Metoder til sammenføjning af armerede stænger

De fleste armerede betonkonstruktioner vil ikke være forsynet med armerede stænger i fuld længde. Det er vanskeligt at fremstille og transportere lange armeringsstænger, hvilket begrænser brugen af armeringsstænger i fuld længde.

Den metode, der anvendes til at samle armeringsstængerne, så kraften overføres effektivt fra den ene stang til den anden, kaldes splejsning. Betonkonstruktionens integritet er afhængig af korrekt splejsning af armeringsstængerne.

Fig.1: Splejsning af armeringsstænger

Kræfterne overføres fra den ene stang til den anden gennem bindinger i betonen. Kraften overføres først til betonen gennem bindingen fra den ene stang og derefter overføres den til den anden stang, der danner splejsningen, gennem bindingen mellem den og betonen. Beton på splejsningsstedet er således udsat for store forskydnings- og splittespændinger, som kan forårsage revner i beton. En korrekt udformet splejsning er nøgleelementet i overførslen af kræfterne gennem armeringsstængerne ved at skabe en korrekt belastningsvej.

Fig.2: Stigbøjler ved splejsningspunkter

Metoder til splejsning af armeringsstænger

1. Lap Splejsning
2. Mekanisk splejsning
3. Svejset splejsning

I Indien er kravet om splejsning af armeringsstænger dækket i IS456 cl.25.2.5. Det er også specificeret i denne kode, at splejsning af bøjningselementer ikke bør ske i sektioner, hvor bøjningsmomentet er mere end 50 % af modstandsmomentet, og at ikke mere end 50 % af armeringsstængerne bør være splejset i en given sektion. Splejsning af stænger bør udføres for skiftende stænger, hvis mere end én stang skal splejses.

1.Lap-splejsning

Den overlappende splejsning er den mest almindelige og økonomiske splejsning, der anvendes i konstruktionen. De svejsede splejsninger og mekaniske splejsninger kræver mere arbejdskraft og færdigheder sammenlignet med overlapsplejsning.

Fig.3: Splejsning af stang >36mm diameter

De vigtige punkter, der skal bemærkes, når der udføres overlapsplejsning i armeringsstænger:

1. Spjæld i armering skal altid være forskudt. Afstanden fra centrum til centrum af overlapninger bør ikke være mindre end 1,3 gange den krævede overlapningslængde af stængerne. De stænger, der skal overlappes, skal enten være placeret lodret over hinanden eller vandret ved siden af hinanden.
2. Den samlede overlapningslængde af stænger, herunder bøjninger, kroge osv. i bøjningsspænding, bør ikke være mindre end 30 gange diameteren af stangen med den fulde udviklingslængde Ld som beregnet, alt efter hvad der er størst.
3. Laplængden i direkte spænding bør være 30 gange diameteren af stangen (30) eller 2 Ld, alt efter hvad der er størst. Spændingsforbindelser skal være indesluttet i spiraler af 6 mm-stænger med en afstand på højst 100 mm. Der skal også være kroge for enden af spændingsstængerne.
4. Laplængden i kompression skal være mere end 24 eller Ld i kompression. Når søjler udsættes for bøjning, kan overlaplængden også øges til værdien ved bøjningsspænding, hvis det konstateres, at stangen er på spænding.
5. Når to stænger med forskellig diameter skal overlappes, skal overlaplængden beregnes på grundlag af diameteren af den mindste stang.
6. Sammenføjning af armeringsstænger med en diameter på mere end 36 mm bør undgås. Hvis sådanne stænger skal overlappes, bør de svejses. Når svejsning af kolde armeringsstænger er tilladt, skal de særlige anvisninger, der gælder for disse stænger, følges.
7. Hvis overlapning af armeringsstænger skal foretages under usædvanlige omstændigheder, f.eks. i områder med store momenter, eller hvis mere end 50 % af stængerne skal splejses, skal der anbringes yderligere tætliggende spiraler omkring de overlappede stænger, og længden af overlapningen skal forøges.
8. Når bundtede stænger skal splejses ved overlapning, skal der splejses én armeringsstang ad gangen, og splejsningen skal ske forskudt.
9. Hvis de generelle regler vedrørende overlapninger ikke kan overholdes i en konstruktion, skal der foretages særlige svejste splejsninger eller mekaniske forbindelser (kl. 25.2.5.2 i IS 456).
10. Brug af overlapninger vil medføre problemer med overbelastning af splejsninger, som vil kræve en anden splejsningsmetode. Overbelastning af armeringsjernene vil skabe kritiske spændingspunkter i armeringsjernene, vanskelighed for betonen at passere igennem, og længden af splejsningen vil være utilstrækkelig.

