Methoden zum Verbinden von Bewehrungsstäben

Die meisten Stahlbetonkonstruktionen werden nicht mit Bewehrungsstäben in voller Länge ausgestattet. Die Herstellung und der Transport von langen Stäben sind schwierig, was die Verwendung von Bewehrungsstäben in voller Länge einschränkt.

Die Methode, die verwendet wird, um die Bewehrungsstäbe so zu verbinden, dass die Kraft effektiv von einem Stab auf den anderen übertragen wird, wird als Spleißen bezeichnet. Die Integrität der Betonstruktur hängt von der richtigen Verbindung der Bewehrungsstäbe ab.

Abbildung 1: Verbindung von Bewehrungsstäben

Die Kräfte werden von einem Stab zum anderen durch Verbindungen im Beton übertragen. Die Kraft wird zuerst durch die Verbindung von einem Stab auf den Beton übertragen und dann durch die Verbindung zwischen dem Stab und dem Beton auf den anderen Stab, der den Spleiß bildet. Daher ist der Beton an der Verbindungsstelle hohen Scher- und Spaltkräften ausgesetzt, die zu Rissen im Beton führen können. Eine ordnungsgemäß ausgeführte Verbindung ist das Schlüsselelement für die Übertragung der Kräfte durch die Bewehrungsstäbe, indem ein geeigneter Lastpfad geschaffen wird.

Abb.2Abb.2: Bügel an Verbindungsstellen

Verbindungsmethoden der Bewehrung

1. Überlappungsverbindung
2. Mechanische Verbindung
3. Schweißverbindung

In Indien sind die Anforderungen an die Verbindung von Bewehrungsstäben in IS456 cl.25.2.5 geregelt. Der Code legt auch fest, dass die Verbindung von Biegeelementen nicht in Abschnitten erfolgen sollte, in denen das Biegemoment mehr als 50% des Widerstandsmoments beträgt, und dass nicht mehr als 50% der Bewehrungsstäbe in einem bestimmten Abschnitt verbunden werden sollten. Die Verbindung von Stäben sollte abwechselnd erfolgen, wenn mehr als ein Stab verbunden werden muss.

1.Überlappungsverbindungen

Die Überlappungsverbindung ist die häufigste und wirtschaftlichste Verbindung, die in der Konstruktion verwendet wird. Schweißverbindungen und mechanische Verbindungen erfordern mehr Arbeit und Geschicklichkeit als Überlappungsverbindungen.

Abb.3: Verbindung von Stäben >36mm Durchmesser

Die wichtigsten Punkte, die bei der Ausführung von Überlappungsverbindungen in Bewehrungsstäben zu beachten sind:

1. Überlappungen in der Bewehrung sollten immer versetzt sein. Die Achsabstände der Überlappungen sollten nicht kleiner als das 1,3-fache der erforderlichen Überlappungslänge der Stäbe sein. Die zu überlappenden Stäbe sollten entweder senkrecht übereinander oder waagerecht nebeneinander angeordnet werden.
2. Die gesamte Überlappungslänge von Stäben einschließlich Bögen, Haken usw. bei Biegezug sollte nicht weniger als das 30-fache des Stabdurchmessers der vollen berechneten Entwicklungslänge Ld betragen, je nachdem, welcher Wert größer ist.
3. Die Überlappungslänge bei direktem Zug sollte das 30-fache des Stabdurchmessers (30) oder 2 Ld betragen, je nachdem, welcher Wert größer ist. Zugverbindungen sollten in Spiralen aus 6mm Stäben mit einem Abstand von nicht mehr als 100mm eingeschlossen werden. Am Ende der Zugstäbe sind ebenfalls Haken vorzusehen.
4. Die Länge der Lücke bei Druck sollte mehr als 24 oder Ld bei Druck betragen. Wenn Stützen auf Biegung beansprucht werden, darf die Übergreifungslänge auch auf den Wert bei Biegezug erhöht werden, wenn der Stab auf Zug beansprucht wird.
5. Wenn zwei Stäbe mit unterschiedlichen Durchmessern überlappt werden müssen, sollte die Übergreifungslänge auf der Grundlage des Durchmessers des kleineren Stabes berechnet werden.
6. Die Überlappung von Bewehrungsstäben mit einem Durchmesser von mehr als 36 mm sollte vermieden werden. Wenn solche Stäbe überlappt werden müssen, sollten sie geschweißt werden. Wenn das Schweißen von kalten Stäben erlaubt ist, sollten die besonderen Anweisungen für diese Stäbe befolgt werden.
7. Wenn die Überlappung von Bewehrungsstäben unter ungewöhnlichen Umständen erfolgen muss, wie z.B. bei der Überlappung in Bereichen mit großen Momenten oder wenn mehr als 50% der Stäbe überlappt werden müssen, sollten zusätzliche, eng beieinander liegende Spiralen um die überlappten Stäbe herum vorgesehen und die Überlappungslänge vergrößert werden.
8. Wenn gebündelte Stäbe durch Überlappung verbunden werden sollen, ist jeweils ein Bewehrungsstab zu verbinden, und die Verbindungen sollten versetzt sein.
9. Wenn die allgemeinen Regeln für Überlappungen in einer Konstruktion nicht eingehalten werden können, sollten spezielle Schweißverbindungen oder mechanische Verbindungen vorgesehen werden (Cl. 25.2.5.2 der IS 456).
10. Die Verwendung von Überlappungsverbindungen führt zu Problemen bei der Verbindung, die eine andere Verbindungsmethode erfordern. Durch die Überlastung der Bewehrungsstäbe entstehen kritische Spannungspunkte in den Bewehrungsstäben, die es dem Beton erschweren, hindurchzugehen, und die Länge der Verbindung ist nicht ausreichend.

