NO774364L

NO774364L - SHOOTING DEVICE FOR REINFORCEMENT STEEL.

Info

Publication number: NO774364L
Application number: NO77774364A
Authority: NO
Inventors: Michael Stephen Wright
Original assignee: British Steel Corp
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1978-06-21
Also published as: GB1546253A; GB1546254A; IT1089780B

Description

"Skjøteanordning for armeringsstål"."Joining device for reinforcing steel".

Oppfinnelsen angår armeringsstrenger av stål og av den . type som vanligvis benyttes i armert betong samt en fremgangsmåte for å skjøte slike strenger. Moderne betongkonstruksjoner, slik som oljelagertanker av betong og betongtårri eller -søyler som benyttes i oljeproduksjonsplattformet i Nordsjøen, må kunne utformet for å kunne møte meget strenge krav med hensyn på sprekke-bredder. For å være i samsvar med S.S.I. Code of Practice CPllO . The invention relates to reinforcing strands of steel and of the . type that is usually used in reinforced concrete as well as a method for joining such strands. Modern concrete structures, such as concrete oil storage tanks and concrete columns or columns used in the oil production platform in the North Sea, must be able to be designed to be able to meet very strict requirements with regard to crack widths. To comply with S.S.I. Code of Practice CPllO .

("Bruk av betong i bygninger"), er det for eksempel påkrevet å. begrense sprekkebredden i betongen til maksimalt 0,3 mm, og for å oppnå dette kan det bære tolereres en begrenset permanent forlengelse i armeringsstangskjøtene ved belastning av disse med den maksimalt forventede påkjenning. ("Use of concrete in buildings"), it is required, for example, to limit the crack width in the concrete to a maximum of 0.3 mm, and to achieve this, a limited permanent elongation in the rebar joints can be tolerated when they are loaded with the maximum expected strain.

Det ér også for slike, moderne betongkonstruksjoner ønskelig å kunne sikre at-bruddbelastningen for skjøten er større enn flytebelastningen 'for de strenger som skal skjøtes. Ved å benytte gjengede armeringsstrenger sammen med gjengede stål-muffer, er det påvist at den ønskede begrensning av den permanente forlengelse ikke kan oppnås med en enkel gjenget muffe, og det kan'heller ikke oppnås ved å benytte en gjenget muffe méd en låsemutter ved den ene ende. It is also desirable for such modern concrete constructions to be able to ensure that the breaking load for the joint is greater than the yield load for the strands to be joined. By using threaded reinforcing strands together with threaded steel sleeves, it has been demonstrated that the desired limitation of the permanent elongation cannot be achieved with a simple threaded sleeve, nor can it be achieved by using a threaded sleeve with a locking nut at the one end.

Det er funnet at ved å benytte gjengede strenger med avskrådde ender og plane endeflater kan de -ønskede kriterier oppnås, hvis strengene skjøtes sammen med en gjenget muffe, der de plane endeflater på de avskrådde ender bringes i kontakt, hvorpå strengene trekkes inn i muffen, slik at toleransen mellom, s.tangg jengene og gjengene i muffen opptas. Når strengene trekkes mot hverandre med kontakt mellom de avskrådde ender, settes stanggjengene under trykk mens muffegjengene settes under strekk. It has been found that by using threaded strings with chamfered ends and flat end surfaces, the -desired criteria can be achieved, if the strings are joined together with a threaded sleeve, where the flat end surfaces of the chamfered ends are brought into contact, after which the strings are drawn into the sleeve, so that the tolerance between, s.tangg the threads and the threads in the sleeve is recorded. When the strings are pulled towards each other with contact between the chamfered ends, the rod threads are put under pressure while the sleeve threads are put under tension.

Muffen har fortrinnsvis et indre,, sentralt parti som The sleeve preferably has an inner, central part which

■ ikke er gjenget, og summen av lengdene for de avskrådde ende-, partier på de.to strenger som skal skjøtes sammen, er større enn lengden av det sentrale, ikke gjengede parti i muffen. ■ is not threaded, and the sum of the lengths of the chamfered end parts of the two strings to be joined together is greater than the length of the central, non-threaded part of the sleeve.

