Процесс соединения арматуры, в результате которого получается непрерывное армирование, называется стыковкой.
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.
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
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.
Вернуться к оглавлению
Сварка многослойными швами
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.
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.
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.
Нахлест стержней методом сварки используется исключительно с арматурой марки А400С и . Только эти марки считаются свариваемыми. Это сказывается и на стоимости изделий, которая выше обычных. Одним из распространенных классов является класс . 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.
| 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.
Соединяя стальные пруты, армируя ленточный фундамент, у многих возникает естественный вопрос: как грамотно выполнить нахлест арматуры, и какова должна быть его длинна. Ведь правильная сборка металлического силового каркаса, позволит предотвратить деформацию и разрушение монолитной бетонной конструкции от воздействующих на нее нагрузок и увеличить безаварийный срок ее эксплуатации. Каковы технические особенности выполнения стыковых соединений, рассмотрим в данной статье.
Согласно требованиям СНиП бетонное основание должно иметь не менее двух сплошных безразрывных контуров арматуры. Выполнить данное условие на практике позволяет стыковка армирующих прутов внахлест. При этом соединения в стыках могут быть нескольких типов:
- Внахлестку без сварки
- Сварные и механические соединения.
Первый вариант соединения широко используется в частном домостроении благодаря простоте исполнения, доступности и невысокой стоимости материалов. В данном случае применяется распространенный класс арматуры A400 AIII. Стыковка нахлеста арматурных стержней без использования сварки может осуществляться как с применением вязальной проволоки, так и без нее. Второй вариант чаще всего используется в промышленном домостроении.
Согласно строительным нормам и правилам соединение арматуры нахлестом при вязке и сварке предусматривает использование прутов диаметром до 40мм. Американский институт цемента ACI допускает использование стержней с максимальным сечением 36мм. Для армирующих прутьев, диаметр которых превышает указанные значения, использовать соединения внахлест не рекомендуется, по причине отсутствия экспериментальных данных.
Согласно строительной нормативной документации запрещено выполнять нахлест арматуры при вязке и сварке на участках максимального сосредоточения нагрузки и местах максимального напряжения металлических прутов.
Соединение нахлеста арматурных стержней сваркой
Для дачного строительства сварка нахлеста арматуры считается дорогим удовольствием, по причине высокой стоимости металлических стержней марки А400С или А500С. Они относятся к свариваемому классу. Что существенно повышает стоимость материалов. Использовать пруты без индекса «С», например: распространенный класс A400 AIII, недопустимо, так как при нагревании металл значительно теряет свою прочность и коррозионную стойкость.
Тем не менее, если Вы решили использовать стержни свариваемого класса (А400С, А500С, В500С), их соединения следует сваривать электродами 4…5 миллиметрового диаметра. Протяженность сварочного шва и самого нахлеста зависит от используемого класса арматуры.
Исходя из приведенных данных видно, что при использовании при вязке стальных прутов класса В400С величина нахлеста, соответственно и сварного шва, составит 10 диаметров свариваемой арматуры. Если для силового каркаса фундамента взяты стержни ᴓ12 мм, то протяженность шва составит 120 мм, что, по сути, будет соответствовать ГОСТу 14098 и 10922.
Согласно американским нормам нельзя сваривать перекрестия арматурных стержней. Действующие нагрузки на основание могут вызвать возможные разрывы, как самих прутьев, так и мест их соединения.
Соединение арматуры внахлест при вязке
В случаях использования распространенных прутов марки А400 АIII, что бы передать расчетные усилия от одного стержня другому используют способ соединения без сварки. При этом места нахлеста арматуры связывают специальной проволокой. Такой метод имеет свои особенности и к нему предъявляются особые требования.
Варианты нахлеста арматуры
В соответствие с действующим СНиП безсварочное соединение стержней при монтаже силового каркаса ЖБИ может производиться одним из следующих вариантов:
- Накладка профильных стержней с прямыми концами;
- Нахлест арматурного профиля с прямым окончанием с приваркой или монтажом на протяжении всего перепуска поперечно расположенных прутов;
- С загнутыми окончаниями в виде крюков, петель и лапок.
Вязать такими соединениями можно профилированную арматуру диаметром до 40 миллиметров, хотя американский стандарт ACI-318-05 допускает к использованию стержни диаметром не более 36 мм.
Использование стержней с гладким профилем требует применять варианты нахлестного соединения либо путем приварки поперечной арматуры, либо использовать стержни с крюками и лапками.
