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中圖分類號:U445.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(a)-0072-01
鋼筋連接方式有多種,通常做法采用搭接或焊接連接,為提高施工工藝、施工質量和施工效率,目前廣泛推廣應用機械連接技術進行鋼筋連接。在宜昌興發廣場二期7#、8#樓及地下室工程基礎與主體結構,鋼筋直徑≥20 mm的均采用了直螺紋鋼筋連接技術。與傳統相比較,該施工技術工藝簡便,接頭強度高,質量穩定、性能可靠、連接速度快,應用范圍廣、經濟性能優越。同時,在施工現場可實現提前預制等優點,在工程應用上大大加快了鋼筋工序施工速度,并且降低了成本,在確保工程質量的情況下,很好的推動了工程整體進度。
1 鋼筋常用連接方式
1.1 焊接
鋼筋焊接分為壓焊和熔焊兩種形式。此外,鋼筋與預埋件T形接頭的焊接應采用埋弧壓力焊等。這種方式需要使用電焊機,一般是在鋼筋安裝好以后進行焊接,施工不方便,速度比較慢,施工質量由操作人員素質決定,比較難以保證,接頭局部溫度變化產生的應力應變比較大,比較經濟。
電渣壓力焊應用于柱、墻、煙囪等現澆混凝土結構中豎向受力鋼筋的連接;不得用于梁、板等構件中水平鋼筋的連接,梁、板鋼筋采用搭接焊。在工程開工或每批鋼筋正式焊接前,應進行現象條件下的焊接性能試驗。合格后,方可正式生產。鋼筋焊接施工之前,應清除鋼筋或鋼板焊接部位和與電極接觸的鋼筋表面上的銹斑油污、雜物等;鋼筋端部若有彎折、扭曲時,應予以矯直或切除。
1.2 綁扎搭接
鋼筋搭接是指兩根鋼筋相互有一定的重疊長度,用扎絲綁扎的連接方法,適用于較小直徑的鋼筋連接。一般用于混凝土內的加強筋網,經緯均勻排列,不用焊接,只須鐵絲固定。搭接長度與該房抗震等級、砼強度、鋼筋材質有關。但大于等于25的鋼筋不宜綁扎搭接、受拉鋼筋不宜冷搭。
這種方式不需要使用機械,鋼筋安裝好就行了,施工方便,速度比較快,施工質量由接頭處制作決定,比較容易保證,當直徑比較大的時候,成本比較高。
1.3 機械連接
鋼筋機械連接技術是一項新型鋼筋連接工藝,被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”,如鋼筋直螺紋連接,具有接頭強度高于鋼冷擠壓筋母材、速度比電焊快5倍、無污染、節省鋼材20%等優點。
這種連接方式需要使用一些工具,鋼筋安裝的過程中進行連接,速度比較快,施工質量由接頭制作決定,比較容易保證,成本較高。
綜上所述,就目前來說,機械連接施工較簡單,速度比較快,質量穩定有保障,雖成本較高,但綜合計算工料機的綜合成本還是比較低的。因此本工程采用鋼筋直螺紋連接技術。
2 鋼筋直螺紋連接施工
2.1 鋼筋直螺紋連接工藝
2.1.1 剝削直螺紋
直螺紋套絲采用專用機床,可用于不同直徑的套絲加工,并嚴格保持絲頭直徑和螺紋精度穩定性,保證套筒的良好配合和互換性,連接套筒則在加工廠按設計規格精度要求預制好后,裝箱待用。
2.1.2 連接套筒對接
利用普通扳手擰緊即可。具體為將套筒擰入一端鋼筋并用扳手擰緊后,絲頭端面即在套筒中央,再將另一端鋼筋絲頭擰入靠攏后,將連接套筒反擰實現對接。
2.2 直螺紋連接的檢驗、試驗
(1)接頭的力學性能檢驗。
接頭的力學性能檢驗按驗收批進行,同一施工條件下采用同一材料的同等級、同型號、同規格接頭,以500個為一個驗收批,不足500個作為一個驗收批,當現場連接受能10個驗收批,其全部單向拉伸試件一次均為合格時,驗收批接頭數量可擴大為1500個。
(2)直螺紋套筒。
