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  一、钢筋接头形式


  钢筋接头形式包括:绑扎连接、焊接连接、机械连接,机械连接又分为:直螺纹、锥螺纹、套筒挤压、套筒灌浆等。现在施工工地常用的是绑扎连接和直螺纹套筒连接,绑扎连接用于小规格钢筋,一般是直径16以下的钢筋,套筒连接用于直径16以上(含)的钢筋。经过试验,剥肋滚轧直螺纹接头的疲劳性能最好。


  通常来说,套筒连接比绑扎连接、焊接连接具有更好的连接性能。但绑扎接头的质量更好控制些,只要不少于规定的搭接长度就可以了。但机械接头和焊接接头的质量不太容易控制。


  “规范”对绑扎接头和焊接接头的使用是有限制的。


  “规范”第8.4.2轴心受科及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接;其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时,受拉钢筋直径不宜大于25mm,受压钢筋直径不宜大于28mm。


  “规范”第8.4.9需进行疲劳验算的构件,其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头,也不宜采用焊接接头。


  二、钢筋接头设置原则


  不管是何种钢筋接头形式,均按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(以下简称“规范”)第8.4.1的规定:混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处。在同一根受力钢筋上宜少设接头。在结构的重要构件和关键传力部位,纵向受力钢筋不宜设置连接接头。


  这是钢筋接头设置位置的总原则。


  为什么对钢筋接头位置作出如此之多的严格限制?因为接头终究是薄弱点,钢筋接头的传力性能(强度、变形、恢复力、破坏状态等)均不如直接传力的整根钢筋,任何形式的钢筋连接均会削弱其传力性能。


  套筒接头通过钢筋与连接件的机械咬合作用将一根钢筋的力传递至另一根钢筋的连接方式。即使接头质量合格,也不如钢筋原本身。所以,规范限制接头位置、接头数量和接头百分率。


  由于在受力最大处受拉钢筋传力的重要性,接头宜设置在受力较小处。同时,接头宜避开关键受力部位,如抗震结构的柱端、梁端的箍筋加密区。这些是理论上要求,用的是“宜”,说明非强制,如果实在避不开也就算了。


  受力最大与最小处是根据构件弯矩包络图中弯矩大小判断。


  三、钢筋接头位置争议


  规范上“宜”、“不宜”用语都不属于强制性要求,允许稍有选择,可这样,也可不这样,在条件许可时首先应该这样做。这执行起来就有弹性,易引起分歧、争议、扯皮。如果是表示非如此不可,没有任何选择余地,则采用“必须”、“严禁”这样的词。


  不管是“规范”还是《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2016)(以下简称“规程”),对钢筋接头位置都没有任何强制性条文。然而,在实际施工时,遇到一些较真或一知半解的监理,死扣规范条文,教条地理解规范,错误地解读条文。接头不能位于受力最大处,现在你套筒接头在受力最大处,这这么行呢,快给我返工,否则不签字,云云,跟你死嗑到底。搞施工的表示很苦很无奈。


  这不是接头的是事,是人的问题。往往不是施工错了,而是监理错了。


  理论上,只要接头质量合格,在任何置都可以,不合格在任何位置都不可以。


  套筒连接件破坏包括:套筒拉断、套筒纵向开裂、钢筋从套筒中拔出等。


  “规程”第7.0.8对封闭环形钢筋接头、钢筋笼接头、地下连续墙预埋套筒接头、不锈钢钢筋接头,可见证取样,在已加工并检验合格的钢筋丝头成品中随机割取钢筋试件。


  接头钢筋套筒质量再好,也不可能提高钢筋母材强度,所以,接头合格的前提是钢筋合格。


  四、钢筋接头等级


  根据“规程”第3.0.4接头应根据极限抗拉强度、残余变形、最大力下总伸长率以及高应力和大变形条件下反复拉压性能,分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级。


  Ⅰ级接头,连接件极限抗拉强度大于或等于被连接钢筋抗拉强度标准值1.10倍,残余变形小并具有高延性及反复拉压性能。


  Ⅱ级接头:连接件极限抗拉强度不小于被连接钢筋极限抗拉强度标准值,残余变形小并具有高延性及反复拉压性能。


  Ⅲ级接头:连接件极限抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值1.25倍,残余变形小并具有一定延性及反复拉压性能。


  套筒根据接头受力性能进行分级,有利于结构的重要性、接头在结构中所处位置、接头面积百分率等不同的应用场景合理选用接头等级。


  最高质量等级为I级接头。必要时,这类接头允许在结构中除有抗震设防要求的框架梁端、柱端箍筋加密区外的任何部位使用,且接头百分率不受限制。


  如果接头达不到一级接头的话,那就降为二级使用、验收,一般构筑物按二级标准验收就足够,除非有特殊抗震要求,或者承受动力荷载的构筑物,可以按一级接头验收。


  五、钢筋接头面积百分率


  根据“规程”4.0.1当在同一连接区段内钢筋接头面积百分率为100%时,应选用I级接头。


  所谓接头百分率为同一连接区段内有套筒接头的纵向受力钢筋截面积与全部纵筋截面积的比值。当直径不同的钢筋连接时,按直径较小的钢筋面积计算。


  当接头百分率为100%时,不得选用Ⅱ接头和Ⅲ级接头,只能选用I级接头。Ⅰ级接头允许在同一构件截面中100%连接。


  “规程”4.0.3第2条:接头宜避开有抗震要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区;当无法避开时,应采用Ⅱ级接头或I级接头,且接头面积百分率不应在大于50%。


  抗震设计要求的框架结构的梁端和柱端的箍筋加密区,是受力关键位置,这些位置最好不设接头。


  如果套筒接头实在无法避开这些关键部位时怎么办呢?就是提高接头等级和减少接头百分率。只要接头面积百分率不大于50%,Ⅱ级接头或Ⅰ级接头可以在抗震结构中任何部位使用。


  “规程”4.0.3第3条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。


  Ⅲ级接头的接头面积百分率不应大于25%,Ⅱ级接头的接头面积百分率不应大于50%。


  “规程”条文说明4.0.3:只要接头面积百分率不大于50%,Ⅱ级接头可以在抗震结构中的任何部位使用。


  六、基础套筒接头位置分析


  复合基础或筏板基础受力复杂,你也很难区分什么地方受拉什么位置受压,也很难判断什么位置是受力最大处,什么地方是受力最小处,所以,一般情况下不控制接头位置,只要控制接头百分率或接头等级就要可以了。如接头百分率25%,就没有接头位置和接头等级限制,可以在任何位置设置接头。


  当然,如果你能大致地区分受小最小处和受力最大处,如梁板式筏板基础,下部纵筋的受力最小处在跨中,受力最大处在支座;上部纵筋则相反。


  七、结论


  1、钢筋接头宜设在受力较小处;


  2、避开有抗震根据柱端、梁端箍筋加密区位置;


  3、如果避开不了有抗震要求的框架结构柱端、梁端箍筋加密区位置,则提高接头等级和减少接头百分率,采用Ⅰ级接头或Ⅱ级接头,接头百分率不大于50%;


  4、只要接头面积百分率不大于50%,Ⅰ级接头或Ⅱ级接头可以在抗震结构中的任何部位使用;


  5、当接头百分率为25%时,可不考虑接头位置;


  6、当套筒为Ⅰ级接头时,接头百分率可以为100%。


  以上几条须相互参照。


  

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