Metode de îmbinare a barelor armate

Majoritatea structurilor din beton armat nu vor fi prevăzute cu bare armate pe toată lungimea. Fabricarea și transportul barelor lungi sunt dificile, ceea ce limitează utilizarea barelor armate pe toată lungimea.

Metoda folosită pentru a îmbina barele de armătură, astfel încât forța să fie transferată eficient de la o bară la alta se numește îmbinare. Integritatea structurii de beton depinde de îmbinarea corectă a barelor de armătură.

Fig.1: Îmbinarea barelor de armătură

Forțele sunt transferate de la o bară la alta prin legături în beton. Forța este mai întâi transferată la beton prin legătura de la o bară și apoi este transferată la cealaltă bară care formează îmbinarea prin legătura dintre aceasta și beton. Astfel, betonul în punctul de îmbinare este supus unor tensiuni mari de forfecare și divizare care pot provoca fisuri în beton. O îmbinare proiectată corespunzător este elementul cheie în transmiterea forțelor prin intermediul barelor de armătură prin crearea unei căi de încărcare corespunzătoare.

Fig.2: Știrburi în punctele de îmbinare

Metode de îmbinare a armăturilor de armătură

1. Întrerupere de tip lamelar
2. Întrerupere mecanică
3. Întrerupere sudată

În India, cerința de îmbinare a barelor de armătură este reglementată în IS456 cl.25.2.5. Codul specifică, de asemenea, că îmbinarea elementelor de flexiune nu ar trebui să se facă la secțiunile în care momentul de încovoiere este mai mare de 50% din momentul de rezistență și nu mai mult de 50% din barele de armătură ar trebui să fie îmbinate la orice secțiune dată. Îmbinarea barelor ar trebui efectuată pentru bare alternative dacă mai mult de o bară trebuie să fie îmbinată.

1.Îmbinări de reazem

Încheierea de reazem este cea mai comună și mai economică îmbinare folosită în construcții. Îmbinările sudate și îmbinările mecanice necesită mai multă forță de muncă și îndemânare în comparație cu îmbinarea prin repliere.

Fig.3: Îmbinarea barei >diametru de 36 mm

Puncte importante care trebuie reținute la realizarea îmbinărilor prin repliere în barele de armătură:

1. Întotdeauna îmbinările în armătură trebuie să fie eșalonate. Distanțele de la un centru la altul ale reverberațiilor nu trebuie să fie mai mici de 1,3 ori lungimea de reverberație necesară a barelor. Barele care urmează să fie suprapuse ar trebui să fie prevăzute fie vertical, una deasupra celeilalte, fie orizontal, una lângă cealaltă.
2. Lungimea totală de suprapunere a barelor, inclusiv curburile, cârligele etc. la întindere la încovoiere, nu ar trebui să fie mai mică decât de 30 de ori diametrul barei de lungimea totală de dezvoltare Ld calculată, oricare dintre acestea este mai mare.
3. Lungimea de suprapunere la întindere directă ar trebui să fie de 30 de ori diametrul barei (30) sau 2 Ld, oricare dintre acestea este mai mare. Îmbinările la întindere trebuie să fie închise în spirale realizate din bare de 6 mm cu un pas de cel mult 100 mm. De asemenea, trebuie prevăzute cârlige la capătul barelor de întindere.
4. Lungimea de salt în compresie trebuie să fie mai mare de 24 sau Ld în compresie. Când stâlpii sunt supuși la încovoiere, lungimea de reverberație poate fi, de asemenea, mărită până la valoarea la întindere la încovoiere, dacă se constată că bara este în întindere.
5. Când două bare de diametre diferite trebuie să fie suprapuse, lungimea de reverberație trebuie să fie calculată pe baza diametrului barei mai mici.
6. Este necesar să se evite îmbinarea prin suprapunere a barelor de armătură cu diametrul mai mare de 36 mm. În cazul în care astfel de bare trebuie să fie suprapuse, atunci acestea ar trebui să fie sudate. În cazul în care este permisă sudarea barelor reci, trebuie respectate instrucțiunile speciale aplicabile acestor bare.
7. În cazul în care racordarea barelor de armătură trebuie să se facă în circumstanțe neobișnuite, cum ar fi racordarea în zone cu momente mari sau mai mult de 50% din bare trebuie racordate, trebuie prevăzute spirale suplimentare foarte apropiate în jurul barelor racordate și trebuie mărită lungimea racordului.
8. În cazul în care barele grupate în mănunchi trebuie îmbinate prin repliere, trebuie îmbinată câte o bară de armătură pe rând, iar îmbinările trebuie să fie eșalonate.
9. Dacă regulile generale referitoare la repliere nu pot fi respectate într-o construcție, trebuie prevăzute îmbinări sudate speciale sau conexiuni mecanice (Cl. 25.2.5.2 din IS 456).
10. Utilizarea îmbinărilor prin repliere va cauza probleme de congestie a îmbinărilor care vor solicita o altă metodă de îmbinare. Congestia armăturilor va crea puncte critice de tensiune în armături, dificultăți de trecere a betonului, lungimea îmbinării va fi insuficientă.

