钢筋连接那些事（二）

最近读书汇 在阅读姜学诗总的书籍，其中有一个专题是关于钢筋连接的内容，分享给各位朋友。

五个标题要点概览

1、钢筋为什么要连接？钢筋连接的五个概念设计要点？

2、钢筋连接的设计的原则

3、钢筋的搭接连接

4、 钢筋的机械连接的特点

5、钢筋的机械连接接头的类型

6、钢筋的机械连接接头的性能等级

下面步入正题吧！

1、钢筋为什么要连接？钢筋连接的五个概念设计要点？

(l）受力钢筋除少量以盘圆条形式供货外，大多数以一定长度（如 9一12m ）的直条方式供货在按设计长度定尺切断钢筋后，就有将加工余料连接起来再利用的问题当结构尺度很大超过钢筋供货长度时，也必然存在将钢筋接长使用的问题为了保证结构受力的整体效果，这些钢筋必须连接起来实现内力的过渡和传递钢筋连接的基本问题是确保连接区域的 承载力、刚度、延性、恢复性能和疲劳性能。

1）钢筋连接的 承载力 ，要求被连接钢筋能完成力的可靠传递，即一端钢筋的承载力能100％地通过连接区段传递到另一端钢筋匕等强传力是所有钢筋连接的最起码要求。

2）钢筋连接的 刚度 ，是指将钢筋的连接区域视为特殊的钢筋段，其抵抗变形的能力应接近被连接的钢筋否则，接头区域较大的伸长，会导致构件出现明显的裂缝。钢筋连接的刚度降低还会造成与同一区段内未被连接的钢筋之间力的分配差异受力钢筋之间受力不均，将会导致构件截面承载力削弱。

3）钢筋连接的 延性 ，要求被连接钢筋具有10％以上的均匀伸长率，且在发生颈缩变形后才可能被拉断如连接方法（焊接、挤压、冷墩等）引起钢材性能发生变化，则可能在连接区段内发生无预兆的脆性破坏，影响钢筋连接的质量

4）钢筋连接的 恢复性能 ，是指偶然发生超载导致结构构件产生较大的裂缝及较大的变形时，只要钢筋未屈服，超载消失后，钢筋的弹性回缩可以基本上闭合裂缝并使过大的变形恢复。

5）钢筋连接的 疲劳 ，是指在高周交变荷载作用下，钢筋的连接区段具有必要的抵抗疲劳的能力。

2、钢筋连接的设计的原则

l）钢筋连接的接头应尽量设置在构件 受力较小处 ，如受弯构件，宜设置在弯矩较小处轴心受拉及小偏心受拉杆件（如析架下弦、拱的拉杆等）不得采用绑扎搭接接头；

2）在同一根受力钢筋上 宜少设连接接头 ，避免过多的接头使钢筋传力性能削弱过多；

3）接头 位置应错开 ，即在同一连接区段内，接头钢筋面积百分率应加以限制。

4）在钢筋 连接区段内应采取必要的构造措施 ，如适当增加混凝土保护层厚度，增大钢筋间距，配置横向构造钢筋，保证必要的配箍率（含箍筋设置及加密），以确保对被连接钢筋的约束

3、钢筋的搭接连接

1）钢筋的搭接连接钢筋一般采用 绑扎搭接 ，因其比较可靠且施工一简单而得到较厂泛的应用，但直径较粗的钢筋绑扎搭接施工不便，且容易发生过宽的裂缝，因此《混凝土规范》规定，直径大于25mm的受拉钢筋和直径大于28mm的受压钢筋不宜采用绑扎搭接连接，实际工程中直径大于20mm的受力钢筋已多采用机械连接。

轴心受拉和小偏心受拉的构件，因钢筋受力相对较大，为防止连接失效引起倒塌、坠落等严重事故，规范不允许采用绑扎搭接连接。

钢筋搭接连接传力的本质是 锚固 ，但此锚固作用相对较弱，故钢筋搭接长度 Ll要比锚固长度La要长：由于搭接的钢筋在受力后的分离趋势及搭接区域混凝土的纵向劈裂，要求对搭接区域的混凝土应有强力的约束．故《混凝土规范》规定，在钢筋的搭接长度范围内应配置横向构造钢筋，其直径不应小于搭接钢筋直径d的l/4；其间距，对梁、柱、斜撑等构件不应大于5d及100 mm，对板、墙等平面构件不应大于10d及100mm，当受压钢筋直径大于25mm时，为了避免受压端面压碎混凝土，应在钢筋搭接接头两个端面外I00mm范围内各加配两个钢箍，对承压混凝土加强约束。

钢筋搭接传力的机理如图所示。

钢筋搭接时，如在同一区域中搭接钢筋占有较大的比例，则尽管其传力性能 有保证，但搭接钢筋之间的相对滑移将大大超过整根钢筋的弹性变形，不仅裂缝相对集中，内力和应变也相对集中，形成很大的端头横向裂缝及沿搭接钢筋之间的纵向劈裂裂缝；这些裂缝在破坏前会发展成整个接头区域的龟裂鼓出。

