Стыковые соединения арматуры в каркасах. Сборка и сварка арматурных каркасов. Бессварочные методы соединения арматуры.

 

Арматурные работы следует выполнять в соответствии с требованиями и рекомендациями СНиП 3-03-01-87, СНиП 3.09.01-85, СНиП 2.03.01-84*, ГОСТ 19292-73, "Инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций" и другими действующими нормативными документами, указаниями и руководствами.

При производстве сварочных работ необходимо соблюдать требо-вания СНиП III-4-80, "Правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства", утвержденных ГУПО МВД, "Санитарных правил при сварке, наплавке и резке металлов", утвержденных Минздравом.

Руководство сварочными работами должно осуществлять лицо, имеющее документ о специальном образовании или подготовке в области сварки. Сварку и прихватку должны выполнять электросварщики, имеющие удостоверение на право производства сварочных работ, выданное в соответствии с утвержденными "Правилами аттестации сварщиков".

Сварочные работы следует производить по утверждённому проекту производства сварочных работ (ППСР) или другой технологической документации.

 

 

1. Стыковые соединения арматуры в каркасах.

Стыковать каркасы, сетки и отдельные стержни при монтаже арматуры следует по рабочим чертежам и указаниям СНиП 2.03.01-84 и ГОСТ 14098-91.

Стыки ненапрягаемой рабочей арматуры внахлестку применяются при стыковании сварных и вязаных каркасов и сеток, при этом диаметр рабочей арматуры должен быть не более 36 мм.

При этом стыки НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ располагать в растянутой зоне изгибаемых и внецентренно растянутых элементов в местах полного использования арматуры.

Такие стыки НЕ ДОПУСКАЮТСЯ в линейных элементах, сечение которых полностью растянуто, а также во всех случаях применения стержневой арматуры класса А-IV и выше.

Стыки сварных сеток и каркасов, а также растянутых стержней вязаных каркасов и сеток внахлестку без сварки должны, как правило, располагаться вразбежку.

При этом площадь сечения рабочих стержней, стыкуемых в одном месте или на расстоянии менее длины перепуска l, должна составлять не более 50% общей площади сечения растянутой арматуры - при стержнях периодического профиля и не более 25% - при гладких стержнях.

Стыкование отдельных стержней, сварных сеток и каркасов без разбежки ДОПУСКАЕТСЯ при конструктивном армировании (без расчёта), а также на тех участках, где арматура используется не более чем на 50%.

Стыковые соединения сварных арматурных сеток из гладких стержней внахлёстку в направлении рабочей арматуры без сварки показаны на рис.1.

Стыковые соединения сварных арматурных сеток из гладких стержней внахлёстку без сварки.
Стыковые соединения сварных арматурных сеток из гладких стержней внахлёстку без сварки

вариант а- стык сварных сеток при поперечных стержнях, расположенных в одной плоскости; вариант
б…в- то же, в разных плоскостях;
1- рабочая арматура из гладких стержней; 2- поперечная арматура из гладких стержней.

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры из гладкой горячекатаной стали класса А-I должны выполняться таким образом, чтобы в каждой из стыкуемых в растянутой зоне сеток на длине нахлестки располагалось не менее двух поперечных стержней, приваренных ко всем продольным стержням сеток.

Такие же типы стыков применяются и для стыкования внахлестку сварных каркасов с односторонним расположением рабочих стержней из всех видов арматуры.

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры классов А-II и А-III выполняются без поперечных стержней в пределах стыка в одной или обеих стыкуемых сетках (рис.2 вариант "б" поз.3).

Стыковые соединения сварных арматурных сеток из стержней периодического профиля внахлёстку в направлении рабочей арматуры без сварки показаны на рис.2.

Стыковые соединения сварных арматурных сеток из стержней периодического профиля внахлёстку без сварки.
Стыковые соединения сварных арматурных сеток из стержней периодического профиля внахлёстку без сварки

вариант а)- стык сварных сеток в направлении рабочей арматуры без поперечных стержней в пределах стыка в одной из стыкуемых сеток;
вариант б)- то же, в обеих стыкуемых сетках;
3- рабочая арматура из стержней периодического профиля; 4- поперечная арматура из стержней периодического профиля.