套筒長度一般為鋼筋直徑的2倍,如 Φ25 mm鋼筋套筒長度為500 mm,鋼筋絲頭長度為25 mm。
鋼筋直螺紋套筒主要檢驗外徑及長度尺寸,螺紋用精度為6H的螺紋塞規檢查。套筒應無銹蝕、裂縫等缺陷,絲扎上應無油污等污染,套筒外徑以每500個接頭作為一驗收批,每批按10%抽驗,合格率不小于95%,否則該套筒應逐個檢驗,合格后方可使用。
(3)鋼筋套絲檢驗。
每生產10個用專用套筒校驗一次,剔除不合格絲頭,以一個班內生產的絲頭為一個驗收批,隨機抽10%用專用套筒校驗,直合格率應不少于95%,檢驗合格后,做好定位標色線,用塑料帽子保護。
2.3 技術要領
2.3.1 鋼筋絲頭加工
(1)鋼筋下料時,切口應平滑且和鋼筋軸線垂直,端部不得有翹曲變形。
(2)鋼筋下料時不得用電焊、氣割等切斷,應用砂輪切割鋸等機具。
(3)鋼筋規格應與滾絲器調整一致,螺紋滾絲的長度應滿足設計要求。
(4)鋼筋直螺紋滾絲加工時,應加水溶性切削液,不得使用油性切削液,也不能干切加工。
(5)鋼筋直螺紋接頭加工好后,應立即在絲頭安裝好保護套,防止損壞絲頭。
2.3.2 套筒加工
(1)套筒應按照產品設計圖紙要求在工廠加工制造,其材質、螺紋規格及加工精度應滿足設計要求并按規定進行生產檢驗。
(2)套筒加工完成后,應立即用防護蓋將兩端封嚴,防止套筒內進入雜物。其表面必須標注規格、生產車間和日期代號、批號。
(3)套筒嚴禁有裂紋,并應作防銹處理。
2.3.3 鋼筋連接
(1)鋼筋連接時,套筒規格應與鋼筋絲頭規格一致,且絲扣完好無損、無污物。
(2)必須采用長度大于400 mm的管鉗扳手擰緊,使兩鋼筋絲頭在套筒中央位置相互頂緊或鎖母鎖緊,并用油漆作標記。
(3)標準型接頭連接后,套筒兩端外露完整絲扣不得超過2扣,加長型絲頭的外露絲扣不受限制。
另外,在進行砼澆筑時,應加強接頭保護,防止水泥等污染物進入污染接頭而影響施工質量。
3 結語
直螺紋套筒連接是一種新型機械連接,隨著國內外鋼筋機械連接發展趨勢,直螺紋套筒連接將成為今后土建施工中主導型鋼筋的連接型式,由于直螺紋鋼筋連接技術施工工藝簡單便捷,連接速度快,勞動效益高,適用范圍廣,經濟性能優越,是值得應用推廣的一項新技術。
參考文獻
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關鍵詞:鋼筋直螺紋;連接;工藝;施工質量
中圖分類號: TU37 文獻標識碼: A
一、鋼筋直螺紋連接技術簡介
直螺紋套筒連接是通過鋼筋端頭特制的直螺紋和直螺紋套管咬合形成整體的一種連接方式。可根據需要制作直徑為l6~40 mm的鋼筋直螺紋連接套。該套筒制作材料用45號優質碳素結構鋼或其他經試驗確認符合要求的鋼材。連接套筒的屈服承載力和抗拉承載力不小于被連接鋼筋屈服承載力和抗拉承載力標準值的1.10倍。接頭的性能符合《鋼筋機械連接通用技術規程》接頭性能的規定。
鋼筋的機械連接在很多場合下彌補了焊接的不足,如鋼材材質不穩定或可焊性差的情況、電源不穩或焊工水平較差的情況、工期緊、電容量不足無法多臺焊機操作的工況、以及風雨寒冷氣候或防火要求高的場合,選用機械連接能避開上述困難,顯示出很大的優越性。此外,大量水平鋼筋的現場連接,采用鋼筋直螺紋連接也是較為優良的方案。
二、鋼筋直螺紋制作工藝要點
2.1 工藝流程
鋼筋原料切頭套絲加保護套機械加工套筒加保護套工地連接。
見圖1
圖1、鋼筋直螺紋制作工藝流程圖
2.2 制造工藝要求
包括對鋼筋絲頭、套筒的加工要求,以及鋼筋連接。
①鋼筋絲頭加工:
a.鋼筋端部不得有彎曲,出現彎曲時應調直后再進行加工。