En alternativ måte å oppnå det'ønskede resultat på er å benytte en gjenget, muffe, bringe endene på stengene i kontakt med hverandre inne i muffen og derpå anbringe én låsemutter ved hver ende av muffen. An alternative way of achieving the desired result is to use a threaded sleeve, bring the ends of the rods into contact with each other inside the sleeve and then fit one lock nut at each end of the sleeve.

Et ytterligere trekk som bidrar til den nødvendigeA further feature that contributes to the necessary

høye bruddstyrke for skjøten, er at det benyttes "overdimensjonerte" gjenger ved endene, av stengene.' En "overdimensjonert" gjenge.er en gjenge som gjør full utnytning av den opprinnelige kjernediameter, dvs. i stedet for å avspone en del av kjerne-diameteren for å oppnå en standard gjengedimensjon, blir gjengene maskinert slik at de strekker seg til den totale kjernediameter på stangen. ' high breaking strength for the joint, is that "oversized" threads are used at the ends of the rods.' An "oversized" thread is a thread that makes full use of the original core diameter, i.e. instead of chipping off part of the core diameter to achieve a standard thread dimension, the threads are machined to extend to the total core diameter on the pole. '

Alternativt til eller i tillegg til dette kan gjengene på stengene være belagt med et spoksyadhesiv eller et anaerobt adhesiv som fyller gjengene på stangen eller muffen fullstendig. Når. det benyttes et adhesiv, blir det mulig å tilpasse adhesivet til muffen, idet en stang holdes fast i én- valgt, stilling med en låsemutter i det minste inntil adhesivet har herdnet. Da Alternatively or in addition to this, the threads on the rods can be coated with a spoxy adhesive or an anaerobic adhesive that completely fills the threads on the rod or sleeve. When. an adhesive is used, it becomes possible to adapt the adhesive to the sleeve, as a rod is held in one selected position with a lock nut at least until the adhesive has hardened. Then

kan den andre stang skrues inn på plass med eller uten påføring av ytterligere adhesiv. Det er viktig å sikre at ikke noe adhesiv spilles på endeflatene på stengene på grunn av at det kan danne the second rod can be screwed into place with or without the application of additional adhesive. It is important to ensure that no adhesive is spilled onto the end surfaces of the rods as this may form

et mellomlegg som' kan hindre stengene i å bli effektivt sammenkoblet. a spacer which can prevent the bars from being effectively connected.

Egnede adhesiver er epoksyKarpikser, f.eks. det som selges under varemerket "Aralditt" og Sikadur 31". Det kan alternativt, benyttes anaerobe adhesiver, f.eks. "Loctite -601" Suitable adhesives are epoxy Karpixer, e.g. what is sold under the trademarks "Aralditt" and Sikadur 31". Alternatively, anaerobic adhesives can be used, e.g. "Loctite -601"

eller "Loctite RC35" med merket T. Et hvilket som helst adhesiv med rimelig trykkstyrke under belastning kan benyttes i stedet or "Loctite RC35" marked T. Any adhesive with reasonable compressive strength under load may be used instead

for' disse, adhesiver, forutsatt at adhesivet herdner og ikke flyter under bélastning. for these, adhesives, provided that the adhesive hardens and does not flow under load.

Hvis det benyttes avskrådde stangender, må avskråningen være så lang at gapet mellom gjengene i muffen blir så lite at stangendene sikkert kommer i kontakt før tiltrekkingen. Når stengene trekkes til må dreiemomentet være tilstrekkelig til If chamfered rod ends are used, the chamfer must be so long that the gap between the threads in the socket is so small that the rod ends certainly come into contact before tightening. When the rods are tightened, the torque must be sufficient

å bevirke nedtrykning av gjengene i muffen og på stangen. Minimum., tiltrekkingsmoment på 120 Nm anbefaltes for en stang, med 25 mm diameter. to cause depression of the threads in the sleeve and on the rod. Minimum, tightening torque of 120 Nm is recommended for a rod, with a diameter of 25 mm.

