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中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(a)-0072-01
钢筋连接方式有多种,通常做法采用搭接或焊接连接,为提高施工工艺、施工质量和施工效率,目前广泛推广应用机械连接技术进行钢筋连接。在宜昌兴发广场二期7#、8#楼及地下室工程基础与主体结构,钢筋直径≥20 mm的均采用了直螺纹钢筋连接技术。与传统相比较,该施工技术工艺简便,接头强度高,质量稳定、性能可靠、连接速度快,应用范围广、经济性能优越。同时,在施工现场可实现提前预制等优点,在工程应用上大大加快了钢筋工序施工速度,并且降低了成本,在确保工程质量的情况下,很好的推动了工程整体进度。
1 钢筋常用连接方式
1.1 焊接
钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。此外,钢筋与预埋件T形接头的焊接应采用埋弧压力焊等。这种方式需要使用电焊机,一般是在钢筋安装好以后进行焊接,施工不方便,速度比较慢,施工质量由操作人员素质决定,比较难以保证,接头局部温度变化产生的应力应变比较大,比较经济。
电渣压力焊应用于柱、墙、烟囱等现浇混凝土结构中竖向受力钢筋的连接;不得用于梁、板等构件中水平钢筋的连接,梁、板钢筋采用搭接焊。在工程开工或每批钢筋正式焊接前,应进行现象条件下的焊接性能试验。合格后,方可正式生产。钢筋焊接施工之前,应清除钢筋或钢板焊接部位和与电极接触的钢筋表面上的锈斑油污、杂物等;钢筋端部若有弯折、扭曲时,应予以矫直或切除。
1.2 绑扎搭接
钢筋搭接是指两根钢筋相互有一定的重叠长度,用扎丝绑扎的连接方法,适用于较小直径的钢筋连接。一般用于混凝土内的加强筋网,经纬均匀排列,不用焊接,只须铁丝固定。搭接长度与该房抗震等级、砼强度、钢筋材质有关。但大于等于25的钢筋不宜绑扎搭接、受拉钢筋不宜冷搭。
这种方式不需要使用机械,钢筋安装好就行了,施工方便,速度比较快,施工质量由接头处制作决定,比较容易保证,当直径比较大的时候,成本比较高。
1.3 机械连接
钢筋机械连接技术是一项新型钢筋连接工艺,被称为继绑扎、电焊之后的“第三代钢筋接头”,如钢筋直螺纹连接,具有接头强度高于钢冷挤压筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材20%等优点。
这种连接方式需要使用一些工具,钢筋安装的过程中进行连接,速度比较快,施工质量由接头制作决定,比较容易保证,成本较高。
综上所述,就目前来说,机械连接施工较简单,速度比较快,质量稳定有保障,虽成本较高,但综合计算工料机的综合成本还是比较低的。因此本工程采用钢筋直螺纹连接技术。
2 钢筋直螺纹连接施工
2.1 钢筋直螺纹连接工艺
2.1.1 剥削直螺纹
直螺纹套丝采用专用机床,可用于不同直径的套丝加工,并严格保持丝头直径和螺纹精度稳定性,保证套筒的良好配合和互换性,连接套筒则在加工厂按设计规格精度要求预制好后,装箱待用。
