Metodi di giunzione delle barre rinforzate

La maggior parte delle strutture in cemento armato non saranno dotate di barre rinforzate a tutta lunghezza. La fabbricazione e il trasporto di barre lunghe sono difficili, il che limita l’uso di barre armate di lunghezza intera.

Il metodo usato per unire le barre d’armatura, in modo che la forza sia trasferita efficacemente da una barra all’altra, si chiama giunzione. L’integrità della struttura in calcestruzzo dipende dalla corretta giunzione delle barre d’armatura.

Fig.1: Giunzione delle barre d’armatura

Le forze vengono trasferite da una barra all’altra attraverso i legami nel calcestruzzo. La forza viene prima trasferita al calcestruzzo attraverso il legame da una barra e poi viene trasferita all’altra barra che forma la giunzione attraverso il legame tra questa e il calcestruzzo. Così, il calcestruzzo nel punto di giunzione è sottoposto ad alte sollecitazioni di taglio e di scissione che possono causare crepe nel calcestruzzo. Una giunzione progettata correttamente è l’elemento chiave nella trasmissione delle forze attraverso le barre di rinforzo, creando un percorso di carico adeguato.

Fig.2Stirrups at splicing points

Methods of Reinforcement Splicing

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

In India, il requisito della giunzione delle barre di rinforzo è coperto da IS456 cl.25.2.5. Il codice specifica anche che la giunzione delle membrature flessionali non dovrebbe avvenire nelle sezioni in cui il momento flettente è superiore al 50% del momento di resistenza, e non più del 50% delle barre d’armatura dovrebbe essere giuntato in qualsiasi sezione. La giunzione delle barre dovrebbe essere eseguita per barre alternate se più di una barra deve essere giuntata.

1.Giunzioni a giro

La giunzione a giro è la giunzione più comune ed economica utilizzata nella costruzione. Le giunzioni saldate e le giunzioni meccaniche richiedono più lavoro e abilità rispetto alle giunzioni a giro.

Fig.3: Giunzione di barre > diametro 36mm

I punti importanti da notare quando si forniscono giunzioni a giro nelle barre di rinforzo:

1. Le giunzioni nelle armature dovrebbero essere sempre sfalsate. Le distanze da centro a centro dei giri non dovrebbero essere inferiori a 1,3 volte la lunghezza del giro richiesta delle barre. Le barre da sovrapporre dovrebbero essere fornite verticalmente una sopra l’altra o orizzontalmente una accanto all’altra.
2. La lunghezza totale del giro delle barre incluse le curve, i ganci ecc. in tensione flessionale non dovrebbe essere inferiore a 30 volte il diametro della barra della lunghezza di sviluppo completa Ld calcolata, qualunque sia maggiore.
3. La lunghezza del giro in tensione diretta dovrebbe essere 30 volte il diametro della barra (30) o 2 Ld qualunque sia maggiore. Le giunzioni in tensione dovrebbero essere racchiuse in spirali fatte da barre da 6mm con passo non superiore a 100mm. I ganci devono anche essere forniti all’estremità delle barre di tensione.
4. La lunghezza del gap in compressione dovrebbe essere superiore a 24 o Ld in compressione. Quando le colonne sono soggette a flessione, la lunghezza del giro può anche essere aumentata al valore in tensione di flessione se la barra si trova in tensione.
5. Quando due diversi diametri di barre devono essere sovrapposti, la lunghezza del giro dovrebbe essere calcolata in base al diametro della barra più piccola.
6. La giunzione di barre d’armatura con un diametro superiore a 36 mm dovrebbe essere evitata. Nel caso in cui tali barre debbano essere sovrapposte, esse dovrebbero essere saldate. Quando è permessa la saldatura di barre fredde, devono essere seguite le istruzioni speciali applicabili a queste barre.
7. Qualora la lappatura delle barre d’armatura debba essere fatta in circostanze insolite come la giunzione in aree di grandi momenti o più del 50% delle barre devono essere giuntate, devono essere fornite spirali aggiuntive strettamente distanziate intorno alle barre giuntate e la lunghezza del giro deve essere aumentata.
8. Quando le barre raggruppate devono essere giuntate mediante lappatura, deve essere giuntata una barra d’armatura alla volta e la giunzione deve essere sfalsata.
9. Se le regole generali riguardanti i giri non possono essere rispettate in una costruzione, devono essere fornite speciali giunzioni saldate o connessioni meccaniche (Cl. 25.2.5.2 di IS 456).
10. L’uso di giunzioni a giro causerà problemi di congestione della giunzione che richiederanno qualche altro metodo di giunzione. La congestione delle armature creerà punti critici di stress nelle armature, difficoltà per il passaggio del calcestruzzo, la lunghezza della giunzione sarebbe insufficiente.

