FI90457B - Menetelmä betoniterästankojen mekaanisten liitosten aikaansaamiseksi, betoniterästanko sekä betoniterästankojen mekaaninen liitos - Google Patents

Description

1 90457

Menetelmä betoniterästankojen mekaanisten liitosten aikaansaamiseksi, betoniterästanko sekä betoniterästankojen mekaaninen liitos - Tillvägagängssätt för utförande av me-kaniska förbindelse av armeringsjärn, armeringsjärn samt 5 mekanisk förbindelse av armeringsjärn

Keksintö koskee menetelmää, jolla pyöreät betoniterästangot liitetään mekaanisesti yhteen, edellä mainitun menetelmän 10 käyttöön soveltuvaa pyöreää betoniterästankoa ja tällä tavalla toteutettua pyöreiden betoniterästankojen mekaanista yhteenliittämistä. Keksintö soveltuu erityisesti rakennusten rakentamiseen betonielementeistä.

15 Pyöreiden betoniterästankojen liittämisessä käytetään usein liitosta, jonka tehtävänä on varmistaa vetorasituksen siirto; sen täytyy lisäksi olla helppo tehdä ja taloudellinen. Rakentajat ovat esittäneet betoniterästankojen mekaaniseksi yhteenliittämiseksi useita ratkaisumalleja, kuten päällystä-20 mistä tai mekaanista yhteenliittämistä kartiomaisella kierteityksellä tai kiinnitettävien betoniterästankojen päiden ·;·, saumallista yhteenliittämistä.

Näillä ratkaisumalleilla on monia huonoja puolia valmistukesi sessa, kokoamisessa tai käytössä.

:.· " Näillä tunnetuilla menetelmillä aikaansaatu mekaaninen lujuus on joskus lisäksi kyseenalainen, mikä pakottaa käyttäjät usein ylimitoittamaan betoniterästangot ja niiden liitokset.

:‘v3p Näin ollen tällaisia betoniterästankojen mekaanisia liitok-siä koskevissa säännöksissä on luonnollisesti määrätty, että näiden täytyy pystyä kestämään mahdollisimman suurta rasitusta murtumatta, ja joissakin, varsinkin englanninkielisis-; -35 sä, maissa on hyvin tiukat leikkausmuodonmuutosta koskevat tarkastusmääräykset.

Esimerkiksi Iso-Britanniassa standardissa BS-81 10: osa 1: 1985-3.12.8.16.2 määrätään, että toisiinsa liitettyjen be- 2 904S7 toniterästankojen täytyy läpäistä vetolujuustesti, jossa tangot alistetaan 60 % kimmorajaa vastaavalle rasitukselle ja josta johtuva pysyvä venymä ei saa olla suurempi kuin 0,1 mm. Joissakin maissa nämä säännökset ovat vieläkin tiukem-5 mat.

Kun nämä testit suoritetaan paikan päällä, ne ovat hankalia tehdä ja vaativat dynamometrilaitteiden käyttöä rakennustyömaalla, mikä lisää tehdyn liitännän kustannuksia.

10

Lisäksi, jos eri elementtejä ei ole huolellisesti valmistettu, saattaa olla, että kokeen aikana mekaaninen liitos ei täytä näiden säännösten kriteerejä. Silloin liitostyö täytyy aloittaa alusta, mikä ei ole yhdentekevää valmistuskustan-15 nuksia ajatellen. Joka tapauksessa valmistuksessa edellytet ty tarkkuus vaatii niin paljon työvoimaa ja erikoishuomiota, että tämä ratkaisumalli ei ole taloudellinen.

Tämän keksinnön perustarkoitus on esitellä menetelmä, jolla 20 pyöreät betoniterästangot liitetään mekaanisesti toisiinsa, edellä mainitun menetelmän käyttöön soveltuva betoniteräs -tanko sekä näin toteutettu betoniterästankojen mekaaninen liitos, joiden etuna on hyvä käyttövarmuus, helppo kokoami-: nen ja kilpailukykyinen hinta ja jotka samalla ratkaisevat 25 osan jo tunnettujen menetelmien ongelmakohdista.

