Соединение арматуры без сварки: способы и типы
На сегодняшний день все нормы и правила, а также типы соединений арматуры прописаны в СНиП. Их четкое соблюдение позволяет свести на минимум риски дальнейшей эксплуатации несущих конструкций.
Различают четыре основных вида соединения арматуры: сварочный, соединения «внахлест», обжимные муфты и резьбовые механические соединения.
Виды соединений арматуры
1) Ванная и ванно-шовная сварка
Сущность ванного способа сварки заключается в том, что тепло свариваемым стержням передается не непосредственно под воздействием электрической дуги, а через ванну из жидкого металла. Эта ванна создается за счет расплавления металла электрода и частичного расплавления металла стержней у их торцов. Чтобы предупредить растекание расплавленного металла при сварке, применяют специальные стальные подкладки и накладки, а также инвентарные медные формы. Наплавленный в ванну металл соединяется с расплавленным металлом стержней и образует сварной стыковой шов; при этом стальная подкладка или накладка остается в готовом шве как часть стыка, а медную форму удаляют и используют многократно.
Ванношовная сварка, как способ равнопрочного стыкования строительной арматуры, не имеет перспектив уже в обозримом будущем ввиду наличия непреодолимых качественных ограничений по некоторым присущим ей параметрам, а именно:
- Стоимость соединения;
- Скорость подготовки соединения;
- Объем и способ контроля;
- Квалификация персонала
- Тенденция к использованию термически упрочненной арматуры;
Муфтовые механические соединения Ancon обеспечивают аналогичное качество соединения, не имеют подобных ограничений и позволяют решить строительную задачу любой степени сложности.
2) Соединения «внахлестку»
Соединения «внахлестку» не всегда являются подходящим средством связывания арматуры. Такие способы соединения арматуры (вязка арматурных перепусков) не совсем выгодны – много времени уходит на вязку, что приводит к большему насыщению в бетоне из-за увеличения количества используемых стержней. Соединения «внахлестку» зависимы от бетона при передаче нагрузки. По этой причине любое ухудшение целостности бетона может существенно повлиять на характеристику соединения.
Механические соединения Ancon могут упростить конструкцию и изготовление армированного бетона и уменьшить количество требуемой арматуры. Прочность механического соединения не зависит от бетона, в котором оно размещено, и оно будет сохранять прочность, несмотря на потерю покрытия в результате ударного повреждения или при землетрясении.
3) Обжимные муфты для соединения арматуры
Принцип работы состоит в обжатии муфты из толстостенной стальной трубы и имеют ряд значительных недостатков:Обжимное муфтовое соединение арматуры нельзя назвать технологией, которая повторяет заявленное качество вне зависимости от условий эксплуатации. Имеются случаи агрессивного поведения гидроприводов, которые норовят пробиться каску работающему персоналу и учинить травму на производстве.
4) Резьбовые механические соединения арматуры Ancon
Инновационное резьбовое соединение арматуры без сварки, благодаря множеству положительных моментов, быстро завоевала доминирующую позицию на соответствующем рынке и повсеместно используется для сооружения многоэтажных зданий, атомных и гидроэлектростанций, мостов и прочих массивных строительных объектов (I и II уровня ответственности).
В отличие от устаревших методов (сварка, вязка), резьбовое соединение продольной арматуры без сварки используется с арматурными стержнями различного диаметра.
Применение резьбовых соединений арматуры в монолитных конструкциях обеспечивает дополнительную прочность, а также экономит металлопрокат (до 20%). Технология также повышает сейсмостойкость и долговечность ЖБИ, одновременно уменьшая нагрузку на фундамент. Такие способы соединения арматуры позволяют сократить время монтажа, заметно снизив общие сроки строительства.
Виды соединения арматуры Ancon
Механическое соединение арматуры Ancon CXL с параллельной резьбой
Муфты соедетельные для арматуры Ancon CXL предназначены для поперечного соединения несущей арматуры. Имеют самые малые габаритные размеры, в тоже время обеспечивают равнопрочное соединение строительной арматуры. Диаметры соединяемой арматуры – 12; 16; 20; 25; 28; 32; 36; 40; 50. для соединения прутков металлопроката разного диаметра возможны переходные муфты для арматуры.
Стыковка арматуры Ancon TT с конической резьбой
Муфты для механического соединения арматуры с конической резьбой разработаны для использования в подавляющем большинстве случаев, в которых необходимо выполнить соединение арматурных стержней. Муфты предназначены для установки на стержни диаметром от 12 до 50мм.
Способ соединения арматуры Ancon MBT
Безрезьбовые механические муфты предназначены для соединения неподготовленной арматуры диаметром от 10 до 40 мм. Арматура закрепляется внутри муфты при помощи двух фрикционных накладок и по мере затяжки срезных болтов их конические торцы врезаются в материал стержней. Муфты для стыковки арматуры МВТ особенно удобны в тех случаях, когда арматура уже установлена в конструкции.
