钢筋连接方法有:绑扎连接、焊接连接和机械连接。绑扎连接由于需要较长的搭接长度,浪费钢筋,且连接不可靠,应限制使用。焊接连接的方法较多,成本较低,质量可靠,宜优先选用。机械连接无明火作业,设备简单,节约能源,不受气候条件影响,可全天候施工,连接可靠,技术易于掌握,适用范围广,尤其适用于现场焊接有困难的场合。
5.2.4.1 绑扎连接
绑扎连接钢筋搭接处,应在中心及两端用#20~#22铁丝扎牢,受拉钢筋绑扎连接的搭接长度,应符合表5-10的规定;受压钢筋绑扎连接的搭接长度,应取受拉钢筋绑扎连接搭接长度的0.7倍。受拉区域内,Ⅰ级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩,Ⅱ,Ⅲ级钢筋可不做弯钩。直径不大于12mm的受压Ⅰ级钢筋的末端,以及轴心受压构件中任意直径的受力钢筋的末端,可不做弯钩,但搭接长度不应小于钢筋直径的35倍。搭接长度的末端距钢筋弯折处,不得小于钢筋直径的10倍,接头不宜位于构件最大弯矩处。
表5-10 受拉钢筋绑扎接头的搭接长度
注:1.当Ⅱ,Ⅲ级钢筋直径d>25mm时,其受拉钢筋的搭接长度应按表中数值增加5d采用。
2.当螺纹钢筋直径d≤25mm时,其受拉钢筋的搭接长度应按表中数值减少5d采用。
3.当混凝土在凝固过程中易受扰动时(如滑模施工),受力钢筋的搭接长度宜适当增加。
4.在任何情况下,纵向受拉钢筋的搭接长度不应小于300mm,受压钢筋的搭接长度不应小于200mm。
5.轻骨料混凝土的钢筋绑扎接头搭接长度应按普通混凝土搭接长度增加5d(低碳冷拔钢丝增加50mm)。
6.当混凝土强度等级低于C20时,对Ⅰ,Ⅱ级钢筋最小搭接长度应按表中C20的相应数值增加10d。
7.有抗震要求的框架梁的纵向钢筋,其搭接长度应相应增加,对Ⅰ级抗震等级相应增加10d;对Ⅱ级抗震等级相应增加5d。
8.直径不同的钢筋搭接接头,以细钢筋的直径为准。
各受力钢筋之间采用绑扎接头时,绑扎接头位置应相互错开。从任一绑扎接头中心至搭接长度l1的1.3倍区段范围内(图5-59)有绑扎接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积百分率,应符合下列规定:①受拉区不得超过25%;②受压区不得超过50%。绑扎接头中钢筋的横向净距s不应小于钢筋直径d且不应小于25mm(图5-59)。采用绑扎骨架的现浇柱,在柱中及柱与基础交接处,其接头面积百分率,经设计单位同意,可适当放宽。绑扎接头区段l长度范围内,当接头受力钢筋截面面积百分率超过规定时,应采取专门措施。
5.2.4.2 焊接连接
钢筋焊接方法有:闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和电阻点焊。此外还有预埋件钢筋和钢板的埋弧压力焊及近些年推广的钢筋气压焊。
受力钢筋采用焊接接头时,设置在同一构件内的焊接接头应相互错开。在任一焊接接头中心至长度为钢筋直径d的35倍,且不小于500mm的区段l内(图5-60),同一根钢筋不得有两个接头;在该区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合下列规定:①非预应力筋、受拉区不宜超过50%;受压区和装配式构件连接处不限制。②预应力筋受拉区不宜超过25%,当有可靠保证措施时,可放宽至50%;受压区和后张法的螺丝端杆不限制。
图5-59 受力钢筋绑扎接头
图中所示l区段内有接头的钢筋面积按两根计。
图5-60 焊接接头设置
图中所示l区段内有接头的钢筋面积按两根计。
1.闪光对焊
闪光对焊适用于焊接直径为10~40mm的热轧Ⅰ~Ⅲ级钢筋;直径为10~25mm的热轧Ⅳ级钢筋和余热处理Ⅲ级钢筋以及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋宜优先采用闪光对焊。
