Соединения стержней арматуры в арматурном каркасе делятся на два типа: стыковые и крестообразные. Оба вида соединений допускается выполнять без применения сварки. Крестообразные соединения выполняются посредством вязки отожженной проволокой или с применением соединительных элементов (пластмассовых или проволочных фиксаторов). Подробнее этот процесс описан в статье «Вязка арматуры».
Бессварочные соединение стыков арматуры в соответствии с нормативными документами (п. 2.102 СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции») следует производить:
- внахлестку – «соединение арматурных стержней по их длине без сварки путем заведения конца одного арматурного стержня относительно конца другого» (Приложение Б СНиП 52-01-2003);
- с использованием обжимных гильз и винтовых муфт.
Бессварочное стыковое соединение внахлестку
В соответствии с п. 8.3.26 СП 52-101-2003 без применения сварки стыки внахлестку выполняются:
- с прямыми концами (только для стержней периодического профиля);
- с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней;
- с загибами на концах (лапки, крюки, петли). Для гладких стержней возможно применение только крюков и петель.
Соединение арматуры не следует размещать в местах наибольшего напряжения. В соответствии с п. 8.3.27 СП 52-101-2003 стыкование внахлестку без сварки можно применять для стержней рабочей арматуры с диаметром не более 40 мм.
Длина перепуска (нахлестки) для стыков арматуры
Минимальная длина определяется двумя путями: расчетным и по графикам. В нормативных документах можно найти 2 варианта:
Вариант 1: в соответствии с п. 2.46 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) (Москва Стройиздат 1978):
- по формуле: lн=(mн*( sа/ Rпр) + Dλн)d,
где sа — напряжение в арматуре в месте стыка внахлестку с наиболее напряженной стороны.
Значения mн и Dλн, а также минимальные значения lн и λн для определения длины стыка арматурных стержней внахлестку приведены в таблице:
|
Условия работы стыка |
стержней |
гладких |
||||||
|
Dλн |
mн |
λн |
lн, |
Dλн |
mн |
λн |
lн, |
|
|
не |
не |
|||||||
|
Стык в растянутом бетоне |
11 |
0,9 |
20 |
250 |
11 |
1,55 |
20 |
250 |
|
Стык в сжатом бетоне |
8 |
0,65 |
15 |
200 |
8 |
1 |
15 |
200 |
- по графикам:
Вариант 2: в соответствии с п. 6.1 (с учетом раздела 5) Пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2007):
- по формуле: ll = α*RsAs/( η1η2Rbt)us*(As,cal/As,ef),
где:
α — для растянутой арматуры — 1,2; для сжатой — 0,9;
Rs- расчетное сопротивление растяжению для данного вида арматуры (равно 355 МПа для арматуры класса А400 (A-III), 435 МПа для арматуры класса А500С);
As и us — площадь и периметр поперечного сечения анкеруемого стержня (определяются по номинальному диаметру стержня);
η1 – коэффициент влияния вида поверхности арматуры, принимается равным:
1,5 — для гладкой (класс А240);
2,0 — для холоднодеформированной периодического профиля (класс В500);
2,25 — для стержневой арматуры периодического профиля иностранного производства горячекатаной и термо-механически упрочненной, что соответствует требованиям зарубежных нормативных документов;
2,5 — для периодического профиля производителей России по ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94, ГОСТ Р 52544-2006, СТО АСЧМ 7-93, ТУ 14-1-5254-94, кроме А500СП по ТУ 14-1-5526-2006;
2,8 — для класса А500СП по ТУ 14-1-5526-2006;
η2 — коэффициент, влияния размера диаметра арматуры, принимается равным:
1,0 — при диаметре ds≤32;
0,9 — при диаметре 36 и 40 мм всех видов;
Rbt — сопротивления бетона осевому растяжению;
As,cal/As,ef — площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету с полным расчетным сопротивлением и фактически установленная.
- по графикам:
Графики для определения длины нахлестки арматурных стержней периодического профиля в растянутом бетоне
Графики для определения длины нахлестки арматурных стержней периодического профиля в сжатом бетоне
Если сравнить графики варианта 1 и варианта 2, то увидим, что вариант 1 предусматривает меньшую длину стыкового соединение арматуры внахлестку. Это объясняется тем, что на момент написания «Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)» (1978 год) в СССР в основном использовалась арматура с кольцевым периодическим профилем. На момент выпуска Пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (2007 год), в РФ наряду со стержнями с кольцевым профилем применялись арматурные стержни с серповидным двухсторонним профилем («европрофиль»). Об особенностях этих видов профилей подробнее можно прочитать в статье «Армирование фундамента: выбираем арматуру (продолжение)». Поэтому современные нормативные документы – это компромиссное решение для определения базовой длины анкеровки арматуры обоих видов профилей. Следует отметить, что нормы проектирования других стран (где преимущественно используется «европрофиль») предусматривают длину анкеровки арматуры в 1,3-2 раза выше, чем по строительным нормам РФ (см. раздел 1.1 Пособия).
Условия соединения арматуры внахлестку без сварки
В соответствии с п. 6.1 Пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2007) должны соблюдаться следующие условия:
- относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры периодического профиля должно быть не более 50 %, гладкой арматуры (с крюками или петлями) — не более 25 %. Под «одним расчетным сечением элемента» понимают его участок длиной 1,3 l вдоль стыкуемой арматуры (см. рисунок 1), т.е. стыки арматуры расположены в одном расчетном сечении, если центры этих стыков находятся в пределах длины этого участка;
- усилие, воспринимаемое всей поперечной арматурой, поставленной в пределах стыка, должно быть не менее половины усилия, воспринимаемого стыкуемой в одном расчетном сечении элемента растянутой рабочей арматурой;
- расстояние между стыкуемыми стержнями рабочей арматуры не должно превышать величину, равную 4d;
- расстояние между соседними стыками внахлестку (по ширине железобетонного элемента) должно быть не менее 2d и не менее 30 мм;
- длина перепуска может быть уменьшена, но не более чем на 30 % — при наличии на концах стыкуемых стержней дополнительных анкерующих устройств (загиб концов стыкуемых стержней периодического профиля, приварка поперечной арматуры и др.);
- фактическая длина перепуска должна быть не менее 20d и не менее 250 мм.
В соответствии с разделом 3.2. справочного пособия «Нормативные требования к качеству строительных и монтажных работ» (СПб, 2002) длина нахлестки (перепуска) арматуры должна быть не менее: 40d для класса А-I и А-II; 50d — для арматуры А-III.