2.1.2 连接套筒对接
利用普通扳手拧紧即可。具体为将套筒拧入一端钢筋并用扳手拧紧后,丝头端面即在套筒中央,再将另一端钢筋丝头拧入靠拢后,将连接套筒反拧实现对接。
2.2 直螺纹连接的检验、试验
(1)接头的力学性能检验。
接头的力学性能检验按验收批进行,同一施工条件下采用同一材料的同等级、同型号、同规格接头,以500个为一个验收批,不足500个作为一个验收批,当现场连接受能10个验收批,其全部单向拉伸试件一次均为合格时,验收批接头数量可扩大为1500个。
(2)直螺纹套筒。
套筒长度一般为钢筋直径的2倍,如 Φ25 mm钢筋套筒长度为500 mm,钢筋丝头长度为25 mm。
钢筋直螺纹套筒主要检验外径及长度尺寸,螺纹用精度为6H的螺纹塞规检查。套筒应无锈蚀、裂缝等缺陷,丝扎上应无油污等污染,套筒外径以每500个接头作为一验收批,每批按10%抽验,合格率不小于95%,否则该套筒应逐个检验,合格后方可使用。
(3)钢筋套丝检验。
每生产10个用专用套筒校验一次,剔除不合格丝头,以一个班内生产的丝头为一个验收批,随机抽10%用专用套筒校验,直合格率应不少于95%,检验合格后,做好定位标色线,用塑料帽子保护。
2.3 技术要领
2.3.1 钢筋丝头加工
(1)钢筋下料时,切口应平滑且和钢筋轴线垂直,端部不得有翘曲变形。
(2)钢筋下料时不得用电焊、气割等切断,应用砂轮切割锯等机具。
(3)钢筋规格应与滚丝器调整一致,螺纹滚丝的长度应满足设计要求。
(4)钢筋直螺纹滚丝加工时,应加水溶性切削液,不得使用油性切削液,也不能干切加工。
(5)钢筋直螺纹接头加工好后,应立即在丝头安装好保护套,防止损坏丝头。
2.3.2 套筒加工
(1)套筒应按照产品设计图纸要求在工厂加工制造,其材质、螺纹规格及加工精度应满足设计要求并按规定进行生产检验。
(2)套筒加工完成后,应立即用防护盖将两端封严,防止套筒内进入杂物。其表面必须标注规格、生产车间和日期代号、批号。
(3)套筒严禁有裂纹,并应作防锈处理。
2.3.3 钢筋连接
(1)钢筋连接时,套筒规格应与钢筋丝头规格一致,且丝扣完好无损、无污物。
(2)必须采用长度大于400 mm的管钳扳手拧紧,使两钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧或锁母锁紧,并用油漆作标记。
(3)标准型接头连接后,套筒两端外露完整丝扣不得超过2扣,加长型丝头的外露丝扣不受限制。
另外,在进行砼浇筑时,应加强接头保护,防止水泥等污染物进入污染接头而影响施工质量。
3 结语
直螺纹套筒连接是一种新型机械连接,随着国内外钢筋机械连接发展趋势,直螺纹套筒连接将成为今后土建施工中主导型钢筋的连接型式,由于直螺纹钢筋连接技术施工工艺简单便捷,连接速度快,劳动效益高,适用范围广,经济性能优越,是值得应用推广的一项新技术。
参考文献
[1] 王金凤.钢筋连接技术论述[J].科学与财富,2012(9).
[2] 宋海山,叶佳,姜斐斐.螺纹钢筋连接技术在工程中的应用[J].浙江建筑,2008,25(1).
