Ручная сварка арматуры, ванный стык на удлиненных подкладках

Для стержней арматуры из стали марки Ст5 диаметром 20 мм было рассмотрено два типа удлиненных подкладок: длиной 3 диаметра (серии 37-39) и 5 диаметров (серия 42). В сериях 37, 38, 42 фланговые швы выводились на стержни. В образцах серий 37 и 38 с длиной подкладок 3d обрыв происходил в основном так же как и для ванных стыков длиной l,5d, по зоне сплавления стыкуемых стержней с расположением очагов усталости у дна ванночки. Однако пятна усталости занимали почти все сечение, что свидетельствует о более равномерном распределении напряжений в сечении. Лишь незначительное число образцов (3 из 11) оборвались по сечению, совпадающему с концом наплавки. Однако долговечность этих образцов не отличалась от долговечности других образцов этой серии. Характер разрушения ванных стыков арматуры из стали с длиной прокладки 3d был таким же.

Усталостная прочность стыков с длиной подкладки 3d оказалась выше, чем для стыков с длиной подкладки 0,5d, на 10%.

При длине подкладки 5d для стыков арматуры диаметром 20 мм с выводом фланговых швов на стержни (серия 42) наблюдались разрушения в трех сечениях: по сварному шву (3 образца), в переходе фланговых швов на стержень (4 образца) и у конца наплавки (6 образцов). При обрыве по сварному шву пятна усталости занимали почти все сечение, при других случаях обрыва пятна усталости ориентированы соответственно к фланговым швам и к концам наплавки.

Несмотря на одинаковый характер обрыва образцов серии 42 с сериями 37, 38, долговечность стыков с длиной прокладки 5d заметно возросла. Учитывая результаты исследований влияния длины подкладок «а усталостную прочность ванных стыков, в СНиП. Стык с подкладкой l,5d не рекомендуется применять в конструкциях, рассчитываемых на выносливость.

Для стержней диаметром 40 и 60 мм, а также для стержней из стали марки 35ГС в подкладках длиной 5d фланговые швы не выводились на стержни, поскольку эта довольно сложная и трудоемкая операция, требующая высокой квалификации сварщика, вряд ли может быть рекомендована в широких масштабах для практических целей. Кроме того, как показали результаты испытаний образцов с различной длиной подкладки, роль ее сводится в основном к перераспределению напряжений в стыке таким образом, чтобы исключить обрывы по зоне сплавления, где имеются значительные концентрации напряжений из-за непроваров корня шва. При полном включении в работу стыка подкладки, что обеспечивается при длине ее не менее 5rf, критическое сечение смещается на арматуру и совпадает с торцом подкладки. С учетом сказанного дальнейшее смещение критического сечения от стыка путем вывода фланговых швов на стержень значительного эффекта дать не может. Это подтверждается хорошим соответствием результатов испытаний образцов, оборвавшихся по торцам подкладок по концу наплавки шва. Кроме того, испытание образцов стержней арматуры из стали марки Ст5 диаметром 20 мм с ванным стыком на удлиненных подкладках (3d) без вывода швов на стержни (серия 39) дали результаты, совпадающие с результатами испытаний серий 37, 38.

Разрушение образцов без вывода швов на стержни происходило по сечениям, совпадающим с концами фланговых швов с ориентацией очагов усталости к этим швам.

Статические испытания образцов стыков на удлиненных подкладках показали, что прочность их во всех случаях превышает браковочный минимум и, как правило, не ниже прочности стержней в исходном состоянии.

Обрыв происходил в основном вне стыка, с образованием шейки текучести. Испытания половинок образцов после усталостного обрыва показали, что их предел текучести, относительное удлинение и предел прочности совпадают с характеристиками исходной арматуры. Разрушение этих половинок происходило с образованием шейки текучести, пятен усталости в сечениях обрыва не наблюдалось. При статическом же испытании собственно стыка, т. е. той половинки образца, на которой оставался ванный стык, обрывы происходили по сечению, совпадающему либо с торцом подкладок, либо с концом наплавки (для серий 37, 38, 42), т. е. по критическим, в смысле усталости, сечениям. Обрывы происходили хрупко, при нагрузках, меньших прочности стержней, в сечениях обрыва наблюдались пятна усталости. Как правило, в другом критическом сечении раскрывалась трещина усталости. На участках же вне зоны стыка при испытании стержней до разрыва трещин усталости не обнаруживалось.