Испытание арматуры на осевые отклонения

Для сопоставления, а также ограничения рассматриваемых в испытаниях на выносливость отклонений допусками, обеспечивающими установленный браковочный минимум на стыки, было исследовано влияние изменяющихся в широком диапазоне отклонений на статическую прочность стыков. Полученные в результате статических испытаний допуски были скорректированы в испытаниях бетонных образцов, в которых рассматривалось влияние смещений на сохранность защитного слоя.

При статических нагрузках испытывались вертикальные и горизонтальные стыки арматуры диаметром 40 мм из стали марки Ст5 и диаметром 60 мм из стали марки 18Г2С при ванной сварке и сварке с симметричными накладками с односторонним наложением швов.

Для стыков с накладками рассматривались лишь осевые отклонения, составляющие 0,2; 0,55, 0,7 и 1,0 диаметра стыкуемых стержней. Для ванных стыков рассматривались осевые отклонения: 0,1; 0,2 и 0,3 диаметра и угловые: 3; 5 и 10°. По каждому виду отклонений испытывались три образца.

Сварка вертикальных стыков производилась в специальном кондукторе, который позволял точно фиксировать стержни в вертикальном положении на период их сварки, в результате чего обеспечивались требуемые угловая и осевая несоосности. Всего было испытано 146 образцов сварных стыков. Перед механическими испытаниями стыки подвергались контрольному просвечиванию и геометрическому обмеру.

Испытание проводилось на 400-тонной горизонтальной разрывной машине со скоростью нагружения 18 - 20 тс/мин. Для каждого образца определялись предел текучести, временное сопротивление разрыву, макси-4 малыше удлинение,- записывалась диаграмма растяжения.

Стыки с накладками имели два вида разрыва: по основному металлу с образованием шейки и в зоне термического влияния, хрупко.

Ванные стыки с небольшой несоосностью разрушались, как правило, по основному металлу, с образованием шейки, либо в зоне термического влияния, хрупко. С ростом отклонений, как осевых, так и особенно угловых, прочность резко снижалась для обоих видов стыков горизонтальных и вертикальных, а разрушение происходило в основном по ванне. В сечении обрыва наблюдались дефекты в виде непровара корня шва, газошлаковых включений.

Визуальное обследование сечений обрывов, а также результаты дефектоскопии показали, что наличие и величина дефектов находятся в прямой зависимости от смещений стыкуемых стержней, что объясняется сложностью выполнения сварки несовпадающих стержней, особенно для вертикальных стыков.

Прочность стыков сопоставлялась со значением браковочного минимума. Значение браковочного минимума для сварных стыков в различных литературных источниках колеблется. Нормы для стыков арматуры класса А-II устанавливают 500 МПа. Для ванных стыков арматуры диаметром меньше 32 мм и шовных стыков при диаметре меньше 50 мм устанавливается такой же браковочный минимум, как для целой арматуры. Для ванных стыков диаметром 32 мм принимается 420 МПа (4200 кгс/см²). По ГОСТ 10922-64 для шовных стыков и ванных диаметром менее 40 мм 420 МПа (4200 кгс/см²). Для арматуры диаметром более 40 мм принимается ванно-шовный стык и 450 МПа (4500 кгс/см²). С учетом требований СНиП относительное (по отношению к нормативной прочности арматуры) значение браковочного минимума на все виды стыков колеблется в интервале 0,83-0,9. С учетом высоких требований к конструкциям, работающим на выносливость, для всех видов стыковых соединений принято 0,9. Прочность, осредненная на одинаковых уровнях, для стыков с накладками обеспечивается при несоосности. При этом горизонтальные стыки имеют более высокие прочностные показатели, чем вертикальные.

Данные статических испытаний ванных стыков, прочность которых с увеличением несоосности непрерывно снижается, были подвергнуты статистической обработке методом наименьших квадратов. Результаты испытаний характеризуются значениями коэффициента корреляции 0,58-0,97, что указывает на наличие линейной связи прочности стыков со смещением. Полученные допустимые осевые отклонения в основном превышают нормативные значения. Лишь для ванных вертикальных стыков стержней диаметром 60 мм по данным испытаний осевые отклонения недопустимы вообще. Для угловых смещений полученные допустимые отклонения меньше нормативных.