Технология монтажа
Как правило, установка муфт на арматурные стержни с подготовленной резьбой выполняется на арматурном участке, и стыковые соединения арматуры закрываются пластиковыми колпачками.
Нарезанные концы соединяемых арматурных стержней закрываются пластиковыми или резиновыми защитными колпачками.
После того, как стержень будет наживлён на муфту, затягивание соединения выполняется ключом с регулированием предельного момента.
1.2.6. Соединения арматуры
Стержни отдельных позиций сварного каркаса могут быть простыми, состоящими из цельного стержня одного диаметра, или, в целях экономии арматурной стали, составными, состоящими по длине из стержней двух-трёх различных диаметров (рис. 22), соединённых контактной стыковой сваркой. Составными могут быть только стержни из горячекатаной арматуры периодического профиля. Составные стержни часто применяют при армировании ригелей, колонн, подпорных стенок и т.п.
Все сварные соединения в зависимости от места их выполнения делятся на:
сварные соединения, выполняемые в заводских условиях;
сварные соединения, выполняемые в условиях стройплощадки.
Рис. 22. Составные отдельные стержни:
а – для применения в балках; б – для применения в колоннах, подпорных стенках и т.п.; 1 – контактная стыковая электросварка
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. Процесс сварки состоит в том, что концы стержней в месте их контакта под действием электрического тока большой силы (до 100 кА) разогреваются до пластического или жидкого состояния с одновременным или последующим сильным сжатием, обеспечивающим взаимодействие атомов металла. В зоне сварки металл оплавляется, образуя небольшое утолщение (рис. 23, а). Прочность такого соединения получается даже выше, чем прочность самих стыкуемых стержней. Этим способом может производиться соединение стержней диаметром от 10 до 80 мм.
При соединении стержней арматуры классов A240, А300, A400, А500, A600, А800, A1000 разных диаметров должно соблюдаться условие d1 /d2 ≥ 0,85 (соотношение 0,3 допускается при использовании специальной технологии сварки), а наименьший диаметр стержня d1 = 10 мм.
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. Перекрещивающиеся стержни сдавливают с большой силой в зажимах сварочной машины, затем включают ток, который доводит металл между зажимами до оплавления, а прилегающую зону – до пластического состояния.
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. 23, б). 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. 23, 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. 23, 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. 23, д).
Соединение стержней в тавр с пластиной толщиной δ = 0,75d (из листовой или полосовой стали) выполняют автоматической дуговой сваркой под флюсом (рис. 23, е). Соединение внахлёстку арматурных стержней диаметром 8…40 мм с пластиной или плоскими элементами проката выполняют дуговой сваркой фланговыми швами (рис. 23, ж).
Сварные соединения способствуют рациональному расходу стали и использованию отходов арматуры.
Рис. 23. 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
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. 24).
При этом диаметр рабочей арматуры должен быть не более 36 мм. Длина перепуска (нахлёстки) стыкуемых стержней, каркасов, сеток в рабочем направлении определяется расчётным путём по формуле (1.25).
Рис. 24. Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры:
а – при гладких стержнях, когда поперечные стержни расположены в одной плоскости; б, в – то же, но 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
Поперечные стержни соединяемых сеток могут располагаться в разных плоскостях (рис. 24, б, в) или в одной плоскости (рис. 24, а). 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 или обе сетки в пределах стыка выполняются без приваренных поперечных стержней (рис. 24, г, д).
Стыки сварных сеток в нерабочем направлении (когда соединяется распределительная арматура) также выполняются внахлёстку (рис. 25).
Длину перепуска (считая между крайними рабочими стержнями сетки) принимают равной 50 мм при диаметре распределительной арматуры до 4 мм и равной 100 мм при диаметре распределительной арматуры более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 16 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении допускается укладывать впритык друг к другу, перекрывая стык специальными стыковыми сетками, укладываемыми с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры и не менее 100 мм (рис. 25, в). Стыки плоских каркасов, как и сеток, в конструкциях следует располагать вразбежку.
Рис. 25. Стыки сварных сеток в направлении нерабочей (распределительной) арматуры:
а – внахлёстку с расположением рабочих стержней в одной плоскости; б – то же, с расположением рабочих стержней в разных плоскостях; в – стык впритык с наложением дополнительной стыковой сетки; d, d1 – соответственно диаметры рабочей и распределительной арматуры; 1 – рабочая арматура; 2 – распределительная арматура
Вязаные каркасы и сетки в настоящее время применяют редко, так как при использовании вязаных изделий существенно повышается трудоёмкость. Однако в случае применения вязаных изделий исключается концентрация напряжений, которая при сварных изделиях возникает в зонах точечной сварки, а также устраняется опасность пережога поперечных стержней, что иногда наблюдается в сварных изделиях. В вязаных сетках и каркасах соединение стержней между собой осуществляется с помощью вязальной (отожжённой) проволоки диаметром 0,8…1 мм.