2.Îmbinare mecanică

O îmbinare mecanică sau o îmbinare utilizează un cuplaj sau un manșon pentru a îmbina două bare de armătură. Îmbinarea mecanică este un nou tip de îmbinare în industria indiană a construcțiilor.

Fig.4: Îmbinare mecanică >36mm diametru

Îmbinarea mecanică are multe avantaje în comparație cu metoda convențională de suprapunere. Unele dintre ele sunt:

• Se obține o bară de armătură continuă prin această îmbinare cuplată. Se evită erorile datorate unei lungimi de suprapunere greșite ca în metoda convențională.
• Se reduce risipa de oțel. Utilizarea unei îmbinări mecanice ajută la evitarea lungimii de suprapunere. Astfel se va economisi o cantitate apreciabilă de oțel.
• Pot fi folosite cuplele ca și dibluri. Acest lucru va economisi materialul de cofraj.
• Joncțiunile mecanice nu vor crea nici o congestie de oțel, deoarece sunt eliminate șarpantele barelor.
• Cuplurile oferă o mai mare flexibilitate pentru proiectanți.
• Rezistența la îmbinare este ușor de analizat în cazul îmbinării mecanice în comparație cu o îmbinare prin suprapunere convențională.

Cuplurile mecanice sunt cele mai frecvent utilizate îmbinări mecanice sau îmbinări pentru armături. Cuplajele mecanice pot fi de două tipuri:

• Cuplaje filetate
• Cuplaje nefiletate

Cuplaje filetate: Cuplajele filetate sunt clasificate în două categorii:

• Cuplaje filetate conice: Acest tip de cuple conice se montează la un capăt al armăturii filetate, iar armătura adiacentă se conectează și se strânge cu ajutorul unei chei dinamometrice calibrate. Procedura se realizează pe șantier.

Fig.5: Racorduri filetate conice (imagine prin amabilitatea: CSRI)

• Roll Threaded Couplers: În acest tip, barele care urmează să fie conectate sunt presate de un set de role. Aceste capete presate sunt conectate prin intermediul unor cuple cu filete potrivite și paralele.

Fig.6:Cuple filetate cu role (Imagine prin amabilitatea : CSRI)

Cuple nefiletate: Acest tip de cuple are o varietate de tipuri care sunt utilizate în zonele în care cuplele filetate nu pot fi utilizate. Diferitele tipuri sunt:

• Cuplări cu șuruburi
• Cuplări sudate prin frecare
• Cuplări sudate
• Cuplări cu șuvițe

Fig.7:Cuplaj cu filet (imagine prin amabilitatea: Incon)

Principala aplicație a cuplelor nefiletate este în lucrări de reparații decât în lucrări de construcții noi. Acestea au un cost mai ridicat în comparație cu cuplajele filetate și, prin urmare, nu sunt utilizate pe scară largă. Cuplajele utilizate pentru acest proces sunt voluminoase și procesul de instalare este lent.

3.Îmbinare sudată

Încheierea sudată nu este utilizată în mod obișnuit deoarece poate afecta rezistența barelor de armătură. Pentru îmbinarea sudată se respectă condiții și reguli speciale.

• Încheierea sudată este folosită pentru armături cu diametrul mai mare de 36 mm.
• Dacă nu există forță de muncă calificată, metoda este evitată
• Din zonele în care există congestie de armături și necesită o rezistență mai mare la moment, se adoptă această metodă.
• Dacă folosim bare care au specificații proaste de sudabilitate, nu se adoptă această metodă.

Înainte de a se supune armăturii sudate, este necesar să avem o analiză chimică adecvată a armăturilor din oțel, o inspecție pe teren, calitatea oțelului și o supraveghere adecvată.

Fig.8: Sudarea cap la cap a barelor de armătură

Fig.9: Sudarea pe blat a barelor de armătură

.