Sarrusetööd 1

Sissejuhatus

Kursuse teema koostamisel on kasutatud kirjastus Ehitame raamatut "Sarrusetööd" Tallinn 2008. Kasutatud fotode, jooniste ja skeemide autoriks on kursuse koostaja, kui ei ole märgitud teisiti.

Sarrus võtab betoonis vastu pinged, mida betoon vastu võtta ei suuda.
Reeglina on sarrus dimensioneeritud vastu võtma tõmbejõude betoonis, kuid erandjuhtudel on sarrus kasutusel ka survejõudude vastu võtmiseks. Näiteks väga koormatud postide puhul.

Betoon võtab hästi vastu survejõude, sarrus tõmbejõude. Seetõttu pannakse sarrust rohkem piirkonda, kus on tõmbejõud. Piirkonnad, kus on suured survejõud võtab jõud vastu betoon. Skeem 1 näitab , millises piirkonnas tekib surve ja millises tõmme.

Skeem 1


Piirkondades, kus tekkib põikjõud on vajalik sarrus. Talades on tugede piirkonnas kasutusel rangid, mis võtavad vastu põikjõude.

Juhul kui betoonis ei ole vajalik vastu võtta surve ja tõmbe jõude on sarrus betoonis ikkagi vajalik.
Betoonis tekkib kivinemisprotsessi käigus kahanemine, mille tulemusena konstruktsioon tõmbub kokku. Betooni kokku tõmbumine on nii intensiivne, et selle tulemusena tekkivad konstruktsiooni praod. Pragude vältimiseks kasutatakse sarrust.
Inglise keelne otsetõlge sõnale sarrus iseloomustab sarrusterase funktsiooni betoonis kõige paremini. Reinforcement - ahel tsemendi jaoks.


Saledate ja suuresildeliste konstruktsioonide puhul ning olukordades, kus tekkivad väga suured tõmbepinged, kasutatakse pingesarrust.

Pingestusviiside järgi jagatakse sarruseid:

• Nakkega eelpingesarrus, kasutatakse betoonelementide Foto 1 tootmisel

Foto 1

• Ankur-pingestus, kasutatakse kohapeal betoonkonstruktsioonide rajamisel
• ankruga nakkega (injekteeritavad pingevardad); kasutatakse betoontarindeis, kus vajatakse suurt koondatud jõudu, näiteks sildade puhul
• ankruga nakketa pingevardad (määrdetrossid); kasutatakse väikeste hajutatud tugevust vajavate tarindite puhul, nagu näiteks plaadid
• ankruga nakketa pingevarraste kimpe Foto 2 kasutatakse betoontarindites, kus on vaja rakendada suurt koondatud jõudu, näiteks sillad ja tuulegeneraatori betoonosa Foto 3
  

Foto 2

Foto 3

Tingituna jõudude ülekandumisest raudbetoonis on võimalik rajada erinevaid konstruktsioone, mis on vastuolus tava ehituse loogikatele. Näiteks on võimalik rajada betoonvahelagesid, kus tala asub lae peal, mitte lae all (Joonis 1).

Joonis 1 Lae plaat ripub tala küljes.

Materjalid

Eelduseks, et sarrusteras ja betoon hästi koos töötavad on materjalide sarnane termopaisumise tegur. (0,000012 l/^oC). Betoneerimisel on seega eesmärk tihendada betoon võimlikult ümber sarruse.

Sarrust ümbritseval betoonil on kolm peamist funktsiooni:

• tekitab sarrusega ühtse materjali,tekkivad jõud kanduvad sarruseni
• moodustab sarruse kaitsekihi korrosiooni eest
• kuna teras hakkab kuumuse mõjul venima, siis betoon annab terasele ka kaitse kuumuse eest

Sarrusterase liigid:

1.Sile varras
Tunnus Fe37B
Kasutuskohad

• Rangid
• Elementide tõsteaasad

2.Perioodprofiiliga varras:
Tunnus A500H(=T) ja A500HW (=TW).
Perioodprofiiliga varras on peaaegu kaks korda tugevam kui sile varras. Ta on sarruses üldkasutatav varras.
Kasutuskohad

• Postid
• Talad
• Seinad
• Plaadid

3. Tugev varras
Tunnus A600H (=Y) ja B700K.
Need on tavalistest perioodprofiiliga varrastest tugevamad.
Kasutuskohad

• Talad
• Ribiplaadid
• Raudbetoonvaiad
• Rahahoidlad

4.Sarrusvõrk
Tunnus V, sageli terase liik B500K (=K).
Kasutatakse ka terast A500HW.
Kasutuskohad

• Plaadid
• Seinad
• Talarangid
• Elemendid

Sarrusterase standardtähistuses kasutatakse Soomes järgmisi tähti ja numbreid:

B -külmtõmmatud varras
H -perioodprofiiliga varras
K -mustrilise pinnaga varras
V -sarrusvõrk
W -keevitatav
X -kõrgnakkega perioodprofiiliga varras

Terasvardad tunneb ära mustri järgi (Skeem 1).