钢筋闪光对焊(图5-61)是将两钢筋安放成对接形式,利用电阻热使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。
图5-61 钢筋闪光对焊原理
1—焊接的钢筋;2—固定电板;3—可动电板;4—机座;5—变压器;6—平动顶压机构;7—固定支座;8—滑动支座
钢筋闪光对焊工艺可分为:连接闪光焊、预热闪光焊、闪光预热闪光焊三种,工艺过程如图5-62所示。当钢筋直径小于25mm,钢筋级别较低时可采用连续闪光焊;当钢筋直径大于25mm,且钢筋端面较平整时宜采用预热闪光焊;当钢筋直径大于25mm,且钢筋端面不平整时应采用闪光预热闪光焊;对Ⅳ级钢筋有时在焊接后进行通电热处理。
图5-62 钢筋闪光对焊工艺过程图解
t1—闪光时间;t1.1—一次闪光时间;t1.2—二次闪光时间;t2—预热时间;t3——顶锻时间
闪光对焊时,应选择调伸长度、烧化留量、顶锻留量以及变压器级数等焊接工艺参数。连续闪光焊时的留量应包括烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量(图5-63);闪光预热闪光焊时的留量应包括:一次烧化留量、预热留量、二次烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量(图5-64),这些工艺参数的取定,取决于钢筋的级别和直径的大小。
图5-63 钢筋连续闪光焊留量图解
L1,L2—调伸长度;a1+a2—烧化留量;C1+C2—顶锻留量;—有电顶锻留量;—无电顶锻留量
图5-64 钢筋闪光—预热—闪光焊留量图解
L1,L2—调伸长度;a1.1+a2.1——次烧化留量;a1.2+a2.2—二次烧化留量;b1+b2—预热留量;
C1+C2—顶锻留量;—有电顶锻留量;—无电顶锻留量
闪光对焊接头的质量检验,应分批进行外观检查和力学性能试验,并应按下列规定抽取试件:
在同一台班内,由同一焊工完成的300个同级别、同直径钢筋焊接接头,应作为一批。当同一台班内焊接的接头数量较少,可在一周之内累计计算;累计仍不足300个接头,应按一批计算;外观检查的接头数量,应从每批中抽查10%,且不得少于10个;力学性能试验时,应从每批接头中随机切取6个试件,其中3个做拉伸试验,3个做弯曲试验。
闪光对焊接头外观检查结果,应符合下列要求:接头处不得有横向裂纹;与电极接触处的钢筋表面,Ⅰ~Ⅲ级钢筋焊接时不得有明显烧伤;Ⅳ级钢筋焊接时不得有烧伤;低温闪光对焊时,对于Ⅱ~Ⅳ级钢筋,均不得有烧伤;接头处的弯折角不得大于4°;接头处的轴线偏移,不得大于钢筋直径的0.1倍,且不大于2mm。外观检查结果,当有1个接头不符合要求时,应对全部接头进行检查,剔出不合格接头,切除热影响区后重新焊接。
闪光对焊接头拉伸试验结果应符合下列要求:3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度;余热处理Ⅲ级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热轧Ⅲ级钢筋抗拉强度570MPa;应至少有2个试件断于焊缝之外,并呈延性断裂。当试验结果有1个试件的抗拉强度小于上述规定值,或有2个试件在焊缝或影响区发生脆性断裂时,应再取6个试件进行复验。复验结果,当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值时,或有3个试件断于焊缝或热影响区,呈脆性断裂,应确认该批接头为不合格品。
闪光对焊接头弯曲试验时,应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分消除,且与母材的外表齐平。焊缝应处于弯曲中心点,弯心直径和弯曲角度应符合表5-11规定。当弯至90°,至少有2个试件不得发生脆断。当试验结果有2个试件发生脆断时,应再取6个进行复验。复验结果,当仍有3个试件发生脆断,应确认该批接头为不合格品。