b.鋼筋下料時宜用砂輪鋸等機具,不得用電焊、氣割等切斷。鋼筋端面宜平整并與鋼筋軸線垂直,不得有馬蹄形或扭曲。
c.鋼筋規格應與滾絲器調整一致,螺紋滾軋的長度應滿足設計要求。
d.鋼筋直螺紋滾軋加工時,應使用水溶性切削液,不得使用油性切削液,也不得在沒有切削液的情況下進行加工。
e.鋼筋絲頭螺紋尺寸宜按GB196標準確定,中徑公差應滿足GB197標準中6f 精度要求。
f.鋼筋絲頭加工自檢完畢后,應立即套上保護帽,防止損壞絲頭。
②套筒加工:
a.套筒應按照產品設計圖紙要求在工廠加工制造,其材質、螺紋規格及加工精度應滿足設計要求并按規定進行生產檢驗。
b.套筒的內螺紋尺寸宜按GB196標準確定,中徑公差應滿足GB197標準中6H 精度要求。
c.套筒加工完成后,應立即用防護蓋將兩端封嚴,防止套筒內進入雜物。其表面必須標注規格、生產車間和日期代號、批號。
d.套筒嚴禁有裂紋,并應作防銹處理,裝箱前應蓋好防護塞 套筒出廠時應有產品合格證。
③鋼筋連接:
a.進行鋼筋連接時,鋼筋絲頭規格應與套筒規格一致,且絲扣完好無損、無污物。
b.鋼筋連接時,必須采用長度不小于400mm的管鉗、扳手擰緊,使兩鋼筋絲頭在套筒中央位置相互頂緊或鎖母鎖緊,并用油漆加以標記。
c.標準型接頭連接后,套筒兩端外露完整絲扣不得超過2扣,加長型絲頭的外露絲扣不受限制。
2.3 外觀質量
a.鋼筋絲頭的長度、中徑、牙型角和有效絲扣數量等必須符合設計要求
b.絲頭的大徑低于螺紋中徑的不完整絲扣的累計長度,不得超過兩個螺紋周長。
c.絲頭有效螺紋中徑的圓柱度不得超過0.2 mm。
d.鋼筋絲頭表面不得有嚴重的銹蝕及破損。
2.4 連接套筒
套筒的長度、直徑和內螺紋等必須符合設計要求;套筒的外觀不得有裂紋,內螺紋及外表面不得有嚴重的銹蝕及破損。
三、質量要求
鋼筋直螺紋連接技術的質量要求有三個方面。
①絲頭:牙形飽滿,牙頂寬度超過0.6mm,禿牙部分累計長度不應超過一個螺紋周長。外形尺寸含螺紋直徑及絲頭長度應滿足要求。
②套筒:套筒表面無裂紋和其它缺陷,外形尺寸包括套筒內螺紋直徑及長度應滿足產品設計要求。
③連接:連接是要確保絲頭和連接套的絲扣干凈、無損。被連接的兩鋼筋斷面應處于連接套的中間位置,偏差不大于1P,并用工作扳手擰緊,使兩鋼筋端面頂緊。
鋼筋直螺紋連接技術的質量檢驗:加工人員加工時逐個目測絲頭的加工質量。檢查應符合驗收標準的規定(外觀質量形飽滿,牙頂寬度0.6mm,禿牙部分累計長度不應超過一個螺紋周長。絲頭長:牙度:鋼筋絲頭螺紋的效旋合長度甩專用絲頭卡板檢測,標準型接頭的絲頭長度公差為+1P。螺紋中徑:通環規能順利旋入整個有效扣長度,而止環規旋入絲頭的深度不大于3P[P為螺距])。每加工10絲頭應用相應的環規和絲頭卡板檢測1 次,并剔除不合格產品。自檢合格的絲頭,再由質檢人員對每種規格加工的絲頭隨機抽樣檢驗,以一個工作班生產的絲頭為一個檢驗批隨機抽樣10%,且不得少于l0 個,按表1作鋼筋絲頭質量檢查。如有一個絲頭不合格,應加倍抽檢,復檢仍有不合格絲頭時,即應對該批全數檢查,不合格的絲頭應切去重新加工,經再次檢驗合格后方可使用。
已檢驗合格的絲頭應戴上塑料帽或連接套和保護塞加以保護,見表1。
表 1、絲頭檢驗標準
四、效益與效果
與傳統的幫條焊、搭接焊相比較,新的鋼筋連接技術具有施工效率快、連接質量容易保證、施工環境無污染、節省鋼筋材料、降低施工成本等優點。新的技術將大量的產品配件在工廠里機械化加工完成,形成標準的工廠化生產,質量容易保證;現場施工無明火,不會對施工環境產生任何污染,大大改善了現場施工環境并降低了工人勞動強度;節省了鋼筋搭接部分,總之,幾種技術的施工綜合成本都低于焊接連接的成本,不同鋼筋連接接頭詳細比較見表2。
