一、鋼筋接頭(tou)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(xing)能最好。圖片(pian)
通常來說,套筒連(lian)接(jie)(jie)(jie)比綁扎連(lian)接(jie)(jie)(jie)、焊接(jie)(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)(jie)具有更好的連(lian)接(jie)(jie)(jie)性(xing)能。但綁扎接(jie)(jie)(jie)頭的質(zhi)(zhi)量(liang)更好控(kong)(kong)制些,只要不(bu)少于規(gui)定的搭接(jie)(jie)(jie)長度就可以了。機械接(jie)(jie)(jie)頭和焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的質(zhi)(zhi)量(liang)不(bu)太容易(yi)控(kong)(kong)制。
《GB50010-2010(2015年版)混凝土(tu)結構(gou)設(she)計規范》對綁扎接(jie)頭和焊接(jie)接(jie)頭的使用是(shi)有限制的。
《GB50010-2010(2015年版)混凝土(tu)結構設計規范》規定:
第8.4.2軸心受拉及小偏心受拉桿件的縱向受力鋼筋(jin)(jin)不得(de)采(cai)用(yong)綁(bang)扎搭接;其他構件中的鋼筋(jin)(jin)采(cai)用(yong)綁(bang)扎搭接時,受拉鋼筋(jin)(jin)直徑(jing)不宜大于(yu)25mm,受壓(ya)鋼筋(jin)(jin)直徑(jing)不宜大于(yu)28mm。
第8.4.9需進行疲勞驗(yan)算的(de)構件,其縱向受拉鋼筋不得采(cai)用(yong)綁扎搭接接頭,也不宜采(cai)用(yong)焊接接頭。
二、鋼筋接(jie)頭設置原(yuan)則
不(bu)管是何種鋼(gang)筋(jin)(jin)(jin)接(jie)頭形(xing)式,均(jun)按《混(hun)凝土(tu)結(jie)(jie)構設計規(gui)范》(GB50010-2010)(以下簡(jian)稱“規(gui)范”)第8.4.1的規(gui)定(ding):混(hun)凝土(tu)結(jie)(jie)構中(zhong)受(shou)力鋼(gang)筋(jin)(jin)(jin)的連接(jie)接(jie)頭宜(yi)設置(zhi)在受(shou)力較(jiao)小處。在同一根受(shou)力鋼(gang)筋(jin)(jin)(jin)上宜(yi)少(shao)設接(jie)頭。在結(jie)(jie)構的重(zhong)要(yao)構件和關鍵傳力部位(wei),縱向(xiang)受(shou)力鋼(gang)筋(jin)(jin)(jin)不(bu)宜(yi)設置(zhi)連接(jie)接(jie)頭。
這是(shi)鋼(gang)筋接頭設置(zhi)位置(zhi)的(de)總原(yuan)則。
為(wei)什么對鋼(gang)筋接(jie)頭位置作出(chu)如此之多的嚴格(ge)限制?因(yin)為(wei)接(jie)頭終究是薄弱點,鋼(gang)筋接(jie)頭的傳力性能(neng)(強度(du)、變形(xing)、恢(hui)復力、破壞狀態等)均不如直接(jie)傳力的整根鋼(gang)筋,任(ren)何形(xing)式的鋼(gang)筋連接(jie)均會(hui)削弱其傳力性能(neng)。
套筒接(jie)(jie)頭通過(guo)鋼筋與連接(jie)(jie)件的(de)機械咬合作用將一(yi)根鋼筋的(de)力傳遞至(zhi)另(ling)一(yi)根鋼筋的(de)連接(jie)(jie)方式。即使接(jie)(jie)頭質量合格,也不如鋼筋原本身(shen)。所以,規范限制接(jie)(jie)頭位置、接(jie)(jie)頭數量和接(jie)(jie)頭百分(fen)率。