表5-11 闪光对焊接头弯曲试验指标
注:1.d为钢筋直径(mm);
2.直径大于25mm的钢筋对焊接头,弯曲试验时弯心直径应增加1倍钢筋直径。
2.电弧焊
电弧焊是以焊条作一极,钢筋为另一极,利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。
电弧焊的接头形式有:帮条焊(单面焊缝或双面焊缝)、搭接焊、坡口焊(平焊或立焊)、窄间隙焊和熔槽帮条焊,如图5-65所示。钢筋窄间隙电弧焊是将两钢筋安放成水平对接形式,并置于U形铜模内,中间留有少量间隙,用焊条从接头根部引弧,连续向上焊接完成的一种电弧焊方法。与其他电弧焊接头相比,可减少帮条钢筋和垫板材料,减少焊条用量,降低焊接成本。帮条焊、搭接焊适用于焊接直径为10~40mm的热轧Ⅰ~Ⅲ级钢筋和直径为10~25mm的余热处理Ⅲ级钢筋。熔槽帮条焊适用于焊接直径为20~40mm的热轧Ⅰ~Ⅲ级钢筋和直径25mm的余热处理Ⅲ级钢筋;坡口焊适用于焊接直径为18~40mm的热轧Ⅰ~Ⅲ级钢筋和直径18~25mm的余热处理Ⅲ级钢筋;窄间隙焊适用于直径为16~40mm的热轧钢筋。
电弧焊所用的焊条,其性能应符合规定,型号应根据设计确定;若设计无规定时,可按表5-12选用。
表5-12 钢筋电弧焊焊条型号
注:窄间隙焊不适用于余热处理Ⅲ级钢筋。
图5-65 电弧焊的接头形式
电弧焊机有直流与交流之分,常用交流弧焊机。焊接电流应根据钢筋直径和焊条直径进行选择。
帮条焊和搭接焊,焊缝长度l不应小于帮条或搭接长度,帮条或搭接长度如表5-13;焊缝厚度s不应小于主筋直径的0.3倍;焊缝宽度b不应小于主筋直径的0.7倍,如图5-66。焊接时,引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行,不得烧伤主筋;焊接地线与钢筋应接触紧密;焊接过程中应及时清渣,焊缝表面应光滑,焊缝余高平缓过渡,弧坑应填满。
熔槽帮条焊时,角钢边长宜为40~60mm,长度宜为80~100mm;钢筋端部应加工平整;两钢筋间隙应为10~16mm;从接缝处垫板引弧后连续施焊,并应使钢筋端部熔合,防止未焊透、气孔或夹渣;焊接过程中应停焊清渣一次;焊平后,再进行焊缝余高的焊接,其高度不得大于3mm;钢筋与角钢垫板之间,应加焊侧面焊缝1~3层,焊缝应填满,表面应平整。
表5-13 钢筋帮条长度
注:d为钢筋直径。
图5-66 焊缝尺寸示意图
b—焊缝宽度;s—焊缝厚度
水平钢筋窄间隙焊要求钢筋端面应平整;应选用低氢型碱性焊条,焊条应按说明书的要求烘焙,并放入保温筒内保温使用;焊至端面间隙的4/5高度后,焊缝应逐渐扩宽;当熔池过大时,应改连续焊为断续焊,避免过热;焊缝余高不得大于3mm,且应平缓过渡至钢筋表面。
坡口焊工艺要求:焊接根部、坡口端面以及钢筋与钢板之间均应熔合。焊接过程中应经常清渣。钢筋与钢垫板之间,应加焊2~3层侧面焊缝;宜采用几个接头轮流进行施焊;焊缝的宽度应大于V型坡口的边缘2~3mm,焊缝余高不得大于3mm,并宜平缓过渡至钢筋表面;当发现接头中有弧坑、气孔及咬边等缺陷时,应立即补焊。Ⅲ级钢筋接头冷却后补焊时,应采用氧乙炔焰预热。
电弧焊接头力学性能试验时,应按下列规定抽取试件:在一般构筑物中,应从成品中每批随机切取3个接头进行拉伸试验;在工厂焊接条件下,以300个同接头形式、同钢筋级别的接头作为一批;在现场安装条件下,每一至二楼层中以300个同接头形式、同钢筋级别的接头作为一批,不足300个时,仍作为一批。对拉伸试验结果的要求同闪光对焊。
电弧焊接头外观要求:焊缝表面平整,不得有凹陷或焊瘤;焊接接头区域不得有裂缝;咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差,应符合规范规定;坡口焊、熔槽帮条焊和窄间隙接头的焊缝余高不得大于3mm。
3.电渣压力焊