Основные требования к выполнению соединений нахлестом
При выполнении вязки стыков арматуры нахлестом существуют определенные строительной документацией правила. Они определяют следующие параметры:
- Величину накладки стержней;
- Особенности расположения самих соединений в теле бетонируемой конструкции;
- Местонахождение соседних перепусков относительно друг друга.
Учет этих правил позволяет создавать надежные железобетонные конструкции, и увеличивать срок их безаварийной работы. Теперь обо всем подробнее.
Где располагать при вязке нахлестные соединения арматуры
СНиП не допускает расположение мест вязки арматуры нахлестом в областях наибольшей нагрузки на них. Не рекомендуется располагать стыки и в местах, где стальные стержни испытывают максимальное напряжение. Все стыковочные соединения прутов лучше всего размещать в ненагруженных участках ЖБИ, где конструкция не испытывает напряжения. При заливке ленточного фундамента перепуски окончаний арматуры разносят в места с минимальным крутящим моментом и с минимальным изгибающим моментом.
В случае отсутствия технологической возможности выполнить данные условия, протяженность нахлеста армирующих стержней берется из расчета 90 диаметров стыкуемых прутов.
Какую делать величину нахлеста арматуры при вязке
Поскольку вязка арматуры внахлест определяется технической документацией, то там четко указана протяженность стыковочных соединений. При этом величины могут колебаться не только от диаметра используемых прутов, но и от таких показателей как:
- Характер нагрузки;
- Марка бетона;
- Класс арматурной стали;
- Мест соединения;
- Назначения ЖБИ (горизонтальные плиты, балки или вертикальные колонны, пилоны и монолитные стены).
Сращивание арматурных стержней при выполнении нахлеста
В целом же протяженность нахлеста прутов арматуры при вязке определяется влиянием усилий, возникающих в стержнях, воспринимаемых сил сцеплением с бетоном, воздействующими по всей длине стыка, и силами, оказывающими сопротивления в анкеровке армирующих прутов.
Основополагающим критерием при определении длинны напуска арматуры при вязке, берется ее диаметр.
Для удобства расчетов нахлеста армирующих стержней при вязке силового каркаса монолитного фундамента предлагаем воспользоваться таблицей с указанными величинами диаметра и их напуска. Практически все величины сводятся к 30-ти кратному диаметру применяемых стержней.
| Диаметр арматурной стали А400, мм | Величина нахлеста | |
| в диаметрах | в мм | |
| 10 | 30 | 300 мм |
| 12 | 31,6 | 380 мм |
| 16 | 30 | 480 мм |
| 18 | 32,2 | 580 мм |
| 22 | 30,9 | 680 мм |
| 25 | 30,4 | 760 мм |
| 28 | 30,7 | 860 мм |
| 32 | 30 | 960 мм |
| 36 | 30,3 | 1090 мм |
В зависимости от нагрузок и назначения железобетонных изделий длина нахлестных соединений стержневой стали изменяется в сторону увеличения:
В зависимости от марки бетона и характера нагрузки, применяемого для заливки монолитной ленты фундамента и прочих железобетонных элементов, минимальные рекомендуемые величины перепуска арматуры в процессе вязки будут следующими:
| Диаметр армирующей стали А400 используемой в сжатом бетоне, мм | ||||
| М250 (В20) | М350 (В25) | М400 (В30) | М450 (В35) | |
| 10 | 355 | 305 | 280 | 250 |
| 12 | 430 | 365 | 335 | 295 |
| 16 | 570 | 490 | 445 | 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 |
| Диаметр армирующей стали А400 используемой в растянутом бетоне, мм | Длина нахлеста армирующих стержней для марок бетона (класс прочности бетона), в мм | |||
| М250 (В20) | М350 (В25) | М400 (В30) | М450 (В35) | |
| 10 | 475 | 410 | 370 | 330 |
| 12 | 570 | 490 | 445 | 395 |
| 16 | 760 | 650 | 595 | 525 |
| 18 | 855 | 730 | 745 | 590 |
| 22 | 1045 | 895 | 895 | 275 |
| 25 | 1185 | 1015 | 930 | 820 |
| 28 | 1325 | 1140 | 1040 | 920 |
| 32 | 1515 | 1300 | 1185 | 1050 |
| 36 | 1895 | 1625 | 1485 | 1315 |
Как расположить друг относительно друга арматурные перепуски
Для увеличения прочности силового каркаса фундамента очень важно правильно располагать нахлесты арматуры относительно друг друга в обеих плоскостях тела бетона. СНиП и ACI рекомендуют разносить соединения, таким образом, чтоб в одном сечении было не более 50% перепусков. При этом расстояние разбежки, как определено в нормативных документах, должно быть не менее 130% длинны стыковочного соединения стержней.
