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第8章 钢筋连接

(一)连接接头的一般规定

(1)直径大于12毫米的钢筋,应优先采用焊接接头或机械连接接。

(2)当受拉钢筋的直径大于28毫米及受压钢筋的直径大于32毫米时,不宜采用绑扎搭接接头。

(3)轴)受拉及小偏心受拉杆件(如桁架和拱的拉杠)的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。

(4)直接承受动力荷载的结构构件中,其纵向受拉钢筋不采用接接。

(二)钢筋绑扎搭接

钢筋绑扎搭接接头。具体要求如下。

1.绑扎要求

在绑扎接头的搭接长度范围内,应采用钢丝绑扎三点。

2.接头要求

同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于25毫米。

钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.为搭接长度),凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内,纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。

同一连接区段内,纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定。

(1)对梁类、板类及墙类构件,不宜大于25%。

(2)对柱类构件,不宜大于50%。

(3)当工程中确有必要增大接头面积百分率时,对梁类构件,不应大于50%;Xt其他构件1.可根据实际情况放宽。

3.搭接长度要求

(1)纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算。

——纵向受拉钢筋的锚固长度,按表3.3取用;纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,按表5.1取用。在任何情况下,纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度均不应小于300毫米。

(2)构件中的纵向受压钢筋,当采用搭接连接时,其受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍,且在任何情况下不应小于200毫米。

(3)有抗震要求的构件,钢筋绑扎接头搭接长度Ae按下式计算。

4.箱筋配置

在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内,应按设计要求配置箍筋。当设计无具体要求时,应符合下列规定:

(1)箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的25倍。

(2)受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100毫米。

(3)受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于200毫米。

(4)当柱中纵向受力钢筋直径大于25毫米时,应在搭接接头两个端面外100毫米范围内各设置两个箍筋,其间距宜为50毫米。

(三)钢筋机械连接

钢筋机械连接是t旨通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。各类机械连接接头应遵守《钢筋机械连接通用技术规程KJGJ107)。

常用的钢筋机械连接接头类型友下:

套筒挤压接头:通过挤压力使连接件钢套筒塑性变形与带肋钢筋紧密咬合形成的接头。

锥螺纹接头:通过钢筋端头特制的锥形螺纹和连接件锥形螺纹咬合形成的接头。

镦粗直螺纹接头:通过钢筋端头镦粗后制作的直螺纹和连接螺咬的接。

滚轧直螺纹接头:通过钢筋端头直接滚轧或剥肋后滚轧制作的螺和连接螺咬的接。

熔融金属充填接头:由高热剂反应产生熔融金属充填在钢筋与连接的接。

水泥灌浆充填接头:用特制的水泥浆充填在钢筋与连接件套筒间硬化后形成的接头。

1.钢筋机械连接接头等级划分及选定

(1)等级划分

钢筋机械连接接头应满足强度及变形性能方面的要求1.并以此戈U分性能等级。

根据抗拉强度以及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异,接头应分为下列三个等级:

I级:接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或1.10倍钢筋抗拉强度标准值,并具有高延性及反复拉压性能。

3级:接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值,并具有高延性及反复拉压性能。

1.级:接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的1.35倍,并具有一定的延性及反复拉压性能。

1.等级选定

钢筋机械连接接头等级的选定应符合下列规定:

(1)混凝土结构中要求充分发挥钢筋强度或接头延性要求较高的部位,应采用I级或n级接头。

(2)混凝土结构中钢筋应变力较高但对接头延性要求不高的部位,可采用!级接头。

2.混凝土保护层要求

钢筋连接件的混凝土保护层厚度宜符合表3.1中受力钢筋混凝土保护层最小厚度的规定,且不得小于15毫米。连接件之间的横向净距不宜小于25毫米。

3.接头要求

结构构件中纵向受力钢筋的接头宜相互错开,钢筋机械连接的连接区段长度应按35J计算(J为被连接钢筋中的较大直径)。在同一连接区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率(以下简称接头百分率),应符合下列规定:(1)接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小部位,当需要在高应力部位设置接头时,在同一连接区段内!级接头的接头百分率不应大于25%;n级接头的接头百分率不应大于50%;I级接头的接头百分率可不受限制。

(2)接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区;当无法避开时,应采用I级接头或n级接头,且接头百分率不应大于50%。

(3)受拉钢筋应力较小部位或纵向受压钢筋,接头百分率可不受限制。

(4)对直接承受动力荷载的结构构件,接头百分率不应大于50%。

4.常用钢筋机械连接工艺

(1)套筒挤压连接

带肋钢筋套筒挤压连接是将两根待接钢筋插入钢套筒,用挤压连接设备径向挤压钢套筒,使之产生塑性变形,依靠变形后的钢套筒与被连接钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为整体的钢筋连接方法。

