МУФТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ АРМАТУРНЫХ СТЕРЖНЕЙ И МУФТА ДЛЯ ЭТОГО

Полезная модель относится к области строительства, в частности к устройствам для соединения между собой арматурных стержней, которые впоследствии бетонируются.
Основной показатель качества арматурного соединения это равнопрочность с основной арматурой при тестировании соединения на прочность. Разрыв должен проходить по арматурному стержню, а не по стыку. Данное условие соблюдается только в том случае, когда разрывное усилие арматурного соединения превышает разрывное усилие стержня на 20-25%.
Существующие методы стыковки арматурных стержней: вязка арматурных стержней внахлест, ванная сварка или соединение при помощи зажимных устройств.
Область применения при вязке арматурных стержней внахлест строго ограничена, т.к. несоосность стержней провоцирует появление эксцентриситетов в рабочей арматуре, большой расход арматуры и, как следствие, утяжеление и увеличение габаритов каркаса, затруднение бетонирования, что приводит к существенному удорожанию сооружения в целом.
При ванной сварке требуются большие материальные затраты, она трудоемкая и требуется сварщик высокой квалификации и опыта, медленное проведение работ, сложность контроля качества проведенных работ.
Известно муфтовое соединение (см. RU 60572, опубл. 27.01.2007), в котором стержни вставляют, а затем ее наполняют цементом под давлением.
Недостатком данного муфтового соединения является сложность изготовления, большая себестоимость и невысокая прочность соединения.
Известно муфтовое соединение, в муфте которого с двух сторон выполнены внутренние конические отверстия, при этом в каждом отверстии нарезана резьба с углом конусности от 4 до 6° и углом профиля резьбы от 50 до 60° (см. патент на полезную модель РФ №82465, опубл. 27.04.2009).
Недостатком известной муфты является сложность изготовления как самих конических отверстий, так резьбы в них, что обуславливает необходимость использования специального оборудования и высокой квалификации работающего на данном оборудовании персонала.
Задачей полезной модели является создание муфтового соединения и муфты, которые лишены недостатков аналогов.
Техническим результатом является создание муфтового соединения, которое просто в изготовлении, легко закрепляет стержни и при этом обеспечивает высокую прочность и надежность соединения за счет выполнения внутренних резьбовых отверстий цилиндрическими, профиля резьбы треугольным, шага резьбы в диапазоне от 1,25 до 4,0 мм, а наружного диаметра резьбы в диапазоне от 12 до 58 мм, и выполнения, по меньшей мере, на одном из концов каждого из арматурных стержней метрической резьбы.
Технический результат достигается за счет того, что в муфтовом соединении стержневой арматуры, содержащем металлическую муфту с резьбовыми отверстиями и арматурные стальные стержни по числу отверстий, согласно заявленной полезной модели, отверстия выполнены цилиндрическими, профиль резьбы выполнен треугольным, шаг резьбы находится в диапазоне от 1,25 до 4,0 мм, наружный диаметр резьбы находится в диапазоне от 12 до 58 мм, а, по меньшей мере, на одном из концов каждого из арматурных стержней выполнена метрическая резьба.
В результате применения в предложенной муфте для соединения арматурных стержней цилиндрических отверстий также достигается снижение металлоемкости в сравнении с приведенным выше ближайшем аналогом, в котором отверстия выполнены коническими.
Наружный диаметр резьбы цилиндрических отверстий может находиться в диапазоне от 12 до 58 мм, чем достигается возможность использования предложенных муфт практически для всего выпускаемого промышленностью сортамента арматурных стержней, например, выполненных по ГОСТ 10884-94.
Цилиндрические резьбовые отверстия с разных стон муфты могут иметь как одинаковый диаметр, так разный диаметр. Указанные цилиндрические резьбовые отверстия могут иметь одинаковую, либо разную глубину.
При этом резьба внутри цилиндрических отверстий муфты может выполняться и правой и левой. Кроме того, резьба внутри одного цилиндрического отверстия может быть выполнена правая, а резьба внутри другого цилиндрического отверстия - левая.
Муфта в поперечном сечении может иметь как круглый, так и многогранный профиль. Шаг резьбы, нанесенной на один из концов стержня 3, может находиться в диапазоне от 1.25 мм до 4,0 мм. Наружный диаметр резьбы, нанесенной на один из концов стержня 3, может находиться в диапазоне от 12 мм до 58 мм. Резьба на один из концов стержня может быть нанесена давлением или накаткой или снятием слоя металла. Резьба, нанесенная на один из концов стержня 3, может быть как правосторонняя, так левосторонняя.
Муфта выполнена с цилиндрическими резьбовыми отверстиями. Профиль резьбы выполнен треугольным, шаг резьбы находится в диапазоне от 1,25 до 4,0 мм, наружный диаметр резьбы находится в диапазоне от 12 до 58 мм.
Муфтовое соединение и муфту изготавливают следующим образом.
Муфту изготавливают с внутренней резьбой необходимой глубины и наружного диаметра.
При необходимости соединения стержней на их концах нарезается ответная резьба, на которую навинчивают муфту, получая муфтовое соединение.
Полезная модель позволяет создавать равнопрочные соединения арматурных стержней бесконечной длины без значительного увеличения наружного диаметра.
При этом наружный диаметр резьбы в муфтовом соединении выбирают в диапазоне от 12 до 58 мм, ориентируясь на сортамент применяемых в железобетонных конструкциях арматурных стержней.
По отношению к указанным диаметрам резьбы муфтовых соединений, эмпирическим путем было установлено, что оптимальный шаг резьбы находится в диапазоне от 1,25 до 4,0 мм. Данный диапазон обусловлен с одной стороны условием предотвращения самоотворачивания данного резьбового соединения в результате сейсмических и производственных вибраций в процессе сборки армирующих конструкций, а с другой стороны - условием предотвращения заклинивания резьбового соединения в процессе монтажа. Так при подобном соотношении между величинами диаметра и шага резьбы, угол подъема резьбового витка получается ниже угла трения между находящимися в винтовом контакте материалами, что обеспечивает эффект самостопорения соединения и предотвращает его самопроизвольное раскручивание. При этом угол подъема резьбового витка при установленном соотношении недостаточно мал, чтобы привести к заклиниванию резьбовой пары муфта - арматурный стержень при монтаже. Вышесказанное однозначно предотвращает снижение прочности арматурных конструкций. Кроме того, испытания показали, что при шаге резьбы менее 1,25 мм повышается вероятность сминания резьбы при завинчивании стержня в муфту, а при малых диаметрах арматурных стержней (менее 12 мм) нарезание резьбы существенно снижает прочность на разрыв.