钢筋搭接区域的裂缝状态如图所示。

为了 避免应力集中 ，不应采用顺次搭接，应采用错开的搭接方式《混凝土规范》规定，绑扎搭接接头的连接区段是以搭接长度中点为中心的1 . 3倍搭接长度的范围，即相邻两个搭接接头中心的间距不应小于1 . 3Ll，或钢筋端头相距不小于0 . 3 Ll ，二钢筋搭接连接接头的布置如图所示。

对同一搭接连接区段内钢筋接头面积百分率，《混凝土规范》为方便施工作出了如下规定：

（1）梁类构件限制搭接接头面积百分率不宜大于25%；因工程需要不得已时可以放宽，但不应大于50%；

（2）板类、墙类构件搭接接头面积百分率不宜大于25%；因工程需要可以放宽到50%或更大；

（3）柱类构件的受拉钢筋，搭接接头而积百分率不宜大于50%；因工程需要可以放宽。

4、 钢筋的机械连接的特点

（1）所需设备功率小，一般不大于3kw，一个工地可以多台设备同时作业；

（2）设备采用气相电源，作业时对电网干扰扰少；

（3）不同强度等级、不同直径的钢筋连接方便、快捷；

（4）不受天气影响，可以全天候作业；

（5）作业时无明火，无火灾隐患，工人的劳动条件得到改善；

（6）部分作业门可以在加工区完成，不占用现场施工时间，有利于缩短工期；

（7）人为影响质量的因素小，作业效率高，接头质量好，品质稳定；

（8）施工操作较简单，工人经过短期培训便可上岗操作；

5、钢筋的机械连接接头的类型

（1）挤压套筒接头，通过挤压力使连接用的钢套筒塑性变形与带肋钢筋紧密咬合形成的接头。

（2）锥螺纹套筒接头，通过钢筋端头特制的锥形螺纹与连接件锥螺纹咬合形成的接头。

（3）墩粗直螺纹套筒接头，通过钢筋端头墩粗后制作的直螺纹和连接件螺纹咬合形成的接头.

（4）滚轧直螺纹套筒接头，通过钢筋端头直接滚轧或剥肋后滚轧制作的直螺纹和连接件螺纹咬合形成的接头。

（5）熔融金属充填套筒接头，由高热剂反应产生熔融金属充填在钢筋与连接件套筒间形成的接头。

（6）水泥灌浆充填套筒接头，用特制水泥浆充填在钢筋与连接件套筒间硬化后形成的接头。

工程中常用的钢筋机械连接接头是 直螺纹接头、锥螺纹接头和套筒径向挤压接头 。

6、钢筋的机械连接接头的性能等级

根据如讨立强度及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异，钢筋的机械连接接头的性能等级分三个等级：

I级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际的拉断强度或1.10倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。

II级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。

III级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的1. 25倍，并具有一定的延性及反复拉压性能。

钢筋机械连接接头 性能等级的选定 应符合下列要求：

①混凝土结构中要求充分发挥钢筋强度或对接头延性要求较高的部位，应优先采用 II级 接头，当在同一连接区段内必须实施100％钢筋接头的连接时，应采用 l级 接头（杨工备注：比如装配式混凝土竖向钢筋连接）；

② 钢筋混凝土结构中钢筋应力较高但对接头延性要求不高的部位，可采用 III级 接头。

结构构件中纵向受力钢筋的接头宜相互错开，钢筋机械连接的连接区段长度应按35d计算（d为被连接钢筋中的较小直径）。在同一连接区段内有接头的受力钢筋截面面积与受力钢筋总截面面积的百分率（以下简称为 接头百分率 ），应符合下列规定：

①接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小部位，当需要在高应力部位设置接头时，在同一连接区段内III级接头的接头百分率不应大于25%;II级接头的接头百分率不应大于50%；I级接头的接头百分率只要不是在抗震设计的框架梁端或柱端箍筋加密区，可不受限制。

②接头宜避开有抗震设防要求的枢架梁端、柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采用I级接头或II级接头，且接头百分率不应大于50%。

③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。

④对直接承受动力荷载的结构构件，接失百分率不应大于50％。

对于重要的房屋结构，如无特殊要求，只要控制接头的百分率不超过50%,一般情况下，选用II级接头就可以了；同样，只要接头百分率不大于50%, II级接头可以在抗震结构中的任何部位使用。接头性能等级的选用并非愈高愈好，I级接头的强度指标很高，在现场大批量抽检时容易出现不合格接头，如无特殊需要，盲目提高接头等级容易给施工和检验带来不必要的麻烦，既不合理也不经济。

I级接头通常用于特别重要的建筑，也适用于需要在同一截而实施100％钢筋连接的某此特殊场合，如地下连续墙与水平钢筋的连接、滑模或提模施工中垂直构件与水平钢筋的连接、 装配式结构接头处钢筋的连接 、钢筋的对接、分段施工或新旧结构连接处钢筋的连接等。

钢筋采用机械连接时，连接件（套筒）的混凝土保护层厚度宜符合《混凝土规范》中钢筋混凝土保护层最小厚度的规定，且不得小于15mm , 机械连接套筒的横向净距不宜小于25mm。

当采用机械连接时，在结构设计总说明中应写明接头的性能等级。