Способы соединения арматурных стержней | Армирование железобетонных конструкций
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 арматуры при массе ее до 100 кг непосредственно к конструкции, а при массе более 100 кг — укладку в проектное положение. Плоские арматурные каркасы устанавливаются в опалубку и 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 стержней
Условные 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.
Соединение арматуры без сварки: способы и типы
На сегодняшний день все нормы и правила, а также типы соединений арматуры прописаны в СНиП. Их четкое соблюдение позволяет свести на минимум риски дальнейшей эксплуатации несущих конструкций.
Различают четыре основных вида соединения арматуры: сварочный, соединения «внахлест», обжимные муфты и резьбовые механические соединения.
Виды соединений арматуры
1) Ванная и ванно-шовная сварка
Сущность ванного способа сварки заключается в том, что тепло свариваемым стержням передается не непосредственно под воздействием электрической дуги, а через ванну из жидкого металла. Эта ванна создается за счет расплавления металла электрода и частичного расплавления металла стержней у их торцов. Чтобы предупредить растекание расплавленного металла при сварке, применяют специальные стальные подкладки и накладки, а также инвентарные медные формы. Наплавленный в ванну металл соединяется с расплавленным металлом стержней и образует сварной стыковой шов; при этом стальная подкладка или накладка остается в готовом шве как часть стыка, а медную форму удаляют и используют многократно.
Ванношовная сварка, как способ равнопрочного стыкования строительной арматуры, не имеет перспектив уже в обозримом будущем ввиду наличия непреодолимых качественных ограничений по некоторым присущим ей параметрам, а именно:
- Стоимость соединения;
- Скорость подготовки соединения;
- Объем и способ контроля;
- Квалификация персонала
- Тенденция к использованию термически упрочненной арматуры;
Муфтовые механические соединения Ancon обеспечивают аналогичное качество соединения, не имеют подобных ограничений и позволяют решить строительную задачу любой степени сложности.
2) Соединения «внахлестку»
Соединения «внахлестку» не всегда являются подходящим средством связывания арматуры. Такие способы соединения арматуры (вязка арматурных перепусков) не совсем выгодны – много времени уходит на вязку, что приводит к большему насыщению в бетоне из-за увеличения количества используемых стержней. Соединения «внахлестку» зависимы от бетона при передаче нагрузки. По этой причине любое ухудшение целостности бетона может существенно повлиять на характеристику соединения.
Механические соединения Ancon могут упростить конструкцию и изготовление армированного бетона и уменьшить количество требуемой арматуры. Прочность механического соединения не зависит от бетона, в котором оно размещено, и оно будет сохранять прочность, несмотря на потерю покрытия в результате ударного повреждения или при землетрясении.
3) Обжимные муфты для соединения арматуры
Принцип работы состоит в обжатии муфты из толстостенной стальной трубы и имеют ряд значительных недостатков:Обжимное муфтовое соединение арматуры нельзя назвать технологией, которая повторяет заявленное качество вне зависимости от условий эксплуатации. Имеются случаи агрессивного поведения гидроприводов, которые норовят пробиться каску работающему персоналу и учинить травму на производстве.
4) Резьбовые механические соединения арматуры Ancon
Инновационное резьбовое соединение арматуры без сварки, благодаря множеству положительных моментов, быстро завоевала доминирующую позицию на соответствующем рынке и повсеместно используется для сооружения многоэтажных зданий, атомных и гидроэлектростанций, мостов и прочих массивных строительных объектов (I и II уровня ответственности).
В отличие от устаревших методов (сварка, вязка), резьбовое соединение продольной арматуры без сварки используется с арматурными стержнями различного диаметра.
Применение резьбовых соединений арматуры в монолитных конструкциях обеспечивает дополнительную прочность, а также экономит металлопрокат (до 20%). Технология также повышает сейсмостойкость и долговечность ЖБИ, одновременно уменьшая нагрузку на фундамент. Такие способы соединения арматуры позволяют сократить время монтажа, заметно снизив общие сроки строительства.
Виды соединения арматуры Ancon
Механическое соединение арматуры Ancon CXL с параллельной резьбой
Муфты соедетельные для арматуры Ancon CXL предназначены для поперечного соединения несущей арматуры. Имеют самые малые габаритные размеры, в тоже время обеспечивают равнопрочное соединение строительной арматуры. Диаметры соединяемой арматуры – 12; 16; 20; 25; 28; 32; 36; 40; 50. для соединения прутков металлопроката разного диаметра возможны переходные муфты для арматуры.