Käyttövarmuuden ollessa kyseessä tehdyt vetokokeet osoitta-vat, että tämän keksinnön ansiosta murtuminen tapahtuu aina tangon keskellä eikä mekaanisen liitoksen kohdalla, kuten 30 ennen. Tästä voidaan päätellä, että tämän keksinnön mekaaninen liitos ei muodosta heikkoa kohtaa.

Lisäksi kokoaminen on helppoa liitoksessa käytetyn kiertei-tetyn muhvin ansiosta. Tällä menetelmällä on mahdollista 3'5 nimenomaan säätää betoniterästankojen asentoa ja kiinnittä-misessä tarvitaan vain vähän välineitä, mikä tekee siitä erityisen sopivan rakennustyömaakäyttöön. Kustannuksia ajateltaessa tämän keksinnön esittelemä menetelmä vaatii vain 3 90457 rajoitetusti tehdasvalmistusta eikä edellytä tavallisten keinojen käyttöä.

5 Tällä keksinnöllä pyritään myös menetelmään, jolla pyöreät betoniterästangot liitetään mekaanisesti yhteen, edellä mainitun menetelmän käytön sallivaan betoniteräspalkkiin sekä näin toteutettuun betoniterästankojen mekaaniseen liitokseen, joiden ansiosta on mahdollista täyttää muodon muuttu-10 mistä koskevat, hyvin tiukat kriteerit tietyissä ohjeissa ja säännöksissä, joissa vaaditaan aina 80 %:n kimmorajakokeita.

Tällä keksinnöllä pyritään myös sellaiseen pyöreät betoniterästangot mekaanisesti toisiinsa liittävään menetelmään, 15 jonka ansiosta on mahdollista tehdä mekaanisia liitoksia, joissa kaikki kierteitetyt betoniterästangot on testattu, mikä on tärkeää laaduntarkkailulle ja minkä ansiosta työlle voidaan antaa sille tärkeä takuu.

20 Muita tämän keksinnön päämääriä ja etuja esitellään seuraa-vassa kuvauksessa, joka on kuitenkin vain suuntaa antava ja jota ei ole tarkoitettu sitä rajoittamaan.

: Keksinnön mukaan betoniterästankojen mekaanisen yhteenliit- .-•25 tämisen menetelmä, joka soveltuu erityisesti betonielemen--·· teistä rakentamiseen tai betonirakennusten rakentamiseen, ja . jonka mukaan betoniterästangot, joiden päät on kierteitetty, • * voidaan liittää yhteen liitoksissa olevien kierteitettyjen muhvien avulla, on tunnettu siitä, että ennen kierteitystä : 3Ό liitettävien betoniterästankojen päähän tai päihin kohdiste-taan kylmätyssäys vahvistetun alueen aikaansaamiseksi, jonka halkaisija "d," on suurempi kuin mainittu ominaispoikkileik-.··. kaus "Φ11, ja että kierteitys suoritetaan mainitulla vahvistetulla alueella siten, että halkaisija "d2" kierteityksen 35 pohjalla on sama tai suurempi kuin mainittu ominaispoikki-leikkaus "Φ".

4 90457

Keksinnön mukaisen menetelmän käyttöön soveltuva betonite-rästanko on tunnettu siitä, että sillä on ainakin yksi kier-teitetty tyssätty pää ja kierteytetyssä tyssätyssä päässä on 5 vahvistettu poikkileikkaus, jonka halkaisija "d," on suurempi kuin ominaispoikkileikkaus "Φ" ja halkaisija "d2" kierteityksen pohjalla on sama tai suurempi kuin ominaispoikkileikkaus "Φ".

