一、鋼筋接頭形式
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(tou)的疲勞性能最(zui)好。圖片
通常來說,套筒連接(jie)(jie)比(bi)綁(bang)扎(zha)連接(jie)(jie)、焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)具有(you)更好的(de)連接(jie)(jie)性能。但(dan)綁(bang)扎(zha)接(jie)(jie)頭的(de)質(zhi)量更好控制些,只(zhi)要不(bu)少于規定的(de)搭接(jie)(jie)長度就可(ke)以了。機(ji)械接(jie)(jie)頭和焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)質(zhi)量不(bu)太容易控制。
《GB50010-2010(2015年版)混(hun)凝土(tu)結構(gou)設計規范》對(dui)綁(bang)扎接(jie)頭和焊接(jie)接(jie)頭的(de)使用(yong)是有限制的(de)。
《GB50010-2010(2015年版(ban))混凝土結構設計規范》規定:
第8.4.2軸(zhou)心受(shou)(shou)拉(la)及小偏(pian)心受(shou)(shou)拉(la)桿件的縱(zong)向受(shou)(shou)力鋼(gang)筋(jin)不得(de)采用綁(bang)扎搭接;其他構(gou)件中(zhong)的鋼(gang)筋(jin)采用綁(bang)扎搭接時(shi),受(shou)(shou)拉(la)鋼(gang)筋(jin)直徑不宜大(da)于25mm,受(shou)(shou)壓鋼(gang)筋(jin)直徑不宜大(da)于28mm。
第(di)8.4.9需進行疲勞驗算(suan)的構件,其(qi)縱(zong)向受拉(la)鋼(gang)筋不得采用(yong)綁扎搭接(jie)接(jie)頭(tou),也(ye)不宜采用(yong)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)。
二(er)、鋼筋接頭設置原則(ze)
不管是(shi)何(he)種鋼筋(jin)接(jie)頭形式,均按《混凝土結構設(she)計規范(fan)》(GB50010-2010)(以下(xia)簡稱(cheng)“規范(fan)”)第8.4.1的(de)規定:混凝土結構中受力(li)鋼筋(jin)的(de)連接(jie)接(jie)頭宜設(she)置在受力(li)較小處。在同一根(gen)受力(li)鋼筋(jin)上宜少(shao)設(she)接(jie)頭。在結構的(de)重要構件和關鍵傳力(li)部位,縱向受力(li)鋼筋(jin)不宜設(she)置連接(jie)接(jie)頭。
這是鋼筋接頭設(she)置(zhi)位置(zhi)的(de)總原則。
為什么(me)對鋼(gang)筋接(jie)頭(tou)位置作出如此之多的(de)嚴(yan)格限制?因(yin)為接(jie)頭(tou)終究是薄弱點,鋼(gang)筋接(jie)頭(tou)的(de)傳(chuan)力性(xing)能(neng)(強度、變形、恢(hui)復力、破壞狀態等(deng))均不(bu)如直接(jie)傳(chuan)力的(de)整根鋼(gang)筋,任何(he)形式(shi)的(de)鋼(gang)筋連接(jie)均會削弱其傳(chuan)力性(xing)能(neng)。
套筒(tong)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)通過鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)與(yu)連接(jie)(jie)(jie)件的機(ji)械咬合(he)作用將一根鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)的力傳遞至(zhi)另一根鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)的連接(jie)(jie)(jie)方式。即使接(jie)(jie)(jie)頭(tou)質(zhi)量合(he)格,也不如(ru)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)原本身。所以(yi),規范限(xian)制接(jie)(jie)(jie)頭(tou)位置(zhi)、接(jie)(jie)(jie)頭(tou)數(shu)量和接(jie)(jie)(jie)頭(tou)百分率。