Стыковка арматуры Ancon TT с конической резьбой
Муфты для механического соединения арматуры с конической резьбой разработаны для использования в подавляющем большинстве случаев, в которых необходимо выполнить соединение арматурных стержней. Муфты предназначены для установки на стержни диаметром от 12 до 50мм.
Способ соединения арматуры Ancon MBT
Безрезьбовые механические муфты предназначены для соединения неподготовленной арматуры диаметром от 10 до 40 мм. Арматура закрепляется внутри муфты при помощи двух фрикционных накладок и по мере затяжки срезных болтов их конические торцы врезаются в материал стержней. Муфты для стыковки арматуры МВТ особенно удобны в тех случаях, когда арматура уже установлена в конструкции.
Технология монтажа
Как правило, установка муфт на арматурные стержни с подготовленной резьбой выполняется на арматурном участке, и стыковые соединения арматуры закрываются пластиковыми колпачками.
Нарезанные концы соединяемых арматурных стержней закрываются пластиковыми или резиновыми защитными колпачками.
После того, как стержень будет наживлён на муфту, затягивание соединения выполняется ключом с регулированием предельного момента.
Способы соединения стальной арматуры | Вязка арматурных стержней
Современные технологии строительства предусматривают несколько видов соединения арматуры: механический с использованием сварочного аппарата, с применением вязальной проволоки или пластиковых хомутов. Рассмотрим основные особенности каждой из этих методик.
Механический способ соединения арматуры
По сравнению с другими технологиями, механическая стыковка имеет ряд преимуществ.
- Не требуется нахлеста, что обеспечивает экономию металла. Нахлест увеличивает расход арматуры на четверть.
- По сравнению со сваркой, во-первых, это более производительный процесс, во-вторых, не требуется высокая квалификация работников.
Дополнительные плюсы механических стыковых соединений – прочность полученной конструкции и возможность реализации этой технологии при любых погодных условиях.
Для осуществления механической стыковки применяют в качестве оборудования гидравлический пресс, в качестве расходных материалов – стальные муфты. Ускорить механическое соединение стержней арматуры можно с помощью муфт с центральной перегородкой. Пруты вставляются в муфту, которую обжимают с помощью пресса. Наличие сменных штампов в прессе обеспечивает возможность работы с арматурой разного диаметра. Процесс осуществляют два человека.
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.
Особенности вязки арматурных стержней
Способ вязки заключается в укладке прутов с нахлестом с обвивкой отожженной проволокой из низкоуглеродистой стали диаметром 1,0-1,2 мм. Для создания прочной конструкции не рекомендуется применять проволоку, покрытую ржавчиной или уже бывшую в употреблении. Вместо проволоки производители предлагают пластиковые хомуты, но при низких температурах они становятся хрупкими и лопаются. В качестве инструмента используют кусачки, плоскогубцы, вязальные крючки или высокопроизводительные пистолеты. Пистолеты эффективны при соединении арматуры по длине, в труднодоступных местах удобны вязальные крючки.
Плюсы соединения арматуры без сварки – не нарушается структура металла, узлы обеспечивают необходимую степень подвижности арматуры, вязка может осуществляться как на строительной площадке, так и в цеху.
таблицы размеров стыковки всех диаметров по СНиП, правила соединения перехлеста
Армирование – ответственная часть устройства всех монолитных конструкций, от которого зависит долговечного и надежного будущего строения. Процесс заключается в создании каркаса из металлических стержней. Он размещается в опалубку и заливается бетоном. Чтобы создать этот каркас, прибегают к вязке или сварочным работам. При этом большую роль при вязке играет правильно рассчитанный нахлест для арматуры. Если он недостаточный, то соединение окажется недостаточно прочным, а это сказывается на эксплуатационных характеристиках. Поэтому важно разобраться, какой именно делать нахлест при вязке.
Виды соединений
Существует два основных метода крепления арматуры, согласно строительным нормам и правилам (СНиП), а именно пункту 8.3.26 СП 52-101-2003. В нем прописано, что соединение стержней может выполняться следующими типами стыковки:
- Стыковка прутьев арматуры без сварки, внахлест.
- внахлест с использованием деталей с загибами на концах (петли, лапки, крюки), для гладких прутьев используются исключительно петли и крючки;
- внахлест с прямыми концами арматурных прутьев периодического профиля;
- внахлест с прямыми концами арматурных прутьев с фиксацией поперечного типа.
- Механическое и сварное соединение.
- при использовании сварочного аппарата;
- с помощью профессионального механического агрегата.