关键词:钢筋直螺纹;连接;工艺;施工质量
中图分类号: TU37 文献标识码: A
一、钢筋直螺纹连接技术简介
直螺纹套筒连接是通过钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套管咬合形成整体的一种连接方式。可根据需要制作直径为l6~40 mm的钢筋直螺纹连接套。该套筒制作材料用45号优质碳素结构钢或其他经试验确认符合要求的钢材。连接套筒的屈服承载力和抗拉承载力不小于被连接钢筋屈服承载力和抗拉承载力标准值的1.10倍。接头的性能符合《钢筋机械连接通用技术规程》接头性能的规定。
钢筋的机械连接在很多场合下弥补了焊接的不足,如钢材材质不稳定或可焊性差的情况、电源不稳或焊工水平较差的情况、工期紧、电容量不足无法多台焊机操作的工况、以及风雨寒冷气候或防火要求高的场合,选用机械连接能避开上述困难,显示出很大的优越性。此外,大量水平钢筋的现场连接,采用钢筋直螺纹连接也是较为优良的方案。
二、钢筋直螺纹制作工艺要点
2.1 工艺流程
钢筋原料切头套丝加保护套机械加工套筒加保护套工地连接。
见图1
图1、钢筋直螺纹制作工艺流程图
2.2 制造工艺要求
包括对钢筋丝头、套筒的加工要求,以及钢筋连接。
①钢筋丝头加工:
a.钢筋端部不得有弯曲,出现弯曲时应调直后再进行加工。
b.钢筋下料时宜用砂轮锯等机具,不得用电焊、气割等切断。钢筋端面宜平整并与钢筋轴线垂直,不得有马蹄形或扭曲。
c.钢筋规格应与滚丝器调整一致,螺纹滚轧的长度应满足设计要求。
d.钢筋直螺纹滚轧加工时,应使用水溶性切削液,不得使用油性切削液,也不得在没有切削液的情况下进行加工。
e.钢筋丝头螺纹尺寸宜按GB196标准确定,中径公差应满足GB197标准中6f 精度要求。
f.钢筋丝头加工自检完毕后,应立即套上保护帽,防止损坏丝头。
②套筒加工:
a.套筒应按照产品设计图纸要求在工厂加工制造,其材质、螺纹规格及加工精度应满足设计要求并按规定进行生产检验。
b.套筒的内螺纹尺寸宜按GB196标准确定,中径公差应满足GB197标准中6H 精度要求。
c.套筒加工完成后,应立即用防护盖将两端封严,防止套筒内进入杂物。其表面必须标注规格、生产车间和日期代号、批号。
d.套筒严禁有裂纹,并应作防锈处理,装箱前应盖好防护塞 套筒出厂时应有产品合格证。
③钢筋连接:
a.进行钢筋连接时,钢筋丝头规格应与套筒规格一致,且丝扣完好无损、无污物。
b.钢筋连接时,必须采用长度不小于400mm的管钳、扳手拧紧,使两钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧或锁母锁紧,并用油漆加以标记。
c.标准型接头连接后,套筒两端外露完整丝扣不得超过2扣,加长型丝头的外露丝扣不受限制。
2.3 外观质量
a.钢筋丝头的长度、中径、牙型角和有效丝扣数量等必须符合设计要求
b.丝头的大径低于螺纹中径的不完整丝扣的累计长度,不得超过两个螺纹周长。
c.丝头有效螺纹中径的圆柱度不得超过0.2 mm。
d.钢筋丝头表面不得有严重的锈蚀及破损。
2.4 连接套筒
套筒的长度、直径和内螺纹等必须符合设计要求;套筒的外观不得有裂纹,内螺纹及外表面不得有严重的锈蚀及破损。
三、质量要求
钢筋直螺纹连接技术的质量要求有三个方面。
①丝头:牙形饱满,牙顶宽度超过0.6mm,秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。外形尺寸含螺纹直径及丝头长度应满足要求。
②套筒:套筒表面无裂纹和其它缺陷,外形尺寸包括套筒内螺纹直径及长度应满足产品设计要求。
③连接:连接是要确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。被连接的两钢筋断面应处于连接套的中间位置,偏差不大于1P,并用工作扳手拧紧,使两钢筋端面顶紧。
