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(jie)頭(tou)的疲勞性(xing)能最好。圖片
通常來說,套筒連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)比(bi)綁扎連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)、焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)具有更好的(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)能。但綁扎接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)質(zhi)量(liang)更好控(kong)制(zhi)些,只要不(bu)少于(yu)規定(ding)的(de)(de)搭接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)長度就可以了。機械接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)和(he)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)質(zhi)量(liang)不(bu)太容易(yi)控(kong)制(zhi)。
《GB50010-2010(2015年(nian)版)混凝(ning)土結構設計規范》對綁(bang)扎(zha)接(jie)頭(tou)和焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的使(shi)用(yong)是(shi)有(you)限制(zhi)的。
《GB50010-2010(2015年版)混凝(ning)土結構設計規(gui)范》規(gui)定(ding):
第8.4.2軸心(xin)(xin)受(shou)拉及(ji)小偏(pian)心(xin)(xin)受(shou)拉桿件(jian)的縱向(xiang)受(shou)力鋼(gang)(gang)筋不得(de)采用綁(bang)(bang)扎搭接(jie);其他構件(jian)中的鋼(gang)(gang)筋采用綁(bang)(bang)扎搭接(jie)時,受(shou)拉鋼(gang)(gang)筋直徑(jing)不宜大(da)于(yu)25mm,受(shou)壓(ya)鋼(gang)(gang)筋直徑(jing)不宜大(da)于(yu)28mm。
第8.4.9需進行(xing)疲勞(lao)驗算的構件,其縱向受(shou)拉鋼筋(jin)不得(de)采(cai)用(yong)綁扎搭(da)接(jie)接(jie)頭,也不宜采(cai)用(yong)焊接(jie)接(jie)頭。
二、鋼筋接頭設置(zhi)原則(ze)
不管是(shi)何種鋼(gang)筋(jin)接(jie)頭形(xing)式,均按《混凝土(tu)結構(gou)設計規范》(GB50010-2010)(以(yi)下簡稱“規范”)第(di)8.4.1的(de)規定:混凝土(tu)結構(gou)中受(shou)力(li)鋼(gang)筋(jin)的(de)連接(jie)接(jie)頭宜設置(zhi)在(zai)受(shou)力(li)較小處。在(zai)同一根受(shou)力(li)鋼(gang)筋(jin)上宜少設接(jie)頭。在(zai)結構(gou)的(de)重要構(gou)件和關(guan)鍵傳力(li)部位(wei),縱向受(shou)力(li)鋼(gang)筋(jin)不宜設置(zhi)連接(jie)接(jie)頭。
這是鋼筋接頭設置(zhi)位(wei)置(zhi)的總原則。
為(wei)什么(me)對鋼筋(jin)接(jie)(jie)頭位(wei)置作(zuo)出如此(ci)之多的(de)(de)(de)嚴格限制?因(yin)為(wei)接(jie)(jie)頭終究是薄弱點(dian),鋼筋(jin)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)傳力(li)性能(neng)(強度(du)、變形、恢復力(li)、破壞狀態等)均不如直(zhi)接(jie)(jie)傳力(li)的(de)(de)(de)整(zheng)根鋼筋(jin),任何(he)形式的(de)(de)(de)鋼筋(jin)連接(jie)(jie)均會(hui)削弱其傳力(li)性能(neng)。
