Terästankojen liitosmenetelmät

Useimmissa teräsbetonirakenteissa ei ole täyspitkiä raudoitettuja tankoja. Pitkien tankojen valmistus ja kuljetus ovat vaikeita, mikä rajoittaa täyspitkien raudoitustankojen käyttöä.

Menetelmää, jota käytetään raudoitustankojen liittämiseen siten, että voima siirtyy tehokkaasti tangolta toiselle, kutsutaan liitokseksi. Betonirakenteen eheys riippuu raudoitustankojen oikeanlaisesta liittämisestä.

Kuva 1: Raudoitustangon liittäminen

Voimat siirretään tangosta toiseen betonissa olevien sidosten kautta. Voima siirretään ensin betoniin yhdestä tangosta tulevan sidoksen kautta ja sitten se siirretään toiseen liitoksen muodostavaan tankoon sen ja betonin välisen sidoksen kautta. Näin ollen betoniin kohdistuu liitoskohdassa suuria leikkaus- ja halkaisujännityksiä, jotka voivat aiheuttaa betoniin halkeamia. Oikein suunniteltu liitos on avainasemassa voimien siirtämisessä raudoitustankojen läpi luomalla oikea kuormitusreitti.

Kuva.2

Methods of Reinforcement Splicing

1. Lap Splice
2. Mechanical Splice
3. Welded Splice

Intiassa raudoitustankojen liittämistä koskeva vaatimus on käsitelty IS456:n kohdassa 25.2.2.5. Kyseisessä säännöstössä määrätään myös, että taivutusraudoituksen liittäminen ei saisi tapahtua kohdissa, joissa taivutusmomentti on yli 50 % kestävyysmomentista, ja että enintään 50 % raudoitustangoista saisi olla liitetty yhteen missään kohdassa. Tankojen liittäminen tulisi tehdä vuorotellen, jos useampi kuin yksi tanko on liitettävä.

1.Lap-liitokset

Lap-liitos on yleisin ja taloudellisin rakentamisessa käytetty liitos. Hitsausliitokset ja mekaaniset liitokset vaativat enemmän työvoimaa ja taitoa verrattuna lapinliitokseen.

Kuva 3: Tangon >36mm halkaisijaltaan

Tärkeitä seikkoja, jotka on huomioitava raudoitustankojen lapinliitoksia tehtäessä:

1. Vaapinliitosten raudoitustangoissa tulee aina olla porrastettuja. Kierrosten keskiöetäisyyksien tulisi olla vähintään 1,3 kertaa tankojen vaadittu kierrospituus. Kierrettävät tangot on sijoitettava joko pystysuoraan päällekkäin tai vaakasuoraan vierekkäin.
2. Tankojen kokonaiskierrospituuden, mukaan lukien taivutukset, koukut jne., taivutusjännityksessä on oltava vähintään 30 kertaa tangon halkaisija ja laskennallinen täysi kehityspituus Ld sen mukaan, kumpi niistä on suurempi.
3. Kierrospituuden suorassa vetojännityksessä on oltava 30 kertaa tangon läpimitta (30) tai 2 Ld sen mukaan, kumpi niistä on suurempi. Jännitysliitokset on suljettava 6 mm:n tangoista valmistetuilla spiraaleilla, joiden jako on enintään 100 mm. Vetotankojen päähän on myös asennettava koukut.
4. Läpimitan pituuden puristuksessa on oltava enemmän kuin 24 tai Ld puristuksessa.
5. Läpimitan pituuden puristuksessa on oltava enemmän kuin 24 tai Ld puristuksessa. Kun pilarit altistetaan taivutukselle, kierteen pituus voidaan myös kasvattaa taivutusjännityksessä olevaan arvoon, jos tangon havaitaan olevan jännityksessä.
6. Kun kaksi halkaisijaltaan erilaista tankoa joudutaan limittämään, kierteen pituus on laskettava pienemmän tangon halkaisijan perusteella.
7. Halkaisijaltaan halkaisijaltaan yli 36 mm:n raudoitustangon limittämistä kierteen avulla on vältettävä. Jos tällaisia tankoja joudutaan limittämään, ne on hitsattava. Jos kylmien tankojen hitsaus on sallittua, on noudatettava näihin tankoihin sovellettavia erityisohjeita.
8. Jos raudoitustankojen lappaus on tehtävä epätavallisissa olosuhteissa, kuten lappaus suurten momenttien alueilla tai jos yli 50 % tangoista on lappaus, lappaussaumattujen tankojen ympärille on lisättävä lähekkäin toisiaan lähellä olevia kierteitä ja lappauskierroksen pituutta on lisättävä.
9. Kun niputetut tangot on liitettävä lappausliitoksella, yksi raudoituspalkki kerrallaan on liitettävä ja liitokset on tehtävä porrastetusti.
10. Jos lappausliitoksia koskevia yleisiä sääntöjä ei voida noudattaa rakenteessa, on käytettävä erityisiä hitsattuja liitoksia tai mekaanisia liitoksia (IS 456:n Cl. 25.2.5.2).
11. Lappausliitosten käytöstä aiheutuu liitosten ruuhkautumisongelmia, jotka aiheuttavat tarvetta käyttää jotakin toista liitostapaa. Raudoitustankojen ruuhkautuminen aiheuttaa kriittisiä jännityskohtia raudoitustankoihin, vaikeuttaa betonin läpipääsyä, liitospituus olisi riittämätön.