Взаимное расположение арматурных перепусков в теле бетона
Если центры нахлеста вязаной арматуры находятся в пределах указанной величины, то считается, что соединения стержней располагается в одном сечении.
Согласно нормам ACI 318-05 взаимное расположение стыковочных соединений должно находиться на расстоянии не менее 61 сантиметра. Если дистанция будет не соблюдена, то повышается вероятность деформации бетонного монолитного основания от нагрузок, оказываемых на него в процессе возведения здания и его последующей эксплуатации.
postroim-dachu.ru
Сварка арматуры внахлест
Соединение отдельных частей арматуры при помощи сварки в единую конструкцию является сложным техническим процессом, в котором нужно правильно соблюдать технологию, чтобы добиться результата высокого качества. Существует множество вариантов, как добиться высокой крепости соединения для того или иного случая. К примеру, сварка арматуры внахлест применяется тогда, когда нужно распределить растягивающие и сжимающие нагрузки по всей поверхности. Здесь следует выделить несколько основных принципов, на которых основывается данный метод. Во-первых, нахлест применяется на тех участках, где напряжение меньше всего. Во-вторых, нужно придерживаться равномерности распределения размеров. В идеальном варианте, все прутья должны быть одного диаметра. В третьих, не рекомендуется использовать данный метод, если диаметр конструкционных элементов превышает 20 мм.
Сварка арматуры внахлест
Соединение арматуры внахлест сваркой позволяет сделать соединение швов вокруг области соприкосновения обоих изделий. Это обеспечивает круговую опору при эксплуатации изделия. Оно сможет равномерно выдерживать нагрузки с любого направления. Но здесь все же есть потери за счет отсутствия естественной опоры. Сварка арматуры внахлест производится по ГОСТ 14098-91.
При расположении соединений в местах высокого напряжения изделий они могут не выдержать поставленных нагрузок, так как шов всегда будет самым слабым местом конструкции, какого бы качества он не был. В основном применяется ручная сварка, которая проводится в горизонтальном положении. Здесь используются обыкновенные ее разновидности при простом оборудовании, таком как сварочный трансформатор, газовая горелка и дуговые аппараты с использованием защитного газа. Такой метод применяется как в частной сфере, так и при производстве. Чаще всего он служит для создания каркасов из металла.
Преимущества
- Главным преимуществом здесь выступает простота применения способа и построения конструкции;
- Здесь не нужно использовать сложную технику;
- Итоговое изделие получает достаточно большую прочность, в сравнение с другими методами соединения арматуры;
- Сварку можно проводить в домашних условиях;
- При необходимости, можно менять пространственное положение во время сварки без особой потери качества.
Недостатки
- Метод уступает по качеству другим способом сварки арматуры;
- Часто изделия оказываются достаточно масштабными и занимают большую площадь во время проведения работ;
- Затруднительно использовать дополнительные вспомогательные средства.
Альтернативные способы
Существует также соединение арматуры внахлест без сварки. Зачастую здесь используют вязку, которая является еще более простым и быстрым методом. Такое упрощение зачастую применяется в частной сфере, где на металлоконструкцию не возлагаются серьезные нагрузки. Но не стоит сразу ориентироваться именно на этот способ, так как при выборе, что лучше сварка или вязка арматуры, нужно учитывать много нюансов.
Соединение арматуры внахлест без сварки
Оборудование и материалы:
- Металлическая щетка;
- Режущий инструмент (болгарка или газовый резак);
- Сварочный аппарат;
- Электроды;
- Измерительные инструменты;
- Флюс;
- Средства индивидуальной защиты.
Режимы
Стыки арматуры внахлестку без сварки соединяются проще за счет того, что там не нужно подбирать ни какие режимы. Здесь же нужно определиться с параметрами тока и величиной электрода, который нужно использовать. Величина диаметра электрода подбирается относительно просто, так как для 5 мм арматуры нужен электрод около 3 мм, для 8-10 мм – 4 мм электрод и для арматуры больше сантиметра нужно применять 5 мм расходный материал. С параметрами тока нужно обходиться более точно:
Технология
На первом этапе идет подготовка основных материалов, так как нужно очистить поверхность арматуры от грязи, ржавчины, различных налетов и прочих вещей, которые помешают созданию надежного соединения. Это делается механическим путем при помощи металлической щетки. В местах соединения металл должен быть зачищен до блеска.