套筒接頭通過鋼(gang)筋與連接件的(de)機械(xie)咬合作用將(jiang)一根(gen)鋼(gang)筋的(de)力傳遞至另一根(gen)鋼(gang)筋的(de)連接方(fang)式。即使(shi)接頭質(zhi)量合格,也不如鋼(gang)筋原本(ben)身。所以,規范限(xian)制接頭位置、接頭數量和接頭百分率。
由(you)于在(zai)受力最大處(chu)受拉鋼(gang)筋傳(chuan)力的重要性,接(jie)(jie)頭宜設置在(zai)受力較小處(chu)。同(tong)時,接(jie)(jie)頭宜避開關(guan)鍵受力部位,如抗震結構的柱(zhu)端(duan)、梁端(duan)的箍筋加密區。這(zhe)些是理論上要求,用(yong)的是“宜”,說明非強(qiang)制,如果(guo)實(shi)在(zai)避不開也就算了。
受力最大(da)與最小處是(shi)根(gen)據構件彎(wan)矩包絡圖中彎(wan)矩大(da)小判斷。
三、鋼筋接頭位置(zhi)爭議
規范上“宜”、“不宜”用語都不屬于強制性要求,允許稍有(you)選擇,可這(zhe)(zhe)樣,也(ye)可不這(zhe)(zhe)樣,在條件許可時首先(xian)應該這(zhe)(zhe)樣做。這(zhe)(zhe)執(zhi)行(xing)起(qi)(qi)來就有(you)彈(dan)性,易引起(qi)(qi)分(fen)歧、爭議(yi)、扯皮。如果是表(biao)示非如此不可,沒有(you)任何選擇余(yu)地(di),則采用“必須”、“嚴禁”這(zhe)(zhe)樣的(de)詞。
不管是“規范”還是《鋼筋(jin)機械(xie)連接技(ji)術規程》(JGJ107-2016)(以(yi)下簡稱(cheng)“規程”),對鋼筋(jin)接頭(tou)(tou)位(wei)置都沒有任(ren)何強制性條(tiao)文。然而,在實際施工時(shi),遇到(dao)一些較真或一知半解(jie)(jie)的施工或監理(li)(li),死扣(kou)規范條(tiao)文,教條(tiao)地理(li)(li)解(jie)(jie)規范,錯誤(wu)地解(jie)(jie)讀(du)條(tiao)文。接頭(tou)(tou)不能位(wei)于受力最大處(chu),現在你套筒接頭(tou)(tou)在受力最大處(chu),這這么(me)行呢,快(kuai)給我返工,云云。
理論(lun)上(shang),只要接(jie)頭質(zhi)量合格,在任(ren)何置都可以(yi),不合格在任(ren)何位置都不可以(yi)。
套(tao)筒(tong)連(lian)接(jie)件(jian)破壞包括:套(tao)筒(tong)拉斷、套(tao)筒(tong)縱向開裂、鋼(gang)筋(jin)從(cong)套(tao)筒(tong)中拔(ba)出(chu)等(deng)。
“規程(cheng)”第(di)7.0.8 對封閉(bi)環(huan)形鋼(gang)筋(jin)(jin)接頭(tou)(tou)(tou)、鋼(gang)筋(jin)(jin)籠接頭(tou)(tou)(tou)、地(di)下(xia)連續(xu)墻預埋套筒接頭(tou)(tou)(tou)、不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)(jin)接頭(tou)(tou)(tou),可見證取樣(yang),在(zai)已加(jia)工(gong)并(bing)檢驗合格的(de)鋼(gang)筋(jin)(jin)絲(si)頭(tou)(tou)(tou)成品中隨機割取鋼(gang)筋(jin)(jin)試件。
接(jie)頭(tou)鋼筋(jin)套筒質量再(zai)好,也不可能提高鋼筋(jin)母(mu)材強度,所以,接(jie)頭(tou)合格的(de)前提是(shi)鋼筋(jin)合格。
四、鋼筋接(jie)頭等級
根據“規程”第3.0.4 接頭應(ying)根據極(ji)限抗拉(la)強度、殘余變形、最(zui)大(da)力(li)下(xia)總伸長率(lv)以(yi)及高應(ying)力(li)和大(da)變形條(tiao)件下(xia)反(fan)復拉(la)壓性能,分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級三(san)個(ge)等級。
Ⅰ級接頭,連(lian)接件極限抗(kang)拉強(qiang)度(du)大于(yu)或(huo)等于(yu)被連(lian)接鋼(gang)筋(jin)抗(kang)拉強(qiang)度(du)標準值1.10倍(bei),殘余變形(xing)小(xiao)并具有高延性(xing)及反復拉壓性(xing)能。
