Сборные конструктивные элементы снабжены закладными деталями, арматурными петлями или выпусками арматуры, с помощью которых соединяют сборные элементы между собой или с монолитными конструкциями. Стыковка железобетонных элементов может включать следующие виды работ:

• отрезку чрезмерно длинных стержней
• заготовку вставок
• отгиб стержней для установления их соосности на участках соединения
• разделку концов стержней арматуры
• установку и уплотнение съемных форм
• установку и прихватку скоб и накладок
• подготовку оборудования и материалов к сварке
• сварку стыков арматуры
• снятие съемных формующих приспособлений, их охлаждение и очистку от шлака
• очистку сварного соединения от шлака.

Основной объем арматурных работ как при монтаже сборных, так и возведении сборно-монолитных железобетонных конструкций приходится прежде всего на производство сварочных работ. При выборе вида сварки арматуры учитывают такие факторы, как конструкция узлов сопряжения железобетонных изделий, объем работ и сроки их выполнения, расположение стержней арматуры (в пространстве) и их диаметр, характер расчетных нагрузок, воспринимаемых конструкцией, условия производства работ, температура наружного воздуха, квалификация сварщиков, наличие сварочного оборудования, технико-экономические показатели работ.

Очередность сварки стыков арматуры и предъявляемые к ним требования установлены проектом производства работ на основе требований соответствующих СНиП. Если к стыку соединяемых деталей доступ свободный, то данную сварку ведут под слоем флюса. Если доступ к стыку ограничен, допускается применение дуговой электросварки. Например, малые зазоры между арматурными стержнями не позволяют использовать эффективные виды сварки из-за невозможности установки формующих приспособлений. В этом случае стержни стыкуют с помощью ручной дуговой сварки. При монтаже разрезной колонны фиксацию нижней и верхней ее частей производят в кондукторе, стыковку колонн ведут путем соединения их стальных оголовок через накладки с помощью дуговой сварки.

Сборные железобетонные изделия с плоскими закладными деталями на гранях конструкции сваривают нахлестанным (накладным) соединением. Сборные железобетонные ригели, стропильные и подстропильные фермы и другие аналогичные конструктивные элементы первоначально прихватывают дуговой сваркой за пластины, а затем после окончательной выверки приваривают фланговыми швами. Если в узле число стыкуемых стержней невелико, но много закладных деталей, сварку которых необходимо вести протяженными швами, целесообразно применить для всего стыкуемого узла полуавтоматическую сварку порошковой проволокой.

В сборно-монолитных конструкциях в стык, состоящий из выпусков арматуры между монолитными и сборными элементами, для его усиления вводят дополнительную арматуру в виде стержней, сеток или каркасов, которая сваривается с рабочей арматурой стыкуемых конструктивных элементов. Стыки железобетонных элементов усиливают стержнями диаметром 8—16 мм. Установленную в стык дополнительную арматуру необходимо прикрепить к выпускам арматуры стыка или к опалубке во избежание смещения при бетонировании.

Арматурные стержни диаметром до 10 мм скрепляют вязальной проволокой, а диаметром более 16 мм — с помощью дуговой сварки. Вид и режим сварки арматурных стержней стыка выбирают в зависимости от диаметра стержней и класса стали. Так, для арматуры диаметром 20—40 мм из стали классов A-1, A-2и A-1Н применяют полуавтоматическую электрошлаковую сварку в инвентарных медных формах. Электрошлаковую сварку ведут сварочным полуавтоматом А-765, используя сварочную проволоку Св-08ГА диаметром 2 мм и сварочный флюс ЛН-348А. Трудозатраты на сварку стыка приведены в табл. 1.

Как следует из табл. 1 по мере увеличения диаметра стыкуемых стержней трудоемкость работы повышается. При этом наиболее трудоемкие операции — зачистка концов арматуры и их сварка.

При дополнительном армировании монолитного железобетонного перекрытия арматурные сетки укладывают на очищенную поверхность бетона. Толщина нижнего слоя бетона устанавливается с помощью фиксаторов. При двойном армировании зазор между сетками определяется поперечными фиксаторами-распорками, установленными на расстоянии 1—1,2 м один от другого. При больших объемах работ, например, более 1000 стыковых соединений на одном объекте, когда в смену выполняют 30 и более соединений, целесообразна полуавтоматическая сварка. При этом если число однотипных соединений арматуры велико, то выгодно использовать съемные формы с тем расчетом, чтобы на одну медную форму приходилось не менее 100 соединений, а для графитовой — не менее 40 соединений.

Ручную сварку арматуры на стальных скобах обычно ведут при наличии как правило, не менее 50 однотипных соединений. Если таких соединений менее 50, то ручную сварку арматуры можно вести с применением круглых и уголковых накладок.