表2、等強直螺紋接頭的特點及與其他鋼筋連接接頭的技術經濟比較
五、結 語
從上表比較中其中鋼筋直螺紋連接,較適用于較大直徑鋼筋間、或變徑鋼筋間的連接,尤其在較粗直徑鋼筋布置密集區域及施工作業面狹小時其優點更為突出。因此,相比之下等強直螺紋機械連接顯示了其強度既高質量又穩定、施工快捷方便、價格適中的優越性。在濱海站工程中推行的鋼筋直螺紋連接技術的使用,提高濱海站工程的施工科技含量,提高了現場工作效率,降低了施工人員的勞動強度,加快了工程的施工進度,增加了現場文明施工的水平。同時,由于鋼筋直螺紋連接技術在鋼筋連接中的使用,減少了現場施工中人為因素對鋼筋連接質量的影響,使得在質量中不易控制的人為因素降到最低,從而有效地提高了鋼筋連接的質量。此項技術在總承包工程施工中推廣使用,為在以后的施工中積累了豐富的施工經驗,并極大地提高了施工工藝水平。
參考文獻
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關鍵詞:鋼筋;直螺紋連接;質量控制
鋼筋機械連接是近十幾年以來發展起來的一項新型鋼筋連接工藝,被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”,具有接頭強度高于鋼筋母材、速度比電焊快5倍、無污染、節省鋼材5%以上等優點。
鋼筋等強度直螺紋連接接頭具有接頭質量穩定易控制,連接強度高,可與套筒擠壓連接接頭相媲美,而且又具有錐螺紋接頭施工方便、速度快的特點,被廣泛應用于建筑工程、道路橋梁工程中。
本文筆者通過對多個使用鋼筋直螺紋連接工藝的工程監理工作經驗進行總結,重點對“剝肋滾壓直螺紋連接”接頭質量控制的要點進行陳述。
1、原材料質量控制
1.1 鋼筋原材料:連接所用的鋼筋要有產品出廠合格證,產品性能檢測報告,以及材料進場復驗報告;且材料表面應光潔,不允許有嚴重銹蝕、油脂等質量缺陷,原材料強度必須滿足設計及規范要求,鋼筋直徑偏差必須在允許范圍內,如有過大的副偏差,會造成剝肋后直徑偏小或不圓整,加工的絲頭易出現禿牙、斷牙現象,影響接頭的強度。
1.2 連接套筒:連接套筒要采用優質碳素結構鋼或其它經型式檢驗確定符合要求的鋼材,連接套筒必須要有出廠合格證,外觀質量、螺紋規格必須符合要求,采取目測、游標卡尺、螺紋塞規(通端螺紋塞規、止端螺紋塞規)進行檢查。
2、鋼筋端部螺紋加工工藝和質量控制
2.1 加工準備
2.1.1 鋼筋絲頭加工是該工藝關鍵之一,該道工序需要3人協作完成,1人操作設備,2人搬運鋼筋。為確保鋼筋絲頭加工質量,3名操作人員均須經過專業技術培訓,嚴格考核,持證上崗。鋼筋加工前,項目技術負責人要對操作人員進行技術交底;
2.1.2 按鋼筋翻樣單采用砂輪切割機或其它專用切斷設備斷料,切口斷面應與鋼筋軸線垂直,以確保鋼筋待連接端面平頭,平頭的目的是讓鋼筋端面與母材軸線方向垂直,并使鋼筋連接端面之間充分接觸,端頭不得有撓曲、馬蹄形現象,不得用氣割下料。下料后做好需要攻絲頭型式的標記,如標準接頭、正反絲扣接頭等:
2.2 鋼筋端部螺紋加工
2.2.1 按鋼筋規格調整好直螺紋滾絲機滾絲頭內孔最小尺寸及漲刀環,調整剝肋擋塊、剝肋直徑及滾壓行程,裝卡鋼筋,啟動設備,進行加工;(加工螺紋時應使用水溶性切削液)
2.2.2 加工絲頭的螺紋規格必須與套筒相匹配,加工過程中必須嚴格控制的內容:剝肋直徑、螺紋規格、絲頭長度、完整絲扣圈數。
2.2.3 加工完畢后須逐個檢查,檢查內容為:外觀、絲頭長度、螺紋直徑、螺紋圈數:對不合格的應切除絲頭重加工;
