8.4 钢筋的连接
8.4.1 钢筋连接的形式(搭接、机械连接、焊接)各自适用于一定的工程条件。各种类型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。因此钢筋连接的基本原则为:连接接头设置在受力较小处;限制钢筋在构件同一跨度或同一层高内的接头数量;避开结构的关键受力部位,如柱端、梁端的箍筋加密区,并限制接头面积百分率等。
8.4.2 由于近年钢筋强度提高以及各种机械连接技术的发展,对绑扎搭接连接钢筋的应用范围及直径限制都较原规范适当加严。
8.4.3 本条用图及文字表达了钢筋绑扎搭接连接区段的定义,并提出了控制在同一连接区段内接头面积百分率的要求。搭接钢筋应错开布置,且钢筋端面位置应保持一定间距。首尾相接形式的布置会在搭接端面引起应力集中和局部裂缝,应予以避免。搭接钢筋接头中心的纵向间距应不大于1.3倍搭接长度。当搭接钢筋端部距离不大于搭接长度的30%时,均属位于同一连接区段的搭接接头。
粗、细钢筋在同一区段搭接时,按较细钢筋的截面积计算接头面积百分率及搭接长度。这是因为钢筋通过接头传力时,均按受力较小的细直径钢筋考虑承载受力,而粗直径钢筋往往有较大的余量。此原则对于其他连接方式同样适用。
对梁、板、墙、柱类构件的受拉钢筋搭接接头面积百分率分别提出了控制条件。其中,对板类、墙类及柱类构件,尤其是预制装配整体式构件,在实现传力性能的条件下,可根据实际情况适当放宽搭接接头面积百分率的限制。
并筋分散、错开的搭接方式有利于各根钢筋内力传递的均匀过渡,改善了搭接钢筋的传力性能及裂缝状态。因此并筋应采用分散、错开搭接的方式实现连接,并按截面内各根单筋计算搭接长度及接头面积百分率。
8.4.4 本条规定了受拉钢筋绑扎搭接接头搭接长度的计算方法,其中反映了接头面积百分率的影响。这是根据有关的试验研究及可靠度分析,并参考国外有关规范的做法确定的。搭接长度随接头面积百分率的提高而增大,是因为搭接接头受力后,相互搭接的两根钢筋将产生相对滑移,且搭接长度越小,滑移越大。为了使接头充分受力的同时变形刚度不致过差,就需要相应增大搭接长度。
为保证受力钢筋的传力性能,按接头百分率修正搭接长度,并提出最小搭接长度的限制。当纵向搭接钢筋接头面积百分率为表8.4.4的中间值时,修正系数可按内插取值。
8.4.5 按原规范的做法,受压构件中(包括柱、撑杆、屋架上弦等)纵向受压钢筋的搭接长度规定为受拉钢筋的70%。为避免偏心受压引起的屈曲,受压纵向钢筋端头不应设置弯钩或单侧焊锚筋。
8.4.6 搭接接头区域的配箍构造措施对保证搭接钢筋传力至关重要。对于搭接长度范围内的构造钢筋(箍筋或横向钢筋)提出了与锚固长度范围同样的要求,其中构造钢筋的直径按最大搭接钢筋直径取值;间距按最小搭接钢筋的直径取值。
本次修订对受压钢筋搭接的配箍构造要求取与受拉钢筋搭接相同,比原规范要求加严。根据工程经验,为防止粗钢筋在搭接端头的局部挤压产生裂缝,提出了在受压搭接接头端部增加配箍的要求。
8.4.7 为避免机械连接接头处相对滑移变形的影响,定义机械连接区段的长度为以套筒为中心长度35d的范围,并由此控制接头面积百分率。钢筋机械连接的质量应符合《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107的有关规定。
本条还规定了机械连接的应用原则:接头宜互相错开,并避开受力较大部位。由于在受力最大处受拉钢筋传力的重要性,机械连接接头在该处的接头面积百分率不宜大于50%。但对于板、墙等钢筋间距很大的构件,以及装配式构件的拼接处,可根据情况适当放宽。
由于机械连接套筒直径加大,对保护层厚度的要求有所放松,由“应”改为“宜”。此外,提出了在机械连接套筒两侧减小箍筋间距布置,避开套筒的解决办法。
8.4.8 不同牌号钢筋可焊性及焊后力学性能影响有差别,对细晶粒钢筋(HRBF)、余热处理钢筋(RRB)焊接分别提出了不同的控制要求。此外粗直径钢筋的(大于28mm)焊接质量不易保证,工艺要求从严。对上述情况,均应符合《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18的有关规定。
焊接连接区段长度的规定同原规范,工程实践证明这些规定是可行的。
8.4.9 承受疲劳荷载吊车梁等有关构件中受力钢筋焊接的要求,与原规范的有关内容相同。