Муфтовое соединение стержневой арматуры

Данная полезная модель относится к области строительства, а именно: к арматурным конструкциям, используемым в опорах, пилонах, пролетных строениях мостов. Техническая задача - повышение надежности соосного соединения арматурных стержней за счет создания предварительного напряжения в зоне контакта стыкуемых элементов и вовлечения в работу размещаемого между соединяемыми муфтой стержнями соединительного стержня из термически обработанной легированной стали, прочностные характеристики которой превышают аналогичные характеристики втулок муфты, что приводит к пластической деформации последних в зоне контакта с периодическим профилем арматуры и повышению надежности соединения, как для растянутой, так и для сжатой арматуры. Достигается это тем, что муфтовое соединение стержневой арматуры содержит муфты из бесшовной стальной горячедеформированной трубы или полученные методом растачивания круглых стальных прутков, одетые на концы соединяемых арматурных стержней периодического профиля на величину, превышающую половину их длины и обжатые на них с осевым удлинением и образованием шестигранного поперечного сечения в месте обжатия на величине, меньшей длины размещенного в муфте арматурного стержня, на свободных от обжатия концах муфт выполнена внутренняя резьба, в одну из которых ввинчен до упора соединительный стержень из круглого стального прутка, на свободный конец которого навинчена резьбовая часть другой муфты с обеспечением напряженного контакта между торцами муфт, созданного приложением затягивающего муфты крутящего момента не менее 1,5 кг м. Муфта может быть выполнена из стали 20, а соединительный стержень - из стали 40Х с временным сопротивлением после закалки и отпуска не менее 9500 кгс/см ², при этом, величина контактного давления от напряжения в местах контакта соединительного стержня с арматурой превышает величину контактного давления в месте напряженного контакта между торцами муфт. 1 нз. и 1 з.п ф-лы, 2 илл.

Данная полезная модель относится к области строительства, а именно: к арматурным конструкциям, используемым в опорах, пилонах, пролетных строениях мостов.

Известно устройство для соединения арматуры, включающее концы стальной арматуры, в частности из разномодульных материалов, надетую на них муфту, при этом концы стальной арматуры соединены встык или внахлест, а между ними и муфтой установлены фиксирующие клинья с углом расклинивания от 1 до 35°, твердость которых меньше на 1-40% самого слабого из концов соединяемой арматуры, при этом муфта может быть выполнена сплошной, витой или наборной (RU 20329 U1, 2001 г.)

Наиболее близким из известных является устройство для соосного соединения муфты с армирующим прутком, предназначенное для объединения муфты и армирующего прутка в единый узел для последующего изготовления механического соединения двух армирующих прутков концами друг к другу, причем муфта имеет резьбовую часть с наружной или внутренней резьбой и полую цилиндрическую часть, в которую вставляется конец армирующего прутка, а указанное устройство содержит резьбовой соединительный инструмент для закрепления муфты посредством ее резьбовой части, полое силовое устройство двойного действия, выдавливающий инструмент, средства поступательного перемещения выдавливающего инструмента вдоль оси муфты для равномерной деформации материала муфты с образованием ее соединения с армирующим прутком и средства противодавления на муфту для приложения к ней силы в направлении, противоположном направлению силы, приложенной выдавливающим инструментом, с тем, чтобы обеспечить для соединения муфты с армирующим прутком автоматическое регулирование удлинения материала муфты, вызванного выдавливающей силой, в зависимости от дефектов армирующего прутка и изменений его размеров и формы (RU 2159312 С2, 2000 г.).

Технической задачей данной полезной модели является повышение надежности соосного соединения арматурных стержней за счет создания предварительного напряжения в зоне контакта стыкуемых элементов и вовлечения в работу размещаемого между соединяемыми муфтой стержнями соединительного стержня из термически обработанной легированной стали, прочностные характеристики которой превышают аналогичные характеристики втулок муфты, что приводит к пластической деформации последних в зоне контакта с периодическим профилем арматуры и повышению надежности соединения, как для растянутой, так и для сжатой арматуры.

