Стальная арматура выпускается в основном в виде стержней длиной 11700 мм. Среди монолитных конструкций индивидуальных жилых домов вряд ли найдется элемент большей длины, однако это не означает, что не может возникнуть необходимость в стыковании стержней таким образом, чтобы соединение имело несущую способность, равную цельному стержню. Кроме того, при нарезке из заготовки длиной 11700 мм стержней нужной длины, могут оставаться весьма приличной длины обрезки, которые вроде бы не подходят ни к чему, но есть желание их задействовать. Также можно с приличной скидкой купить такие обрезки.
Итак, существуют два основных способа равнопрочной стыковки стрежней по длине - сварка и нахлестка без сварки.
Сварное соединение, выполняемое ручной сваркой непосредственно на площадке, может быть такого вида:
... или такого:
В соединении С-23 стыкуются два стержня непосредственно , в соединении С-21 они стыкуются через парные накладки. Также возможна стыковка через одну длинную накладку, соединенную со стыкуемыми стержнями двумя швами типа С-23. С-21 "выгоднее" за счет того, что усилия передаются соосно, но в обычных конструкциях и при относительно небольших диаметрах это требование избыточно.
Геометрические параметры соединения С-23 такие:
При этом для стержней арматуры A-I и Ac-II допустимо сократить длину шва до 4-х диаметров, если применять двусторонние швы. Если соединяются стержни разных диаметров, параметры шва назначаются по меньшему диаметру.
Геометрические параметры соединения С-21:
Для арматуры A-I и Ac-II, а также для A-III, также допускается сократить длину шва (и накладки) при двусторонних швах.
Варить можно электродами типа Э42, Э46, Э50, а также подойдет весьма широкая номенклатура электродов иностранных брендов, имеющих сходные технические характеристики и предназначенных для сварки низколегированной и углеродистой стали. Швы в соединении С-21 следует выполнять напроход, прерывая их у зазора. В местах окончания швов необходимо тщательно заваривать кратеры. Фланговые швы должны иметь плоскую поверхность или усиление высотой 1...2 мм. Не допускается оплавлять дугой поверхность самих стержней и стержней-накладок. Для предупреждения непроваров электрод следует располагать в плоскости, делящей угол пополам, и сообщать его концу поперечные колебательные движения, несколько задерживая электрод в крайних положениях. Режимы сварки применять такие:
Если варить в вертикальном положении, следует сократить силу сварочного тока на 10...20% и все швы выполнять снизу вверх.
Нахлестка без сварки, понятное дело гораздо проще, не требует специальной квалификации и наличия сварочного оборудования. Но зато её габариты (длина) намного больше. И ещё она чуть сложнее, чем кажется. В интернетах чаще всего пишут, что длина нахлестки без сварки должна составлять 50 диаметров стыкуемых стержней, но это, так сказать, "средняя температура по больнице". Длина нахлестки зависит от диаметра стержней, но также и от класса бетона, типа профиля стержней, напряженного состояния арматуры, процента использования прочности стержня.
Не сильно обременяя математическими "выкладками", сразу приведу таблицу со значениями относительных длин нахлесток:
Стоит также отметить, что стыки соседних растянутых стержней должны располагаться с разбежкой так, чтобы середины стыков располагались друг от друга на расстоянии не менее 1,3 длины нахлестки. При этом в одном поперечном сечении должно стыковаться не более 50% стержней. (25% - для гладкой арматуры). Допускается стыковать в одном сечении все стержни, но длина нахлестки должна быть увеличена на 2/3 (см. в таблице строку "раст.100%"). Стыкуемые гладкие стержни должны заканчиваться крюками. В пределах стыка должна располагаться арматура противоположного направления, причем ее величина просчитывается в зависимости от усилия, передаваемого стыком (не менее половины). Расстояние между стыками в чистоте должно быть не менее 30 мм и не менее двух диаметров стержней. При этом сами непосредственно стыкуемые стержни могут располагаться с зазором между ними вплоть до четырех диаметров (и даже говорят, что стыковка с зазором лучше).
Как видно, требуемая длина нахлестки намного больше, чем рекомендуемые интернетом 50 диаметров, но это при условии 100% использования расчетного сопротивления стержней, что в реальных конструкциях наблюдается редко. Поэтому длину нахлестки можно уменьшать пропорционально доле использования "прочности" (расчетного сопротивления) стержня (хотя, понятное дело, никто из самостройщиков и прорабов эту величину не просчитывает). В любом случае минимальная длина нахлестки должна назначаться не менее 20 диаметров, не менее 250 мм и не менее 0,4 от максимальной длины нахлестки, указанной в таблице выше.
Хоть и предполагается, что и сварные и нахлесточные соединения способны держать усилие, вопринимаемое цельным стержнем, рекомендуется их располагать вне зоны максимальных усилий (опять же неподготовленному человеку не понять, что это за зоны, а объяснения потребуют много времени, но не упомянуть я не мог)
Существуют другие способы стыковки (муфты, другие типы сварки), но, думаю, в ИЖС они не актуальны.