Полуавтоматическая ванная сварка под флюсом наиболее целесообразна при сварке стержней диаметром более 25 мм. Сварку стержней диаметром до 25 мм целесообразно вести одноэлектродной ванной сваркой в медных формах или на медных прокладках. Сварку горизонтальных стержней диаметром более 25 мм по технико-экономическим показателям выгодно вести ванным способом в медных формах гребенкой электродов и порошковой проволокой.

Стыковка горизонтальных стержней диаметром 20— 55 мм выполняется сваркой на стальных скобах многослойными швами самозащитной проволокой, ванной сваркой с порошковой проволокой и ручной ванно-шовной. Эти способы по экономическим показателям практически одинаковы. Сварные стыки арматурных стержней, выполненных со стальными скобами, обладают достаточно высокими механическими свойствами, поскольку в работу стыка включается и стальная скоба-накладка. Сварку вертикальных стержней целесообразно вести полуавтоматической ванной сваркой под флюсом в съемных формах, особенно при диаметре стержней 28—80 мм.

При стыковке сопрягаемых железобетонных изделий необходимо учитывать возможную деформацию свариваемых выпусков арматурных стержней, так как деформация стержней в процессе сварки и после ее окончания может вызвать отклонения сборных железобетонных элементов при их стыковке от проектного положения. С целью предотвращения недопустимых деформаций арматуры и обеспечения неизменности проектных положений монтируемых конструктивных элементов применяют различные приспособления и выдерживают определенную последовательность и режим сварки стыкуемых выпусков арматуры. Так, в качестве временных креплений железобетонных элементов в проектном положении применяют кондукторы, обоймы и другие приспособления в виде подпорок и распорок. Сварку соединений рекомендуется выполнять в стыках арматурных стержней, расположенных симметрично по диагонали сечения изделия. Желательно, чтобы такую сварку одновременно вели два сварщика.

Рис. 1. Рекомендуемая последовательность (обозначена цифрами) сварки соединений выпусков арматуры в узлах сопряжения ригелей с колонной среднего ряда (а) и колонн между собой (б) промышленных зданий

При сварке необходимо также учитывать разность температур элементов арматуры при соединении стержней со вставками. Нельзя сваривать второй стык арматуры со вставкой, если не остыл первый стык. Если в стыке железобетонных элементов выпусков стержней более четырех и некоторые из них были сварены ранее и успели остыть, то сварку оставшихся стержней ведут после предварительного подогрева остывших. Стержни подогревают до 600—800°С с помощью резака или горелки. При монтаже сборных железобетонных конструкций зданий и инженерных сооружений осуществляют временное закрепление элементов сварными швами (прихватками) длиной около 25 мм, катет шва составляет 4—5 мм.

На рис. 1 приведены рекомендуемые схемы последовательности сварки узлов сопряжения железобетонных элементов ригелей с колонной и колонны с колонной.

Соединение стержней в узлах примыкания ригеля с колонной осуществляют в такой последовательности:

• первоначально сваривают стыки 1, 2, 3 арматурных вставок с выпусками стержней ригеля;
• затем сваривают стыки 4, 5, 6 выпусков стержней ригеля и колонны.

При этом следят за тем, чтобы интервал времени между сваркой стержней стыка 4 и 5, 6 составлял не более 1 мин.

Далее:

• после остывания сварных соединений 1—6 до температуры ниже 100°С сваривают стержни стыков 7, 8, 9 арматурной вставки и выпусков стержней колонны;
• после остывания соединений 7, 8, 9 ниже 100 °С сваривают закладные детали колонны и ригелей

Последовательность сварки выпусков арматуры при стыковке колонны с колонной такая:

• первоначально сваривают стержни, расположенные симметрично относительно центра сечения колонны на минимальном расстоянии ее от оси
• затем по тому же принципу сваривают последующие пары стыков: 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10 и т. д.

Сварка выпусков арматуры железобетонных колонн, выполненных с опиранием, должна вестись с центрирующей прокладкой-компенсатором. Инвентарные компенсаторы изготовляют из дерева, резины, свинца. Если инвентарного компенсатора нет, он может быть изготовлен по месту в виде кольца диаметром 30—40 мм из отожженной проволоки диаметром 1,6—2 мм.

Сварку стыковых соединений выпуска арматуры ведут таким образом, чтобы перерыв между окончанием сварки одного стыка и началом другого, расположенного на одной диагонали с первым, по с противоположной стороны сечения колонны, составлял не более 1 мин. При выполнении этих условий металл таких сварных соединений будет охлаждаться практически равномерно, а следовательно и усадка его будет равномерной. В результате усадочных напряженки компенсатор будет смят и образованный им до сварки 2 мм зазор будет составлять сотые доли мм, а остаточные сварные напряжения и деформации в стыке будут сведены к минимуму.

Рекомендации по снижению сварочных остаточных напряжений для конкретных конструкций узла железобетонных изделий приводятся в технологических картах и картах трудовых процессов, в которых указывается режим и последовательность сварки выпусков арматуры.