一(yi)、鋼(gang)筋接(jie)頭形式
鋼筋接頭形式包括:綁扎連接、焊接連接、機械連接,機械連接又分為:直螺紋、錐螺紋、套筒擠壓、套筒灌漿等。現在施工工地常用的是綁扎連接和直螺紋套筒連接,綁扎連接用于小規格鋼筋,一般是直徑16以下的鋼筋,套筒連接用于直徑16以上(含)的鋼筋。經過試驗,剝肋滾軋直螺紋套筒接頭的疲勞性能最好。圖片(pian)
通(tong)常來說(shuo),套筒連接(jie)比綁扎(zha)連接(jie)、焊(han)接(jie)連接(jie)具有更好的(de)(de)(de)連接(jie)性(xing)能(neng)。但綁扎(zha)接(jie)頭的(de)(de)(de)質量更好控制(zhi)(zhi)些,只要不少于(yu)規(gui)定的(de)(de)(de)搭(da)接(jie)長度(du)就可(ke)以了。機械(xie)接(jie)頭和焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)質量不太容易控制(zhi)(zhi)。
《GB50010-2010(2015年版)混凝土結構(gou)設計規(gui)范(fan)》對綁扎接(jie)頭和焊接(jie)接(jie)頭的使用是(shi)有限制(zhi)的。
《GB50010-2010(2015年(nian)版)混凝(ning)土結構設(she)計(ji)規(gui)(gui)范》規(gui)(gui)定:
第8.4.2軸心受(shou)拉(la)及小偏心受(shou)拉(la)桿件的縱向(xiang)受(shou)力鋼筋(jin)(jin)不(bu)得采用綁(bang)扎(zha)搭(da)接;其(qi)他構件中的鋼筋(jin)(jin)采用綁(bang)扎(zha)搭(da)接時,受(shou)拉(la)鋼筋(jin)(jin)直(zhi)徑(jing)不(bu)宜大于(yu)25mm,受(shou)壓(ya)鋼筋(jin)(jin)直(zhi)徑(jing)不(bu)宜大于(yu)28mm。
第8.4.9需進行(xing)疲勞驗算的構件,其縱向受拉鋼筋不(bu)(bu)得采(cai)用(yong)綁扎搭(da)接(jie)接(jie)頭,也(ye)不(bu)(bu)宜采(cai)用(yong)焊接(jie)接(jie)頭。
二、鋼筋接頭設置(zhi)原(yuan)則
不管是(shi)何(he)種(zhong)鋼(gang)筋(jin)接(jie)頭形式,均按《混(hun)(hun)凝土結構設(she)計(ji)規范(fan)(fan)》(GB50010-2010)(以下簡稱“規范(fan)(fan)”)第8.4.1的(de)規定:混(hun)(hun)凝土結構中受力(li)(li)鋼(gang)筋(jin)的(de)連(lian)接(jie)接(jie)頭宜(yi)設(she)置在受力(li)(li)較小處。在同一根受力(li)(li)鋼(gang)筋(jin)上宜(yi)少設(she)接(jie)頭。在結構的(de)重(zhong)要構件和關鍵傳(chuan)力(li)(li)部位,縱向受力(li)(li)鋼(gang)筋(jin)不宜(yi)設(she)置連(lian)接(jie)接(jie)頭。
這是鋼筋接頭(tou)設置(zhi)位置(zhi)的總原則。
為什么對(dui)鋼筋接頭(tou)位置作(zuo)出如(ru)此之多的(de)(de)(de)嚴格(ge)限制?因為接頭(tou)終(zhong)究是薄弱(ruo)點,鋼筋接頭(tou)的(de)(de)(de)傳(chuan)力性(xing)能(neng)(強度、變形(xing)(xing)、恢(hui)復力、破(po)壞狀(zhuang)態等(deng))均不如(ru)直(zhi)接傳(chuan)力的(de)(de)(de)整根鋼筋,任何(he)形(xing)(xing)式(shi)的(de)(de)(de)鋼筋連接均會削弱(ruo)其傳(chuan)力性(xing)能(neng)。
套筒(tong)接頭(tou)(tou)通過鋼(gang)(gang)筋與(yu)連(lian)接件的機械咬合作用將一(yi)根(gen)鋼(gang)(gang)筋的力傳遞至另一(yi)根(gen)鋼(gang)(gang)筋的連(lian)接方式。即使接頭(tou)(tou)質量(liang)合格,也不如鋼(gang)(gang)筋原(yuan)本身。所以,規范(fan)限(xian)制(zhi)接頭(tou)(tou)位置、接頭(tou)(tou)數量(liang)和(he)接頭(tou)(tou)百分率。