Нахлест арматуры при сварке должен находиться на равномерном расстоянии. Если все пересечения будут равноудаленными друг от друга, то повышается стойкость конструкции к возлагаемым нагрузкам. Требуется выставить каркас будущей конструкции и взять его на прихватки. Затем требуется проверить измерительными инструментами правильность соблюдения размеров и если что-то возникло не так, то следует переделать.
с
После этого следует приступить непосредственно к свариванию деталей. Далеко не всегда представляется возможным сварить каждый стык за один раз. Для этого приходится либо ставить конструкцию в вертикальное положение, что создает некоторые неудобства, либо варить в одном положении, но так будет доступна лишь одна сторона.
Сварка в горизонтально положении всегда оказывается более качественной.»
Специалисты рекомендуют делать шов в два прохода. Первый раз обваривается верхняя сторона соединения. Затем конструкция переворачивается и обваривается противоположная, в том же положении. На завершающем этапе нужно убрать шлак и проверить качество полученного соединения. После этого можно приступать к покраске и прочим процедурам по обработке.
Дача и Дом
Соединение арматуры без предварительного напряжения
Идеальным армированием фундамента является армирование сплошным безразрывным контуром арматуры. Требование к наличию как минимум двух сплошных контуров армирования (или 1/6 всех контуров, но не менее 2-х) в нижнем ряду арматуры (испытывающим нагрузки на растяжение) балок (фундаментов) внешнего контура монолитной конструкции здания предъявляется в пункте 7.13.2.2 раздела ACI 318-05 “Структурная целостность”. Такое безразрывное соединение арматуры может быть получено с помощью дуговой сварки или с использованием соединения винтовыми муфтами.
В практическом дачном строительстве выполнить данное требование возможно, лишь приобретя арматуру свариваемого класса A400C или А500С. Арматура сваривается электродами диаметром 4-5 мм. Нахлест стержней при сварке арматуры класса А500С составляет 10 диаметров свариваемой арматуры [пункт 6.4.4 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2009)]. Сварные соединения арматуры выполняются в соответствии с ГОСТ 14098 и ГОСТ 10922.
То есть, чтобы правильно сварить два стержня арматуры диаметром 14 мм, нахлест стрежней нужно задать как 140 мм. Также при необходимости фиксированной прочности стыка стержней арматуры их можно соединять обжимными гильзами или винтовыми муфтами. При использовании для стыков арматуры муфт на резьбе, несущая способность муфтового соединения должна быть такой же, что и стыкуемых стержней (соответственно при растяжении или сжатии). При использовании муфт на резьбе должна быть обеспечена требуемая затяжка муфт для ликвидации люфта в резьбе.
* Рекомендованные величины по данным компании поставщика металлоизделий ОАО «Инпром» и Ростовского государственного строительного университета (Ростов-на-Дону, 2010). Обычную арматуру класса А400 А-III (самый распространенный класс арматуры в России) сваривать недопустимо. Как поступить в этом случае для обеспечения передачи расчетных усилий от одного стержня арматуры, работающего на растяжение, к другому? Для этого существуют специальные способы соединения арматуры без сварки: с помощью стандартных крюков или лапок (видов сгиба концов стержней арматуры). Об этих и других способах соединения арматуры без сварки мы и поговорим ниже.
Стоп-халтура! При использовании обычной несвариваемой арматуры без обозначения литерой марки арматуры «С» (А400С) сваривать арматуру недопустимо. Обычная несвариваемая арматура А400 сильно теряет в прочности при нагревании. Нормы американского института бетона ACI 318-05 (Пункт 7.5.4) запрещают сваривать перекрестия любой арматуры, так как возможны разрывы стержней под нагрузкой. Отечественные ведомственные строительные нормы ВСН 37-96 разрешают дуговую электросварку перекрестий арматуры, только начиная с номинального диаметра 25 мм.
Соединение арматуры без сварки
Нахлест стержней арматуры должен быть осуществлен на длину, обеспечивающую передачу расчетных усилий от одного стыкуемого стержня к другому. Стыки (соединения) рабочей арматуры соединяемых в рабочем направлении без сварки внахлест должны иметь длину перепуска (нахлеста) не менее величины, требуемой СНиП 52-01-2003, о чем мы и поговорим ниже.
Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СП 52-101-2003 [пункт 5.37] определяет следующие возможные варианты соединений стержней арматуры периодического профиля внахлестку без сварки рабочих стержней:
- с прямыми концами стержней периодического профиля;
- с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней;
- с загибами на концах (крюки, лапки, петли);
Такие виды соединения арматуры можно использовать для арматуры номинальным диаметром до 40 мм. Для гладкой арматуры, работающей на растяжение, (применение которой для основного армирования фундаментов не рекомендовано) возможные варианты это крюки, петли, приваренные поперечные стержни или специальные анкерные устройства.
