Metody spojování vyztužených prutů

Většina železobetonových konstrukcí není vybavena vyztuženými pruty v plné délce. Výroba a doprava dlouhých prutů je obtížná, což omezuje použití vyztužených prutů plné délky.

Způsob, který se používá ke spojení výztužných prutů tak, aby se síla účinně přenášela z jednoho prutu na druhý, se nazývá splétání. Na správném spárování prutů výztuže závisí celistvost betonové konstrukce.

Obr.1: Spárování prutů výztuže

Síly se přenášejí z jednoho prutu na druhý prostřednictvím vazeb v betonu. Síla se nejprve přenese na beton prostřednictvím vazby z jedné tyče a poté se přenese na druhou tyč tvořící spřažení prostřednictvím vazby mezi ní a betonem. Proto je beton v místě spoje vystaven vysokým smykovým a štěpným napětím, která mohou způsobit trhliny v betonu. Správně navržené spřažení je klíčovým prvkem při přenosu sil přes pruty výztuže vytvořením správného průběhu zatížení.

Obr.2: Třmeny v místech spojování

Způsoby spojování výztuže

1. Spojování mezikusem
2. Mechanické spojování
3. Svařované spojování

V Indii je požadavek na spojování výztužných prutů obsažen v IS456 tř. 25.2.5. Požadavky na spojování výztužných prutů jsou uvedeny v IS456. Tento předpis rovněž stanoví, že spřažení ohybových prutů by nemělo být v úsecích, kde je ohybový moment větší než 50 % momentu únosnosti, a v daném úseku by nemělo být spřaženo více než 50 % prutů výztuže. Splétání prutů by se mělo provádět u střídavých prutů, pokud je třeba splétat více než jeden prut.

1. Klopové spoje

Klopový spoj je nejběžnější a nejekonomičtější spoj používaný v konstrukci. Svařované spoje a mechanické spoje vyžadují více práce a zručnosti ve srovnání s klopnými spoji.

Obr.3: Spájení prutu >průměr 36 mm

Důležité body, které je třeba si uvědomit při zajišťování klopných spojů v prutech výztuže:

1. Klopné spoje ve výztuži by měly být vždy odstupňované. Vzdálenosti mezi středy klopení by neměly být menší než 1,3násobek požadované délky klopení prutů. Pruty, které mají být klopeny, by měly být umístěny buď svisle nad sebou, nebo vodorovně vedle sebe.
2. Celková délka klopení prutů včetně ohybů, háků atd. v ohybovém tahu by neměla být menší než 30násobek průměru prutu plné vývojové délky Ld podle výpočtu, podle toho, která hodnota je větší.
3. Délka klopení v přímém tahu by měla být 30násobek průměru prutu (30) nebo 2 Ld podle toho, která hodnota je větší. Spoje v tahu by měly být uzavřeny ve spirálách z tyčí o průměru 6 mm s roztečí nejvýše 100 mm. Na konci předpínacích tyčí mají být také háčky.
4. Délka spoje v tlaku má být větší než 24 nebo Ld v tlaku. Pokud jsou sloupy vystaveny ohybu, může být délka klínu také zvětšena na hodnotu v tahu za ohybu, pokud se zjistí, že je prut v tahu.
5. Pokud je třeba klínovat dva pruty různých průměrů, měla by se délka klínu vypočítat na základě průměru menšího prutu.
6. Mělo by se zabránit klínovitému spojování výztužných prutů o průměru větším než 36 mm. V případě, že takové pruty musí být lapovány, pak by měly být svařeny. Pokud je svařování prutů za studena povoleno, měly by se dodržovat zvláštní pokyny platné pro tyto pruty.
7. Pokud je nutné provést lapování výztužných prutů za neobvyklých okolností, jako je například lapování v oblastech s velkými momenty nebo je nutné lapovat více než 50 % prutů, měly by se kolem lapovaných prutů zajistit další těsně rozmístěné spirály a délka lapování by se měla zvětšit.
8. Pokud se mají svazkové pruty splétat klopením, má se splétat vždy jeden prut výztuže a splétání by mělo být rozložené.
9. Pokud nelze v konstrukci dodržet obecná pravidla týkající se klopení, měly by se zajistit speciální svařované spoje nebo mechanické spoje (Cl. 25.2.5.2 IS 456).
10. Použití klopení způsobí problémy s přetížením spoje, které si vyžádají nějaký jiný způsob splétání. Přetížení výztuže vytvoří kritická místa napětí ve výztuži, obtíže pro průchod betonu, délka spoje by byla nedostatečná.