Стыки сварных сеток в нерабочем направлении выполняются внахлестку с перепуском (считая между крайними рабочими стержнями сетки):

  1. при диаметре распределительной (поперечной) арматуры до 4 мм включительно - на 50 мм (рис.3 а,б);
  2. то же, свыше 4 мм - на 100 мм (рис.3 а,б).

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 15d распределительной арматуры и не менее 100 мм (рис.3 в).

Стыковые соединения сварных сеток внахлёстку в направлении распределительной арматуры без сварки показаны на рис.3.

Стыковые соединения сварных сеток внахлёстку в направлении распределительной арматуры без сварки.
Стыковые соединения сварных сеток внахлёстку в направлении распределительной арматуры без сварки

вариант а)- стык сварных сеток в направлении распределительной арматуры с расположением рабочих стержней в одной плоскости;
вариант б)- то же, с расположением рабочих стержней в разных плоскостях;
вариант в)- то же стык впритык с наложением дополнительной стыковой сетки;
1(3)- поперечная арматура; 2(4)- рабочая арматура.

Сварные сетки в нерабочем направлении ДОПУСКАЕТСЯ укладывать впритык без нахлестки и без дополнительных стыковых сеток в следующих случаях:

  1. при укладке сварных полосовых сеток в двух взаимно перпендикулярных направлениях;
  2. при наличии в местах стыков дополнительного конструктивного армирования в направлении распределительной арматуры.

 

 

2. Сборка и сварка арматурных каркасов.

В бетонных конструкциях армирование должно предусматриваться:

  1. в местах резкого изменения размеров сечения элементов;
  2. в местах изменения высоты стен (на участке не менее 1 м);
  3. в бетонных стенах под и над проемами каждого этажа;
  4. в конструкциях, подвергающихся воздействию динамической нагрузки.

Для железобетонных слабо армированных элементов растянутой зоны - площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена не менее чем на 15%.

Конструктивная арматура не предусматривается, если согласно расчету с учетом сопротивления растянутой зоны бетона, арматура не требуется и опытом доказана возможность транспортирования и монтажа таких элементов без арматуры.

При сборке арматурных каркасов должна строго соблюдаться соосность стержней. Смещение не должно превышать 0,1d, а перелом в месте стыка - не более .

Соответствие расположения арматуры ее проектному положению должно обеспечиваться установкой пластмассовых фиксаторов, шайб из мелкозернистого бетона и т.п.

 

2.1. Пересечение арматуры в каркасах.

В местах пересечения арматуры в каркасах:

  1. стержни штучной арматуры диаметром до 25 мм скрепляют точечной сваркой, перевязкой вязальной проволокой или с помощью специальных соединительных элементов, а стержни диаметром 25 мм и выше - при помощи дуговой сварки;
  2. для получения крестовых соединений двух или трёх пересекающихся стержней диаметром 3…40 мм из стали класса A-I, A-II, A-III и проволоки d= 3…8 мм классов B-I и Bp-I применяют точечную контактную сварку.

Перевязкой и сваркой должно быть соединено не менее 50% всех пересечений, в том числе обязательно пересечение стержней с хомутами (в углах).

Длина выпусков арматуры из тела бетона между стыкуемыми стержнями должна быть не менее 150 мм при нормальных зазорах и 100 мм при использовании вставки.

При увеличенных зазорах между стыкуемыми стержнями ДОПУСКАЕТСЯ применение одной вставки из арматуры того же класса и диаметра.

 

2.2.Расстояние между стержнями арматуры.

Минимальные расстояния в свету между стержнями арматуры по высоте и ширине сечения должны:

  • обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном и назначаться с учётом удобства укладки и уплотнения бетонной смеси;
  • для предварительно напряженных конструкций должны также учитываться степень местного обжатия бетона и габариты натяжного оборудования (домкратов, зажимов и т.п.).