2.2.4 對檢查合格的鋼筋絲頭應立即加上專用絲頭保護帽對絲頭進行保護,防止在搬運過程中、施工過程中被污染、損壞及雨水侵蝕絲頭生銹。
2.3 現場連接及質量控制
2.3.1 鋼筋連接時,應仔細檢查鋼筋規格與連接套簡規格是否一致,并檢查鋼筋端部螺紋(絲頭)和套筒的絲扣是否有油污、損壞現象;
2.3.2 鋼筋現場連接時應使用管鉗或力矩扳手將連接套筒擰緊,連接時鋼筋必須對正,擰緊后套筒兩側外露的完整絲扣不得超過1個,對已連接并擰緊的接頭要做好標記;
2.3.3 采用予理接頭時,連接套的位置、規格和數量應符合設計要求,帶連接套筒的外露端應有保護蓋;
2.3.4 施工時注意安裝的接頭百分率不得超過《鋼筋機械連接通用技術規程》(JGJl07-2003)規定要求。
3、接頭工藝檢驗
3.1 鋼筋連接工程開始前及施工過程中,應以每批鋼筋進行接頭工藝檢驗,工藝檢驗應符合下列要求:
3.1.1 每種規格鋼筋的接頭試件不應少于3根:
3.1.2 鋼筋用材抗拉強度試件不應少于3根,且應取自接頭試件的同一根鋼筋;
3.1.3 接頭試件的抗拉強度均應符合JGJl07-2003表3.0.5的規定;對于Ⅰ級接頭,試件抗拉強度應大于或等于鋼筋抗拉強度的實測值的0.95倍,對于Ⅱ級鋼接頭,應大于0.90倍。
3.2接頭的現場檢驗按驗收批進行,同一施工條件下采用同一批材料的同等級、同形式、同規格接頭,以500個為一個驗收批進行檢驗與驗收,不足500個也作為一個驗收批。
4、監理質量檢驗
4.1 鋼筋絲頭質量檢驗
4.1.1 首先操作者對加工的絲頭要逐個進行檢查。首先檢查其外觀質量,螺紋要飽滿,表面光潔,不粗糙,螺紋直徑大小應一致,無虛假螺紋及缺肉、瘦牙等缺陷,螺紋長度、公差尺寸應符合規定;再次用檢驗鋼筋絲頭的專用量具――螺紋環規進行檢驗,鋼筋絲頭要能夠順利通過螺紋環規,且絲頭與螺紋環規要十分吻合才算合格。
4.1.2 經施工單位自檢合格的鋼筋絲頭,監理部要再對每種規格加工批量隨機抽檢10%,且不少于10個,如果在抽檢中有一個不合格,則對該加工批全數進行檢查,不合格的絲頭要重新加工,經檢驗合格后方準予使用。
4.2 接頭質量檢驗:鋼筋接頭在施工單位檢驗合格后,再由監理部進行驗收。首先對鋼筋接頭處絲扣進行目測并做好標記,如果發現有一個完整絲扣外露,則該接頭要重新擰緊或進行加固處理;然后用扭力扳手隨機抽檢每種規格接頭數量的10%,且不少于10個,如果在抽檢中發現有一個接頭松動,則要對該種規格的接頭全數進行檢查。
4.3 機械性能檢驗:在鋼筋絲頭和接頭質量驗收合格后,項目監理部必須再對每批同規格鋼筋進行隨機抽樣做拉伸強度試驗(對有特殊要求的混凝土結構,可增做單向反復拉伸試驗和疲勞性能試驗),每一驗收批鋼筋接頭數量不得超過500個,且至少進行一組(三個試件)試驗,如果有一個試件不合格,則要取雙倍試件試驗,如仍有不合格,則該批接頭為不合格,禁止在工程中使用。
關鍵字:直螺紋連接技術;工藝;技術特點;檢測原理;建筑應用
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國的建筑業的高速發展,傳統的鋼筋手工焊接方法已逐漸被淘汰,取而代之的機械連接技術在很多高層建筑中廣泛被運用,特別是機械連接法中的直螺紋連接技術,目前已日益成熟。直螺紋連接技術不僅有操作簡便,外部環境對其影響少的特點,而且它的抗拉強度高于或等于母材的強度,能有效提高工程質量。
制作工藝
鋼筋鐓粗直螺紋連接技術的的制作工藝,大致分為四個流程,其工藝的程要符合相關的技術指標,流程大致如下:
(一)鋼筋的下料流程