Требования СНиП указывают на то, что бетонное основание нуждается в установке минимум двух неразрывных каркасов из арматуры. Их делают посредством фиксации стержней внахлест. Для частного домостроения подобный способ используется чаще всего. Это связано с тем, что он доступный и дешевый. Созданием каркаса может заняться даже новичок, так как нужны сами прутья и мягкая вязальная проволока. Не нужно быть сварщиком и иметь дорогостоящее оборудование. А в промышленном производстве чаще всего встречается метод сварки.
Обратите внимание! Пункт 8.3.27 гласит, что соединения арматуры внахлест без применения сварки, используется для стержней, рабочее сечение которых не превышает 40 мм. Места с максимальной нагрузкой, не должны фиксироваться внахлест вязкой или сваркой.
Соединение прутьев методом сварки
Нахлест стержней методом сварки используется исключительно с арматурой марки А400С и А500С. Только эти марки считаются свариваемыми. Это сказывается и на стоимости изделий, которая выше обычных. Одним из распространенных классов является класс А400. Но сращивание изделий ими недопустимо. Нагреваясь, материал становится менее прочным и теряет свою устойчивость к коррозии.
В местах, где есть перехлест арматуры, сваривание запрещается, несмотря на класс стержней. Почему? Если верить зарубежным источникам, то есть большая вероятность разрыва места соединения, если на него будут воздействовать большие нагрузки. Что касается российских правил, то мнение следующее: использовать дуговую электросварку для стыковки разрешается, если размер диаметров не будет превышать 25 мм.
Важно! Длина сварочного шва напрямую зависит от класса арматурного прута и его диаметра. Для работы используют электроды, сечение которых от 4 до 5 мм. Требования, регламентированные в ГОСТах 14098 и 10922, сообщают, что делать нахлест методом сварки можно длиной меньше 10 диаметров арматурных прутьев, используемых для работ.
Стыковка арматуры методом вязки
Это самый простой способ обеспечить надежную конструкцию из арматурных прутьев. Для этой работы используется самый популярный класс стержней, а именно, А400 AIII. Соединение арматуры внахлест без сварки выполняется посредством вязальной проволоки. Для этого два прутка приставляются друг к другу и обвязываются в нескольких местах проволокой. Как говорилось выше, согласно СНиП, есть 3 варианта фиксации арматурных прутьев вязкой. Фиксация прямыми концами периодического профиля, фиксация с прямыми концами поперечного типа, а также пользуясь деталями с загибами на концах.
Выполнять соединение прутьев арматуры внахлест абы как нельзя. Существует ряд требований к этим соединениям, чтобы они не стали слабым местом всей конструкции. И дело не только в длине нахлеста, но и других моментах.
Важные нюансы и требования для соединения вязкой
Хоть процесс соединения прутьев с использованием проволоки проще, чем их соединение сварочным аппаратом, назвать его простым нельзя. Как любая работа, процесс требует четкого соблюдения правил и рекомендаций. Только тогда можно сказать, что армирование монолитной конструкции выполнено правильно. Занимаясь соединением арматуры с нахлестом методом вязки, следует обращать внимание на такие параметры:
- длина накладки прута;
- местонахождение места соединения в конструкции и его особенности;
- как перехлесты расположены один к другому.
Мы упоминали, что размешать арматурный стык, сделанный внахлест, на участке с самой высокой степенью нагрузки и напряжения нельзя. К этим участкам относятся и углы здания. Получается, что нужно правильно рассчитать места соединений. Их расположение должно приходиться на участки железобетонной конструкции, где нагрузка не оказывается, или же она минимальная. А что делать, если технически соблюсти это требование невозможно? В таком случае размер нахлеста прутьев зависит от того, сколько диаметров имеет арматура. Формула следующая: размер соединения равен 90 диаметров используемых прутьев. Например, если используется арматура Ø20 мм, то размер нахлеста на участке с высокой нагрузкой составляет 1800 мм.
Однако техническими нормами четко регламентированы размеры подобных соединений. Нахлест зависит не только от диаметра прутьев, но и от других критериев:
- класс используемой для работы арматуры;
- какой марки бетон, используемый для заливки бетона;
- для чего используется железобетонное основание;
- степень оказываемой нагрузки.
Нахлест при разных условиях
Так какой же нахлест арматуры при вязке? Какие есть точные данные? Начнем с рассмотрения примеров. Первый фактор, от которого зависит нахлест – это диаметр прутьев. Наблюдается следующая закономерность: чем больше диаметр используемой арматуры, тем больше становится нахлест. Например, если используется арматура, диаметром 6 мм, то рекомендуемый нахлест составляет 250 мм. Это не означает, что для прутьев сечением в 10 мм он будет такой же. Обычно, используется 30-40 кратноя величина сечения арматуры.