电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式,利用焊接电流通过两钢筋端面间隙,在焊剂层下形成电弧过程,产生电弧热和电阻热,熔化钢筋,加压完成的一种压焊方法。电渣压力焊适用于现浇混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)钢筋的连接,与电弧焊比较,它工效高,成本低,在高层建筑施工中应用已取得良好的效果。电渣压力焊可采用交流或直流焊接电流,焊机容量应根据所焊钢筋直径选定,常采用BX2-1000型焊接变压器。焊接大直径钢筋时,可将同型号、同功率的几台焊接变压器并联。焊接夹具(图5-67)应具有足够刚度,在最大允许荷载下应移动灵活,操作便利。焊剂筒的直径应与所焊接钢筋直径相适应。电压表、时间显示器应配备齐全。电渣压力焊工艺过程如图5-68。要求焊接夹具的上下钳口应夹紧于上、下钢筋上;钢筋一经夹紧,不得晃动;引弧宜采用铁丝圈或焊条头引弧法,亦可采用直接引弧法;引燃电弧后,应先进行电弧过程,然后加快上钢筋下送速度,使钢筋端面与液态渣池接触,转变为电渣过程,最后在断电的同时,迅速下压上钢筋,挤出熔化金属和熔渣;接头焊毕,应停歇后,方可回收焊剂和卸下焊接夹具,敲去熔渣;四周焊包应均匀,凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm。
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图5-67 电渣焊构造示意图
1,2—钢筋;3—固定电极;4—活动电极;5—药盒;6—导电剂;7—焊药;8—滑动架;9—手柄;10—支架;11—固定架
图5-68 电渣压力焊过程
电渣压力焊焊接参数包括焊接电流、电压和通电时间,应符合表5-14规定。不同直径钢筋焊接时,应按较小直径钢筋选择参数,焊接通电时间可延长。
表5-14 电渣压力焊焊接参数
电渣压力焊接头外观检查要求:钢筋与电极接触处,应无烧伤缺陷;接头处的弯折角不得大于4°;接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍,且不得大于2mm。
电渣压力焊接头的力学性能检验,应从每批接头中随机切取3个试件做拉伸试验,且应按下列规定抽取试件:在一般构筑物中,应以300个同级别钢筋接头作为一批;在现浇多层混凝土结构中,应以每一楼层或施工区段中300个同级别钢筋接头作为一批,不足300个接头仍应作为一批。拉伸试验结果,3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度。当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定值,应再取6个试件进行复验,当仍有1个试件的抗拉强度小于规定,应确认该批接头为不合格品。
4.气压焊
气压焊是采用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热,使其达到塑性状态,或熔化状态后,加压完成的一种压焊方法。气压焊可用于钢筋在垂直位置、水平位置或倾斜位置的对接焊接。当两钢筋直径不同时,其两直径之差不得大于7mm。
气压焊的设备包括供气装置、加热器、加压器和焊接夹具等,如图5-69所示。供气装置应包括氧气瓶、乙炔储气瓶(或中压乙炔发生器)、干式回火防止器、减压器及胶管等。氧气的纯度在99.5%以上,氧气工作压力为0.6~0.7MPa,乙炔的工作压力为0.05~0.1MPa,氧气瓶和乙炔储气瓶应分别贮放。乙炔储气瓶的供气能力应满足现场最大直径钢筋焊接时供气量的要求;当不敷使用时,可多瓶并联使用。
图5-69 气压焊装置系统图
1—压接器;2—顶压油缸;3—加热器;4—钢筋;5—手动加压器;6—氧气;7—乙炔
加热一般采用多嘴环管加热器,加热器中氧乙炔混合室的供气量应满足加热圈气体消耗量的需要。多嘴环管加热器应配备多种规格的加热圈,多束火焰应燃烧均匀,调整火焰应方便。