这种接头质量稳定性好,可与母材等强,但操作工人工作强度大,有时液压油污染钢筋,综合成本较高。

挤压连接工艺流程为:钢筋、套筒质量验收—钢筋断料、套筒画套入长度标记—将钢筋套入套筒内—安装压接钳—开动液压泵、挤压套筒至接头成型—卸下压接钳—接头外形检查验收。

(2)钢筋锥螺纹套筒连接

钢筋锥螺纹套筒连接是将两根待接钢筋端头用套丝机做出锥形外丝,然后用带锥形内丝的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法。

这种接头质量稳定性一般,施工速度快,综合成本较低。

锥螺纹连接的工艺流程为:钢筋下料、预压—用钢筋套丝机进行钢筋套丝—锥螺纹检查合格后,一端拧上塑料保护帽,另一端拧上钢套筒与塑料封盖,并用扭矩扳手将套筒拧至规定的力矩,以利保护与运输—连接钢筋前,将下层钢筋上端的塑料保护帽拧下来露出丝扣,并将丝扣上的水泥浆等污物清理干净—连接钢筋时,将已拧套筒的上层钢筋拧到被连接的钢筋上,并用扭力扳手规定的力矩值钢筋接头拧紧,直至扭力扳手在调定的力矩值发出响声,并随手画上油漆标记,以防有的钢筋接头漏拧。力矩板手每半年应标定一*次。

5.施工现场检验与验收(1)工程中应用钢筋机械连接接头时,应由该技术提供单位提交有效的检验报告。

(2)钢筋连接工程开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行接头工艺检验,工艺检验应符合下列要求:—每种规格钢筋的接头试件不应少于3根;—钢筋母材抗拉强度试件不应少于3根,且应取自接头试件的同一根钢筋;—3根接头试件的抗拉强度均应符合各级接头性能等级的规定;对于I级接头,试件抗拉强度尚应大于等于钢筋抗拉强度实测值的0.95倍;对于n级接头,应大于0.90倍。

(3)现场检验应进行外观质量检查和单向拉伸试验。对接头有特殊要求的构件,应在设计图纸中另行注明相应的检验项目。

(4)接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同类型、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验与验收,不足500个也作为一个验收批。

(5)对接头的每一验收批,必须在工程结构中随机截取3个接头试件做抗拉强度试验,按设计要求的接头等级进行评定。

当3个接头试件的抗拉强度均符合连接等级划分的相应等级的要求时,该验收批评为合格。

如有1个试件的强度不符合要求,应再取6个试件进行复检。复检中如仍有1个试件的强度不符合要求,则该验收评为。

(6)现场检验连续个验收批抽样试件抗拉强度试验一次合格率为100%,验收批接头数量可以扩大1倍。

(7)外观质量检验的质量要求、抽样数量、检验方法、合格标准以及螺纹接头所必需的最小拧紧力矩值由各类型接头的技术规程确定。

(8)现场截取抽样试件后,原接头位置的钢筋允许采用同等规格的钢筋进行搭接连接,或采用焊接及机械连接方法补接。

(9)对抽检不合格的接头验收批,应由建设方会同设计等有关方面研究后提出处理方案。

(四)钢筋焊接

采用焊接的方法将钢筋连接起来,不但能保证钢筋接头质量,而且又能节省钢材。焊接是一种目前广泛使用的钢筋连接方法。钢筋焊接应遵守《钢筋焊接及验收规程((JGJ18)。

从事钢筋焊接施工的焊工,必须持有焊工考试合格证才能上岗操作。

焊接的接头百分率要求与机械连接相同。

1.焊接方法及适用范围

焊接可以分为闪光对焊、电弧焊、电阻点焊、电渣压力焊、气压焊、窄间隙电弧焊、预埋件钢筋埋弧压力焊等。

2.当设计图纸规定对冷拔低碳钢丝焊接网进行电阻点焊,或对原RL540钢筋(汉级)进行闪光对焊日寸,可按本规程相关条款的规定实施。

3.钢筋闪光对焊含封闭环式箍筋闪光对焊。

2.常用钢筋焊接方法

(1)闪光对焊

钢筋闪光对焊是将两根钢筋安放成对接形式,利用焊接电流通过两根钢筋接触点产生的电阻热,使接触,点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。