Skeem 1; Allikas Sarrusetööd

Venemaal tähistatakse sarruseid lisaks profiilile ka värviga. Kõigi ehitusplatsile toodud sarrusvarraste kvaliteeti tuleb kontrollida vardakimbu külge kinnitatud lipikult. Hea tava kohaselt tellitakse platsile saabunud varrastele tõmbekatsed. Tõmbekatsed viiakse läbi sertifitseeritud katsekojas (TTÜ).

Ehitusplatsil on oluline jälgida, kas kasutatavat sarrust tohib keevitada. Ülaltoodud loetelust on näha, et keevitatav on sarrus, mille nimetuses sisaldub soome tähistuse järgi HW. Kui sarrust ei tohi keevitada ja seda ikkagi tehakse, tekivad sarruses termilised kahjustused, mis oluliselt vähendavad sarruse tugevust.

Sarrustamise tööriistad

Sarruse töid teostatakse erinevates ettevõtetes erinevate meetoditega. Tulenevalt töö kultuurist võib esineda erinevusi ka kasutatavas tööriistade valikus. Järgnev loend toob levinumad sarruse tööde tööriistad ja vahendid.

1. Lõiketangid - sidumistraadi lõikamiseks.
2. Poolautomaatne sidumiskonks ehk pumpkonks - kasutatakse kohtades, kuhu on piiratud ligipääs ja tavakonksuga ei ulatu. Poolautomaatne sidumiskonks toimib tigu mehhanismi põhimõttel. Konksu osa keerleb, kui käepidet tõmmata. Vedrumehhanism konksu korpuses taastab algasendi.
3. Sidumiskonks - peamine töövahend sarrusterase ühendamiseks.
4. Automaatne traadisiduja - akuga käitatav sidumismasin, mis on varustatud sidumistraadi rulliga. Masin seob ja lõikab vajaliku pikkusega traadi.
5. Sarruse käsipainuti - töövahendiga on võimalik painutada sarrusterast läbimõõduga kuni 12 millimeetrit. Käsipainuti kinnitatakse selleks spetsiaalselt ette valmistatud töö lauale.
6. Elektriline painutuspink- painutuspink on reeglina automaatne, kus on ette antud painutusnurk, sõltuvalt sellest, mitme kraadist painutust soovitatakse teha.
7. Sarruse lõiketangid - erineva suurusega tangid, millega on võimalik lõigata sarrust kuni läbimõõduni 12 millimeetrit.
8. Erinevad painutamisabivahendid - konstruktsioonis oleva jätkusarruse korrigeerimiseks mõeldud erinevate läbimõõtudega terastorud ja suurema läbimõõduga sarrusvarrastest keevitatud painutid.
9. Nurklihvija - sarruse lõikamiseks. Väikene nurklihvija on mõeldud sarruse kuni 12 millimeetrit lõikamiseks. Suuremate läbimõõtude lõikamiseks on kasutusel suur nurklihvija.
10. Elektriline käsipainuti - suurte läbimõõtude kuni 32 millimeetrit painutamiseks. Töövahend on kasutusel reeglina tarindist väljuva jätkusarruse korrigeerimiseks.
11. Elektriline käsigiljotiin - sarruse lõikevahend piirkondades, kuhu ei ole võimalik ligi pääseda nurklihvijaga. Käsigiljotiiniga on võimalik lõigata sarrusi kuni läbimõõduga 25 millimeetrit.
12. Elektriline statsionaarne giljotiin - erinevate läbimõõtude lõikamise abivahend sarrusterase ettevalmistusalal.
13. Keevitusaparaat - sarruse jätkude moodustamiseks ja ka sarruskarkasside ja võrkude jäigastamiseks (sarruskarkasside kujupüsivuse tagamiseks)

Peamine kulutarvik sarrusetöödel on sidumistraat, millega ühendatakse omavahel sarrusvardaid. Sõltuvalt tööde asukohast on sidumistraat galvaniseeritud või ilma töötluseta ehk "haljas". Galvaniseeritud sidumistraat on kasutusel kohtades, kus on korrosiooni oht suurem (sadamaehitised, sillad, maanteerajatised).

Galvaniseeritud sidumistraat on tõhus olukorras, kus sidumistraat on jäänud vastu raketist. "Haljas" traat läheb vastu raketist jäädes roostetama ja rikub betoon pinna, galvaniseeritud traadiga on selline probleem välistatud.

Sarruse ettevalmistusala

Sarruse ettevalmistusele eelneb tööala/sarrusesõlme ettevalmistus. Selleks on vajalik rajada järgmised tööala osad:

1. Mahalaadimiskoht
2. Lõikamiskoht (3)
3. Painutuskoht (5)
4. Sarruse koostamise ala (9)
5. Valmissarruse ja ära lõigatud vardatükkide ladustamiskohad (6)

Number sulgudes ühtib Skeemi 1 pealtvaatega

Lao põhimõtteline paiknemine on toodud Skeemil 1


Skeem 1; Allikas: Sarrusetööd

Rajatav ala ja ladustamistingimused välistavad, et sarrus ei määrduks poriga. Oluline ladustamisala hea logistiline asukoht objektil. Ladu peab olema kraana teenindusraadiuses.

