bzhbБетон и железобетонConcrete and Reinforced Concrete0005-98893034-1302АО «НИЦ «Строительство»bzhb-8Research ArticleСтатьиМетодика расчета параметров резьбы и геометрических размеров соединительных муфт механических соединений арматурыMethod of calculating the parameters of the thread and the geometric dimensions of the couplings of the mechanical splices of the reinforcement barsДьячковВ. В.DyachkovV. V.

канд. техн. наук, зам. руководителя Центра № 3

e-mail: d_vv@mail.ru 

Candidate of Sciences (Engineering), Deputy Head of the Centre No. 3

e-mail: d_vv@mail.ru 

d_vv@mail.ruНаучно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»РоссияResearch, Design and Technological Institute of Concrete and Reinforced Concrete named after A.A. Gvozdev “Research and Development Center “Stroitel’stvo” JSCRussian Federation20210709202360312429Copyright © Дьячков В.В., 20232023Дьячков В.В.Dyachkov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bzhb.ru/jour/article/view/8

Приведена методика расчета геометрических размеров муфт, а также параметров накатанной и нарезанной цилиндрической резьбы механических соединений арматуры. Методика расчета позволяет выполнять подбор геометрических размеров соединительных муфт из разных марок сталей для соединения арматуры различных классов прочности. Рассматривается методика расчета, позволяющая выполнять подбор параметров механических соединений арматуры как с накатанной, так и с нарезанной резьбой, которые принципиально отличаются друг от друга по способу изготовления. В основе методики лежат принципы расчета на прочность резьбового стержня с гайкой, нагруженных осевой силой, что отражено в расчетной схеме усилий для определения длины соединительной муфты и параметров резьбы концов арматуры. Методика расчета состоит из определения расчетного диаметра накатанной или нарезанной резьбы арматурного стержня и подбора параметров по ГОСТ 24705–2004. Длина соединительной муфты определяется по напряжениям среза и смятия. Наружный диаметр муфт определяется с учетом коэффициента запаса по нагрузке, который учитывает фактическую прочность арматуры. По результатам расчета предложена формула определения диаметра штампа для высадки концов арматурных стержней перед выполнением нарезки резьбы. Сравнение результатов расчета, полученных по предлагаемой методике, с параметрами механических соединений арматуры с нарезанной и накатанной резьбой известных и апробированных производителей показало удовлетворительную сходимость. Статья будет полезна для инженеров-проектировщиков и производителей механических соединений арматуры.

The method of calculating the geometric dimensions of the couplings, as well as the parameters of the rolled and cut cylindrical threads of the mechanical splices of the reinforcement bars is given. The calculation method allows you to select the geometric dimensions of connecting couplings made of different grades of steel for connecting reinforcement bars of different strength classes. The article discusses the calculation method that allows you to select the parameters of mechanical splices of reinforcement bars with both rolled and cut threads, which are fundamentally different from each other in terms of manufacturing method. The methodology is based on the principles of calculating the strength of a threaded rod with a nut loaded with an axial force, which is reflected in the design scheme of forces for determining the length of the coupling and the parameters of the thread of the ends of the reinforcement bars. The calculation method consists of determining the calculated diameter of the rolled or cut thread of the reinforcing bar and selecting the parameters according to GOST 24705–2004. The length of the coupling is determined by the shear and crease stresses. The outer diameter of the couplings is determined by taking into account the safety factor for the load, which takes into account the actual strength of the reinforcement bars. Based on the results of the calculation, a formula for determining the diameter of the stamp for the stamping of the end of the reinforcement bars before performing thread cutting is proposed. Comparison of the calculation results obtained by the proposed method with the parameters of mechanical connections of reinforcement bars with cut and rolled threads of known and approved manufacturers showed satisfactory convergence. The article will be useful for engineers, designers and manufacturers of mechanical connections of the reinforcement bars.