2. Mechanický spoj

Mechanický spoj neboli spoj využívá spojku nebo objímku ke spojení dvou výztužných prutů. Mechanické spojování je novým typem spojování v indickém stavebnictví.

Obr.4: Mechanický spoj >průměr 36 mm

Mechanické spojování má mnoho výhod ve srovnání s konvenčním způsobem překrývání. Některé z nich jsou:

• Tímto spojovacím spřažením se získá souvislý prut výztuže. Nedochází k chybám způsobeným nesprávnou délkou přeplátování jako u konvenční metody.
• Snižuje se plýtvání ocelí. Použití mechanického spoje pomáhá vyhnout se délce klopení. Tím se ušetří znatelné množství oceli.
• Spojky můžeme použít jako hmoždinky. Tím ušetříme materiál na bednění.
• Mechanické spoje nevytvoří žádné přetížení oceli, protože odpadá lapování prutů.
• Spojky poskytují projektantům větší flexibilitu.
• Pevnost ve spoji se v případě mechanického spoje snadno analyzuje ve srovnání s běžným klopným spojem.

Mechanické spojky jsou nejčastěji používaným mechanickým spojem nebo spojem pro výztuž. Mechanické spojky mohou být dvojího typu:

• Spojky se závitem
• Spojky bez závitu

Spojky se závitem: Závitové spojky se dělí na dvě:

• Závitové spojky: Tento typ kuželových spojek se montuje na jeden konec závitové výztuže a přilehlá výztuž se připojuje a utahuje pomocí kalibrovaného momentového klíče. Postup se provádí na staveništi.

Obr.5:Kuželové závitové spojky (Image Courtesy : CSRI)

• Válcové závitové spojky: U tohoto typu jsou spojované tyče přitlačovány sadou válečků. Tyto lisované konce jsou spojeny spojkami s odpovídajícími a paralelními závity.

Obr.6:Závitové spojky s válcem (Image Courtesy : CSRI)

Spojky bez závitu: Tento typ spojek má různé typy, které se používají v oblastech, kde nelze použít závitové spojky. Jednotlivé typy jsou:

• Spojky se šrouby
• Spojky s třecím svarem
• Svařované spojky
• Spojky se šrouby

Obr. 7.:Swage Coupler (Image Courtesy: Incon)

Hlavní použití nesvařovaných spojek je při opravách než při novostavbách. Jejich cena je ve srovnání se závitovými spojkami vyšší, a proto nejsou hojně využívány. Spojky používané pro tento proces jsou objemné a proces instalace je pomalý.

3. Svařované spoje

Svařované spoje se běžně nepoužívají, protože mohou ovlivnit pevnost výztužných prutů. Pro svařované spojování se dodržují zvláštní podmínky a pravidla.

• Svařované spojování se používá pro výztužné pruty o průměru větším než 36 mm.
• Pokud není k dispozici kvalifikovaná pracovní síla, této metodě se vyhýbáme
• V oblastech, kde dochází k přetížení výztužných prutů a vyžadují větší momentovou pevnost, se tato metoda používá.
• Pokud využíváme pruty, které mají špatné specifikace pro svařitelnost, tato metoda se nepřijímá.

Předtím, než se přistoupí ke svařované výztuži, je nutné mít řádný chemický rozbor ocelových výztuží, kontrolu v terénu, kvalitu oceli a řádný dohled.

Obr.8: Svařování výztuže na tupo

Obr.9: Svařování výztuže na klín

.