Соединение арматуры нахлестом (прямая анкеровка)
Соединение арматуры нахлестом – самый распространенный вариант в дачном строительстве из-за своей очевидной простоты исполнения. Однако есть целый ряд требований, которые необходимо выполнить, чтобы обеспечить правильную работу соединяемой арматуры. Соединение арматуры нахлестом допустимо по разным данным для арматуры диаметром до 36 мм [пункт 12.14.21.1 ACI 318-05] или 40 мм [пункт 8.3.27 СП 52-101-2003]. Это ограничение связано с отсутствием экспериментальных данных по соединениям нахлестом для арматуры больших диаметров. Соединение арматуры не должно размещаться в местах концентрированного приложения нагрузки и местах наибольшего напряжения. Соединение арматуры нахлестом может производиться со связкой стержней вязальной проволокой или без нее. C точки зрения экономии (перерасход арматуры на нахлесты до 27%), и безопасности здания (ограничение объема бетона в месте стыков), арматуру диаметром свыше 25 мм рекомендуется соединять механическим способом (винтовые муфты или опрессованые соединения). В случае свободного соединения с нахлестом расстояние между стыкуемыми нахлестом стержнями арматуры по вертикали и горизонтали должно быть не менее 25 мм или 1 диаметр арматуры, если диаметр арматуры больше 25 мм для обеспечения свободного проникновения бетона. Максимальное расстояние по ширине ленты фундамента между стыкуемыми свободным нахлестом стержнями должно быть не более 8 диаметров стержней арматуры [пункт R611.7.1.4 IBC 2003]. Если стержни соединяются со связью проволокой, расстояние между ними обусловлено лишь высотой выступов периодического профиля и может приниматься равным нулю.
В то же время, максимальное расстояние между стыкуемыми стержнями арматуры не должно превышать 4-х диаметров стержней арматуры [раздел 6.1 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2009)]. Расстояние между соседними парами стыков стержней арматуры внахлестку (по ширине железобетонного элемента) должно быть не менее 2-х диаметров стержней арматуры, но не менее 30 мм.
Схема №23. Соединение стрежней арматуры внахлест без сварки
dom.dacha-dom.ru
Виды перехлеста арматуры и требования к выполнению соединений
Изготовление железобетонных изделий предполагает создание металлических каркасов. Они являются некими «скелетами», например, ленточных фундаментов или бетонных столбов. Армирование может осуществляться стержнями разного диаметра и качества стали.
Они соединяются между собой конкретными способами:
- Механический стыковый метод;
- Сварной стыковый вариант;
- Соединения, выполняемые внахлест без сварки.
Об этих методах соединения более подробно будет написано ниже.
Типы соединения арматуры внахлест
«Сшивание» арматуры внахлест предполагает соблюдение нескольких правил использования материалов и монтажа:
- Для этого способа подходят арматурные стержни не более 0.4 см в сечении. Это объясняется тем, что для стержней большего диаметра испытания на прочность не проводились.
- Должны соблюдаться расстояния перепусков.
- Необходимо правильно рассчитать длинунахлеста.
Внахлестку без сварки
Этот способ состыковки металлических стержней наиболее распространен для строительства фундаментов под частные дома.
Имеет неоспоримые плюсы:
- Простота работ;
- Доступность необходимых соединительных материалов;
- Невысокая цена.
Для работы по вязанию прутов используется специальная вязальная проволока. Также можно делать «сшивание» и без нее.
При вязке внахлестку без сварки пользуются одним из способов:
Сварные и механические соединения
Механический способсостыкования арматуры имеет ряд преимуществ:
- Работа не требует много времени, а также является максимально простой.
- Расход материала идет намного меньше. Если сравнивать со способом внахлест, то здесь теряется до 30% и более материалов на перепуски.
- Каркас, собранный механическим способом, является наиболее крепким, а, значит, надежным.
- Собирать конструкцию можно в любые погодные условия, что позволит рациональнее использовать время и не ждать, допустим, когда пройдет дождь, чтобы продолжить работы.
- Прутья любого диаметра подойдут для механического состыкования, так как в гидравлическом прессе имеются съемные штампы.
Для того, чтобы начать соединять арматурные стержни механическим способом, необходимо подготовить:
- Гидравлический пресс;
- Прессованные и резьбовые муфты.
