использованием формирующих устройств.

Сварка – удобный тип соединения усиливающих стержней, но ему характерны определенные минусы:

• в области шва происходит изменение микроструктуры металла, вызывающее снижение прочности и жесткости упрочняющего каркаса;
• сварной шов слабо работает на изгиб, что может привести к разрушению каркаса уже при вибрировании бетонной смеси;
• для создания фундаментов сварные соединения рекомендованы только при строительстве объекта на устойчивых типах грунтов, не склонных к сильному оседанию.

Правила, как соединять арматуру в углах ленточного фундамента, изложены в СП 52-101-2003 в пункте 8.3.26, в ГОСТе 14098-2014 регламентированы основные правила соединения арматуры сваркой.