2.Mekaaninen liitos

Mekaanisessa liitoksessa tai liitoksessa käytetään kytkintä tai holkkia kahden raudoitustangon liittämiseen. Mekaaninen liitos on uusi liitostapa Intian rakennusteollisuudessa.

Kuva 4: Mekaaninen liitos >36mm halkaisija

Mekaanisella liitoksella on monia etuja perinteiseen päällekkäisliitosmenetelmään verrattuna. Joitakin niistä ovat:

• Tällä liitosliitoksella saadaan jatkuva raudoituspalkki. Vääränlaisesta kierteen pituudesta johtuvat virheet, kuten perinteisessä menetelmässä, vältetään.
• Teräksen hävikki vähenee. Mekaanisen liitoksen käyttö auttaa välttämään kierteen pituutta. Näin säästetään huomattava määrä terästä.
• Voidaan käyttää kytkimiä tapitankoina. Näin säästetään muottimateriaalia.
• Mekaaniset liitokset eivät aiheuta teräksen ruuhkautumista, koska tankojen läpivientiä ei tarvita.
• Mekaaniset liitokset tarjoavat suunnittelijoille enemmän joustavuutta.
• Lujuus liitoksessa on helposti analysoitavissa mekaanisen liitoksen tapauksessa verrattuna perinteiseen läpivientiliitokseen.

Mekaaniset liitokset ovat yleisimmin käytetyimpiä mekaanisia liitoksia tai liittymiä raudoitukseen. Mekaanisia liittimiä voi olla kahta tyyppiä:

• Kierteelliset liittimet
• Kierteettömät liittimet

Kierteelliset liittimet: Kierteelliset kytkimet luokitellaan kahteen ryhmään:

• Kartiokierteiset kytkimet: Tämäntyyppiset kartiokierteiset kytkimet asennetaan kierteitetyn betoniteräksen toiseen päähän ja viereinen betoniteräs liitetään ja kiristetään kalibroidulla momenttiavaimella. Toimenpide suoritetaan työmaalla.

Kuva 5: Kartiokierteiset kierteitetyt kytkimet (Image Courtesy : CSRI)

• Rullakierteiset kytkimet: Tässä tyypissä yhdistettävät tangot puristetaan rullasarjalla. Nämä puristetut päät liitetään toisiinsa kytkimillä, joissa on yhteensopivat ja samansuuntaiset kierteet.

Kuva 6:Rullakierteiset kytkimet (kuva kohteliaisuus : CSRI)

Kierteettömät kytkimet: Tämäntyyppisiä kytkimiä on erilaisia tyyppejä, joita käytetään alueilla, joilla kierteitettyjä kytkimiä ei voida käyttää. Erilaisia tyyppejä ovat:

• Pultatut kytkimet
• Kitkahitsatut kytkimet
• Hitsatut kytkimet
• Hitsatut kytkimet
• Hitsatut kytkimet

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

Kierteettömien kytkimien pääasiallinen käyttökohde on korjaustöissä kuin uudisrakennustöissä. Niiden kustannukset ovat korkeammat kuin kierteitettyjen kytkimien, joten niitä ei käytetä laajalti. Tässä käytetyt liittimet ovat tilaa vieviä ja asennusprosessi on hidas.

3.Hitsattu liitos

Hitsattua liitosta ei yleisesti käytetä, koska se voi vaikuttaa raudoitustankojen lujuuteen. Hitsattuun liitokseen noudatetaan erityisehtoja ja -sääntöjä.

• Hitsattua liitosta käytetään betoniteräksille, joiden halkaisija on yli 36mm.
• Jos ammattitaitoista työvoimaa ei ole, menetelmää vältetään
• Alueilla, joilla betoniteräkset ovat ruuhkautuneet ja joissa tarvitaan suurempaa momenttikestävyyttä, tätä menetelmää käytetään.
• Jos käytetään tankoja, joiden hitsattavuusvaatimukset ovat huonot, tätä menetelmää ei oteta käyttöön.

Ennen kuin hitsattuun raudoitukseen ryhdytään, tarvitaan asianmukainen kemiallinen analyysi raudoitusteräksestä, kenttätarkastus, teräksen laatu ja asianmukainen valvonta.

Kuva.8: Raudoitustangon tyssähitsaus

Kuva.9: Raudoitustangon läppähitsaus