В элементах, изготовляемых с помощью штыковых вибраторов, должно быть обеспечено свободное прохождение между арматурными стержнями наконечников вибраторов, уплотняющих бетонную смесь.

Расстояния в свету между отдельными стержнями продольной ненапрягаемой арматуры, а также между продольными стержнями соседних плоских сварных каркасов должны приниматься не менее наибольшего диаметра стержней, а также:

а) если стержни при бетонировании занимают горизонтальное или наклонное положение - не менее:

  • для нижней арматуры - не менее 25 мм;
  • для верхней арматуры - не менее 30 мм;
  • при расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте расстояние между стержнями в горизонтальном направлении (кроме стержней двух нижних рядов) должно быть - не менее 50 мм;

б) если стержни при бетонировании занимают вертикальное положение - не менее 50 мм; при систематическом контроле фракционирования заполнителей бетона это расстояние может быть уменьшено до 35 мм, но при этом должно быть не менее полуторакратного наибольшего размера крупного заполнителя.

При стесненных условиях ДОПУСКАЕТСЯ располагать стержни арматуры попарно (без зазора между ними).

Расстояние в свету между стержнями периодического профиля принимается по номинальному диаметру без учёта выступов и рёбер.

При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками ДОПУСКАЕТСЯ вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.

Расстояния между осями рабочих стержней в средней чести пролета плиты и над опорой (вверху) должны быть не более 200 мм при толщине плиты до 150 мм и не более 1,5 h при толщине плиты свыше 150 мм, где h - толщина плиты.

Стержни периодического профиля, а также гладкие стержни, в сварных каркасах и сетках, выполняются без крюков. Растянутые гладкие стержни вязаных каркасов и сеток должны заканчиваться крюками, лапками или петлями.

У всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура, должна предусматриваться также поперечная арматура, охватывающая крайние продольные стержни.

При этом расстояния между поперечными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента.

Поперечную арматуру ДОПУСКАЕТСЯ не ставить у граней тонких рёбер изгибаемых элементов (шириной 150 мм и менее), по ширине которых располагается лишь один продольный стержень или сварной каркас.

 

 

2.3. Соединение арматурных каркасов фиксаторами.

При армировании внецентренно сжатых элементов плоскими сварными каркасами два крайних каркаса (расположенные у противоположных граней) должны быть соединены друг с другом для образования пространственного каркаса.

Для этого у граней элемента, нормальных к плоскости каркасов, должны ставиться поперечные стержни, привариваемые контактной сваркой к угловым продольным стержням каркасов, или установлены фиксаторы (рис.4), связывающие эти стержни, на тех же расстояниях, что и поперечные стержни плоских каркасов.

Проволочные фиксаторы для вызки стальных арматурных каркасов показаны на рис.4.

Проволочные фиксаторы арматурных каркасов.
Проволочные фиксаторы арматурных каркасов

В арматурных элементах, работающих на изгиб с кручением, вязаные хомуты должны быть замкнутыми с надёжной анкеровкой по концам.

А при сварных каркасах - все поперечные стержни обоих направлений должны быть приварены к угловым продольным стержням, образуя замкнутый контур. При этом должна быть обеспечена равная прочность соединений и хомутов.

Защитные покрытия арматуры (если они предусмотрены проектом) наносят согласно СНиП 3.03.01-87. Целостность защитного слоя арматуры проверяют перед бетонированием, обнаруженные дефекты устраняют.

 

2.4. Сварка арматурных каркасов.

Свариваемые поверхности конструкции и рабочее место сварщика должны иметь защиту от дождя, снега, ветра. При температуре окружающего воздуха ниже -10°С необходимо иметь вблизи рабочего места сварщика инвентарное помещение для обогрева, при температуре ниже -40°С - оборудовать тепляк.

Колебания напряжения питающей сети электрического тока, к которой подключено сварочное оборудование, не должны превышать ±5% номинального значения. Оборудование для автоматизированной и ручной многопостовой сварки следует питать от отдельного фидера.

Типы сварных соединений и способы сварки арматуры и закладных деталей следует назначать с учётом условий эксплуатации конструкции, свариваемости стали, технико-экономических показателей соединений и технологических возможностей предприятия-изготовителя в соответствии с ГОСТ 14098-85.