10 Keksinnön mukaisella menetelmällä tehty betoniterästangon mekaaninen liitos, jossa kaksi betoniterästankoa on yhdistetty selvästi sama-akselisesta liitoskohdassa olevan kier-teitetyn muhvin avulla, on tunnettu siitä, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

15

Keksintöä on helpompi ymmärtää, kun on lukenut seuraavan kuvauksen, johon kuuluvat liitteenä olevat kuviot, joissa: kuvio 1 on kaaviokuva tämän keksinnön mukaisesta kahden be-20 toniterästangon liitoksesta, kuvio 2 kuvaa sitä, kuinka kiinteät betoniterästangot on : : mekaanisesti kiinnitetty toisiinsa, .kuvio 3 on kolmas esimerkki betoniterästankojen mekaanisesta yhteenliittämisestä ankkurointipaikan kohdalla, ja .-•25 kuvio 4 näyttää kaaviomaisesti tämän keksinnön mukaisten .. betoniterästankojen esijännittämismekanismin.

Tämä keksintö pyrkii menetelmään, jolla pyöreät betoniteräs-tangot liitetään mekaanisesti yhteen, edellä mainitun mene-30 telmän käyttöön soveltuvaan pyöreään betoniterästankoon ja tällä tavalla toteutettuun pyöreiden betoniterästankojen mekaaniseen liitokseen, jotka soveltuvat erityisesti rakennusten betonielementeistä rakentamiseen.

35 Tässä käytössä tarvitaan vetotankoja, jotka läpäisevät be tonielementit ja jotka on jännitetty, jotta betonissa saataisiin aikaan puristusrasitusta. Vetorasitus säädetään ja 5 90457 vetotankojen paikat valitaan huolellisesti etukäteislaskel-mien perusteella.

Käytännössä vetotangot muodostuvat päistään toisiinsa liite-5 tyistä betoniterästangoista. Betoniterästankojen liittämisessä käytetyn liitoksen tulee kestää hyvin vetorasitusta, sen tulee olla helposti tehtävissä ja myös taloudellinen.

Tällä hetkellä on tarjolla useita ratkaisumalleja, kuten 10 päällystämällä tai saumallisella liitoksella tehdyt liitokset, mutta niiden käyttö edellyttää tiettyjen ehdottomien vaatimusten täyttämistä ja niillä on useita huonoja puolia.

Tämän keksinnön mekaanisella liitoksella betoniterästangot 1 15 ja 2 kiinnittyvät päistään selvästi sama-akselisesti, kuten kuviosta 1 näkyy. Liitoskohdan kierteitettyyn muhviin 3 kiinnittyvät betoniterästankojen 1 ja 2 vastaavat kierteite-tyt päät 4 ja 5.

20 Mitä tulee kierteityksiin, voidaan ajatella kahta seuraavaa ratkaisua: voidaan käyttää tankojen päitä, joissa on sama oikea tai vasen kierteitys, jossa tapauksessa kiinnittymisen täytyy tapahtua kiertämällä tankoa 1 tai 2; tai voidaan : käyttää kierteitettyjä päitä 4 ja 5, joissa on vastakkainen ·. 25 kierteen nousu, oikea ja vasen, ja vastaava kierteitys muh-: vissa 3, jossa tapauksessa kiinnittyminen tapahtuu kiertä- . mällä liitoskohdan muhvia 3. Esillä olevan keksinnön toteut- . r. tamiselle ei ole tässä vaiheessa mitään rajoituksia.

'30 Kuitenkin jos yksinkertainen kierteitys tehdään betoniterästankoj en 1 ja 2 päässä, vetokokeet osoittavat, että murtuminen tapahtuu aina jonkin palkin kierteitetyllä osalla. Tämä ilmiö voidaan selittää sillä, että tanko on läpimitaltaan pienempi tässä osassa. Itse asiassa siis betoniterästangon . 35 pinnalle tehty kierteitys pienentää sen läpimittaa, ja koska se on pienempi, se myös muodostaa heikon kohdan.

6 90457 Tämän keksinnön mekaanisella kiinnityksellä vahvistetaan betoniterästangon päätä niin, että tämä olisi kestävämpi kuin tangon keskiosa.