2.Mechanische Verbindung

Eine mechanische Verbindung oder eine Verbindung verwendet eine Kupplung oder eine Muffe, um zwei Bewehrungsstäbe zu verbinden. Die mechanische Verbindung ist eine neue Art der Verbindung in der indischen Bauindustrie.

Abb.4: Mechanische Verbindung >36mm Durchmesser

Die mechanische Verbindung hat viele Vorteile gegenüber der herkömmlichen Methode der Überlappung. Einige davon sind:

• Ein durchgehender Bewehrungsstab wird durch diese Verbindungsmethode erreicht. Fehler aufgrund falscher Überlappungslängen wie bei der konventionellen Methode werden vermieden.
• Der Stahlverschleiß wird reduziert. Die Verwendung einer mechanischen Verbindung hilft, Überlappungslängen zu vermeiden. Dadurch wird eine beträchtliche Menge an Stahl eingespart.
• Wir können Muffen als Dübel verwenden. Das spart Schalungsmaterial.
• Die mechanischen Verbindungen verursachen keinen Stahlstau, da die Überlappung der Stäbe entfällt.
• Kupplungen bieten den Konstrukteuren eine größere Flexibilität.
• Die Festigkeit an der Verbindung lässt sich im Falle einer mechanischen Verbindung im Vergleich zu einer herkömmlichen Überlappungsverbindung leicht analysieren.

Mechanische Kupplungen sind die am häufigsten verwendeten mechanischen Verbindungen für die Bewehrung. Es gibt zwei Arten von mechanischen Muffen:

• Gewindemuffen
• Gewindemuffen ohne Gewinde

Gewindemuffen: Die Gewindekupplungen werden in zwei Kategorien eingeteilt:

• Konische Gewindekupplungen: Diese Art von konischen Muffen wird an einem Ende des Gewindestabes angebracht und der angrenzende Stab wird mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel verbunden und angezogen. Das Verfahren wird auf der Baustelle durchgeführt.

Abb.5:Konische Gewindekupplungen (Bild mit freundlicher Genehmigung des CSRI)

• Rollgewindekupplungen: Bei diesem Typ werden die Stangen, die verbunden werden sollen, durch einen Satz Rollen gepresst. Diese gepressten Enden werden durch Kupplungen mit passenden und parallelen Gewinden verbunden.

Abbildung 6: Kupplungen mit Rollengewinde (Bild mit freundlicher Genehmigung: CSRI)

Kupplungen ohne Gewinde: Bei dieser Art von Kupplungen gibt es eine Vielzahl von Typen, die in Bereichen eingesetzt werden, in denen Gewindekupplungen nicht verwendet werden können. Die verschiedenen Typen sind:

• Geschraubte Kupplungen
• Reibschweißkupplungen
• Geschweißte Kupplungen
• Swage Couplers

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

Die Hauptanwendung von Kupplungen ohne Gewinde sind Reparaturen und nicht Neubauten. Sie sind im Vergleich zu Gewindekupplungen teurer und werden daher nicht in großem Umfang eingesetzt. Die für dieses Verfahren verwendeten Muffen sind sperrig und der Installationsprozess ist langsam.

3.Schweißverbindung

Schweißverbindungen werden nicht häufig verwendet, da sie die Festigkeit der Bewehrungsstäbe beeinträchtigen können. Für die geschweißte Verbindung gelten besondere Bedingungen und Regeln.

• Die geschweißte Verbindung wird für Bewehrungsstäbe mit einem Durchmesser von mehr als 36 mm verwendet.
• Wenn keine Fachkräfte zur Verfügung stehen, wird diese Methode vermieden
• In Bereichen, in denen die Bewehrungsstäbe überfüllt sind und eine höhere Momentstärke erforderlich ist, wird diese Methode angewendet.
• Wenn wir Stäbe verwenden, die schlechte Spezifikationen für die Schweißbarkeit haben, wird diese Methode nicht angewandt.

Bevor eine geschweißte Bewehrung durchgeführt wird, ist eine ordnungsgemäße chemische Analyse der Bewehrungsstäbe, eine Feldinspektion, die Qualität des Stahls und eine ordnungsgemäße Überwachung erforderlich.

Abb.8Stumpfschweißen von Bewehrungsstahl

Abb.9: Überlappschweißen von Bewehrungsstahl