Сварку конструкций при укрупнении и в проектном положении следует производить после проверки правильности сборки.

Для сварки стержней из стали всех классов, кроме A-I, применяют электроды марки УОНИ 13/55У или аналогичные:

  • арматуру диаметром до 36 мм сваривают электродами d=4…5 мм,
  • арматуру d=40 мм и выше - электродами d=5…6 мм.

Сварку выполняют без перерыва до полной заварки стыка, обязательно заплавляя кратеры. Затем заваривают фланцевые швы.

Сила тока при ручной сварке колеблется от 220А при d=20 мм до 330А при d=40 мм.

Размеры сварных фланговых швов должны быть:

  • высотой h=0,25d, но не менее 4 мм,
  • шириной b=0,5d, но не менее 10 мм.

Кромки свариваемых элементов стальных каркасов в местах расположения швов и прилегающие к ним поверхности необходимо зачищать с удалением ржавчины, жиров, краски, грязи, влаги и т.п.:

  • при ручной или механизированной дуговой сварке - шириной не менее 20 мм;
  • при автоматизированных видах сварки - не менее 50 мм;
  • а также места примыкания начальных и выводных планок.

Число прокаленных сварочных материалов на рабочем месте сварщика не должно превышать полусменной потребности. Сварочные материалы следует содержать в условиях, исключающих их увлажнение.

Ручную и механизированную дуговую сварку конструкций РАЗРЕШАЕТСЯ выполнять без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной СНиП 3.03.01-87.

При более низких температурах сварку надлежит производить с предварительным местным подогревом стали до 120…160°С в зоне шириной 100 мм с каждой стороны соединения.

Минимально допустимая температура окружающего воздуха при сварке конструкций зимой показана в таблице 1.

Таблица 1. Минимально допустимая температура окружающего воздуха при сварке конструкций.

п/пТолщина свариваемых элементовМинимально допустимая температура окружающего воздуха при сварке конструкций
решёт-чатыхлистовых объёмных и сплошно-стен-чатыхрешёт-чатыхлистовых объёмных и сплош-ностен-чатыхрешётчатых и листовых
из стали
углеродистойнизколегированной с пределом текучести, Мпа (кгс/мм²)
<390 (40)>390 (40)
1234567
1<16 мм-30°С-30°С-20°С-20°С-15°С
216 мм <25 мм----0°С
316 мм <30 мм-30°С-20°С-10°С0°СПри толщине более 25 мм предварительный местный подогрев производить независимо от температуры окружающего воздуха
430 мм <40 мм-10°С-10°С0°С5°С
5>40 мм0°С0°С5°С10°С

 

Автоматизированную дуговую сварку под флюсом разрешается производить без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 2.

Таблица 2. Автоматизированная дуговая сварка под флюсом при отрицательной температуре воздуха.

п/пТолщина свариваемого элементаМинимально допустимая температура окружающего воздуха при сварке конструкций из стали
углеродистойнизколегированной
1234
1<30 мм-30°С-20°С
2>30 мм-20°С-10°С

Швы соединений листовых объемных и сплошностенчатых конструкций толщиной более 20 мм при ручной дуговой сварке надлежит выполнять способами, обеспечивающими уменьшение скорости охлаждения сварного соединения:

  • секционным обратноступенчатым,
  • секционным двойным слоем,
  • каскадом,
  • секционным каскадом.

При двусторонней ручной или механизированной дуговой сварке стыковых, тавровых и угловых соединений с полным проплавлением необходимо перед выполнением шва с обратной стороны удалить его корень до чистого бездефектного металла.

При вынужденном перерыве в работе механизированную дуговую или автоматизированную дуговую сварку под флюсом разрешается возобновить после очистки от шлака кратера и прилегающего к нему концевого участка шва длиной 50…80 мм. Этот участок и кратер необходимо пол-ностью перекрыть швом.

Поверхности свариваемой конструкции и выполненных швов сварных соединений после окончания сварки необходимо очищать от шлака, брызг и наплывов (натеков) расплавленного металла.