Технология монтажа:
- На конец одного из прутьев надевается муфта. Она под прессом фиксируется на стержне. То же самое проделывается для второго стержня.
- При помощи прикрепленных муфт арматурные стержни соединяются.
Сварка может осуществляться при помощи нескольких разновидностей сварочных швов:
- Протяженные;
- Многослойные;
- Точечные;
- Принудительное наложение шва.
Требования к выполнению соединений
К «сшиванию» прутьев нахлестом предъявляют некоторые требования, которые касаются:
- Длины накладки прутьев.
- Положения металлического каркаса в бетоне.
- Положения перепусков относительно друг друга.
Соединение сваркой
Работать со сваркой позволительно только настоящим профессионалам. Именно они могут качественно наложить сварочные швы, и вся конструкция при этом будет крепкой и не сломается под массой бетонного раствора.
К сварочным работам предъявляются требования:
- Многослойный шов выполняется при помощи одиночного электрода. Шов накладывается поэтапно: сначала с одной стороны, потом необходимо проложить шов с другой стороны.
- Принудительный шов предполагает использование арматуры диаметром от 1,4 см до 40 см. Делаются крестовые соединения. Изделия собираются в кондукторах, так как там прутья лучше примыкают друг к другу.
- Сорта стали с низким или средним содержанием углерода не подходят для точечной сварки. Это объясняется тем, что при сварке точечно в пересекающихся точках стержней быстро отводится тепло, вследствие этого остывший металл становится хрупким.
Соединение вязкой
По нормам СНиП состыкование прутьев в местах особенно сильной нагрузки способом вязки не допустимо. Стыки лучше делать там, где нагрузка от бетонного раствора, а также в дальнейшем от стен будет минимальна
Кроме этого, перепуски делают там, где не предполагается изгибов (поворотов). Если эти условия вязки не могут быть выполнены, то перепуск делается максимально длинным, до 90 диаметров стыкуемых прутов. Например: диаметр прута равен 36 мм, значит 90*36мм=3240мм, или 324 см, или 3,24 м.
Длина нахлеста
Величина нахлеста зависит от следующих показателей:
- Диаметра используемых арматурных стержней. Есть специальные сводные таблицы, в которых указаны, какие длиной нахлесты применяются для того или иного диаметра прута. В общем, стоить отметить, что диаметр должен быть увеличен примерно в 30 раз. Например, диаметр прута равен 10 мм, перепуск должен быть равен 30 диаметрам. Получается, что величина нахлеста равна 300 мм или 30 см.
- Используемой марки бетона. Чем выше марка бетона, тем меньший нахлест будет нужен, даже несмотря на диаметр прутьев. Но это также зависит от того, для какого бетона будет использоваться конструкция, для сжатого или растянутого. Для последнего нахлест нужен чуть больше.
- Класса стали, из которой выполнены стрежни.
- Точек состыкования.
Как располагать соединения
Чтобы каркас будущего железо-бетонного изделия выдерживал большие нагрузки, необходимо правильно располагать перепуски в плоскостях конструкции. Стыковочные соединения должны быть расположены на расстоянии не меньше 0,6 м. В идеале расстояние должно составлять 1,5 длины перепуска.
Таким образом, есть три основных способа соединения арматуры. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Но все они одинаково безопасно могут применяться для монтажа конструкций, если правильно соблюдена технология монтажа. Close Window
Верно рассчитанный нахлест арматуры при вязке влияет на итоговое качество конструкции. Надежность такого метода оспорить сложно, однако в процессе работы присутствуют определенные нюансы, при несоблюдении которых результат соединения может оказаться хрупким и недолговечным. Это также может повлиять на скорость затвердевания бетона, что сильно размягчит основание.
Зачем необходимо соблюдать нормы нахлеста арматуры при вязке
При заливке фундамента дома или при возведении любого другого бетонного сооружения (колонны или монолитного блока) насущным остается вопрос прочности и долговечности конструкции. При соблюдении всех строительных норм, дополнительный металлический каркас сильно укрепит конструкцию и сделает ее долговечной, а основание неподверженным влиянию природных условий и времени.
В случае несоблюдения правил, фундамент дома может вскоре обвалиться, что приведет не только к потере большого количества материалов, но и к человеческим жертвам. Это связано с тем, что неверно рассчитанный нахлест арматуры ведет к незатвердеванию бетона в некоторых местах, что приводит к ослабеванию всей конструкции в целом. Для постройки крепкого и надежного каркаса используют несколько способов, в том числе вязку, для которой необходимо использовать нахлест.