Valmistoodangu ladustamine korraldatakse selliselt, et valmistoodangut on lihtne kontrollida. Mitte mingil juhul ei tohiks valminud sarrus olla kuhjatud ühte hunnikusse, sellisel juhul on keeruline vajalikku positsiooni kätte saada.

Näide sarruse ettevalmistusalast on toodud Fotol 1.
Foto 1

Sarrustamise töövõtted

Sarruse tööde planeerimisel pööratakse tähelepanu järgnevale:

• millises järjekorras on võimalik sarruseid paigaldada - kui sellele tähelepanu ei pöörata võib juhtuda, et teatud sarruseid ei ole võimalik paigaldada ja selleks, et sarruseid asetada oma kohale, tuleb juba tehtud töö ümber teha.
• kuidas tagatakse erinevates tarindi osades kaitsekihid - kas kasutatavad fiksaatorid kaitsekihtide moodustamiseks on sobilikud (horisontaalne konstruktsioon, vertikaalne konstruktsioon)

Järgnevad skeemid, Skeem 1 ja Skeem 2, näitavad sarrustamise järjekorda seina valmistamisel.



Skeem 1; Allikas: Sarrusetööd



Skeem 2; Allikas: Sarrusetööd

Skeemil 3 on toodud sarrusvarraste sidumisviisid


Skeem 3; Allikas: Sarrusetööd

Skeemil 4 ja Skeemil 5 on toodud plaatide sarrustamise järjekord


Skeem 4; Allikas: Sarrusetööd


Skeem 5; Allikas: Sarrusetööd

Sarruste jätkamine

Sarrusvarraste jätku konstruktsioon:

• peab tagama jõudude üle kandumise ühelt vardalt teisele
• ei tohi põhjustada betooni kohalikku purunemist jätku läheduses

Sarruse jätkamise peamised moodused:

1. Ülekattejätk - sarruse jätkamine ülekattega. Ülekatte pikkus on sõltuvuses varda läbimõõdust ja betooni margist. Varrast pidi liikuvad jõud kanduvad ümbritseva betooni kaudu ühelt vardalt teisele. Kõrvuti paiknevate varraste jätkukohad ei tohi jääda samale joonele. Meetodi nimetatakse ka külmmeetodiks. Enim kasutatud meetod jätkude moodustamiseks.
2. Keevisjätk - sarruse jätkamine keevituse abil. Eeliseks külmmeetodi ees on lühem jätkupikkus. Meetodi puuduseks on suur töö mahukus. Meetodi nimetuseks on ka kuummeetod.
3. Muhvjätk - sarruse jätkamine keermesmuhvide abil. Meetod on kasutusel tööstuses, sillaehituses ja eriprojektide puhul. Meetodi puuduseks on materjali kõrge hind.

Näited erinevate jätkude kohta on toodud Skeemil 1.


Skeem 1; Allikas: Sarrusetööd

Sarrusterase kaitsekihid

Sarruse ümber peab olema piisavalt betooni, siis on vardad kaitstud korrosiooni eest ja toimivad koos betooniga.

Betoonkaitsekihi küllaldane paksus on tähtis ennekõike tarindi säilivuse seisukohalt. Sarrus paigaldatakse vastavalt joonistele.

Kindlasti peab olema betoonkaitsekiht ümber varda vähemalt varda läbimõõdu paksune.
Sarruse kaitsekihi paksust võib suurendada tulekaitsenõue. Näiteks korruselamu vahelaes, mille tulepüsivusklass on 4 tundi, peab ühes suunas sarrustatud plaadi sarruse betoonkaitsekiht olema 60 millimeetrit. Ilma tulekaitse erinõudeta oleks see kuiva siseruumi puhul 15 millimeetrit.

Kaitsekihtide täpsema määratluse aluseks on Tabel 1 info, mis defineerib keskkonna klassid, tulenevalt keskkonna klassist ja konstruktsiooni klassist määratakse täpne kaitsekiht konstruktsioonile (vaata Tabel 2). Kaitsekihtide osas langetab otsuse projekteerija, ehitaja ülesanne on järgida etteantud kaitsekihte.

Tabel 1; Allikas: Ehituskonstruktori käsiraamat
Tabel 2; Allikas: Ehituskonstruktori käsiraamat
Kaitsekihi moodustamiseks ette nähtud fiksaatorid on vertikaalsetel (seinad, postid) ja rõhtsatel konstruktsioonidel (vahelaed) erinevad. Vertikaalsete konstruktsioonide puhul on kasutusel kettakujulised fiksaatorid, rõhtsate tarindite puhul on kasutusel "taburetid". Fiksaatorid on toodud Skeemil 1.


Skeem 1; Allikas: Sarrusetööd

Pinnasele rajatava sarruse puhul on kasutusel spetsiaalsed laia taldmikuga alustoed (Skeem 2)


Skeem 2; Allikas: Sarrusetööd