5 Niinpä vetorasituksessa murtuminen tapahtuu tangon keskiosassa eikä enää liitoskohdassa. Betoniterästangon läpimitta voidaan valita sen mukaan, mikä halutaan tangon keskiosan kestävyydeksi eikä enää hauraan liitoskohdan mukaan, kuten ennen. Saman kestävyyden aikaansaamiseksi tämän kek-10 sinnön mukaiset betoniterästangot ovat läpimitaltaan pienempiä, mikä pienentää kustannuksia tuntuvasti.

Tämän keksinnön pääperiaatteen mukaisesti kiinnitettävän betoniterästangon pää vahvistetaan ennen kierteitystä tys-15 säämällä se kylmänä.

Täytyy erityisesti painottaa sitä, että toimenpidettä käytetään vain rajoitetusti toisin kuin on totuttu. Tavallisella kylmätyssäysmenetelmällä käsitellyn kappaleen koko suurenee 20 30 %. Esimerkiksi tavallisilla menetelmillä suoritetussa kylmätyssäyksessä 40 mm:n läpimitasta tulee 55 mm:n luokkaa. Tällainen aineen kokema muodonmuutos ei tuota toivottuja tuloksia ja lujuus vähenee. Näin tapahtuu erityisesti siellä, missä läpimitta muuttuu. Vetokokeet osoittavat, että 25 murtuminen tapahtuu juuri siinä osassa.

Keksinnön mukaan pää vahvistetaan kierteityksen pituudelta kylmänä suoritetulla tyssäyksellä, joka suurentaa halkaisijoita 30 % tai vähemmän ja nimenomaan 10 ja 30 %:n välillä. 30 Nämä arvot tekevät mahdolliseksi samalla kertaa parantaa lujuutta, joka vastaa läpimitan kasvua, ja lisätä vain vähän sisäistä jännitystä, jotta betoniterästanko ei haurastuisi sieltä, missä halkaisija muuttuu.

Seuraavassa taulukossa 1 näkyvät esimerkkien valossa ennen kierteitystä saadut halkaisijan d, tyssäysarvot suhteessa 35 7 90457 käytössä, hyviä tuloksia antaneen tangon nimellishalkaisijaan Φ.

TAULUKKO 1 5 Φ di d, - Φ nimellishal- kierreosan Φ kaisija halkaisija mm mm 10 16 20 25 % 20 24 20 % 15 25 30 20 % 32 36 12 % 40 45 12 % 20 50 56 12 % 56 64 14 % 25

Annetut mitat osoittavat, että kylmätyssääminen voi olla prosentuaalisesti sitä pienempi, mitä suurempi on tangon halkaisija. Betoniterästangon läpimitan kierteitetyn pään kierteen (¾ pohjan korkeudella täytyy olla ainakin hieman 30 suurempi kuin yhdistettävän betoniterästangon normaali läpimitta Φ.

Tämän keksinnön mukaan tyssäys pitää mieluiten suorittaa kylmänä. Itse asiassa tyssäyksellä kuumana on se huono puo-::35 li, että se haurastuttaa muutosaluetta, koska jäähtyminen on kontrolloimatonta. Yleensä se saa aikaan austeniittisten terästen karkaisun, joka heikentää metallia. Kuumana toteutettava menetelmä täytyy myös suorittaa työmaan ulkopuolella, sillä se vaatii uuneja, jotka käyttävät energiaa, "•4:0 jota ei useinkaan ole saatavilla työmaalla.

Betoniterästangot, jotka on usein tehty hyvin hiili- ja man-gaanipitoisista teräksistä, ovat hyvin herkkiä lämpötilasho-keille, ja kylmätyssääminen on siksi suositeltavaa.

:'?5 8 90457

Betoniterästankojen päihin tehtävän kierteityksen pituuden täytyy selvästi vastata mainitun palkin halkaisijaa Φ turvallisuussyistä ottaen huomioon, että 0,7 kertaa halkaisijan pituinen kierteitys riittää kestämään vetoa. Joka tapaukses-5 sa sen pitäisi olla suurempi.