På de medfølgende tegninger viser fig. 1 en skjøtfor- . bindelse som ikke ligger innenfor rammen, av oppfinnelsen, fordi den ikke tilfredsstiller de foretrukne kriterier til utførelsen. Fig. 2 viser en alternativ utførelse av en.s;kjøt som heller ikke er tilfredsstillende. Fig. 3 viser en utførelse av en skjøt som ligger innenfor rammen av oppfinnelsen og. som tilfredsstiller de foreskrevne kriterier til utførelsen, og fig. 4 viser en alternativ ut-førelse av en skjøt ifølge oppfinnelsen og som tilfredsstiller nevnte kriterier. In the accompanying drawings, fig. 1 a deed for- . binding which is not within the scope of the invention, because it does not satisfy the preferred criteria for the execution. Fig. 2 shows an alternative embodiment of a meat which is also not satisfactory. Fig. 3 shows an embodiment of a joint which is within the scope of the invention and. which satisfy the prescribed criteria for the execution, and fig. 4 shows an alternative embodiment of a joint according to the invention which satisfies the aforementioned criteria.

På fig. IA er det vist to gjengede armeringsstål-stenger 10 og 11 med plane endeflater 12 og gjengede endepartier 13 og ,14.. Fig. IB. viser en gjenget stålkoblingsmuffe 9 og fig. In fig. IA shows two threaded reinforcing steel rods 10 and 11 with flat end surfaces 12 and threaded end parts 13 and 14. Fig. IB. shows a threaded steel coupling sleeve 9 and fig.

1C viser de to armeringsstenger skjøtt sammen med den gjengede koblingsmuffe 9, men det skal bemerkes at de indre ender 12 på dé to armeringsstenger ikke berører hverandre. De gjengede endepartier 13 og 14 har videre standard gjengedimensjoner "d" som er mindre enn- diameteren "D" på den opprinnelige stang. Selv om dette vanligvis er en tilfredsstillende sammenkoblingsmåte,. tilfredsstiller den ikke den foreskrevne grense for permanent forlengelse når koblingen utsettes for maksimale påkjenninger.. Fig. 2A viser to armeringsstenger 15 og 16 som har gjengede ender 17 og 18 og avskrådde fremspring 19 og 20 fra disse ender som har plane endeflater 21 resp. 22.. Stengene blir sammenkoblet ved hjelp av en gjenget stålkoblingsmuffe 23 og hele.sammenstillingen trekkes til med en låsemutter 24 (fig. 2B): Når stengene 15 og 16 kun ble brakt ende mot ende og den gjengede muffe påskrudd og låsemutteren tiltrukket, tilfredsstilte heller, ikke denne skjøten de foreskrevne krav. Også her er gjéngedia-meteren. "d" mindre enn stangdiameteren "D". Fig. 4 viser et arrangement som tilfredsstilte de krav før svikt inntreffer innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. På fig. 4A er det vist tp armeringsstenger 25, 26 som har gjengede ender 27, 28 og avskrådde fremspring 29, 30 med plane endeflater 31, 32. Summen "S" av lengdene på de to avskrådde partier er større enn lengden "G" på det ikke gjengede parti på den indre flate på muffen 33 (fig. 4B). I dette•tilfelle skjer sammen-koblingen ved først å skrue muffen 3 3 på det gjengede fremspring 28 på stangen 26 og derpå skrue stangen 25 inn i muffen 33 inntil de plane endeflater 31, 32 på de avskrådde ender 29, 30.møtes. 1C shows the two reinforcing bars joined together with the threaded coupling sleeve 9, but it should be noted that the inner ends 12 of the two reinforcing bars do not touch each other. The threaded end parts 13 and 14 further have standard thread dimensions "d" which are smaller than the diameter "D" of the original rod. Although this is usually a satisfactory way of pairing,. does it not satisfy the prescribed limit for permanent elongation when the connection is subjected to maximum stresses.. Fig. 2A shows two reinforcing bars 15 and 16 which have threaded ends 17 and 18 and chamfered projections 19 and 20 from these ends which have flat end surfaces 21 resp. 22.. The rods are connected by means of a threaded steel coupling sleeve 23 and the entire assembly is tightened with a lock nut 24 (fig. 2B): When the rods 15 and 16 were only brought end to end and the threaded sleeve screwed on and the lock nut tightened, satisfied rather, not this deed the prescribed requirements. Here too is the thread diameter meter. "d" less than the bar diameter "D". Fig. 4 shows an arrangement that satisfied the requirements before failure occurs within the scope of the present invention. In fig. 4A shows reinforcing bars 25, 26 which have threaded ends 27, 28 and chamfered projections 29, 30 with flat end surfaces 31, 32. The sum "S" of the lengths of the two chamfered parts is greater than the length "G" of the threaded part on the inner surface of the sleeve 33 (fig. 4B). In this case, the connection takes place by first screwing the sleeve 33 onto the threaded projection 28 on the rod 26 and then screwing the rod 25 into the sleeve 33 until the flat end surfaces 31, 32 of the chamfered ends 29, 30 meet.