因为采用闪光对焊工艺焊接的钢筋不用对它的端面进行繁琐的处理,所以通常可以不用对钢筋端面进行磨平,这样就简化了操作,提高了工效。由于在闪光时接触面积小,接触点电流密度大,热量集中,加热迅速,所以热影响区小,接头质量好;又因采用了预热方法,在较小功率的对焊机上能焊接较大截面的钢筋,所以闪光对焊是目前普遍采用的焊接方法。

闪光对焊具有成本低、质量好、效率高的优点,常用于钢筋接。

钢筋闪光对焊的焊接工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光—预热闪光焊等,可根据钢筋品种、直径、焊机功率、施焊部位等因素选用。

(1)连续闪光焊。其工艺过程包括:连续闪光和顶锻过程。施焊时,先闭合一次电路,使两根钢筋端面轻微接触’此时端面的间隙中立刻喷射出火花般熔化的金属微粒——闪光’接着徐徐移动钢筋使两端面仍保持轻微接触,形成连续闪光。当闪光到预定的长度,使钢筋端头加热到将近熔点时,就以一定的压力迅速进行顶锻,先带电顶锻,再无电顶锻到一定长度,焊接接头即告完成。

(2)预热闪光焊。是在连续闪光焊接前增加一次预热过程,以扩大焊接热影响区。其工艺过程包括预热、闪光和顶锻过程。施焊时先闭合电源,然后使用两根钢筋端面交替地接触和分开,这时钢筋端面的间隙中马上发出断续的闪光,而形成预热过程。当钢筋达到预热温度后进人闪光阶段,随后顶锻而成。

(3)闪光—预热闪光焊。是在预热闪光焊前加一次闪光过程,目的是使不平整的钢筋端面烧化平整,使预热均匀。其工艺过程包括一次闪光、预热、二次闪光及顶锻过程。施焊时首先连续闪光,使钢筋端部闪平,然后同预热闪光焊。

(2)电弧焊

钢筋电弧焊是以焊条与钢筋各为一极,利用焊接电流通过产生的电弧热,使焊条和电弧燃烧范围内焊件熔化的一种熔焊方法。

(3)电阻点焊

电阻点焊主要用于钢筋的交叉连接,如用来焊接钢筋网片、钢筋骨架等。它生产效率高,节约材料,应用比较广泛。点焊机主要由加压机构、焊接回路、电极组成。

当钢筋交叉点焊时’接触点小’接触处的电阻很大,接触瞬间产生的巨大热量使金属熔化,在电极压力下使焊点的金属得到焊合。

(4)电渣压力焊

电渣压力焊一般用于钢筋混凝土结构中竖向或斜度不大钢筋的连接。与电弧焊相比较,它具有工效高、成本低等优点。

电渣压力焊属于熔化压力焊范畴,适用于直径为14—40毫米的HPB235级、HRB335级、HRB400级竖向钢筋的连接,但直径为28毫米以上钢筋的焊接技术难度较大。电渣压力焊工艺复杂,对焊工要求高。此外,在供电条件差(电压不稳等)、雨季或防火要求高的场合应慎用。

电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化,然后施加压力使钢筋焊合的。电渣压力焊焊机构造。

其工艺过程为:

(1)电渣压力焊工作。操作前应将钢筋待焊端部约150毫米范围内的铁镑、杂物以及油污清除干净;要根据竖向钢筋接长的高度搭设必要的操作架子,确保工人扶直钢筋时操作方便,并防止钢筋夹紧后晃动。

(2)焊接夹具的上下钳口应夹紧于上、下钢筋的适当位置,钢筋一经夹紧就不得晃动。

(3)引弧采用铁丝圈或焊条引弧法,就是在两钢筋的间隙中预先安放一个引弧铁丝圈(高约10毫米)或一根焊条芯(直径为3.2毫米,高约10毫米),由于铁丝(焊条芯)细,电流密度大,便立即熔化、蒸发而引弧;亦可采用直接引弧法,就是将上钢筋与下钢筋接触,接通焊接电源后,即将下钢筋提升2—4毫米引燃电弧。

(4)经过四个阶段的焊接过程(引弧、电弧、电渣、顶压)之后,接头焊毕应适当停歇,方可回收焊剂和卸下焊接夹具,并敲去渣壳;四周焊包应均匀,凸出钢筋表面的高度应不小于4毫米。

(5)气压焊

钢筋气压焊,是以氧气和乙炔火焰来加热钢筋的结合端部,不待钢筋熔融使其在高温下加压结合。钢筋气压焊设备轻巧,操作比较简便,施工效率高,耗费材料少,价格便宜,压接后的接头可以达到与母材相同甚至更高的强度,适用于直径相差不大于7毫米的不同直径的钢筋及各种方向布置的钢筋的接。

气压焊的设备包括供气装置、加热器、加压器和压接器等。

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