Пример стыковки арматуры 25 диаметра в балке, при помощи вязки. Величина перехлеста 40d=1000 мм.
Итак, чтобы упростить задачу, используем специальную таблицу, где указан, какой нахлест используется для прутьев разного диаметра.
| Диаметр используемой арматуры А400 (мм) | Количество диаметров | Предполагаемый нахлест (мм) |
| 10 | 30 | 300 |
| 12 | 31,6 | 380 |
| 16 | 30 | 480 |
| 18 | 32,2 | 580 |
| 22 | 30,9 | 680 |
| 25 | 30,4 | 760 |
| 28 | 30,7 | 860 |
| 32 | 30 | 960 |
| 36 | 30,3 | 1090 |
| 40 | 38 | 1580 |
С этими данными каждый сможет выполнить работу правильно. Но есть еще одна таблица, указывающая на нахлест при использовании сжатого бетона. Он зависит от класса используемого бетона. При этом чем выше класс, тем разбежка стыков арматуры меньше.
| Сечение арматуры А400, которая используется для работы (мм) | Длина нахлеста, в зависимости от марки бетона (мм) | |||
| В20 (М250) | В25 (М350) | В30 (М400) | В35 (М450) | |
| 10 | 355 | 305 | 280 | 250 |
| 12 | 430 | 365 | 355 | 295 |
| 16 | 570 | 490 | 455 | 395 |
| 18 | 640 | 550 | 500 | 445 |
| 22 | 785 | 670 | 560 | 545 |
| 25 | 890 | 765 | 695 | 615 |
| 28 | 995 | 855 | 780 | 690 |
| 32 | 1140 | 975 | 890 | 790 |
| 36 | 1420 | 1220 | 1155 | 985 |
Что касается растянутой зоны бетона, то в отличие от сжатой зоны, нахлест будет еще больше. Как и в предыдущем случае, с увеличением марки раствора длина уменьшается.
| Сечение арматуры А400, которая используется для работы (мм) | Длина нахлеста, в зависимости от марки бетона (мм) | |||
| В20 (М250) | В25 (М350) | В30 (М400) | В35 (М450) | |
| 10 | 475 | 410 | 370 | 330 |
| 12 | 570 | 490 | 445 | 395 |
| 16 | 760 | 650 | 595 | 525 |
| 18 | 855 | 730 | 745 | 590 |
| 22 | 1045 | 895 | 895 | 775 |
| 25 | 1185 | 1015 | 930 | 820 |
| 28 | 1325 | 1140 | 1140 | 920 |
| 32 | 1515 | 1300 | 1185 | 1050 |
| 36 | 1895 | 1625 | 1485 | 1315 |
Если правильно расположить нахлест друг относительно друга и сделать его нужной длины, то скелет основания получит значительные увеличения прочности. Соединения равномерно распределяются по всей конструкции.
Согласно нормам и правилам (СНиП), минимальное расстояние между соединением должно составлять 61 см. Больше – лучше. Если не соблюдать эту дистанцию, то риск, что конструкция при сильных нагрузках и в ходе эксплуатации будет деформироваться, возрастает. Остается следовать рекомендациям, для создания качественного армирования.
Группа7 —
Мы рассмотрим арматурные работы в строительстве частного дома. Опишем технологию арматурных работ при бетонировании. Разберем такие способы соединения арматуры как: сварные соедниения арматуры, механическое соединение арматуры (соединение арматуры без сварки), соединение внахлест. А так же расскажем, как делать укладку арматуры в опалубку.
Арматурные работы: аспекты и важные моменты
Здесь описаны такие важные этапы изготовление арматурных конструкций, как:
покупка и складирование арматуры
способы соединения арматуры, отгиб арматуры
укладка арматурных изделий в опалубку
Покупка и складирование арматуры
О покупке арматуры необходимо подумать заранее, желательно сделать небольшое исследование (мониторинг) цен на арматурный прокат. В зависимости от удаления населенного пункта от завода-изготовителя стоимость увеличивается и при больших объемах закупки целесообразно покупать непосредственно у производителя. О количестве, диаметрах и весе необходимой арматуры можно узнать из спецификаций, представленных в проекте дома (спецификация материалов железобетонных изделий, ведомость расхода стали).
Перед покупкой арматуры необходимо запросить у продавца сертификат качества. Убедившись в том, что эта арматура соответствует Вашим требованиям можно заключать договор на ее покупку. В договоре должно быть указано, каким нормативным требованиям (ДСТУ, ГОСТ) должна она соответствовать. После получения арматуры на строительную площадку необходимо проверить ее качество: на поверхности арматуры не должно быть сколов, трещин, расслоений. Ржавчина не считается браком. Арматура не должна быть визуально кривой (допустимое отклонение 6 мм на 1м длины). Если выявлены дефекты арматуры, продавец обязан заменить бракованные образцы за свой счет, согласно договору.