Ⅱ級(ji)接頭:連接件極限抗拉(la)強度不(bu)小于(yu)被連接鋼筋極限抗拉(la)強度標準值,殘余變形小并具有高延性及反復拉(la)壓(ya)性能。
Ⅲ級接(jie)(jie)(jie)頭:連接(jie)(jie)(jie)件極限抗拉強度不(bu)小(xiao)于被連接(jie)(jie)(jie)鋼筋(jin)屈(qu)服強度標準值1.25倍,殘余變(bian)形小(xiao)并具有一(yi)定延性及反(fan)復拉壓性能(neng)。
套筒根據(ju)接(jie)頭(tou)受力(li)性能(neng)進行(xing)分級(ji),有利于結構的重要性、接(jie)頭(tou)在結構中(zhong)所(suo)處位(wei)置、接(jie)頭(tou)面積(ji)百(bai)分率等不同的應用場景合理(li)選用接(jie)頭(tou)等級(ji)。
最高質量(liang)等級為I級接頭。必要(yao)時,這(zhe)類接頭允許在結(jie)構(gou)中除有抗震設防要(yao)求的框架梁端、柱端箍筋加密區外的任何部位使用,且接頭百分率不受限(xian)制(zhi)。
如果接(jie)頭達不到(dao)一(yi)級(ji)接(jie)頭的話,那就降為二級(ji)使用、驗(yan)(yan)收(shou),一(yi)般構(gou)筑(zhu)物二級(ji)標準驗(yan)(yan)收(shou)就足夠,除(chu)非有(you)特殊抗(kang)震要求,或者承受動力荷載的構(gou)筑(zhu)物,可(ke)以按(an)一(yi)級(ji)接(jie)頭驗(yan)(yan)收(shou)。
五、鋼筋接頭(tou)面積百分率
根據(ju)“規程”4.0.1當在同(tong)一連(lian)接(jie)區段內鋼筋接(jie)頭面積(ji)百(bai)分率為100%時,應選用I級接(jie)頭。
所謂接(jie)頭百分率為(wei)同一(yi)連接(jie)區段內有套筒接(jie)頭的縱(zong)向受力鋼(gang)(gang)筋截面積(ji)與(yu)全部縱(zong)筋截面積(ji)的比值。當直徑不同的鋼(gang)(gang)筋連接(jie)時,按直徑較小的鋼(gang)(gang)筋面積(ji)計算。
當(dang)接(jie)頭(tou)百分率為100%時(shi),不(bu)得選用(yong)Ⅱ接(jie)頭(tou)和Ⅲ級(ji)接(jie)頭(tou),只能選用(yong)I級(ji)接(jie)頭(tou)。Ⅰ級(ji)接(jie)頭(tou)允許(xu)在同一構件截面(mian)中100%連接(jie)。
“規程”4.0.3 第(di)2條:接(jie)(jie)頭(tou)(tou)宜避開有抗震(zhen)要求的框架的梁(liang)端(duan)、柱端(duan)箍筋(jin)加密區(qu);當(dang)無法避開時,應(ying)采(cai)用Ⅱ級接(jie)(jie)頭(tou)(tou)或I級接(jie)(jie)頭(tou)(tou),且接(jie)(jie)頭(tou)(tou)面積百分(fen)率(lv)不應(ying)在(zai)大于50%。
抗震設計要求的(de)框架結構(gou)的(de)梁端和柱端的(de)箍(gu)筋加(jia)密(mi)區,是(shi)受力關鍵(jian)位置,這些位置最好(hao)不設接頭。
如果套(tao)筒接(jie)頭(tou)實(shi)在無法避(bi)開這些(xie)關(guan)鍵部(bu)位(wei)時怎么(me)辦呢?就是提(ti)高接(jie)頭(tou)等級和減少接(jie)頭(tou)百分率。只(zhi)要接(jie)頭(tou)面積百分率不大于50%,Ⅱ級接(jie)頭(tou)或Ⅰ級接(jie)頭(tou)可以在抗震結構中任何(he)部(bu)位(wei)使(shi)用(yong)。
“規程”4.0.3 第(di)3條 受拉鋼筋(jin)應力較小部位或縱(zong)向受壓鋼筋(jin),接(jie)頭百(bai)分率可(ke)不(bu)受限制。
Ⅲ級接頭(tou)(tou)的接頭(tou)(tou)面(mian)積百(bai)分率不(bu)應大于 25%,Ⅱ級接頭(tou)(tou)的接頭(tou)(tou)面(mian)積百(bai)分率不(bu)應大于50%。
“規程”條文(wen)說明4.0.3:只要接頭(tou)面積百分率不大于(yu)50%,Ⅱ級接頭(tou)可以在抗震結(jie)構中(zhong)的任何部位使用。
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