Качество прихваток, сварных соединений креплений сборочных и монтажных приспособлений, определяемое внешним осмотром, должно быть не ниже качества основных сварных соединений.

Дефектные участки сварных швов надлежит, как правило, удалять одним из способов:

  • механизированной зачисткой (абразивным инструментом)
  • или механизированной рубкой.

Все ожоги поверхности основного металла сварочной дугой следует зачищать абразивным инструментом на глубину 0,5…0,7 мм.

Основные типы сварных швов, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, выполняемых ручной и дуговой сваркой установлены ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 11534-75.

Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из листового, полосового и профильного металлопроката, используемых в закладных и соединительных изделиях железобетонных конструкций, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 5264 и ГОСТ 8713.

Сварные соединения стержневой арматуры и арматурной проволоки d=3 мм и более, сварные соединения стержневой арматуры с прокатом толщиной от 4 до 30 мм, выполняемые при изготовлении арматурных и закладных изделий железобетонных конструкций, а также при монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 14098-91.

 

 

3. Бессварочные методы соединения арматуры.

При монтаже арматуры из отдельных стержней, усилении сеток и каркасов дополнительными стержнями крестовые соединения стержней арматуры, в местах их пересечения следует скреплять вязальной проволокой или с помощью проволочных фиксаторов (рис. 5).

Фиксаторы выполняют из проволоки марки П-I или П-II диаметром d=1,6…1,8 мм. С их помощью могут выполняться одно- и двусторонние соединения арматурных стержней диаметром d=5…32 мм.

Фиксаторы изготавливают на универсально-гибочном станке, оснащённом специальной оснасткой.

Схемы установки фиксаторов при вяэке арматурных каркасов показаны на рис.5.

Схемы установки фиксаторов при вяэке каркасов.
Схемы установки фиксаторов при вяэке каркасов

1- арматурный сварной плоский каркас или сетка; 2- отдельные арматурные стержни; 3-6 - проволочные фиксаторы из проволоки d=1,6…1,8 мм.

Концы стержней в бессварных соединениях из арматуры гладкого профиля в растянутой зоне делают с крюками, а из стали периодического профиля - без крюков. В местах стыкования стержни должны быть связаны проволокой двойным узлом.

Расстояние между стыками, расположенными в разных сечениях каркаса, должны быть не менее длины нахлёстки или полунахлёстки. Стыки не должны совпадать с местами изгиба стержней.

Расход стальной проволоки диаметром 1…1,5 мм для вязки 1 тн арматуры составляет 4…5 кг, при диаметре стержней свыше 25 мм их следует скреплять дуговой сваркой.

Длину перепуска вязальных арматурных сеток и каркасов в рабочих стыках, выполняемых внахлёстку без сварки, в растянутой зоне - из стержней с номинальным диаметром d согласно таблице 3.

Таблица 3: Длина перепуска вязальных арматурных сеток и каркасов.

п/пТип рабочей арматурыУсловия работы стыкаБетон проектной марки
М-150М-200 и выше
12345
11. Горячекатаная арматура периодического профиля класса A-II, гладкая класса A-IВ растянутой зоне не изгибаемых элементов35 d30 d
2В растянутых элементах40 d40 d
32. Горячекатаная арматура периодического профиля класса A-III и упрочнённая вытяжкой непериодического профиля класса A-IIBВ растянутой зоне не изгибаемых элементов45 d40 d
4В растянутых элементах50 d40 d

Примечание:
 1. В любом случае длина перепуска Lн должна быть не менее 250 мм.
 2. Длина перепуска Lн в сжатой зоне может быть на 10d меньше, но не менее 200 мм.

В направлении монтажной арматуры сетки укладываются без перепуска с расстоянием 200 мм по осям крайних рабочих стержней соседних сеток.

Смещение арматурных стержней при их установке в опалубку, а также при изготовлении арматурных каркасов и сеток не должно превышать 1/5 наибольшего диаметра стержня и 1/4 диаметра устанавливаемого стержня.

 

Пока всё. Удачи!