在鋼筋的下料過程中一般采用鋸床或者是砂輪切割機來進行工作,工作的主要性質是針對鋼筋的馬蹄形部分切割。在切割的過程中必須注意切割端面的角度,最好保持垂直四度之內,防止端頭有彎曲現象發生,更不應出現有馬蹄形的情況。
(二)鐓粗端部流程
在鋼筋鐓粗的過程中,要采用鐓粗機來進行作業,其工藝的過程是先將材料的端頭放入鐓粗機內,然后油壓達到預定指標后,采用回油措施退出鋼筋,其一個墩頭的工作時間在半分鐘左右。對于油壓的調整,一般采用試鐓的方法,通過試鐓的結果分析來設置油壓的預定數據。在鐓粗的過程中,其鐓粗量不要太小,避免接頭強度低于母材強度的情況發生。
(三)套絲流程
在完成鋼筋鐓粗之后,就需要在鋼筋上進行套絲,其設備有專用的套絲機,套絲的工藝流程一般是在鋼筋的兩端上進行加工,一端加工鋼筋兩倍直徑長度絲頭,另一端加工上與鋼筋直徑相同的絲頭。
(四)鋼筋絲頭連接流程
鋼筋絲頭的連接由于鋼筋材料和建筑要求不同,其也有不同的絲頭連接過程。一般包括六種。第一種,擴口型連接,擴口連接是指在有擴口的套筒上運用鋼筋進行連接,一般采用對接的方式完成擴口型連接。第二種,正反絲扣型連接,正反絲扣連接是指套筒內有左旋和右旋不同的螺紋,一般用來調軸向長度。第三種,加長型,加長型連接主要用于鋼筋難以轉動,而對套筒進行轉動;第四種,加鎖母型連接,加鎖母連接也與第三種方法情況類似,同樣都是鋼筋難以轉動,因此在轉動套筒的同時加上鎖母固定,這種方法被稱為加鎖母連接;第五種,變徑型連接,變徑型連接是指工程對套筒的直徑要求沒有限制,因此對于很多直徑不同的鋼筋都很適用。第六種,標準連接,標準連接是指鋼筋上面的絲頭,以及所需的套筒都是標準的右旋型螺紋,只需轉緊鋼筋即可,無需其他的工作步驟。
二、鐓粗直螺紋連接技術的特點
鐓粗直螺紋連接技術的特點是靠鋼筋機械來完成主要工作,不但受外部天氣和環境等影響較小,而且具有快速的連接速度、提高接頭強度、應用廣泛以及經濟效益良好的特征。
快速的連接速度
快速的連接速度不僅表現在連接上,也表現在絲頭制作上,由于有相關機械設備的制作,大大的縮短了施工所需用的時間。機械設備生產的套筒長度不長,螺紋扣數相對不多,因此直接采用手工安裝,有效地提高了連接速度。
提高接頭強度
運用鐓粗直螺紋連接技術所制作的鋼筋接頭,一般它的強度不在母材鋼筋之下,在進行連接的同時,使鋼筋母材的強度效果得到有效發揮。
應用廣泛
由于很多鋼筋的連接技術都受到場合的限制,所以其他的連接技術具有一定的局限性,而鐓粗直螺紋連接技術相比之下,受場合的限制比較小,因此得到很多建筑工程的廣泛應用。
經濟效益
相對于其他接頭比較,鐓粗直螺紋技術制作的接頭能節省鋼筋材料,甚至比套筒擠壓接頭省鋼百分之七十,因此有效提高了經濟效益,為企業成本控制產生了良好促進作用。
鐓粗直螺紋連接接頭的現場檢測原理
鐓粗直螺紋所需用的鋼筋,在其準備過程中要進行檢測,首先要對相關的合格證明進行檢測,嚴把“三證”關,即生產許可證、質量合格證以及安全證明。其次再用儀器對鋼筋的本身做檢測,要檢測套筒的材料成分,要檢測物理性能,檢測過程中可以做拉伸試驗,并制定出有關其性能的試驗報告,要保證其抗拉強度標準值不得小于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2倍,如果鋼筋的強度低于了母材強度的標準,則視為不合格;另外,我們也可以通過肉眼的方式去對材料進行檢測,富有經驗的檢測人員可以充分運用這一點,可以借用螺紋量規對不同螺紋的直徑進行檢測;比如;并且在驗收的同時,要注意套筒的存放問題,不應放在潮濕陰暗的環境中,防止套筒生銹現象發生,而且要對不同規格型號的套筒和連接鋼筋歸類存放。