加压器应包括油泵、油管、油压表、顶压油缸等;加压能力应大于或等于现场最大直径钢筋焊接时所需要的轴向压力;顶压油缸的有效行程应大于或等于最大直径钢筋焊接时获得所需的压缩长度。
焊接夹具应能夹紧钢筋,当钢筋承受最大轴向压力时,钢筋与夹头之间不得产生相对滑动;应便于钢筋的安装定位,并在施焊过程中保持刚度;动夹头应与定夹头同心,并且当不同直径钢筋焊接时,亦应保持同心;动夹头的位移应大于或等于现场最大直径钢筋焊接时所需的压缩长度。
气压焊施焊前,钢筋端面应切平,并宜与钢筋轴线相垂直;在钢筋端部两倍直径长度范围内若有水泥等附着物,应予以清除。其钢筋边角毛刺及端面上铁锈、油污和氧化膜应清除干净,并经打磨,使其露出金属光泽,不得有氧化现象。安装焊接夹具和钢筋时,应将两根钢筋分别夹紧,并使两根钢筋的轴线在同一直线上。钢筋安装后应加压顶紧,两根钢筋之间的局部缝隙不得大于3mm。气压焊时,应根据钢筋直径和焊接设备等具体条件选用等压法,二次加压法或三次加压法(图5-70)焊接工艺。在两根钢筋缝隙密合和镦粗过程中,对钢筋施加的轴向压力,按钢筋横截面面积计算,应为30~40MPa。
图5-70 三种加压作业法
气压焊接头进行力学性能试验时,应从每批接头中随机切取3个接头做拉伸试验;在梁、板的水平钢筋中,应另切取3个接头做冷弯试验。一般构筑物中,以300个接头为一批;现浇混凝土结构,同一楼层中应以300个接头作为一批;不足300个接头仍应作为一批。3个试件的抗拉强度不得小于该级别钢筋的抗拉强度,并应断于压焊面之外,呈延性断裂。当有1个试件不符合要求时,应切取6个试件进行复验;复验结果,当仍有1个试件不符合要求,应确认该批接头为不合格品。冷弯试验时,压焊面应处在弯曲中心点,弯至90°,3个试件均不得在压焊面发生破断,如有1个试件不符合要求,应再切取6个试件复验。复验结果仍有1个试件不符合要求,应确认该批接头为不合格品。
气压焊接头应逐个进行外观检查,外观检查要求:偏心量(e)不得大于钢筋直径的0.15倍(当不同直径钢筋焊接时,应按较小钢筋直径计算),且不得大于4mm,当大于规定值时,应切除重焊;两根钢筋轴线弯折角不得大于4°,当大于规定值时,应重新加热矫正;镦粗直径(dc)不得小于钢筋直径的1.4倍,当小于此规定值时,应重新加热镦粗;镦粗长度(Lc)不得小于钢筋直径的1.2倍,且凸起部分平缓圆滑,当小于此规定值时,应重新加热镦长;压焊面偏移(dn)不得大于钢筋直径的0.2倍。
5.2.4.3 机械连接
钢筋机械连接接头的类型很多,如套筒挤压接头、锥螺纹套筒接头、等强直螺纹套筒接头、熔融金属充填套筒接头、水泥灌浆充填套筒接头、受压钢筋端面平接头等。这些机械连接接头多是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋的力传递至另一根钢筋上的连接方法。
钢筋机械连接接头根据静力单向拉伸性能以及高应力和大变形条件下反复拉、压性能的差异,分A,B,C三个性能等级。通常根据钢筋在混凝土结构中的受力特征选择接头的性能等级。
钢筋接头连接件的混凝土保护层厚度应满足国家现行标准《混凝土结构设计规范》中受力钢筋混凝土保护层最小厚度的要求,且不得小于15mm。连接件之间的横向净距不宜小于25mm。受力钢筋机械连接接头的位置应相互错开。在任一接头中心至长度为钢筋直径35倍的区段范围内,有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合下列规定:①受拉区的受力钢筋接头百分率不宜超过50%;②在受拉区的钢筋受力小的部位,A级接头百分率可不受限制;③接头宜避开有抗震设防要求的框架梁端和柱端的箍筋加密区;当无法避开时,接头应采用A级,且接头百分率不应超过50%;④受压区和装配式构件中钢筋受力较小部位,A级和B级接头百分率可不受限制;⑤接头端头距钢筋弯曲点不得小于钢筋直径的10倍。