,Stangen 26 ble derpå holdt fast av stangen 25 og trekkes tilThe rod 26 was then held firmly by the rod 25 and pulled

inn i muffen 33, slik^at de plane endeflater 31, 32'ved de avskrådde ender 29, 30 presses sammen med et betydelig trykk (fig. 4C). Samtidig vil gjengene på stangen og muffen trykkes sammen, dvs. at toleransen mellom stanggjengene og muffeg.jengene tas opp og stanggjengene satt under trykk, mens muffegjengene utsettes for strekk. Et dreiemoment av størrelsesordenen.100 til 250 Nm er nødvendig å å. oppnå en deformering av stang- og muf f e-gjengene, og ved å anvende et tiltrekkingsmoment på 244 Nm og derpå på-føre en kraft på 200 N/mm 2 vil det frembringes en permanent forlengelse på bare 0,028 mm etter fem prøvesykluser. De foreskrevne' prøvefo.rskrifter var at ved belastning av: en stang-muffe-forbindelse til en maksimalt virkende påkjenning på 200 into the sleeve 33, so that the flat end surfaces 31, 32 at the chamfered ends 29, 30 are pressed together with considerable pressure (fig. 4C). At the same time, the threads on the rod and the sleeve will be pressed together, i.e. the tolerance between the rod threads and the sleeve threads is taken up and the rod threads are put under pressure, while the sleeve threads are subjected to tension. A torque of the order of 100 to 250 Nm is necessary to achieve a deformation of the rod and socket threads, and by applying a tightening torque of 244 Nm and then applying a force of 200 N/mm 2 will a permanent elongation of only 0.028 mm is produced after five test cycles. The prescribed test instructions were that when loaded by: a rod-socket connection to a maximum effective stress of 200

2 N/mm i stangen, skulle den permanente forlengelse av muffen ikke overskride 0,05 mm for noen enkeltprøve og at middelverdien for tre eller flere prøver ikke skulle overskride.0,03 mm., De samme kriterier ble også anvendt etter ytterligere fire prøve-sykluser med den samme påkjenning. • . 2 N/mm in the rod, the permanent extension of the sleeve should not exceed 0.05 mm for any single test and that the mean value for three or more tests should not exceed 0.03 mm., The same criteria were also applied after four additional tests -cycles with the same stress. • .