在檢測驗收的時候,由于材料的數量龐大,應采用批量檢測的方法。對于材料成分和接頭規格都相同的材料,可以分成一個批次驗收。驗收的同時,針對這個批次的材料隨機抽取幾個材料來進行試驗,試驗的標準遵照拉伸強度不能低于母材強度的指標,如果抽樣檢測的材料中有一個不符合規范,那么可以再進行仔細的復試,如果復試仍然不通過,那么說明這個批次的材料質量存在很大的問題。
鋼筋鐓粗螺紋連接技術是一種主要運用機械工作的技術,相較于其他螺紋連接技術,它具備連接速度快和強度高的特點,并且外部因素,比如氣候、電力等影響相較于其他連接技術,鐓粗螺紋連接技術要低的多。并且它還具有螺紋扣數少、套筒長度不深等特點,很方便相關工程安裝人員的操作。同時鋼筋鐓粗螺紋技術受場合的影響小,試用于多種高層建筑中,也為安裝人員的安全提供了保障。再者,直螺紋技術在解決一些鋼筋直徑過大的材料上,有著良好的處理措施,有效的提高了工程質量的同時,也加快了其工程建設的進度。
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[4]劉永頤.HRB400級鋼筋鐓粗直螺紋接頭及鋼筋機械連接若干問題[J].施工技術,2001,30(10)
關鍵詞:高強度;直螺紋套筒;剝肋;扭矩
某超高層辦公樓為框架核心筒結構,框架梁應用了HTRB600熱處理帶肋高強度鋼筋,由于600級鋼筋的焊接性能未知,在選擇鋼筋連接方式時,不宜使用焊接、閃光對焊、電渣壓力焊等通電熔接的方式進行,優選了直螺紋套筒連接,其可靠性相對較高。
1、套筒材質選擇:
由于市場上普通直螺紋套筒均采用C45#鋼制作,其抗拉強度≥600MPa,屈服強度≥355MPa,而HTRB600鋼筋抗拉強度≥750MPa,屈服強度≥600MPa, I級接頭在機械接頭長度范圍內,抗拉強度及屈服強度需要達到1.1倍抗拉強度標準值和屈服強度標準值,即需要≥1.1 ×750MPa=825MPa, ≥1.1×600MPa=660MPa, C45#鋼滿足接頭強度需要的壁厚較大,保護層相對需要加大,很難滿足《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)最小保護層規定,也無法滿足《鋼筋機械連接技術規程》(JGJ107-2010)連接件保護層不小于15mm,、連接件之間的橫向凈距不宜小于25mm的規定,施工相對困難且不經濟,故采用20Cr鋼材制作,該鋼具有良好的綜合力學性能,低溫沖擊韌性良好,焊接性中等,冷變形時塑性中等.其抗拉強度≥835MPa,屈服強度≥540MPa,能夠最大程度滿足I級接頭在機械接頭長度范圍內,抗拉強度和屈服強度及保護層要求。
2、套筒設計:
套筒長度按不小于兩倍鋼筋直徑并留有余量的原則,仍按600級以下套筒長度取值,以直徑25鋼筋為例,套筒長度為60mm。
套筒壁厚設計以機械接頭長度范圍內,抗拉強度及屈服強度計算,為執行留有余量的原則,取值最小要求分別為1.1Fstk和1.1fyk,鋼筋剝肋直徑仍按600級以下套筒要求執行,套筒壁厚按最不利狀態等強度代換原則進行,以HTRB600ΦH25為例,鋼筋在機械接頭長度范圍內抗拉強度1.1×491mm?×750N/m m?=405075N,屈服強度 1.1 ×491m m?×600N/mm?=324060N,采用20Cr材質的高強度套筒抗拉強度需要的截面積為405075N÷835N/mm?=485mm?,屈服強度需要的截面積為324060N÷540N/mm?=600mm?,取最大值600mm?,套筒內徑螺紋最有利部位內徑為Φ23.7mm,不利部位內徑為Φ26mm,取最不利部位內徑26mm,則外徑為38mm,與普通直徑25套筒外徑基本一致,既滿足了機械接頭長度范圍內抗拉強度及屈服強度要求,也滿足了保護層要求。