Tämän keksinnön mekaanista kiinnitystä voidaan myös käyttää kiinteisiin betoniterästankoihin, joita ei voida liikuttaa, kuten kuviossa 2. Tässä tapauksessa toisessa tangoista 1 on 10 pituudeltaan kaksinkertainen kierteitys 4, joka on tehty tyssätyn pään ympärille, ja muhvia 3, joka on aluksi asetettu kierteityksen 4 ympärille, kierretään kunnes se peittää betoniterästankojen 2 kierteityksen. Kierteiden 4 ja 5 nousu on samansuuntainen.

15 Tämän keksinnön mekaaninen liitos täytyy myös voida tehdä betoniterästankojen 1 ankkurointipaikkojen kohdalle, kuten kuviossa 3. Tässä tapauksessa betoniterästangon kierteitetty pää 4 tyssätään ensin kylmänä sen vahvistamiseksi, ja tämä 20 pää on liitetty betoniseinässä kiinni olevaan kiinnitysholk-kiin 6.

Lisäksi joidenkin turvallisuusmääräysten vaatimien vetotes-tien kestämiseksi betoniterästangon 1 ja/tai 2 pää 4 ja/tai ;-25 5, joka on vahvistettu tyssäyksellä, esijännitetään.

Tämä esijännitys estää betoniterästankojen ja erityisesti niiden päiden kaiken liikkumisen ja venymisen tehtyjen tur-vallisuustestien aikana.

.'-30

Lisäksi tämän esijännityksen ansiosta työmaalla ei ole enää tarpeen käyttää dynamometrilaitteita eikä kierteitystä tarvitse tehdä mekaanisesti niin tarkasti.

‘35 Niinpä kun tehdään tämän keksinnön mukaisia betoniterästankojen mekaanisia liitoksia, toimitaan seuraavasti: 9 90457 - ennen kierteitystä yhteenliitettävien betoniterästankojen 1 ja 2 toinen tai molemmat päät 4 ja 5 tyssätään kylmänä, - sitten kierteitetään toinen tai molemmat tyssätyt päät 4, 5 5 aivan tavallisia kierteitysmenetelmiä käyttämällä, - lopuksi, ennen kokoonpanoa paikan päällä, betoniterästan-gon toinen tai molemmat tyssätyt ja kierteitetyt päät 4 ja 5 esij ännitetään.

10

Esijännityksen aikaansaamiseksi voidaan käyttää esimerkiksi kuvion 4 kuvaamaa laitetta.

Kun esimerkiksi betoniterästangon 1 tyssätty ja kierteitetty 15 pää esijännitetään, sen päälle pannaan kierteitetty tukimuh-vi 11, ja sitten se pannaan tukilaatan 7 ja väkivivun pään 8 väliin, sitten näin varustettu betoniterästanko pysäytetään ja altistetaan kyseessä oleva pää 4 väkivivun 6 tai samantyyppisen laitteen toiminnalle.

20

Kun väkivipu 6 on käynnistetty, pysäytetään tukilaatan 7 päällä oleva muhvi 11, jolloin väkivipu vaikuttaa suoraan esijännitettävään päähän. Lisäksi esijännitetyn pään merkitsemiseksi väkivivun pää 8 voidaan varustaa piikillä, joka ..2 5 tekee lähtemättömän merkin tyssätyn pään 4 kohdalle.

'··; Noudatettavien säädösten kriteerien mukaisesti esijännittä minen tehdään voimalla, joka vastaa 70:sta 95%:iin betoniterästangon kimmorajasta.

V 30 Tällä betoniterästankomenetelmällä saadaan aikaan betoniterästanko 1 tai 2, jolla on tyssätty, kierteitetty ja esijän- nitetty pää 4 tai 5.

35 Luonnollisesti myös muita alan ammattilaisen ulottuvilla olevia tämän keksinnön toteutuksia voidaan suunnitella ilman että poistutaan tämän keksinnön piiristä.