由于在(zai)受(shou)力(li)最大處(chu)受(shou)拉鋼筋(jin)傳力(li)的重要(yao)性,接(jie)(jie)頭宜設(she)置在(zai)受(shou)力(li)較(jiao)小處(chu)。同時(shi),接(jie)(jie)頭宜避開關鍵受(shou)力(li)部位,如抗震(zhen)結(jie)構的柱端、梁端的箍筋(jin)加密(mi)區。這(zhe)些是理論上要(yao)求,用的是“宜”,說明(ming)非強制(zhi),如果實(shi)在(zai)避不開也就算(suan)了。
受力最大(da)與最小處是根據構(gou)件彎矩包絡圖中彎矩大(da)小判(pan)斷(duan)。
三、鋼筋接頭位置爭議
規范上(shang)“宜(yi)”、“不宜(yi)”用語(yu)都不屬于強制性(xing)要求,允許稍(shao)有(you)(you)選(xuan)(xuan)擇,可這樣(yang),也可不這樣(yang),在條件許可時首先應該這樣(yang)做。這執行(xing)起(qi)來就有(you)(you)彈(dan)性(xing),易(yi)引起(qi)分歧、爭議(yi)、扯皮。如果是表(biao)示(shi)非如此不可,沒(mei)有(you)(you)任何選(xuan)(xuan)擇余地,則采用“必須”、“嚴禁”這樣(yang)的詞。
不管是“規(gui)范”還(huan)是《鋼筋(jin)機械連接(jie)(jie)技術規(gui)程》(JGJ107-2016)(以下簡稱“規(gui)程”),對鋼筋(jin)接(jie)(jie)頭(tou)位置都沒有任(ren)何強制性條(tiao)文。然而,在(zai)實際(ji)施工(gong)時,遇到一些較真或一知半解的施工(gong)或監理,死扣(kou)規(gui)范條(tiao)文,教條(tiao)地(di)理解規(gui)范,錯誤(wu)地(di)解讀條(tiao)文。接(jie)(jie)頭(tou)不能位于受(shou)力(li)最(zui)大處(chu),現在(zai)你套筒接(jie)(jie)頭(tou)在(zai)受(shou)力(li)最(zui)大處(chu),這(zhe)這(zhe)么行呢,快給我返工(gong),云云。
理(li)論上(shang),只要接(jie)頭質量合格(ge),在任(ren)何置(zhi)都可以,不(bu)合格(ge)在任(ren)何位置(zhi)都不(bu)可以。
套(tao)筒連接件(jian)破壞包括:套(tao)筒拉斷、套(tao)筒縱(zong)向(xiang)開裂(lie)、鋼筋從套(tao)筒中拔(ba)出等。
“規(gui)程”第7.0.8 對封閉(bi)環形(xing)鋼(gang)筋(jin)(jin)接(jie)頭、鋼(gang)筋(jin)(jin)籠接(jie)頭、地下連續墻(qiang)預(yu)埋套筒(tong)接(jie)頭、不銹鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)(jin)接(jie)頭,可見證取(qu)樣,在已加工并檢驗合(he)格的(de)鋼(gang)筋(jin)(jin)絲頭成品(pin)中隨機割取(qu)鋼(gang)筋(jin)(jin)試件。
接頭鋼(gang)筋(jin)套筒(tong)質量再好,也(ye)不可能(neng)提高鋼(gang)筋(jin)母材強度,所以,接頭合格的前提是(shi)鋼(gang)筋(jin)合格。
四、鋼筋接頭(tou)等(deng)級
根據(ju)“規(gui)程”第3.0.4 接頭應(ying)根據(ju)極限抗拉強(qiang)度、殘余變形(xing)、最大力下(xia)總伸(shen)長率以及高應(ying)力和大變形(xing)條(tiao)件(jian)下(xia)反復(fu)拉壓性(xing)能,分為Ⅰ級(ji)、Ⅱ級(ji)、Ⅲ級(ji)三個等級(ji)。
Ⅰ級接頭,連接件極限抗拉強(qiang)(qiang)度大(da)于或等(deng)于被(bei)連接鋼筋(jin)抗拉強(qiang)(qiang)度標準值(zhi)1.10倍,殘(can)余變形(xing)小并具(ju)有高延性(xing)及(ji)反復拉壓性(xing)能(neng)。