På fig. 3 er det vist armeringsstenger 34 og 35 (fig. 3A) og en muffe 36 (fig. 3B). I dette tilfelle tiltrekkes sten-, gene 34 og 35 i muffen,36 med en nøkkel eller tang, slik at endene ikke berører hverandre, og låsemutrene 37 og 38" blir derpå trukket til mot muffen (fig. 3C). Ved denne, skjøt oppnås også de ønskede resultater, fordi gjengene på stengene også her er "overdimensjonerte" gjenger som utnytter diameteren på sten-gende fullt ut: I hvert av de gitte eksempler vil forlengelsen av skjø-ten kunne reduseres hvis gjengene"er belagt med epoksyadhesiver eller anaerobe adhesiver. Materialet i stengene var i hvert tilfelle stål- og diameteren på armeringsstengene var 25 mm og med en karakteristisk fasthet på 425 N/mra2,'. Lignende resultater ble oppnådd for stenger med diameter på 32 mm og 45 mm. In fig. 3, reinforcing bars 34 and 35 (fig. 3A) and a sleeve 36 (fig. 3B) are shown. In this case, the rods 34 and 35 are attracted in the sleeve, 36 with a key or pliers, so that the ends do not touch each other, and the lock nuts 37 and 38" are then tightened against the sleeve (fig. 3C). By this, joint the desired results are also achieved, because the threads on the rods here too are "oversized" threads that make full use of the diameter of the rod: In each of the examples given, the extension of the joint can be reduced if the threads are coated with epoxy adhesives or anaerobic adhesives. The material in the bars was in each case steel and the diameter of the reinforcing bars was 25 mm and with a characteristic strength of 425 N/mra2,'. Similar results were obtained for rods with diameters of 32 mm and 45 mm.

Den permanente forlengelse som inntreffer ved strekk-belastning på en gjenget kobling skyldes lokalt høye påkjenninger på "høye punkter" på gjengene og deformerer disse. Dette kan overvinnes ved å benytte låsemuttere eller ved å trykke, stengene mot hverandre når de har fått anlegg for derved å sette gjengene under spenning, slik. at mesteparten av. deformasjonén.finner sted . under sammenstillingen. Gapene méllom gjengene kan.alternativt fylles med et materiale med stor trykkstyrke, for eksempel en epoksyharpiks. The permanent elongation that occurs during tensile loading on a threaded connection is due to locally high stresses at "high points" on the threads and deforms them. This can be overcome by using locking nuts or by pressing the rods against each other when they have been fitted to thereby put the threads under tension, like this. that most of. deformation is taking place. during assembly. The gaps between the threads can alternatively be filled with a material with high compressive strength, for example an epoxy resin.

Claims

1. Splicing device for reinforcing steel, using external threaded rods which are connected with an internal threaded sleeve, characterized in that the threaded rods (10, 11) have chamfered ends (19, 20), and flat end surfaces (12), that the flat surfaces (12, 31, 32), are brought into contact with each other when the joint is to be made and that the rods are then pulled inside the sleeve (9, 33) to equalize the tolerance between the rod threads and the sleeve threads.

2. Splicing device for reinforcing steel according to claim 1, characterized in that the sleeve has an inner central part G, which is not threaded and. that the sum of the lengths, of the. chamfered end parts of the two rods to be joined together are greater than the length of the central, non-threaded part of the sleeve.

3. Splicing device for reinforcing steel according to claim 1, characterized in that an "oversized" thread is designed on the bars, i.e. a thread that uses the full core diameter of the bars.

4. 'Joining device for reinforcing steel according to any one of claims 1 to 3, characterized in that during the joining, the rod threads are coated with an epoxy adhesive or an anaerobic adhesive, so that the adhesive fills the rod threads or socket threads completely..

5. Splicing device for reinforcing steel according to any one of the preceding claims, characterized in that a locking nut (37, 38) is tightened at each end of the sleeve.

6. Joining device for reinforcing steel using external threaded rods that are connected, with an inner socket: characterized in that the threads on the ends of the rods are "oversized" threads that use the full diameter of the rods, that the ends of the rods are tightened' inside the sleeve, where the ends do not touch each other and that either a locking nut is tightened at each end of the sleeve or that an adhesive is used or both.