3、型式檢驗:
鋼筋套絲按普通鋼筋直螺紋套絲制作,以直徑25鋼筋為例,鋼筋絲頭加工長度為1/2套筒長度,允許偏差為0-2P(P為螺紋絲距),套絲加工尺寸在30-35mm,以扭矩扳手計量擰緊力矩不小于260N?m,單邊露絲長度均不超過2P,經抗拉強度檢驗,拉力為380KN左右,折合抗拉強度約在770MPa左右,斷點在套筒接頭范圍,抗拉強度滿足標準值要求,不滿足1.1倍抗拉強度標準值,故判定接頭不滿足JGJ107-2010 I級接頭規定,滿足II級接頭規定,經多次試驗均出現此種清況,斷面呈明顯的應力集中破壞形態,經分析可能高強度套筒與高強度鋼筋絲頭接觸不完全,是造成此類現象的主要原因,接觸較完全的地方承受了整個較大的拉力,所以形成了明顯的應力集中破壞形式,初次型式檢驗不太成功,對接頭的位置及接失百分率都有了限制要求。
4、改良:
出現明顯應力集中破壞形式的主要原因可能是套筒內絲與鋼筋絲頭接觸不均勻造成,改良的方向放在了縮短套絲長度加大擰緊力矩,使套筒內絲與鋼筋絲頭之間充分接觸均勻,同時參照錐螺紋施工原理。
仍以直徑25鋼筋為例,套絲長度為1/2套筒長度,套絲長度公差-1P~-1.5P(參照錐螺紋加工公差-0.5P~-5P),最終設定在25-27mm。安裝時擰緊力矩260N?m時(《鋼筋機械連接技術規程》JGJ107-2010要求),套筒內兩端鋼筋接頭約有6-8mm間隙,繼續加大擰緊力矩,使套筒內絲對鋼筋接頭未剝肋部分形成橫同剪切,每邊剪切約1P,即剪切擰緊一圈,每邊不僅不露絲,還向內1P,套筒內兩端鋼筋接頭間隙控制在0-1mm。經多次試驗,在不剪切鋼筋橫肋的情況下,出現斷于接頭且拉力達不到1.1倍抗拉強度的幾率大于60%,在加大扭矩對鋼筋橫肋形成剪切的情況下,拉力均能達到1.1倍抗拉強度,斷點出現在接頭外的概率大于50%,且為延性破壞特征,無明顯應力集中破壞斷面出現,滿足I級接頭要求,改良后的型式檢驗符合項目的要求。
5、施工:
改良后的工藝對套絲長度及精度提出了更高的要求,由《鋼筋機械連接技術規程》(JGJ107-2010)規定的套絲長度偏差2P,改為-1P~-1.5P,施工前調試好剝肋套絲長度,以免絲頭長度過長。在安裝高強度直螺紋套筒時,由于工藝改良后需要剪切鋼筋一圈橫肋,故其擰緊力矩比較大(約在《鋼筋機械連接技術規程》JGJ107-2010要求擰緊力矩的130%以上),普通套筒施工的扭矩扳手長度約為500-600mm,高強度套筒施工時采用長度為760mm的加長扭矩扳手,由于力矩增加了近30%,故可以用同樣大小的力量達到近130%左右的扭矩,必要時扭矩扳手接加長桿,以達到保證和確保套筒內絲剪切鋼筋橫肋一圈的要求。
6、結論:
高強度套筒的材質由普通套筒的C45#鋼改良為20Cr材質;套筒壁厚設計時遵循等強度設計的原則,即保證了機械接頭的整體抗拉強度,又滿足了保護層要求;鋼筋絲頭剝肋套絲的長度由1/2套筒長度偏差2P,改良為1/2套筒偏差-1 P~-1.5P;擰緊扭矩在普通套筒規程規定的扭矩值基礎上提高了約30%,以達到高強度套筒剪切鋼筋絲頭一圈為前提,不存在露絲的可能性;統一使用加長扭矩扳手,可以以同樣大小的力量達到提升扭矩的效果,通過工藝改良大幅度提高了高強度鋼筋機械連接的質量,施工工藝難易程度仍與普通套筒相當,由于目前無規范規程對高強度套筒的連接有明確的規定,在改進工藝積極探索的同時推進規程規范的完善。
參考文獻:
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