由于在受(shou)力(li)最大(da)處(chu)受(shou)拉鋼(gang)筋(jin)(jin)傳力(li)的(de)(de)重要性,接頭宜(yi)(yi)設置(zhi)在受(shou)力(li)較小處(chu)。同時,接頭宜(yi)(yi)避(bi)開關鍵受(shou)力(li)部位,如抗震結構的(de)(de)柱端、梁端的(de)(de)箍筋(jin)(jin)加(jia)密區。這(zhe)些是(shi)理(li)論上要求,用的(de)(de)是(shi)“宜(yi)(yi)”,說明非(fei)強(qiang)制(zhi),如果(guo)實在避(bi)不(bu)開也就(jiu)算了。
受力最大與最小處是根據構件彎(wan)(wan)矩包絡圖中彎(wan)(wan)矩大小判斷。
三、鋼筋接頭位置爭議
規范上“宜”、“不(bu)宜”用(yong)語都不(bu)屬于強制性要求,允(yun)許稍有(you)選擇,可這(zhe)樣,也可不(bu)這(zhe)樣,在(zai)條件許可時首先應該這(zhe)樣做。這(zhe)執行起來(lai)就有(you)彈性,易引起分歧、爭(zheng)議、扯皮。如果(guo)是表(biao)示(shi)非如此(ci)不(bu)可,沒有(you)任(ren)何(he)選擇余地(di),則(ze)采(cai)用(yong)“必須”、“嚴禁”這(zhe)樣的詞(ci)。
不管是“規范(fan)”還是《鋼(gang)筋機械(xie)連(lian)接技術規程(cheng)》(JGJ107-2016)(以下簡稱“規程(cheng)”),對鋼(gang)筋接頭位置都沒有任(ren)何強制(zhi)性條(tiao)文(wen)。然而,在(zai)實際施工時,遇(yu)到一些較真或(huo)一知半(ban)解的(de)施工或(huo)監理,死扣規范(fan)條(tiao)文(wen),教條(tiao)地(di)理解規范(fan),錯(cuo)誤地(di)解讀(du)條(tiao)文(wen)。接頭不能位于受(shou)力(li)最大(da)處(chu)(chu),現在(zai)你套筒(tong)接頭在(zai)受(shou)力(li)最大(da)處(chu)(chu),這這么(me)行呢,快給我返工,云云。
理論上,只(zhi)要(yao)接頭(tou)質量合(he)格,在(zai)(zai)任何置都可以,不合(he)格在(zai)(zai)任何位(wei)置都不可以。
套筒(tong)連接(jie)件破壞(huai)包括:套筒(tong)拉(la)斷、套筒(tong)縱(zong)向開裂、鋼筋從套筒(tong)中拔出等。
“規程”第7.0.8 對(dui)封閉(bi)環形鋼筋接頭、鋼筋籠接頭、地下連(lian)續墻預埋套筒接頭、不銹鋼鋼筋接頭,可見證取樣,在已加(jia)工(gong)并檢驗合(he)格的鋼筋絲頭成品中隨機割取鋼筋試件。
接頭鋼(gang)筋套筒(tong)質量再(zai)好,也不可(ke)能提高鋼(gang)筋母材強度(du),所以,接頭合格的前(qian)提是鋼(gang)筋合格。
四(si)、鋼筋接(jie)頭等級
根據“規程”第3.0.4 接頭應(ying)根據極限抗(kang)拉(la)(la)強度(du)、殘余(yu)變形、最(zui)大力下(xia)總伸長(chang)率以及高應(ying)力和大變形條件下(xia)反復(fu)拉(la)(la)壓性(xing)能,分為Ⅰ級(ji)、Ⅱ級(ji)、Ⅲ級(ji)三個等級(ji)。
Ⅰ級接(jie)頭,連接(jie)件極限(xian)抗(kang)拉(la)(la)強度(du)大于(yu)或(huo)等于(yu)被連接(jie)鋼筋抗(kang)拉(la)(la)強度(du)標準(zhun)值(zhi)1.10倍,殘余變形小并具(ju)有高延性(xing)及反(fan)復拉(la)(la)壓性(xing)能。
Ⅱ級接(jie)頭:連接(jie)件極限抗拉(la)強(qiang)度不小(xiao)于被連接(jie)鋼筋極限抗拉(la)強(qiang)度標準值,殘余變(bian)形小(xiao)并具有高延性及反復拉(la)壓性能。
Ⅲ級接(jie)(jie)頭:連接(jie)(jie)件極限抗拉強度不小于(yu)被連接(jie)(jie)鋼筋屈服強度標準值1.25倍(bei),殘余變(bian)形小并具(ju)有一定延性及反(fan)復(fu)拉壓性能。