Достигается это тем, что муфтовое соединение стержневой арматуры содержит муфты из бесшовной стальной горячедеформированной трубы или полученные методом растачивания круглых стальных прутков, одетые на концы соединяемых арматурных стержней периодического профиля на величину, превышающую половину их длины и обжатые на них с осевым удлинением и образованием шестигранного поперечного сечения в месте обжатия на величине, меньшей длины размещенного в муфте арматурного стержня, на свободных от обжатия концах муфт выполнена внутренняя резьба, в одну из которых ввинчен до упора соединительный стержень из круглого стального прутка, на свободный конец которого навинчена резьбовая часть другой муфты с обеспечением напряженного контакта между торцами муфт, созданного приложением затягивающего муфты крутящего момента не менее 1,5 кг м. Муфта может быть выполнена из стали 20, а соединительный стержень - из стали 40Х с временным сопротивлением после закалки и отпуска не менее 9500 кгс/см², при этом, величина контактного давления от напряжения в местах контакта соединительного стержня с арматурой превышает величину контактного давления в месте напряженного контакта между торцами муфт.

На фиг.1 представлено муфтовое соединение стержневой арматуры.

На фиг.2 - сечение по 1-1 на фиг.1

Механические муфтовые соединения предназначены для стыкования стержневой арматуры периодического профиля по ГОСТ 5781-82 диаметром 20, 25, 32 мм класса А-Ш (А-400) марок 25Г2С и 35ГС.

Стыки можно применять в опорах, пилонах автодорожных мостов, а также в железобетонных пролетных строениях и плитах сталежелезобетонного пролетного строения. Стыки предназначены дли использования в конструкциях при расчетной температуре не ниже минус 40°С.

Допустимая нагрузка на механический муфтовый стык составляет 100% допустимой нагрузки на арматурный стержень диаметром 20, 25, 32 мм класса А-Ш (А-400) по ГОСТ 5781-82.

Стык разрешается использовать как для растянутой, так и для сжатой арматуры.

Число стыков в одном расчетном сечении (в пределах участка длиной 15 диаметров стыкуемых стержней) не должно превышать 50% общего количества стержней.

Механические характеристики стыка 32 мм должны соответствовать следующим параметрам:

Разрывное усилие стыка Рв должно быть не менее 475 кН (48.2 тс).

Разрывное усилие Рв для муфтового стыка должно быть не менее _в×F_н в любом месте соединения:

- _в - браковочное значение временного сопротивления арматуры по нормативным документам на ее производство, для арматуры 32-А-Ш (А-400) по ГОСТ 5781-82-_в=59 кН/см² (6000 кгс/см² ).

- F_н - номинальная площадь поперечного сечения соединяемой арматуры по нормативным документам на ее производство, для арматуры 32-А-Ш (А-400) по ГОСТ 5781-82 - F _н=8.04 см².

Механические характеристики стыка арматуры 25 мм должны соответствовать следующим параметрам:

Разрывное усилие стыка Рв должно быть не менее 290 кН (29.6 тс).

Разрывное усилие Рв для муфтового стыка должно быть не менее _В×F_Н в любом месте соединения:

_В - браковочное значение временного сопротивления арматуры по нормативным документам на ее производство; для арматуры 25-А-Ш (А400) по ГОСТ 5781-82 - _в=59 кН/см² (6000 кгс/см² ).

F_Н - номинальная площадь поперечного сечения соединяемой арматуры по нормативным документам на ее производство; для арматуры 25-А-Ш (А-400) по ГОСТ 5781-82 - F _Н=4.91 см².

Механические характеристики стыка арматуры 20 мм должны соответствовать следующим параметрам:

Разрывное усилие стыка Р_В должно быть не менее 185 кН (18.9 тс).

Разрывное усилие Рв для муфтового стыка должно быть не менее _В×F_H в любом месте соединения:

- _в - браковочное значение временного сопротивления арматуры по нормативным документам на ее производство, для арматуры 20-А-Ш (А400) по ГОСТ 5781-82 - _В=59 кН/см² (6000 кгс/см² ).

- F_H - номинальная площадь поперечного сечения соединяемой арматуры по нормативным документам на ее производство, для арматуры 20-А-Ш (А-400) по ГОСТ 5781-82 - F _Н=3.14 cм².