Величина нахлеста при соединении арматуры по СНИП
Санитарные Нормы и Правила от 2003 года (сокращенно СНиП) описывают все виды соединений арматур, существующих на данный момент. Стыки внахлест создаются без использования сварочных аппаратов, этим они отличаются от механических (для которых используют муфты и специальное оборудование) и сварных (для которых соответственно нужен сварочный аппарат). Стыки внахлест существуют трех типов:
- Стержни с крюками, лапами (загибами) на концах.
- Стержни, у которых прямой конец (с приваркой или монтажом на пересечении арматур).
- Стержни с прямыми концами (профильные).
Санитарные Нормы и Правила от 2003 года рекомендуют соединять внахлест арматуры сечением до 40 мм. В свою очередь, мировой аналог строительных норм, а именно ACI 318-05 утверждает максимальное допустимое значение сечения стержней 36 мм. Обусловлено это отсутствием доказательной базы надежности соединений большего диаметра, так как испытания не проводились. Также во время вязки, стоит оставлять определенное свободное пространство вокруг нахлеста.
Надо учитывать, что минимальное расстояние, которое нужно оставить для запаса, как по горизонтали, так и по вертикали составляет 25 мм. Однако, если само сечение арматуры больше 25 мм, то и запас нужно рассчитывать, согласно шагу диаметра. Наибольшим расстоянием между элементами является 8 сечений стержня. Но при использовании в вязке проволоки расстояние сокращается до 4 сечений.
Таблица нахлеста арматуры
Величина напуска арматуры в мм
| Диаметр арматурной стали А400 | Величина нахлеста |
| 10мм | 300мм |
| 12мм | 380мм |
| 16мм | 480мм |
| 18мм | 580мм |
| 22мм | 680мм |
| 25мм | 760мм |
| 28мм | 860мм |
| 32мм | 960мм |
| 36мм | 1090мм |
Нахлест арматуры при разных условиях
Места состыковки арматуры и расположение решетки должен определять проектировщик, а не строители. Так как общая картина проекта, а также знание о величине нагрузки в разных местах известны только ему. В противном случае конструкция может быть нарушена.
Например, во время армирования колонны, следует придерживаться нескольких принципиально важных шагов:
- Выпуск необходимо согнуть на немного большую длину, чем сечение арматуры (для диаметра 16мм - это 20мм).
- Сгибать арматуру необходимо без нагрева, а с помощью специальных средств, которые смогут обеспечить нужный радиус загиба.
- Радиус загиба необходимо указать в проекте и сделать на нем акцент, так как строители вряд ли будут делать это без поручения.
Нормы расхода арматуры на нахлест
Необходимая длина стержней арматуры различается по нескольким критериям:
- Для арматуры работающей на сжатие, необходимая длина будет следующей. Так, для арматур диаметра 6 мм - длина 20-22см; 8мм - длина 20-29см; 10мм - длина 25-36см; 12мм - длина 30-43см; 14мм - длина 35-50см.
- Для арматур работающих на растяжение, требуемая длина нахлеста стержней должна быть больше. Например, для диаметра 6 мм - длина 20-29см; 8мм - длина 27-38см; 10мм - длина 33-48см; 12мм - длина 40-57см; 14мм - длина 46-67см.
Чем выше класс бетона по прочности, тем меньше должна быть длина стержней для нахлеста. Исключениями являются только арматуры 20, 28 и 32 мм. При классе прочности бетона B35 длина стержней должна составлять 655, 920 и 1050 мм соответственно.
Важные нюансы и требования для соединения вязкой
Процесс соединения арматур с помощью проволоки кажется намного более легким, чем вариант со сваркой или же использование спрессованных муфт и специальных аппаратов. Однако он также имеет свои тонкости и нюансы. Надо учитывать, что не стоит соединять арматуры в местах с повышенной нагрузкой (например, углы зданий). Более того, желательно, чтобы в месте вязки нагрузки вообще не было. Если же технически нет возможности соблюсти это требование, то стоит пользоваться простой формулой: Размер соединения=90*Сечение используемых прутьев.
Также необходимо обращать внимание на основные параметры:
- длину накладки прута;
- местонахождение соединения и особенности данного места;
- расположение нахлестов по отношению друг к другу.
Между соседними местами соединения стрежней арматуры должно быть расстояние, которое можно рассчитать по формуле: Расстояние=1.5*Длину нахлеста, однако получившаяся величина должна быть не меньше 61см.
