Methods of Splicing Reinforced Bars

Most of the reinforced concrete structures will not be provided with full length reinforced bars. De vervaardiging en het vervoer van lange staven zijn moeilijk, hetgeen het gebruik van wapeningsstaven over de volle lengte beperkt.

De methode die wordt gebruikt om de wapeningsstaven samen te voegen, zodat de kracht doeltreffend van de ene staaf op de andere wordt overgebracht, wordt “splicing” genoemd. De integriteit van de betonconstructie is afhankelijk van de juiste verbinding van de wapeningsstaven.

Fig.1: Verbinding van wapeningsstaven

De krachten worden overgebracht van de ene staaf op de andere door middel van verbindingen in het beton. De kracht wordt eerst overgebracht op het beton door de binding van de ene staaf en vervolgens wordt de kracht overgebracht op de andere staaf die de las vormt door de binding tussen de staaf en het beton. Op de plaats van de naad wordt het beton dus blootgesteld aan hoge afschuif- en splijtspanningen die scheuren in het beton kunnen veroorzaken. Een goed ontworpen las is het sleutelelement in het overbrengen van de krachten door de wapeningsstaven door het creëren van een juist belastingpad.

Fig.2Beugels op laspunten

Methodes of Reinforcement Splicing

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

In India worden de eisen voor het lassen van wapeningsstaven behandeld in IS456 cl.25.2.5. De code geeft ook aan dat het verbinden van buigstaven niet mag plaatsvinden bij doorsneden waar het buigmoment meer dan 50% van het weerstandsmoment bedraagt, en dat niet meer dan 50% van de wapeningsstaven in een bepaalde doorsnede mogen worden verbonden. Het verbinden van staven moet worden uitgevoerd voor alternatieve staven indien meer dan één staaf moet worden verbonden.

1.Lap Splices

De laplas is de meest voorkomende en economische lasverbinding die in de constructie wordt gebruikt. De gelaste lassen en de mechanische lassen vereisen meer arbeid en vaardigheid in vergelijking met de overlaplas.

Fig.3: Lassen van staaf >36mm diameter

De belangrijke punten die moeten worden genoteerd bij het aanbrengen van overlappingsnaden in wapeningsstaven:

1. Lappen in wapening moeten altijd verspringend worden aangebracht. De hart-op-hart afstanden van de overlappingen mogen niet minder zijn dan 1,3 maal de vereiste lengte van de staven. De te verbinden staven moeten verticaal boven elkaar of horizontaal naast elkaar worden aangebracht.
2. De totale overlaplengte van staven inclusief bochten, haken enz. in buigspanning mag niet minder zijn dan 30 maal de diameter van de staaf of de volledige ontwikkelingslengte Ld zoals berekend, afhankelijk van welke groter is.
3. Laplengte in directe spanning moet 30 maal de diameter van staaf (30) of 2 Ld zijn, afhankelijk van welke groter is. Spanningslassen moeten worden ingesloten in spiralen gemaakt van 6mm staven met een steek van niet meer dan 100mm. Aan het eind van de trekstaven moeten haken worden aangebracht.
4. Lengte bij samendrukken moet meer zijn dan 24 of Ld bij samendrukken. Wanneer kolommen worden onderworpen aan buiging, mag de overlaplengte ook worden vergroot tot de waarde in buigspanning indien de staaf op spanning blijkt te staan.
5. Wanneer twee verschillende diameters van staven moeten worden overlapt, moet de overlaplengte worden berekend op basis van de diameter van de kleinste staaf.
6. Het overlappen van wapeningsstaven met een diameter van meer dan 36 mm moet worden vermeden. Indien dergelijke staven toch gelapt moeten worden, moeten ze gelast worden. Wanneer het lassen van koude staven is toegestaan, moeten de speciale instructies voor deze staven worden gevolgd.
7. Wanneer het overlappen van wapeningsstaven in ongewone omstandigheden moet worden gedaan, zoals het overlappen in gebieden met grote momenten of meer dan 50% van de staven moet worden verlijmd, moeten extra dicht bij elkaar geplaatste spiralen worden aangebracht rond de overlapte staven en moet de lengte van de overlap worden vergroot.
8. Wanneer gebundelde staven moeten worden verbonden door overlapping, moet één wapeningsstaaf per keer worden verbonden en moeten de verbindingen worden gespreid.
9. Als de algemene regels betreffende overlappingen niet kunnen worden nageleefd in een constructie, moeten speciale gelaste verbindingen of mechanische verbindingen worden voorzien (Cl. 25.2.5.2 van IS 456).
10. Het gebruik van overlappingsnaden zal leiden tot problemen met de lasnaadcongestie die een andere verbindingsmethode zal vereisen. De congestie van de wapening zal kritieke spanningspunten in de wapening veroorzaken, moeilijkheid voor beton om door te gaan, de lengte van de las zou ontoereikend zijn.