Маркировку арматуры обычно производят на специальных ярлыках, либо же на концах арматурных стержней при помощи несмываемой краски разных цветов или точек в соответствии с ДСТУ 3760.2006. Цвета маркировки: А400С — белый; А500С — белый и синий; А600 — желтый; А600С — желтый и белый; А600К — желтый и красный; А800 — зеленый; А800К — зеленый и красный.
После приемки и проверки для удобного использования арматуру необходимо складировать под навесом (сарай, временный навес) раскладывая ее пачками в зависимости от класса и диаметра. Для исключения коррозии арматуры нельзя допускать, чтобы она соприкасалась с землей и на нее не должны попадать осадки. Для этого используют деревянные поддоны, подставки, прокладки, навес. Так в дальнейшем вы облегчите себе поиск арматуры при производстве бетонных работ, навес защитит ее от коррозии.
Способы соединения арматуры
Для армирования железобетонных конструкций используют пространственные и плоские (каркасные сетки) арматурные каркасы.
Чертежи каркасов и отдельных стержней приводят в рабочем проекте дома, там же указано количество и вес необходимой арматуры. Жесткость таких каркасов должна быть обеспечена соединением стержней между собой вязкой проволокой или сваркой.
Обычно изготовление арматурных каркасов выполняют заранее или параллельно с установкой опалубки. Изготовленные каркасы хранят под навесом, либо в защищенном от осадков месте.
К арматурным каркасам целесообразно также приваривать отрезки стержней (диаметром 10-12мм), упирающиеся в стенки и днище короба опалубки. Это позволит придать устойчивость каркасу в опалубке, придать ему неподвижность.
Вязка арматуры нужна только для фиксации армирующего скелета заливающегося, например фундамента. И не связано никак с конечной прочностью будущего фундамента. Иными словами, на будущую прочность фундамента прочность скрепления, будь то вязка арматуры или сварка, не влияет. Единственное, что имеет значение во время заливки бетона, так это то, что бы это крепление держало арматуру на месте и не искажало форму вашей будущей конструкции.
Отличаются ли сварное соединение арматуры от механического соединения арматуры?
Сварка арматуры частично изменяет структуру стали, в итоге чего, в соединениях обнаруживаются слабые места стержней арматуры. Следовательно, если работы производятся неопытным сварщиком, арматурный каркас может быть недостаточно прочен, чтобы в дальнейшем выдержать необходимую нагрузку. Вязка арматуры в свою очередь не требует от работника серьезных навыков и не отражается на структуре стали арматурного каркаса.
Итак, рассмотрим способы соединения арматуры.
А. Самым простым и поэтому часто используемым вариантом соединения арматурных стержней в пространственные и плоские каркасы является механическое соединение арматуры (соединение без сварки) или вязка арматуры, то есть соединение отдельных стержней при помощи вязальной проволоки.
Для вязки используют отожженную вязальную проволоку диаметром, как правило, 0,8-1мм (может применяться проволока и больших диаметров до 3-4 мм), длиной 40-100мм. В зависимости от диаметров связываемых стержней и расположения узлов связка бывает: простой; угловой; двухрядной; двойной; крестовой; мертвой. Вязка производится в местах пересечения арматуры, угловых узлах. Места и варианты вязки приведены на рисунке.
Основные принципы и технологии вязки арматуры хорошо видны на приведенных рисунках. Шаг вязки определяется в проектной документации.
Вязать арматуру можно при помощи таких инструментов:
Ручное приспособление для вязки. Продается в строительных супермаркетах, имеет реверсивный ход, лучший вариант для частного застройщика.
Б. Сварные соединения арматуры. При строительстве частного дома применение сварки несколько сложнее, чем вязка арматуры проволокой, но при этом повышается производительность труда.
Преимущества дуговой электросварки заключаются в том, что ее можно применять в любой точке сложного арматурного каркаса и достигать при этом различной прочности шва, в зависимости от качества электродов.
Схема дуговой сварки при помощи металлического электрода: 1- свариваемые детали; 2 — электрическая дуга; 3 — электрод; 4 — электродержатель; 5 — проводники тока; 6 — источник электрического тока.
Сварку выполняют, применяя простые стандартные виды соединений: крестообразные; стыковые; в нахлестку; тавровые.
Примечание: Для сварки каркасов из стержней диаметром до 12 мм электродуговая сварка не применяется вследствие большой трудоемкости процесса и опасности пережога стержней. Не допускается применять дуговую сварку арматуры класса А-III марки 35ГС.