механическое соединение арматурысоединительная муфтанакатанная и нарезанная резьбаmechanical connection of reinforcement barscouplingrolled and cutting threadsReferencesНетеса А.Н. Сравнительный анализ трудоемкости и стоимости контроля качества основных способов соединения арматуры // <i>Мосты и туннели: теория, исследования, практика</i>. 2015. № 8. С. 57–64.Netesa A.N. Comparative analysis of the labor intensity and cost of quality control of the main methods of connecting reinforcement. <i>Mosti i tunneli: teoriya, issledovaniya, praktika</i>. 2015. No. 8, pp. 57–64 (In Russian).Радкевич А.В., Нетеса А.Н. Определение и ранжирование организационно-технологических факторов, обусловливающих рациональные решения соединения арматуры. <i>Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта</i>. 2017. № 3. С. 171–181. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/104543Radkevich A.V., Netesa A.N. Determination and ranking of organizational and technological factors that determine rational solutions for connecting reinforcement bars. <i>Vestnik Dnepropetrovskogo natsional’nogo universiteta zheleznodorozhnogo transporta</i>. 2017. No. 3, pp. 171–181 DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/104543 (In Russian).Singh R., Himanshu S.K., Bhalla N. Reinforcement couplers an as alternative to lap splices: A case study. <i>International journal of engineering research and technology</i>. 2013. Vol. 2. Iss. 2.Singh R., Himanshu S.K., Bhalla N. Reinforcement couplers an as alternative to lap splices: A case study. <i>International journal of engineering research and technology</i>. 2013. Vol. 2. Iss. 2.Лешкевич О.Н., Чубрик А.И. Результаты испытаний сварных и механических соединений арматуры // <i>Строительная наука и техника</i>. 2010. № 6. С. 130–133.Leshkevich O.N., Chubrik A.I. Test results of welded and mechanical splices of reinforcement bars. <i>Stroitel’naya nauka i technika</i>. 2010. No. 6, pp. 130–133. (In Russian).Телевных А.С. Исследования параметров, влияющих на качество образования резьбового профиля накатыванием. Магистерская диссертация. Тольятти, 2017. 99 с.Televnykh A.S. Investigation of parameters affecting the quality of the formation of a threaded profile by rolling. Magistr. Diss. (Engineering). Tol’yatti. 2017. 99 p. (In Russian).Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов Р.Р. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1979. 214 с.Yakushev A.I., Mustaev R. Kh., Mavlyutov R.R. Povyshenie prochnosti i nadezhnosti rez’bovykh soedinenii [Increasing the strength and reliability of threaded connections]. Moscow: Mashinostroenie. 1979. 214 p.Branko Milosavljevic. Mechanical rebar splicing. <i>Building materials and structures</i>. 2014. Vol. 57, pp. 19–28. DOI: https://doi.org/10.5937/grmk1402019MBranko Milosavljevic. Mechanical rebar splicing. <i>Building materials and structures</i>. 2014. Vol. 57, pp. 19–28. DOI: https://doi.org/10.5937/grmk1402019MGary Connah. Prequalification of mechanical splices for reinforcing bars in seismic conditions. <i>SESOC Journal</i>. 2013. Vol. 26, No. 2, pp. 54–58.Gary Connah. Prequalification of mechanical splices for reinforcing bars in seismic conditions. <i>SESOC Journal</i>. 2013. Vol. 26, No. 2, pp. 54–58.Patrick M., Berry P.A., Bridge R.Q. Strength and ductility of mechanically splices bars. <i>The 20th Biennial Conference of the Concrete Institute of Australia</i>. 2001.Patrick M., Berry P.A., Bridge R.Q. Strength and ductility of mechanically splices bars. <i>The 20th Biennial Conference of the Concrete Institute of Australia</i>. 2001.Mechanical connections of reinforcing bars reported by ACI Committee 439, 1999. 16 p.Mechanical connections of reinforcing bars reported by ACI Committee 439, 1999. 16 p.Rowell S.P., Grey C.E., Woodson S.C. High strainrate testing of mechanical couplers. <i>Final report. Naval Facilities Engineering Service Center Port Hueneme</i>. 2009, 64 p.Rowell S.P., Grey C.E., Woodson S.C. High strainrate testing of mechanical couplers. <i>Final report. Naval Facilities Engineering Service Center Port Hueneme</i>. 2009, 64 p.Rybakov V.A., Zhuvak O.V., Hoffmann A., Sergeeva F.A., Verigo P.A. The influence of reinforcing joints on the fire resistance of reinforced concrete structures. <i>Magazine of Civil Engineering</i>. 2020. Vol. 100 (8). Article No. 10004. DOI: https://doi.org/10.18720/MCE.100.4Rybakov V.A., Zhuvak O.V., Hoffmann A., Sergeeva F.A., Verigo P.A. The influence of reinforcing joints on the fire resistance of reinforced concrete structures. <i>Magazine of Civil Engineering</i>. 2020. Vol. 100 (8). Article No. 10004. DOI: https://doi.org/10.18720/MCE.100.4Гашков И.В., Мельничук О.А. Технология накатывания резьбы на метизах и деталях машин // <i>Метизы</i>. 2004. № 3. С. 29–33.Gashkov I.V., Mel’nichuk O.A. Thread rolling technology on hardware and machine parts. <i>Metizi</i>. 2004. No. 3, pp. 29–33. (In Russian).Давлетбаева Р.Р. Сравнение накатных и режущих метчиков // <i>Молодой ученый</i>. 2016. № 16. С. 79–82.Davletbayeva R.R. Comparison of rolling and cutting taps. <i>Molodoy ucheniy</i>. 2016. No. 16, pp. 79–82 (In Russian).Галушкин Д.В., Одарченко И.Б. и др. Техника и технология получения механических муфтовых соединений арматуры с параллельной резьбой // <i>Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого</i>. 2017. № 4. С. 53–62.Galushkin D.V., Odarchenko I.B. Technique and technology for producing mechanical couplings of reinforcement bars with parallel threads. <i>Vestnik GGTU im. P.O Suhogo</i>. 2017. No. 4, pp. 53–62 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.