2.Giunzione meccanica

Una giunzione meccanica o un giunto fa uso di un accoppiatore o un manicotto per giuntare due barre di rinforzo. La giunzione meccanica è un nuovo tipo di giunzione nell’industria indiana delle costruzioni.

Fig.4: Giunto meccanico > diametro 36mm

La giunzione meccanica ha molti vantaggi rispetto al metodo convenzionale di sovrapposizione. Alcuni di essi sono:

• Si ottiene una barra di rinforzo continua attraverso questa giunzione di accoppiamento. Si evitano gli errori dovuti alla lunghezza errata del giro come nel metodo convenzionale.
• Lo spreco di acciaio è ridotto. L’uso di un giunto meccanico aiuta ad evitare la lunghezza del giro. Questo farà risparmiare una quantità apprezzabile di acciaio.
• Possiamo usare gli accoppiatori come spine. Questo farà risparmiare il materiale della cassaforma.
• I giunti meccanici non creeranno alcuna congestione di acciaio poiché la lappatura delle barre viene eliminata.
• I giunti forniscono una maggiore flessibilità ai progettisti.
• La resistenza al giunto è facilmente analizzabile nel caso della giunzione meccanica rispetto al convenzionale giunto a giro.

I giunti meccanici sono la giunzione o il giunto meccanico più comunemente usato per il rinforzo. Gli accoppiatori meccanici possono essere di due tipi:

• Giunti filettati
• Giunti non filettati

Giunti filettati: Gli accoppiatori filettati sono classificati in due:

• Accoppiatori filettati conici: Questo tipo di accoppiatori conici sono montati su un’estremità dell’armatura filettata e l’armatura adiacente viene collegata e serrata per mezzo di una chiave dinamometrica calibrata. La procedura viene eseguita in cantiere.

Fig.5:Accoppiatori filettati conici (Image Courtesy : CSRI)

• Accoppiatori filettati a rulli: In questo tipo, le barre che devono essere collegate sono pressate da una serie di rulli. Queste estremità pressate sono collegate da un accoppiatore con filettature corrispondenti e parallele.

Fig.6:Accoppiatori filettati a rulli (Immagine cortesia: CSRI)

Accoppiatori non filettati: Questo tipo di accoppiatori ha una varietà di tipi che sono utilizzati in aree dove gli accoppiatori filettati non possono essere impiegati. I diversi tipi sono:

• Accoppiatori imbullonati
• Accoppiatori con saldatura a frizione
• Accoppiatori saldati
• Accoppiatori a spago

Fig.7:Accoppiatore a serraggio (Immagine per gentile concessione di Incon)

La principale applicazione degli accoppiatori non filettati è nei lavori di riparazione che nei lavori di nuova costruzione. Questi sono più costosi rispetto agli accoppiatori filettati e quindi non sono ampiamente utilizzati. Gli accoppiatori usati per questo processo sono ingombranti e il processo di installazione è lento.

3.Giunzione saldata

La giunzione saldata non è comunemente usata perché può influenzare la forza delle barre di rinforzo. Condizioni e regole speciali sono seguite per la giunzione saldata.

• La giunzione saldata è usata per le armature con diametro maggiore di 36mm.
• Se non c’è manodopera qualificata, il metodo è evitato
• Aree dove c’è congestione di armature e richiedono una maggiore resistenza al momento, questo metodo è adottato.
• Se si fa uso di barre che hanno cattive specifiche di saldabilità, questo metodo non viene adottato.

Prima di sottoporre l’armatura saldata, è necessario avere un’adeguata analisi chimica delle armature, un’ispezione sul campo, la qualità dell’acciaio e una supervisione adeguata.

Fig.8Saldatura di testa della barra di rinforzo

Fig.9: Saldatura a giro della barra di rinforzo