1.带肋钢筋套筒挤压连接
套筒挤压连接工艺的基本原理是:将两根待接钢筋插入钢连接套筒,采用专用液压压接钳侧向(或侧向和轴向)挤压连接套筒,使套筒产生塑性变形,从而使套筒的内周壁变形而嵌入钢筋螺纹,由此产生抗剪力来传递钢筋连接处的轴向力。套筒挤压连接有径向挤压和轴向挤压两种(如图5-71),宜用于连接直径为16~40mm的Ⅱ,Ⅲ级带肋钢筋和余热处理钢筋,对进口钢筋需进行补充试验后使用。当所用套筒外径相同时,连接钢筋直径相差不应大于5mm。钢筋间操作净距宜大于50mm。
图5-71 钢筋挤压连接
1—钢套筒;2—变形钢筋;3—压模
对于Ⅱ,Ⅲ级带肋钢筋挤压接头所用套筒材料应选用适于压延加工的钢材,其实测力学性能应符合表5-15的要求。设计连接套筒时,套筒的承载力应符合下列要求:
式中 fslyk——套筒屈服强度标准值(N/mm2);
fsltk——套筒抗拉强度标准值(N/mm2);
fyk——钢筋屈服强度标准值(N/mm2);
ftk——钢筋抗拉强度标准值(N/mm2);
Asl——套筒的横截面面积(mm2);
As——钢筋的横截面面积(mm2)。
挤压前应做下列准备工作:钢筋端头的锈皮、泥沙、油污等杂物应清理干净;应对套筒作外观尺寸检查;对钢筋与套筒进行试套,如钢筋有马蹄、弯折或纵肋尺寸过大者,应预先矫正或用砂轮打磨;对不同直径钢筋的套筒不得相互串用;钢筋连接端应划出明显定位标记,确保在挤压时和挤压后可按定位标记检查钢筋伸入套筒内的长度。
径向挤压连接主要设备包括挤压机、超高压油泵、平衡器、吊挂小车、划线标志工具及检查压痕卡板等(图5-72)。径向挤压机有YJ型和CY型,YJ650型挤压机(最大挤压力为650kN)用于直径32mm以下钢筋的连接;YJ800型(最大挤压力800kN)用于直径32mm以上钢筋。CY型挤压机系列为CY16~CY40共分七种型号规格,其最大工作压力为32~150MPa,整机功率0.8~1.5kW,压接钳重8.5~24kg。
表5-15 套筒材料的力学性能
图5-72 钢筋径向挤压连接设备示意图
1—超高压泵站;2—吊挂小车;3—挤压机;4—平衡器;5—超高压软管;6—钢套筒;7—模具;8—钢筋
工程中应用带肋钢筋套筒挤压接头时,应由该技术提供单位提交有效的形式检验报告。并在钢筋连接工程开始前及施工过程中,对每批进场钢筋进行挤压连接工艺检验,工艺检验应符合下列要求:每种规格钢筋的接头试件应不少于三根;接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验,三根接头试件的抗拉强度均应符合规定;对于A级接头,试件抗拉强度尚应大于等于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度fst。计算实际抗拉强度时,应采用钢筋的实际横截面面积。
挤压接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验和验收,不足500个也作为一个验收批。对每一验收批,均应按设计要求的接头性能等级,在工程中随机抽3个试件做单向拉伸试验,作出评定。当3个试件检验结果均符合要求,该验收批为合格。如有1个试件的抗拉强度不符合要求,应再取6个试件进行复验。复验中仍有一个试件检验结果不符合要求,则该验收批单向拉伸检验为不合格。
挤压接头外观质量检验取样:每一验收批中随机抽取10%挤压接头进行检验,如外观质量不合格数少于抽检数的10%,则外观质量评为合格。如不合格数超过抽检数据的10%时,应对该批接头逐个复验。外观质量要求:挤压后套筒长度应为原套筒长度的1.10~1.15倍;或压痕处套筒的外径波动范围为原套筒外径的0.8~0.9倍;压痕道数应符合形式检验确定的道数;接头处弯折不得大于4°;挤压后套筒不得有肉眼可见裂缝。
2.钢筋锥螺纹连接
钢筋锥螺纹连接是把钢筋的连接端加工成锥形螺纹(简称丝头),通过锥螺纹连接套把两根带丝头的钢筋按规定的力矩值连接成一体的钢筋连接方法。