Ⅱ級接(jie)(jie)頭:連(lian)接(jie)(jie)件極限(xian)抗(kang)拉強度不小于(yu)被連(lian)接(jie)(jie)鋼筋(jin)極限(xian)抗(kang)拉強度標準(zhun)值,殘余變(bian)形(xing)小并具有高延性(xing)及反(fan)復拉壓性(xing)能。
Ⅲ級接(jie)頭:連(lian)接(jie)件極限抗(kang)拉(la)強(qiang)度不小(xiao)于被連(lian)接(jie)鋼筋(jin)屈服(fu)強(qiang)度標準(zhun)值1.25倍(bei),殘余變形小(xiao)并具有一(yi)定延性及反復拉(la)壓性能(neng)。
套(tao)筒根(gen)據接頭(tou)受力性能進行分級,有利(li)于結構的(de)重要性、接頭(tou)在結構中所處位置、接頭(tou)面積百分率(lv)等不同的(de)應用(yong)場景合理選用(yong)接頭(tou)等級。
最高質(zhi)量(liang)等級為I級接(jie)頭(tou)。必要時(shi),這類接(jie)頭(tou)允許在(zai)結構中(zhong)除(chu)有抗震設防要求(qiu)的框架梁端、柱端箍筋加密(mi)區外的任何部位(wei)使用,且(qie)接(jie)頭(tou)百分率不受(shou)限制。
如果接(jie)頭達不到一(yi)級(ji)(ji)接(jie)頭的(de)話(hua),那就降為(wei)二級(ji)(ji)使用、驗(yan)收(shou),一(yi)般構(gou)(gou)筑物二級(ji)(ji)標準驗(yan)收(shou)就足夠,除(chu)非(fei)有(you)特殊抗震要求,或者承受動力荷載的(de)構(gou)(gou)筑物,可以(yi)按(an)一(yi)級(ji)(ji)接(jie)頭驗(yan)收(shou)。
五(wu)、鋼筋(jin)接頭面積百分率(lv)
根據“規程”4.0.1當在同一(yi)連接區段(duan)內鋼筋接頭面(mian)積百分率為(wei)100%時,應選用(yong)I級(ji)接頭。
所謂接頭百(bai)分率(lv)為同一連(lian)接區段內有(you)套筒接頭的縱向(xiang)受力鋼(gang)筋(jin)截面(mian)積(ji)與全部(bu)縱筋(jin)截面(mian)積(ji)的比(bi)值。當直徑不(bu)同的鋼(gang)筋(jin)連(lian)接時,按直徑較小的鋼(gang)筋(jin)面(mian)積(ji)計算。
當接(jie)頭百分率為100%時,不得(de)選用Ⅱ接(jie)頭和Ⅲ級接(jie)頭,只能選用I級接(jie)頭。Ⅰ級接(jie)頭允(yun)許在同一構件截(jie)面中100%連接(jie)。
“規程”4.0.3 第2條:接(jie)頭宜(yi)避開(kai)有抗(kang)震要求的(de)框(kuang)架的(de)梁(liang)端(duan)、柱端(duan)箍筋加密區(qu);當無法避開(kai)時(shi),應(ying)采用Ⅱ級(ji)(ji)接(jie)頭或I級(ji)(ji)接(jie)頭,且接(jie)頭面(mian)積百分率不應(ying)在大于(yu)50%。
抗震設(she)計要求的框架結構的梁(liang)端(duan)和(he)柱端(duan)的箍筋(jin)加密區,是受力關鍵(jian)位置(zhi),這些位置(zhi)最(zui)好(hao)不設(she)接頭。
如果套筒接頭實在無法避(bi)開這(zhe)些關鍵部(bu)位時怎么辦呢(ni)?就是提(ti)高(gao)接頭等級(ji)(ji)和減少(shao)接頭百(bai)分率。只要接頭面積百(bai)分率不大(da)于50%,Ⅱ級(ji)(ji)接頭或Ⅰ級(ji)(ji)接頭可以在抗震(zhen)結構中(zhong)任何部(bu)位使用。
“規程(cheng)”4.0.3 第3條(tiao) 受(shou)拉(la)鋼筋(jin)應力較小(xiao)部位(wei)或縱向受(shou)壓鋼筋(jin),接頭百分率可不受(shou)限制(zhi)。
Ⅲ級接(jie)頭的接(jie)頭面積(ji)百分率(lv)不(bu)應(ying)(ying)大于(yu) 25%,Ⅱ級接(jie)頭的接(jie)頭面積(ji)百分率(lv)不(bu)應(ying)(ying)大于(yu)50%。
“規程”條文說明(ming)4.0.3:只要(yao)接(jie)(jie)頭面積百(bai)分率不大于50%,Ⅱ級(ji)接(jie)(jie)頭可以在抗震(zhen)結構中的任何部位(wei)使用。
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