由于在受(shou)力(li)(li)最大處受(shou)拉鋼(gang)筋傳力(li)(li)的(de)(de)重要性,接頭宜設置在受(shou)力(li)(li)較小(xiao)處。同時,接頭宜避(bi)(bi)開關鍵受(shou)力(li)(li)部(bu)位,如抗(kang)震結構的(de)(de)柱端、梁端的(de)(de)箍筋加密區。這些是(shi)(shi)理論(lun)上要求,用的(de)(de)是(shi)(shi)“宜”,說(shuo)明非強(qiang)制(zhi),如果實在避(bi)(bi)不開也就算(suan)了。
受(shou)力最大(da)與最小處是根(gen)據構件(jian)彎矩包絡(luo)圖中(zhong)彎矩大(da)小判斷(duan)。
三、鋼筋接頭位置爭議(yi)
規范(fan)上(shang)“宜”、“不宜”用(yong)語都(dou)不屬于強制性(xing)要求(qiu),允許稍有選擇,可(ke)(ke)這(zhe)樣,也(ye)可(ke)(ke)不這(zhe)樣,在(zai)條件許可(ke)(ke)時首先應該這(zhe)樣做(zuo)。這(zhe)執行(xing)起來就有彈性(xing),易引起分歧、爭議、扯皮。如果是表示非如此不可(ke)(ke),沒有任何選擇余地,則(ze)采用(yong)“必須(xu)”、“嚴禁”這(zhe)樣的詞。
不(bu)管是(shi)“規范”還(huan)是(shi)《鋼(gang)筋機械連接(jie)技術規程》(JGJ107-2016)(以下簡稱“規程”),對鋼(gang)筋接(jie)頭(tou)位(wei)置都沒有任何強制性條文。然而,在實際施(shi)工時,遇到(dao)一些較真或(huo)一知半(ban)解的施(shi)工或(huo)監理(li),死扣規范條文,教條地理(li)解規范,錯誤地解讀條文。接(jie)頭(tou)不(bu)能位(wei)于受(shou)力最大處(chu),現(xian)在你套(tao)筒接(jie)頭(tou)在受(shou)力最大處(chu),這(zhe)這(zhe)么行呢,快(kuai)給我(wo)返工,云云。
理論上,只要(yao)接(jie)頭質量合格,在任(ren)何(he)置(zhi)都(dou)可(ke)(ke)以,不合格在任(ren)何(he)位置(zhi)都(dou)不可(ke)(ke)以。
套筒(tong)連接件破壞包括:套筒(tong)拉斷、套筒(tong)縱(zong)向開裂、鋼筋從套筒(tong)中(zhong)拔出等(deng)。
“規程”第(di)7.0.8 對封閉(bi)環(huan)形鋼(gang)筋接頭(tou)(tou)、鋼(gang)筋籠(long)接頭(tou)(tou)、地下連續(xu)墻預埋(mai)套(tao)筒接頭(tou)(tou)、不銹鋼(gang)鋼(gang)筋接頭(tou)(tou),可見證取樣(yang),在(zai)已(yi)加工并檢驗合格的鋼(gang)筋絲(si)頭(tou)(tou)成品中(zhong)隨機(ji)割取鋼(gang)筋試(shi)件。
接頭鋼(gang)(gang)筋套筒質量再好(hao),也不可能提高鋼(gang)(gang)筋母材(cai)強度,所以,接頭合格的(de)前提是鋼(gang)(gang)筋合格。
四、鋼(gang)筋接(jie)頭等級
根(gen)據(ju)“規程”第3.0.4 接頭應(ying)根(gen)據(ju)極限抗拉強度、殘余變形、最大力(li)下總伸長率以及高應(ying)力(li)和(he)大變形條件下反復拉壓性能,分(fen)為Ⅰ級(ji)、Ⅱ級(ji)、Ⅲ級(ji)三個(ge)等級(ji)。
Ⅰ級接頭,連接件極限(xian)抗(kang)拉強(qiang)度大于(yu)或(huo)等于(yu)被連接鋼筋抗(kang)拉強(qiang)度標(biao)準值(zhi)1.10倍,殘余(yu)變形小(xiao)并具有高延性(xing)及反復拉壓(ya)性(xing)能。
Ⅱ級(ji)接(jie)頭:連(lian)接(jie)件極(ji)限抗拉強(qiang)度不小(xiao)于被連(lian)接(jie)鋼筋極(ji)限抗拉強(qiang)度標(biao)準值,殘余變形(xing)小(xiao)并具有高延性(xing)及反復拉壓性(xing)能。
