Raudotteiden ankkurointi ja jatkaminen


Ankkurointi

Raudoitteet voidaan ankkuroida poikittaisharjojen aikaansaaman tartunnan avulla ja lisäksi tarvittaessa käyttäen koukkuja, poikittaisia hitsattuja tankoja tai erityisiä pääteankkureita.

tartuntalujuusvaatimuksetTartuntalujuus on suunnittelunormeissa esitetty muodossa kerroin kertaa betonin vetolujuus, ollen näin riippumaton tangon halkaisijasta (d). Todellisuudessa tartuntalujuus on paksuilla teräksillä pienempi kuin ohuilla. Alla olevassa kuvassa on esitetty EC2:n (eli standardi EN 1992-1-1) Liitteen C mukainen betoniterästen tartuntalujuusvaatimus tankopaksuuden funktiona kun tartuntalujuus mitataan Rilem typpisellä tartuntakokeella jossa tartuntapituus on 10d ja tartunta-alueella on tiheä poikittainen raudoitus. Kuvaan on myös laskettu tartuntalujuuden ominaisarvon ennuste käyttäen mallinormin MC2010 kaavaa (6.1-19) kerrottuna kertoimella 0,75. (Reduktiokerroin 0,75 johtuu siitä, että kaava mallinormissa esitetyssä muodossa antaa estimaatin tartuntalujuuden keskiarvosta kun taas EC2:n vaatimus pitäisi edustaa ominaisarvoa.) Mikäli poikittaista raudoitusta olisi vähemmän tartuntalujuudet olisivat pienemmät.

Toinen ilmiö jota suunnittelunormit eivät ota huomioon on tartuntalujuuden aleneminen ankkurointipituuden kasvaessa. Kolmas ilmiö, jossa nykyiset suunnittelunormit eivät ole linjassa tarkemman mallinormin kaavan kanssa on betonin lujuuden vaikutus. Suunnittelunormeissa tartuntalujuus on verrannollinen betonin puristuslujuuteen korotettuna potenssiin 2/3 mutta mallinormissa potenssin on 0,25. Myös tankojen reunaetäisyydet, tankoväli ja betonipeite on mallinormissa otettu tarkemmin huomioon.

Ohuilla teräksillä taas tartuntakapasiteetti saattaa nykyisillä suunnittelukaavoilla tulla aliavioitua.

Koukuilla ja poikittaisilla hitsatuilla tangoilla saadaan teräksen voima lyhyellä matkalla kokonaan tai osittain ankkuroitua. Koukkujen tapauksessa tarvitaan taivutuskohdan sisäpuolelle vähintään samankokoinen, mutta mieluummin pykälän paksumpi poikittainen tanko. Myös ankkuroitavaan tankoon riittävän lujilla hitsausliitoksilla liitetyillä poikittaisilla tangoilla saadaan teräksen voima osittain tai kokonaan ankkuroitua. Täydelle voimalle ankkurointi pelkästään poikittaisilla teräksillä vaatii yleensä 2 poikittaista tankoa joiden halkaisija on sama kuin ankkuroitava tanko. Näille tapauksille löytyy kaavat vanhasta Betoninormista (kumottu B4 tai BY50). Myös EC2:ssa on tarkoitukseen soveltuva mitoituskaava, mutta se vastaa Suomen vanhempaa normikorttiversiota.

Laadunvalvonnassa hitsattujen poikittaisten tankojen hitsausliitokset testataan Suomessa testausstandardin yksinkertaisimmalla pidintyypillä (a), jolloin poikittaisen teräksen kiertyminen ei ole estetty eikä myöskään ankkuroitavan tangon poikittainen siirtymä. Tämä valinta johtuu siitä, että tämä testaustapa on käytännöllisempi ja vähemmän herkkä testaajan aiheuttamiin vaihteluihin tuloksissa. Pidintyypillä (a) määriteltyjä liitoslujuuksia luokitellaan Suomessa nimikkeellä FLXX, jossa XX on se prosenttiosuus tangon nimellisestä myötövoimasta, jota liitoksen lujuus vastaa. Verrattuna tilanteeseen kovettuneen betonin sisällä (jota testausstandardin pidintyyppi (c) pyrkii simuloimaan) saadaan tällä tavalla alhaisempia tuloksia. Lujuusluokkien vastaavuudet on esitetty raudoitestandardin SFS1267 opastavassa liitteessä. Yleisimmin käytetyt liitosluokat FL20 vastaa 35 % ja FL30 vastaa 55% liitoslujuutta testattuna pidintypillä (c) eli kovettuneessa betonissa. Euroopassa käydään vielä keskustelua siitä onko liitoslujuus vähimmäisarvo vai ominaisarvo ja molempien vaihtoehtojen osalta mitkä ovat arvostelukriteerit. Suomessa liitoslujuus on perinteisesti ollut ominaisarvo mutta arvostelufraktiili on ollut 84% kun se betoniterästen lujuuden osalta on 95%. Tästä johtuen on suomalaisten normien hitsattujen poikittaistankojen ankkurointikaavoissa käytetty ylimääräistä varmuuskerrointa 1,25. Voimaliitosten käyttö raudoitteissa vaatii liitosten varmennusta/sertifiointia.

Raudoitustankoja voidaan tehokkaasti ankkuroida myös erityisillä pääteankkureilla. Pääteankkurit mitoitetaan yleensä siten että leimapaine on enintään kolme kertaa betonin suunnittelulujuus (

Jatkokset

Mikäli tartuntajännitykset olisivat tasaisesti jakautuneita ankkurointialueella ja jatkettavat tangot olisivat aivan vierekkäin, olisi teoriassa mahdollista, että limijatkos olisi yhtä pitkä kuin ankkurointipituus. Käytännössä tilanne ei ole näin ihanteellinen, minkä takia aina tulisi käyttää ykköstä suurempia limijatkoskertoimia (Eurokoodissa 6). Yleensä limijatkospituus joka on 1,5 kertaa ankkurointipituus on riittävä, mutta jos jatkaa kaikki teräkset samassa poikkileikkauksessa on syytä ankkuroida tangot täysin jatkoksen keskikohdan kummallekin puolelle, jolloin jatkospituudeksi tulee 2 kertaa ankkurointipituus.

Työteknisistä syistä tai vaativissa kohteissa, erityisesti paksuilla tangoilla (ks. kohta ankkurointi) käytetään mieluummin mekaanisia jatkoksia. Näillä saadaan luotettava ja jäykkä liitos aikaiseksi. Esimerkkinä käyttökohteista ovat mm. pilariraudoitteiden jatkokset ja jäykistävien seinien vetoterästen jatkokset.
Jatkosmuhveja löytyy erilaisiin tilanteisiin, jopa kierretangon tai pultin liittämiseen raudoitustangon päähän (Katso tarkemmin).

Jatkoksia voi tehdä myös erilaisilla limitetyillä hitsausliitoksilla. Käyttökelpoisia vakioituja hitsattuja limiliitosratkaisuja on esitetty standardissa SFS EN 17660-1. Sen sijaan tässä standardissa esitettyjä päittäisliitoksia on syytä välttää, koska nykyisillä betoniteräksillä koko poikkileikkauksen kuumennus yli n. 500 asteen lämpötilaan aiheuttaa lujuuskatoa. Myös ristivoimaliitokset on em. standardissa esitetty puutteellisesti.

Tehdasvalmisteiset hitsausliitokset on kuvattu raudoitestandardissa SFS 1267.

Yleensä ei suositella voimaa siirtävien liitosten tekoa työmaaolosuhteissa.