Механические свойства резьбовых соединений арматуры

Сегодня одной из главных проблем для монолитного железобетона является стыкование арматуры. можно рассматривать три способа соединений: внахлестку без сварки, сварные и механические соединения.

В настоящее время в России для соединения арматурных стержней применяются в основном два вида соединений – сварные и внахлестку без сварки. Причем сварные и нахлесточные соединения имеют ряд существенных недостатков, которые говорят о целесообразности применения механических соединений. Большой зарубежный опыт применения резьбовых соединений арматуры в Европе, США, Японии и др. странах говорит о их массовом применении в строительстве различных конструкций и сооружений.
Применение сварных соединений удорожает и усложняет арматурные работы за счет необходимости большого расхода электроэнергии, привлечения высококвалифицированных сварщиков, значительной трудоемкости этих работ и сложного контроля качества.
Более простым соединением является соединение внахлестку без сварки, но и оно также имеет ряд недостатков: перерасход арматуры за счет перепуска стержней; необходимость установки дополнительной поперечной арматуры в зоне нахлестки; затруднение бетонных работ в густоармированных конструкциях. Нужно сказать, что в соединении внахлестку передача усилия с одного стержня на другой осуществляется через окружающий бетон и при разрушении защитного слоя прочность соединения внахлестку становится равной практически нулю, что может привести к разрушению конструкции.
Применение резьбовых механических соединений исключает эти недостатки.
Необходимо отметить, что главной целью применения механических соединений является повышение надежности соединений, а не получение экономии, что особенно важно при строительстве высотных зданий и сооружений.
В связи с этим все больше внимания уделяется резьбовым соединениям. В нашей стране наибольший интерес получили резьбовые соединения LENTON производства корпорации ERICO, которые позволяют соединять арматуру диаметром от 12 мм до 40 мм.
В лаборатории арматуры НИИЖБ были проведены сертификационные испытания соединений LENTON. В процессе выполнения данной работы разработаны технические условия, на соответствие которым проводились сертификационные испытания. В них описываются основные требования к прочности и деформативности резьбовых механических соединений (табл. 1).

Испытания проводились на различных типах механических соединений арматуры класса А500С.
Соединения LENTON подразделяются на типы :
• стандартные соединения (А12), предназначенные для соединения стержней одного диаметра, когда при монтаже арматуры на стройплощадке хотя бы один из соединяемых стержней может свободно вращаться;
• позиционные соединения (Р13, Р14, Р15), предназначенные для соединения стержней одного диаметра, когда ни один из стыкуемых стержней не может свободно вращаться;
• переходные соединения (R11), предназначенные для соединения стержней разного диаметра;
• сварные соединительные муфты (С12), предназначенные для соединения стержневой арматуры с прокатным профилем или пластиной;
• болтовые соединения (S13), предназначенные для соединения арматуры с болтом, имеющим метрическую резьбу;
• концевые анкера (D14), предназначенные для анкеровки арматурных стержней в железобетонных элементах.
Все эти соединения относятся к сжато-растянутым соединениям, т. е. таким соединениям, которые могут воспринимать и сжимающие и растягивающие усилия.

Все типы механических соединений LENTON имеют конусную резьбу (рис. 2). Конусная резьба ликвидирует возможные повреждения, пересекающие резьбу до того, как достигается полное зацепление резьбы.

Таблица 1

Разрывное усилие Pв,	Деформативность D при растяжении2), кНмм	Равномерное относительное удлинение арматуры dр после разрушения соединения, %
не менее	не менее	не менее
sв·Fs1)	0,1	2

1) F_s – номинальная площадь поперечного сечения соединяемой арматуры по нормативным документам на ее производство; s_в – браковочное значение временного сопротивления соединяемой арматуры по нормативным документам на ее производство.
2) За деформативность соединения принимается значение пластической деформации стыка при напряжении в арматуре, равном 0,6s_т (0,6s_0,2), где s_т (s_0,2) – браковочное значение физического или условного предела текучести арматуры по нормативным документам на ее производство.

Таблица 2

Диаметр арматуры мм	10-12	14	16	18	20	22	25-28	32-36	40
Усилие затяжки Нм	40	80	120	150	180	220	270	300	350

Для нарезки резьбы применяются мобильные резьбонарезные станки, которые в течение 5 минут могут нарезать резьбу на арматурном стержне (рис. 3).

Из таблицы 2 видно, что деформативность соединений, то есть, другими словами, люфт соединения, не превышает 0,1 мм, предел текучести и временное сопротивление соответствуют свойствам исходного металла арматуры. Разрушение образцов происходило либо по основному металлу, либо стержень выдергивался из муфты при напряжениях выше временного сопротивления арматурного стержня.
Для исключения повышенной деформативности все механические соединения должны быть затянуты ключом производства фирмы ERICO (рис. 4) с усилием, приведенным в таблице 2.

Оценивая результаты испытаний, можно сказать о том, что прочность резьбовых соединений не уступает прочности целого стержня. Деформативность соединения при испытаниях не превышала 0,071 мм, равномерное удлинение арматуры после разрушения во всех случаях было больше 2%. По результатам сертификационных испытаний были выданы сертификаты в системе Мосстройсертификация (№ RU.MCC.190.620.5.ПР.3.10884) и системе ГОСТ Р.

Москва, тел. 8 (495) 247-9091

Санкт-Петербург
Тел. (812) 251-9970, 251-8441, 251-8706,
факс (812) 251-8437