Примечание: Необходимо учитывать, что сварка арматуры частично изменяет структуру стали, и в итоге в соединениях обнаруживаются слабые места стержней арматуры..
Вязка арматуры не требует от работника квалифицированных навыков, и никак не отражается на структуре стали арматурного каркаса.
В. Еще один способ механического соединения арматуры — использование для крепления арматуры скрепки (коннектор). Эта деталь изготовляется из пружинистой стали диаметром 2-4мм. и обладает упругостью. Лёгкость использования скрепки, даёт возможность фиксировать арматурные стержни в труднодоступных местах.
Метод скрепления прост и не требует специальных навыков и обучения. Одним концом коннектор заводится (крепится) на соединяемую арматуру, другим концом защелкивается на другой скрепляемой арматуре. За счет упругости коннектора происходит прижатие арматур и их фиксация. Это хорошо видно на рисунках.
Г. Также возможен вариант соединения отдельных стержней без сварки и вязки — это соединение внахлест арматуры, этот метод увеличивает расход арматуры, зато нет необходимости в дополнительном оборудовании и операциях. Нахлестка может быть применена при армировании железобетонных фундаментных плит, монолитных перекрытий и т. д.
Соединения арматуры внахлест без использования загибов применимо только для арматуры периодического профиля. Для растянутых гладких стержней следует предусматривать крюки, петли, приваренные поперечные стержни или специальные анкерные устройства.
Лапки, крюки и петли не рекомендуется применять для анкеровки сжатой арматуры, за исключением гладкой арматуры, которая может подвергаться растяжению при некоторых возможных сочетаниях нагрузки.
Величина нахлеста по длине равна 30 диаметрам арматуры, но более точные цифры указываются в проектной документации. Ниже приведены графики нахлеста арматуры в бетонных конструкциях.
Как мы видим, на оси абсцисс обозначены классы бетона, а на оси ординат величины нахлесток в зависимости от диаметра арматуры. Кривыми обозначены классы арматуры. Зная класс бетона, проводим вертикальную линию до пересечения с нужной кривой и в месте пересечения с ней проводим горизонтальную линию и определяем длину нахлестки (10d., 20d и т.д.), где d – диаметр применяемой арматуры.
Гнутые элементы.
Для производства гнутых элементов (хомуты, полухомуты, лапки, петли и т.д.) нужно специальное оборудование – станки, в частном строительстве покупка такого станка не имеет смысла. Гнутые элементы применяются для поперечных связей и анкеров в арматурных каркасах. Возможно изготовление ручного приспособления для изгиба арматуры.
Укладка арматуры в опалубку
После того как каркасы и отдельные стержни будут готовы, опалубка смонтирована можно приступать к укладке арматуры в опалубку. Для этого необходимо отчистить опалубку от мусора и грязи и разметить мелом или карандашом положение арматуры, согласно проекту. В частном строительстве из-за сравнительно небольшого веса арматурных каркасов (до 100 кг) укладку их в опалубку можно выполнять вручную, без применения крана. Арматура должна быть установлена так, чтобы она не соприкасалась с опалубкой. Обязательно необходимо оставлять расстояние между арматурным стержнем и плоскостью опалубки, это называется защитный слой. Защитный слой защищает арматуру от атмосферных и температурных воздействий, коррозии и обеспечивает совместную работу арматуры и бетона.
Рекомендуемая толщина защитного слоя показывается в проектной документации и обычно составляет:
в плитах и стенах толщиной до 100мм — 10мм;
в плитах и стенах толщиной более 100мм, в балках и ребрах высотой 250мм и более, в колоннах — 20мм;
в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки — 35мм;
в монолитных фундаментах без бетонной подготовки — 70мм.
Для обеспечения защитного слоя бетона необходимы специальные приспособления называемые «бобышки», пластиковыми подставками, фиксаторами. Их можно купить в строительных супермаркетах, в одном фиксаторе обычно несколько размеров защитного слоя (от 15мм до 35м).
Иногда для экономии используют кусочки кирпича, гравия, бетонные подставки, но это они не дают такой точности как заводские подставки. Для вертикальных стержней можно использовать круглые фиксаторы, которые одеваются непосредственно на арматурные стержени.
При армировании отдельными стержнями плитных конструкций используют зигзагообразные поддерживающие каркасы или каркасы — «лягушки». Они обычно делаются из арматуры класса Аlll диаметром 8-10мм. Такие поддерживающие каркасы укладывают на нижний слой арматуры и по ним укладывают верхний слой.
После окончания установки арматуры в проектное положение прораб должен предоставить заказчику возможность осмотреть работу. При этом необходимо обратить внимание на соответствие каркаса проектной документации: геометрии, шагу вязки (сварки), соответствии примененного материала, правильности установки его в опалубке. После чего подписывают акты о скрытых работах.