Claims (11)

1. Menetelmä betoniterästankojen mekaanisten liitosten aikaansaamiseksi, jota erityisesti käytetään betonielementti -rakennusten tai betonirakennusten rakentamisessa, jonka 5 avulla voidaan liittää yhteen terästankoja (1, 2), joiden ominaispoikkileikkaus on "Φ" ja joiden päät on kierteitetty (4, 5), käyttämällä sisäpuolelta kierteitettyjä liitosmuhve-ja (3), tunnettu siitä, että - ennen kierteitystä liitettävien betoniterästankojen (1, 2) 10 päähän tai päihin (4, 5) kohdistetaan kylmätyssäys vahvistetun alueen aikaansaamiseksi, jonka halkaisija "d," on suurempi kuin mainittu ominaispoikkileikkaus "Φ", - kierteitys suoritetaan mainitulla vahvistetulla alueella siten, että halkaisija "d2" kierteityksen pohjalla on sama 15 tai suurempi kuin mainittu ominaispoikkileikkaus "Φ".

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tyssäys suoritetaan mainitun pään (4, 5) kier-teitetyn osan koko pituudella. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tyssäys suoritetaan määrässä, joka vastaa liitetyn osan halkaisijan 30 % tai pienempää kasvua.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että tyssätyn pään tai päiden (4, 5) kierteityksen jälkeen ja ennen paikalla suoritettavaa liittämistä kierteitettyyn ja tyssättyyn päähän tai päihin (4, 5. kohdistetaan mekaaninen puristus. 30

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen puristus suoritetaan voimalla, joka on 70-95 % betöniterästangon kimmorajasta.

6. Betoniterästanko, jota käytetään varsinkin betoniele menttirakennusten tai betonirakennusten rakentamisessa ja jonka avulla voidaan soveltaa patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää, jonka tangon ominaispoikkileikkaus on "Φ", il 9 O 4 S 7 tunnettu siltä, että sillä on ainakin yksi kierteitetty tyssätty pää (4, 5), ja kierteytetyssä tyssätyssä päässä on vahvistettu poikkileikkaus, jonka halkaisija "d," on suurempi kuin ominaispoikkileikkaus "Φ" ja halkaisija "dj" kiertei-5 tyksen pohjalla on sama tai suurempi kuin ominaispoikkileikkaus "Φ".

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen betoniterästanko, tunnettu siitä, että kierteitettyä tyssättyä päätä (4, 5) on 10 puristettu mekaanisesti.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen betoniterästanko, tunnettu siitä, että betoniterästangon (1, 2) mainittua päätä (4, 5) on vahvistettu pituudella, joka vastaa olennaises- 15 ti sen poikkileikkausta "Φ".

9. Betoniterästankojen mekaaninen liitos, jota käytetään betonielementtirakennusten tai betonirakennusten rakentamisessa ja joka aikaansaadaan soveltamalla patenttivaatimuksen 20. mukaista menetelmää, ja joka sisältää ainakin yhden lii- tosmuhvin (3), jossa on ainakin yksi sisäpuolelta kierteitetty osa, sekä betoniterästangon (1, 2) liitosta varten, jolla on ominaispoikkileikkaus "Φ" ja ainakin yksi liitettävä pää, tunnettu siitä, että mainitussa liitospäässä on - 25 ainakin yksi alue, joka on vahvistettu kylmätyssäyksellä, jossa on kierteitetty osa ja joka vastaa muhvin sisältä kierteitettyä osaa, ja vahvistetulla alueella on poikkileikkaus, jonka halkaisija "d," on suurempi kuin ominaispoikkileikkaus "Φ", ja kierteitetyn osan halkaisija "d2" kiertei-'30 tyksen pohjalla on sama tai suurempi kuin ominaispoikkileikkaus "Φ".

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen betoniterästangon mekaaninen liitos, tunnettu siitä, että tyssäys vastaa liitos- 35 pään halkaisijan 30 % tai pienempää kasvua.

10 90 457

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mekaaninen liitos, tunnettu siitä, että tyssäyksen määrä on sitä suurempi mitä pienempi on liitettävän terästangon halkaisija ja vastaa ainakin aikaansaadun kierteityksen syvyyttä. i2 90457