Ⅲ級接(jie)頭:連接(jie)件極限抗拉強度不小于被連接(jie)鋼筋屈服強度標準值1.25倍,殘余變形小并具有一(yi)定延性及反復拉壓性能。
套筒根據接(jie)頭(tou)受力性能進行分級,有利于結(jie)構(gou)(gou)的重要性、接(jie)頭(tou)在結(jie)構(gou)(gou)中所處位置、接(jie)頭(tou)面積百(bai)分率等(deng)不(bu)同的應(ying)用場景合理(li)選用接(jie)頭(tou)等(deng)級。
最高(gao)質(zhi)量(liang)等級為(wei)I級接(jie)頭(tou)。必要時,這類接(jie)頭(tou)允許在結構中除有抗(kang)震(zhen)設防(fang)要求的(de)(de)框(kuang)架梁端、柱端箍筋加密區外的(de)(de)任何部位使用,且接(jie)頭(tou)百分率(lv)不受限制。
如果(guo)接頭達不到一級接頭的話,那就(jiu)降為二(er)級使(shi)用、驗收(shou),一般構筑物二(er)級標準驗收(shou)就(jiu)足夠,除非有特殊抗震要求(qiu),或(huo)者承(cheng)受動力(li)荷載的構筑物,可以按一級接頭驗收(shou)。
五、鋼筋(jin)接(jie)頭面積(ji)百分率
根據“規程(cheng)”4.0.1當在同一連接(jie)區段內鋼(gang)筋接(jie)頭面積百(bai)分率(lv)為100%時(shi),應選(xuan)用I級接(jie)頭。
所謂接(jie)頭百(bai)分率為同(tong)(tong)一連接(jie)區段內有套筒接(jie)頭的(de)縱向受(shou)力鋼筋截面積與全(quan)部縱筋截面積的(de)比值。當(dang)直徑不同(tong)(tong)的(de)鋼筋連接(jie)時(shi),按直徑較小(xiao)的(de)鋼筋面積計算。
當(dang)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)百分(fen)率為(wei)100%時,不得選(xuan)用(yong)Ⅱ接(jie)(jie)頭(tou)(tou)和Ⅲ級(ji)接(jie)(jie)頭(tou)(tou),只能選(xuan)用(yong)I級(ji)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)。Ⅰ級(ji)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)允許在同一構件截面中(zhong)100%連接(jie)(jie)。
“規程”4.0.3 第2條:接(jie)(jie)(jie)頭宜避(bi)開(kai)有抗震要求的(de)框架的(de)梁端、柱端箍筋加(jia)密區;當(dang)無法避(bi)開(kai)時,應(ying)采(cai)用(yong)Ⅱ級接(jie)(jie)(jie)頭或I級接(jie)(jie)(jie)頭,且接(jie)(jie)(jie)頭面積百分率不應(ying)在大于50%。
抗震設計(ji)要求的(de)框(kuang)架結構的(de)梁(liang)端和柱端的(de)箍筋加密區(qu),是受力(li)關鍵位(wei)置,這些位(wei)置最好不設接頭。
如(ru)果套筒(tong)接(jie)(jie)頭(tou)實在無(wu)法避開這些(xie)關鍵部(bu)位時怎么辦呢?就是提高接(jie)(jie)頭(tou)等級(ji)和(he)減少接(jie)(jie)頭(tou)百分率(lv)。只要(yao)接(jie)(jie)頭(tou)面積百分率(lv)不大于(yu)50%,Ⅱ級(ji)接(jie)(jie)頭(tou)或Ⅰ級(ji)接(jie)(jie)頭(tou)可以(yi)在抗(kang)震結構中任何部(bu)位使用。
“規程”4.0.3 第3條 受拉鋼筋應力較小(xiao)部位或縱向受壓鋼筋,接頭百分率可不受限(xian)制。
Ⅲ級(ji)接頭(tou)的接頭(tou)面積百(bai)分率(lv)不(bu)應大(da)于 25%,Ⅱ級(ji)接頭(tou)的接頭(tou)面積百(bai)分率(lv)不(bu)應大(da)于50%。
“規程”條文說明4.0.3:只(zhi)要(yao)接(jie)頭面積百(bai)分率不大于50%,Ⅱ級接(jie)頭可以在(zai)抗震(zhen)結構中的任何部位使用。
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