套筒(tong)根據接頭受力性能進行分(fen)級,有利于結(jie)構的(de)重要性、接頭在結(jie)構中所處(chu)位置、接頭面積百分(fen)率等不同的(de)應用場景(jing)合理(li)選(xuan)用接頭等級。
最高質量等級為I級接頭。必要時,這類接頭允許在結構中(zhong)除有抗(kang)震(zhen)設防要求的(de)框架梁(liang)端、柱端箍(gu)筋(jin)加(jia)密(mi)區外的(de)任何(he)部位使用(yong),且接頭百(bai)分率不受限制。
如果接頭(tou)達(da)不到一(yi)級接頭(tou)的(de)話,那就降為二(er)級使用、驗收,一(yi)般構筑物(wu)二(er)級標準驗收就足夠,除(chu)非(fei)有(you)特殊抗震要求(qiu),或者承受動力荷載的(de)構筑物(wu),可(ke)以按一(yi)級接頭(tou)驗收。
五、鋼筋接頭(tou)面積百分率(lv)
根據“規程”4.0.1當在同一連接(jie)(jie)區(qu)段內鋼筋接(jie)(jie)頭(tou)面積百分(fen)率為100%時,應選(xuan)用I級(ji)接(jie)(jie)頭(tou)。
所謂接(jie)(jie)頭百分率為同一連接(jie)(jie)區段內(nei)有(you)套筒接(jie)(jie)頭的(de)縱向受(shou)力鋼筋(jin)截面(mian)(mian)積(ji)與(yu)全部縱筋(jin)截面(mian)(mian)積(ji)的(de)比值。當直(zhi)徑(jing)不同的(de)鋼筋(jin)連接(jie)(jie)時,按直(zhi)徑(jing)較(jiao)小(xiao)的(de)鋼筋(jin)面(mian)(mian)積(ji)計(ji)算(suan)。
當接頭(tou)(tou)百分(fen)率為100%時,不得選用Ⅱ接頭(tou)(tou)和Ⅲ級(ji)接頭(tou)(tou),只能選用I級(ji)接頭(tou)(tou)。Ⅰ級(ji)接頭(tou)(tou)允許在同(tong)一構件截面中100%連接。
“規程”4.0.3 第(di)2條:接(jie)頭宜避開有(you)抗震(zhen)要求的框架的梁端、柱端箍筋加密(mi)區;當無法避開時,應采(cai)用Ⅱ級接(jie)頭或I級接(jie)頭,且接(jie)頭面積百(bai)分(fen)率(lv)不(bu)應在大于50%。
抗震設(she)計要(yao)求的框架結構的梁端(duan)和柱(zhu)端(duan)的箍筋加密區(qu),是受力關(guan)鍵(jian)位(wei)置,這些(xie)位(wei)置最好不設(she)接頭。
如果套筒接頭(tou)(tou)(tou)實在(zai)無法避(bi)開(kai)這些(xie)關鍵部位時(shi)怎么辦(ban)呢?就是提高接頭(tou)(tou)(tou)等級(ji)(ji)和(he)減少(shao)接頭(tou)(tou)(tou)百分率(lv)。只要接頭(tou)(tou)(tou)面積百分率(lv)不大于(yu)50%,Ⅱ級(ji)(ji)接頭(tou)(tou)(tou)或(huo)Ⅰ級(ji)(ji)接頭(tou)(tou)(tou)可以在(zai)抗震結(jie)構中任何部位使用。
“規程”4.0.3 第(di)3條 受(shou)拉鋼筋應(ying)力較小部(bu)位或縱向受(shou)壓鋼筋,接頭百(bai)分(fen)率可不受(shou)限制。
Ⅲ級(ji)接頭的(de)接頭面積百分(fen)(fen)率不應大于 25%,Ⅱ級(ji)接頭的(de)接頭面積百分(fen)(fen)率不應大于50%。
“規程(cheng)”條文(wen)說(shuo)明(ming)4.0.3:只要接(jie)頭(tou)面積百分(fen)率不(bu)大(da)于(yu)50%,Ⅱ級(ji)接(jie)頭(tou)可以在(zai)抗震(zhen)結構中(zhong)的任何(he)部位(wei)使用。
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