2.Mekanisk splejsning

En mekanisk splejsning eller en samling gør brug af en kobling eller en muffe til at splejse to armeringsjern. Den mekaniske splejsning er en ny type splejsning i den indiske byggeindustri.

Fig.4: Mekanisk samling >36mm diameter

Den mekaniske splejsning har mange fordele sammenlignet med den konventionelle metode med overlapning. Nogle af dem er:

• Der opnås en kontinuerlig armeringsstang ved denne koblingssplejsning. Fejl som følge af forkert overlapningslængde som ved den konventionelle metode undgås.
• Spildet af stål reduceres. Anvendelse af en mekanisk samling hjælper med at undgå overlaplængde. Dette vil spare en mærkbar mængde stål.
• Vi kan bruge koblinger som dyvelstænger. Dette vil spare forskallingsmateriale.
• De mekaniske samlinger vil ikke skabe nogen overbelastning af stål, da overlapning af stænger elimineres.
• Koblinger giver større fleksibilitet for designerne.
• Styrken ved samlingen er let at analysere i tilfælde af mekanisk splejsning sammenlignet med konventionel overlapning.

Mekaniske koblinger er den mest almindeligt anvendte mekaniske splejsning eller samling til armering. De mekaniske koblinger kan være af to typer:

• Skruekoblinger med gevind
• Koblinger uden gevind

Skruekoblinger med gevind: De gevindformede koblinger klassificeres i to kategorier:

• Kegleformede gevindkoblinger: Denne type koniske koblinger er monteret i den ene ende af den gevindskårne armeringsstang, og den tilstødende armeringsstang forbindes og spændes ved hjælp af en kalibreret momentnøgle. Proceduren udføres på stedet.

Fig.5:Tapered Threaded Couplers (Image Courtesy : CSRI)

• Rull Threaded Couplers: I denne type presses de stænger, der skal forbindes, af et sæt ruller. Disse pressede ender forbindes af en kobling med matchende og parallelle gevind.

Fig.6:Rullegevindskoblinger(Image Courtesy : CSRI)

Koblinger uden gevind: Denne type koblinger har en række forskellige typer, som anvendes på områder, hvor gevindkoblinger ikke kan anvendes. De forskellige typer er:

• Boltkoblinger
• Friktionssvejsekoblinger
• Svejsekoblinger
• Svejsekoblinger

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

Den vigtigste anvendelse af koblinger uden gevind er ved reparationsarbejder end ved nybygningsarbejder. De er dyrere end gevindkoblinger og anvendes derfor ikke i stor udstrækning. De koblinger, der anvendes til denne proces, er voluminøse, og installationsprocessen er langsom.

3.Svejset splejsning

Svejset splejsning er ikke almindeligt anvendt, da det kan påvirke armeringsstængernes styrke. Der følges særlige betingelser og regler for svejset splejsning.

• Svejset splejsning anvendes til armeringsstænger med en diameter større end 36 mm.
• Hvis der ikke er kvalificeret arbejdskraft, undgås denne metode
• Områder, hvor der er overbelastning af armeringsstænger, og hvor der kræves større momentstyrke, anvendes denne metode.
• Hvis vi gør brug af stænger, der har dårlige specifikationer for svejsbarhed, anvendes denne metode ikke.

Hvor der foretages svejset armering, er det nødvendigt med en ordentlig kemisk analyse af armeringsstålene, inspektion i marken, stålets kvalitet og korrekt tilsyn.

Fig.8: Stumpsvejsning af armeringsstang

Fig.9: Lap-svejsning af armeringsstang