锥螺纹连接接头的钢筋应先调直再下料;切口端面应与钢筋轴线垂直,不得有马蹄形或挠曲;不得用气割下料;提供锥螺纹连接套应有产品合格证;两端锥孔应有密封盖;套筒表面应有规格标记,进场时施工单位应进行复验。
钢筋锥螺纹丝头的加工锥度、牙形、螺距等必须与连接套的锥度、牙形、螺距一致,且经配套的量规(牙形规、卡规、环规、塞规如图5-73所示)检测合格。加工时,应采用水溶性切削润滑液;当气温低于0℃时,应掺入15%~20%亚硝酸钠。不得用机油作润滑液或不加润滑液套丝。经自检合格的钢筋丝头,应对每种规格加工批量随机抽检10%,且不少于10个,并填写加工检验记录;如有一个丝头不合格,即应对该加工批全数检查,不合格丝头应重新加工经再次检验合格方可使用。已检验合格的丝头应加以保护。钢筋一端丝头应戴上保护帽,另一端按规定的力矩值拧紧连接套,扣上塑料封盖,并按规格分类堆放整齐待用。
图5-73 量规检测图示
连接钢筋时,钢筋规格和连接套的规格应一致,并确保钢筋和连接套的丝扣干净完好无损。采用预埋接头时,连接套的位置、规格和数量应符合设计要求。带连接套的钢筋应固定牢,连接套的外露端应有密封盖。连接时必须用力矩扳手拧紧接头,如图5-74。力矩扳手的精度为±5%,要求每半年用扭力仪检定一次。连接钢筋应对正轴线将钢筋拧入连接套,然后用力矩扳手拧紧。接头拧紧值应满足表5-17规定的力矩值,也不得超拧。拧紧后的接头应作上标记。质量检验与施工安装用的力矩扳手应分开使用,不得混用。
图5-74 钢筋连接方法图
表5-17 连接钢筋拧紧力矩值
以质量检验的力矩扳手,按表5-17规定的接头拧紧值抽检接头的连接质量。抽检数量:梁、柱构件按接头数15%,且每个构件的接头抽检数不得少于一个接头;基础、墙、板构件按各自接头数,每100个接头作为一个验收批,不足100个也作为一个验收批,每批抽检3个接头。抽检的接头应全部合格,如有一个接头不合格,则该验收批接头应逐个检查,对查出的不合格接头应进行补强。
其他抽样数和检验方法同套筒挤压接头。
3.钢筋等强直螺纹套筒连接
钢筋等强直螺纹套筒连接与钢筋锥螺纹套筒连接的技术原理相比,相同之处都是通过钢筋端头螺纹与套筒内螺纹合成钢筋接头,主要区别在钢筋等强技术效应上。钢筋等强直螺纹套筒连接有两种形式:一种是在钢筋端头先采用对辊滚压,使钢筋端头应力大增,而后采用冷压螺纹(滚丝)工艺加工成钢筋直螺纹(螺纹应力二次增强)端头,套筒采用快速成孔切削成内螺纹钢套筒,简称为滚压直螺纹接头或滚压切削直螺纹接头;另一种是在钢筋端头先采用设备顶、压增径(墩头),使钢筋端头应力大增,而后采用套丝工艺加工成等直径螺纹端头,套筒采用快速成孔切削成内螺纹钢套筒,简称为墩头直螺纹接头或墩粗切削直螺纹接头。无论采用滚压,还是采用墩粗工艺使被接钢筋的端头均匀地预加应力,这两种方法都能有效地增强钢筋端头母材强度,可等同于钢筋母材强度而设计的直螺纹接头。这种接头形式使结构强度的安全度和地震情况下的延性具有更大的保证,钢筋混凝土截面对钢筋接头百分率可放宽,大大地方便了设计与施工;等强直螺纹接头施工仅采用普通扳手旋紧即可,对丝扣少旋1~2扣不影响接头强度,省去了锥螺纹力矩扳手检测和梳密质量检测的繁杂程序,可提高施工工效;套筒丝距比锥螺纹套筒丝距少,可节省套筒钢材;此外,尚有设备简单、经济合理、应用范围广等优点。
等强直螺纹连接套筒的类型有:标准型(用于Ⅱ,Ⅲ级带肋钢筋)、扩口型(用于钢筋难于对接的施工)、变径型(用于钢筋变径时的施工)、正反丝扣型(用于钢筋不能转动时的施工)。套筒的抗拉设计强度不应低于钢筋抗拉设计强度的1.2倍。为确保接头强度大于现行国家标准中A级标准,接头抗拉设计强度应取钢筋母材实测抗拉强度,或取钢筋母材标准抗拉强度的1.10倍(1.10ftk)。
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