隨著我國建筑業(yè)和經(jīng)濟形勢的不斷發(fā)展,整體性更好的現(xiàn)澆
鋼筋混凝土工程日益增多,而鋼筋的連接方式也成為影響工程結(jié)
構(gòu)質(zhì)量、進度、投資、操作方便程度等的重要因素之一。當前常用
的鋼筋連接方式主要有:綁扎搭接、焊接連接、機械連接等。下面
針對這幾種鋼筋連接方式進行分析和探討,從長遠利益和綜合效
益評價各種連接方式的優(yōu)缺點。
一、鋼筋連接的要求
為保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的受力承載性能,鋼筋的連接
區(qū)段與整體鋼筋相比,應(yīng)有相似的傳遞應(yīng)力的性能。應(yīng)能夠保持
鋼筋連接后的強度、剛度(變形模量)、延性(伸長率和冷彎性能)、
恢復性能(殘余應(yīng)變)、耐久性(接頭位置的鋼筋保護層厚度較小
影響耐久性)和抗疲勞性能等。
通過接頭間接傳力的鋼筋連接,無論是何種形式,與整體鋼
筋的直接傳力相比始終是一種削弱。因此,無論采用何種形式的
鋼筋接頭,都應(yīng)盡量設(shè)置在受力較小處,同一根鋼筋應(yīng)少設(shè)接頭,
接頭位置應(yīng)相互錯開,鋼筋連接接頭區(qū)域應(yīng)采取必要的構(gòu)造措
施[1I。
二、鋼筋連接方式
1、綁扎搭接連接
綁扎搭接連接是通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來傳遞鋼
筋應(yīng)力的方式。兩根相向受力的鋼筋分別錨固在搭接連接區(qū)段
的混凝土中而將力傳遞給混凝士,從而實現(xiàn)鋼筋之間應(yīng)力的傳
遞。搭接鋼筋由于橫肋斜向擠壓椎楔作用造成的徑向推力引起
了兩根鋼筋的分離趨勢,兩根搭接鋼筋之間容易出現(xiàn)縱向劈裂裂
縫,甚至因兩筋分離而破壞,因此必須保證強有力的配箍約束。
由于綁扎搭接連接是一種比較可靠的連接方式,質(zhì)量容易保
證,僅靠現(xiàn)場檢測即可確保質(zhì)量,且施工非常簡便,不需特殊的技
術(shù),因而應(yīng)用方面也廣泛,至今仍是水平鋼筋連接的主要形式。
而且在目前情況下價格也較低。但當鋼筋較粗時,綁扎搭接施工
困難且容易產(chǎn)生較寬的裂縫,因此對其直徑有明確限制。
但綁扎搭接連接浪費鋼筋,由于規(guī)范中限制接頭在同一位置,
若采用50%接頭百分率,則搭接長度為1.4厶,按一般情況下混凝
土強度取C30考慮,錨固長度為厶=30d(非抗震情況下),則一根
直徑d=20 mm的鋼筋,其一個接頭即浪費主筋42d=840嘲。
而綁扎搭接接頭區(qū)段大于3.22z。,搭接接頭區(qū)段范圍箍筋應(yīng)加
密,加密范圍長達96.6d=1 932 mm,使得綁扎搭接接頭不僅浪
費主受力鋼筋,而且也大大增加了箍筋的用量,綁扎搭接接頭區(qū)
段的箍筋用量相當于非接頭區(qū)域的兩倍。
因為資源有限,現(xiàn)在的低效率、低利用率的無限開采,將導致
未來建筑業(yè)材料資源的短缺。目前就已經(jīng)開始出現(xiàn)了鋼材供不
應(yīng)求的跡象。因此從長遠利益和綜合效益上講,不管綁扎搭接接
頭的單個接頭價格高低,都應(yīng)該盡可能少用或不用。
2、焊接連接
焊接連接是受力鋼筋之間通過熔融金屬直接傳力。若焊接
質(zhì)量可靠,則不存在強度、剛度、恢復性能、破壞性能等方面的缺
陷,是十分理想的連接方式。焊接的方式主要有:閃光對焊、電弧
焊、電渣壓力焊、氣壓焊、電焊等多種形式,可實現(xiàn)不同情況下的
鋼筋連接。
但影響鋼筋焊接質(zhì)量的因素也很多,如電壓、氣候、環(huán)境、施
工條件和操作水平等,難以保證穩(wěn)定的焊接質(zhì)量。施工隊伍的素
質(zhì)和管理水平還很難做到確保施工質(zhì)量。另外焊接熱量會影響
鋼筋材質(zhì),改變其力學性能。而且目前尚無簡便有效的檢測手
段,如虛焊、氣泡、夾渣、內(nèi)裂縫等缺陷以及內(nèi)應(yīng)力還很難通過現(xiàn)
場檢測加以消除。
因此,為了避免手工操作的不穩(wěn)定性,焊接連接應(yīng)采用機械
操作代替手工操作,以確保施工質(zhì)量,充分發(fā)揮焊接連接能保證
鋼筋整體性能的優(yōu)點。而且從長遠利益和綜合效益上,既節(jié)省了
大量鋼材,且其價格也低于機械連接。在保證質(zhì)量的情況下可優(yōu)
先選用焊接連接。
3、機械連接
機械連接是近年來發(fā)展起來的一種鋼筋連接方式,通過連貫
于兩根鋼筋之間的套筒來實現(xiàn)鋼筋的傳力,是間接傳力的一種形
式。鋼筋與套筒之間的傳力可通過擠壓變形的咬合、螺紋之間的
楔合、灌注高強膠凝材料的膠合等形式實現(xiàn)。機械連接的主要方
式有:徑向和軸向擠壓連接、錐螺紋連接、鐓粗直螺紋連接、滾軋
直螺紋連接等形式。根據(jù)目前的發(fā)展情況,機械連接中尤以鋼筋剝肋滾軋直螺紋為主。
主要優(yōu)點有:1)接頭強度高,與母材等強;2)連接質(zhì)量穩(wěn)定、
可靠;3)操作簡單,施工速度快,工作效率高;4)適用范圍廣,適用
于各種方位同、異直徑鋼筋的連接;5)鋼筋的化學成分對連接質(zhì)
量無影響;6)接頭質(zhì)量受人為因素影響小;7)現(xiàn)場施工不受氣候
條件影響;8)節(jié)省能源、耗電低;9)無污染、無火災(zāi)及爆炸隱患,施
工安全可靠;10)節(jié)省鋼材等