В каждом стыке используется по две муфты 1, надеваемые на конец арматурного стержня 2 периодического профиля с последующим механическим обжатием муфт в специальном прессе фирмы Эбершпехер.

Прочность соединения стержень-муфта обеспечивается прочностью и толщиной металла муфты и длиной обжимаемого участка муфты. На свободных от обжатия концах муфт выполнена внутренняя резьба, в которую ввинчивается соединительный стержень 3 (коротыш).

Муфты изготавливают из бесшовной стальной горячедеформированной трубы (ГОСТ 550-75) из стали 20 (по ГОСТ 1050-88) или методом растачивания круглых стальных прутков (ГОСТ 2590-88) из стали 20 (ГОСТ 1050-88)».

Соединительные стержни-коротыши - изготавливают из круглых стальных прутков (ГОСТ 2590-88) из стали 40Х (ГОСТ 4543-71). Временное сопротивление _В коротыша после закалки и отпуска должно быть не менее 93 кН/см² (9500 кгс/см²)».

Возможно, применение других марок сталей при обязательном условии проведения силовых стендовых испытаний стыка. Количество испытываемых образцов устанавливает филиал ОАО «ЦНИИС» НИЦ «Мосты» и согласовывает с ОАО «Мостотрест».

Муфтовые стыки арматурных стержней выполняются в следующем порядке:

Муфту следует надеть на стержень до упора в утолщение стенки со стороны резьбы, чтобы была обеспечена длина заделки при обжатии муфты 129-130 мм для 32 мм; не менее 80 мм для 20 мм; не менее 95 мм для 25 мм;

Обжатие (опрессовка) муфты производится в гидравлической установке HP 25.620 фирмы «Эбершпехер». В результате на конце круглой муфты с исходным диаметром 36 мм (46, 60) образуется шестигранник под ключ 32 мм (42, 54 мм) при этом муфта удлиняется до размеров 115 мм (137, 178 мм) соответственно для арматурных стержней 20 мм (25, 32 мм).

Для выполнения стыковки стержней необходимо, чтобы хотя бы один из стыкуемых стержней был подвижным для его вращения при накручивании на коротыш.

Поверхность среза стыкуемых концов стержней должна быть перпендикулярна осям стержней, а имеющие место заусенцы должны быть зачищены болгаркой заподлицо с наружным диаметром стержня.

Для стыковки двух арматурных стержней в муфту неподвижного стержня, установленного в смонтированной мостовой конструкции, вкручивается до упора коротыш. На оставшуюся снаружи часть коротыша накручивается стыкуемый стержень с обжатой на его конце муфтой. Стержень накручивается до плотного касания торцов двух муфт. Дотяжка муфты в стыке производится ключом за шестигранный конец муфты усилием от 15 кг (20, 25 кг) при рычаге длиной 100 см.

Конструктивные требования при проектировании железобетонных конструкций в части защитного слоя бетона и минимального расстояния между стержнями с муфтовыми стыками такие же, как для стержней без стыков.

1. Муфтовое соединение стержневой арматуры, содержащее муфты из бесшовной стальной горячедеформированной трубы или полученные методом растачивания круглых стальных прутков, одетые на концы соединяемых арматурных стержней периодического профиля на величину, превышающую половину их длины, и обжатые на них с осевым удлинением и образованием шестигранного поперечного сечения в месте обжатия на величине, меньшей длины размещенного в муфте арматурного стержня, на свободных от обжатия концах муфт выполнена внутренняя резьба, в одну из которых ввинчен до упора соединительный стержень из круглого стального прутка, на свободный конец которого навинчена резьбовая часть другой муфты с обеспечением напряженного контакта между торцами муфт, созданного приложением затягивающего муфты крутящего момента не менее 1,5 кг м.

2. Муфтовое соединение стержневой арматуры по п.1, отличающееся тем, что муфта выполнена из стали 20, а соединительный стержень - из стали 40Х с временным сопротивлением после закалки и отпуска не менее 9500 кгс/см ², при этом величина контактного давления от напряжения в местах контакта соединительного стержня с арматурой превышает величину контактного давления в месте напряженного контакта между торцами муфт.