2.Mechanical Splice

Een mechanische las of een verbinding maakt gebruik van een koppeling of een huls om twee wapeningsstaven te splitsen. De mechanische las is een nieuw type las in de Indiase bouwindustrie.

Fig.4: Mechanische Verbinding >36mm diameter

De mechanische las heeft vele voordelen in vergelijking met de conventionele methode van overlapping. Enkele daarvan zijn:

• Een ononderbroken wapeningsstaaf wordt verkregen door deze koppellas. Fouten als gevolg van verkeerde overlaplengte zoals bij de conventionele methode worden vermeden.
• De verspilling van staal wordt verminderd. Het gebruik van een mechanische verbinding helpt om overlaplengte te vermijden. Dit bespaart een aanzienlijke hoeveelheid staal.
• We kunnen koppelingen gebruiken als deuvels. Dit zal het bekistingsmateriaal besparen.
• De mechanische verbindingen zullen geen staalcongestie veroorzaken aangezien het overlappen van staven wordt geëlimineerd.
• Koppelingen verstrekken grotere flexibiliteit voor de ontwerpers.
• De sterkte bij de verbinding wordt gemakkelijk geanalyseerd in het geval van mechanische las in vergelijking met conventionele overlapverbinding.

Mechanische koppelingen zijn de het vaakst gebruikte mechanische las of verbinding voor wapening. De mechanische koppelingen kunnen van twee types zijn:

• Threaded Couplers
• Non-threaded couplers

Threaded Couplers: De schroefkoppelingen worden in twee soorten ingedeeld:

• Taps toelopende schroefkoppelingen: Dit type taps toelopende koppelingen wordt aan een uiteinde van de schroefdraadwapening gemonteerd en de aangrenzende wapening wordt met behulp van een gekalibreerde momentsleutel aangesloten en vastgedraaid. De procedure wordt ter plaatse uitgevoerd.

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

• Roll Threaded Couplers: Bij dit type worden de te verbinden staven door een stel rollen geperst. Deze geperste uiteinden worden verbonden door een koppeling met bijpassende en parallelle schroefdraad.

Fig.6:Roll Threaded Couplers(Image Courtesy: CSRI)

Non-threaded Couplers: Dit type koppelingen heeft verschillende types die worden gebruikt in gebieden waar de draadkoppelingen niet kunnen worden gebruikt. De verschillende types zijn:

• Bouted Koppelingen
• Frictielaskoppelingen
• Gelaste Koppelingen
• Swage Koppelingen

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

De belangrijkste toepassing van koppelingen zonder schroefdraad zijn in reparatiewerken dan in nieuwbouwwerken. Deze zijn duurder in vergelijking met schroefkoppelingen en worden daarom niet op grote schaal gebruikt. De voor dit proces gebruikte koppelingen zijn omvangrijk en het installatieproces is traag.

3.Welded Splice

Gelaste lasverbindingen worden niet algemeen gebruikt omdat zij de sterkte van de wapeningsstaven kunnen beïnvloeden. Speciale voorwaarden en regels worden gevolgd voor gelaste lasverbindingen.

• De gelaste lasverbinding wordt gebruikt voor wapeningsstaven met een diameter groter dan 36mm.
• Als er geen geschoolde arbeidskrachten zijn, wordt de methode vermeden
• Omgevingen waar er wapeningscongestie is en een grotere momentsterkte vereist is, wordt deze methode toegepast.
• Als we gebruik maken van staven die slechte specificaties hebben voor lasbaarheid, wordt deze methode niet toegepast.

Voordat men overgaat tot gelaste wapening, is het noodzakelijk om een goede chemische analyse te hebben van de stalen wapening, veldinspectie, de kwaliteit van het staal en goed toezicht.

Fig.8: Stuiklassen van wapeningsstaven

Fig.9: Schootlassen van wapeningsstaven