Также не стоит забывать, что размеры таких соединений регламентированы техническими нормами и нахлест зависит не столько от сечения арматур, сколько от:
- марки бетона, который используется для заливки;
- цели использования соединений;
- класса эксплуатируемой арматуры;
- нагрузки, оказываемой на основание.
Факты, формулы и цифры, изложенные в СНиПе дают представление о том, как именно делать вязку арматур для построения крепкого и надежного каркаса. Эти знания необходимы владельцам дачных участков, которые хотят что-то построить своими силами.
*Расчеты выполнены компанией-поставщиком металлоизделий для промышленного строительстваDayton Superior (США). **Расчеты приведены для диаметров арматуры, принятых в США («имперские» размеры).
Например, для арматуры диаметром 12 мм расчетное значение длины нахлеста при максимальной нагрузке ряда на растяжение по нормам ACI 318-05 составляет 73 см при свободном соединении и 109 см при связанном соединении.
| Класс бетона по прочности | ||||
| В20 | В25 | В30 | В35 | |
| Ближайшая марка бетона | ||||
| М250 | М350 | М400 | М450 | |
| Длина нахлеста стрежней, см | ||||
| 21,5 | ||||
| 28,5 | 24,5 | 22,5 | ||
| 35,5 | 30,5 | |||
| 36,5 | 33,5 | 29,5 | ||
| 34,5 | ||||
| 44,5 | 39,5 | |||
| 44,5 | ||||
| 49,5 | ||||
| 78,5 | 54,5 | |||
| 76,5 | 69,5 | 61,5 | ||
| 99,5 | 85,5 | |||
| 97,5 | ||||
| 115,5 | 98,5 | |||
| 135,5 | 123,5 | 109,5 |
| Ряд арматуры с максимальной нагрузкой на растяжение | Другие ряды арматуры | |||
| Номинальный диаметр арматуры | Межцентровое расстояние = 2 диаметрам арматуры или более (свободное соединение) | Межцентровое расстояние меньше 2-х диаметров арматуры (связанное соединение) | ||
| Величина нахлеста арматуры, см | ||||
| 13** (12) | ||||
| 19** (18) | ||||
| 29** (30) | ||||
*Расчеты выполнены компанией-поставщиком комплектующих для промышленного строительстваDaytonSuperior (США).
**Расчеты приведены для диаметров арматуры, принятых в США («имперские» размеры).
| Класс бетона по прочности | ||||
| Диаметр арматуры класса А400, мм | В20 | В25 | В30 | В35 |
| Ближайшая марка бетона | ||||
| М250 | М350 | М400 | М450 | |
| Длина нахлеста стрежней, см | ||||
| 28,5 | 24,5 | 22,5 | ||
| 32,5 | 26,5 | |||
| 47,5 | ||||
| 44,5 | 39,5 | |||
| 66,5 | ||||
| 59,5 | 52,5 | |||
| 85,5 | 74,5 | |||
| 81,5 | 81,5 | |||
| 104,5 | 89,5 | 89,5 | 72,5 | |
| 118,5 | 101,5 | |||
| 132,5 | ||||
| 151,5 | 118,5 | |||
| 189,5 | 162,5 | 148,5 | 131,5 | |
| 201,5 | 180,5 |
*Расчеты выполнены специалистами компании поставщика металлоизделий ОАО «Инпром» и Ростовского государственного строительного университета (Ростов-на-Дону, 2010) на основании требований пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2009).
Соединения соседних стержней арматуры должны быть разнесены минимум на 40 диаметров соединяемой арматуры или 1,5 длины нахлеста стержней, но не менее 61 см. В зоне стыковки нахлестом обязательно устанавливают дополнительную поперечную арматуру.
Крестообразные нахлесты стержней арматуры соединяются вязкой отожженной проволокой, пластиковыми фиксаторами [пункт 2.102 СНиП 3.03.01-87] или пластиковыми хомутами.
Соединение (анкеровка) арматуры с помощью стандартного крюка или лапки
Соединение арматуры с использованием стандартного крюка (загиб конца арматуры на угол 180° – арматура класса A-II) или лапки (загиб конца арматуры на угол 90° градусов – арматура класса A-III [таблица 5.2, Голышев, 1990] применяют для соединения арматуры периодического профиля, работающей преимущественно на растяжение. Лапки и крюки не рекомендуется применять для анкеровки сжатой арматуры [пункт 8.3.19 СП 52-101-2003].Максимальный угол изгиба не должен превышать 180°. Загнутый элемент арматуры усиливает скрепление стержня с бетоном.
Схема №24. Стандартный крюк и лапка для анкеровки арматуры, работающей на растяжение