钢筋直螺纹连接技术的质量检验:加工人员加工时逐个目测丝头的加工质量。检查应符合验收标准的规定(外观质量形饱满,牙顶宽度0.6mm,秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。丝头长:牙度:钢筋丝头螺纹的效旋合长度甩专用丝头卡板检测,标准型接头的丝头长度公差为+1P。螺纹中径:通环规能顺利旋入整个有效扣长度,而止环规旋入丝头的深度不大于3P[P为螺距])。每加工10丝头应用相应的环规和丝头卡板检测1 次,并剔除不合格产品。自检合格的丝头,再由质检人员对每种规格加工的丝头随机抽样检验,以一个工作班生产的丝头为一个检验批随机抽样10%,且不得少于l0 个,按表1作钢筋丝头质量检查。如有一个丝头不合格,应加倍抽检,复检仍有不合格丝头时,即应对该批全数检查,不合格的丝头应切去重新加工,经再次检验合格后方可使用。
已检验合格的丝头应戴上塑料帽或连接套和保护塞加以保护,见表1。
表 1、丝头检验标准
四、效益与效果
与传统的帮条焊、搭接焊相比较,新的钢筋连接技术具有施工效率快、连接质量容易保证、施工环境无污染、节省钢筋材料、降低施工成本等优点。新的技术将大量的产品配件在工厂里机械化加工完成,形成标准的工厂化生产,质量容易保证;现场施工无明火,不会对施工环境产生任何污染,大大改善了现场施工环境并降低了工人劳动强度;节省了钢筋搭接部分,总之,几种技术的施工综合成本都低于焊接连接的成本,不同钢筋连接接头详细比较见表2。
表2、等强直螺纹接头的特点及与其他钢筋连接接头的技术经济比较
五、结 语
从上表比较中其中钢筋直螺纹连接,较适用于较大直径钢筋间、或变径钢筋间的连接,尤其在较粗直径钢筋布置密集区域及施工作业面狭小时其优点更为突出。因此,相比之下等强直螺纹机械连接显示了其强度既高质量又稳定、施工快捷方便、价格适中的优越性。在滨海站工程中推行的钢筋直螺纹连接技术的使用,提高滨海站工程的施工科技含量,提高了现场工作效率,降低了施工人员的劳动强度,加快了工程的施工进度,增加了现场文明施工的水平。同时,由于钢筋直螺纹连接技术在钢筋连接中的使用,减少了现场施工中人为因素对钢筋连接质量的影响,使得在质量中不易控制的人为因素降到最低,从而有效地提高了钢筋连接的质量。此项技术在总承包工程施工中推广使用,为在以后的施工中积累了丰富的施工经验,并极大地提高了施工工艺水平。
参考文献
[1] JGJ107—2010 《钢筋机械连接通用技术规程》 中国建筑工业出版社 2010
[2] GB T196—2003 《普通螺纹基本尺寸》 中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局 2003
关键词:钢筋;直螺纹连接;质量控制
钢筋机械连接是近十几年以来发展起来的一项新型钢筋连接工艺,被称为继绑扎、电焊之后的“第三代钢筋接头”,具有接头强度高于钢筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材5%以上等优点。
钢筋等强度直螺纹连接接头具有接头质量稳定易控制,连接强度高,可与套筒挤压连接接头相媲美,而且又具有锥螺纹接头施工方便、速度快的特点,被广泛应用于建筑工程、道路桥梁工程中。
本文笔者通过对多个使用钢筋直螺纹连接工艺的工程监理工作经验进行总结,重点对“剥肋滚压直螺纹连接”接头质量控制的要点进行陈述。
1、原材料质量控制
1.1 钢筋原材料:连接所用的钢筋要有产品出厂合格证,产品性能检测报告,以及材料进场复验报告;且材料表面应光洁,不允许有严重锈蚀、油脂等质量缺陷,原材料强度必须满足设计及规范要求,钢筋直径偏差必须在允许范围内,如有过大的副偏差,会造成剥肋后直径偏小或不圆整,加工的丝头易出现秃牙、断牙现象,影响接头的强度。
1.2 连接套筒:连接套筒要采用优质碳素结构钢或其它经型式检验确定符合要求的钢材,连接套筒必须要有出厂合格证,外观质量、螺纹规格必须符合要求,采取目测、游标卡尺、螺纹塞规(通端螺纹塞规、止端螺纹塞规)进行检查。
2、钢筋端部螺纹加工工艺和质量控制
2.1 加工准备
2.1.1 钢筋丝头加工是该工艺关键之一,该道工序需要3人协作完成,1人操作设备,2人搬运钢筋。为确保钢筋丝头加工质量,3名操作人员均须经过专业技术培训,严格考核,持证上岗。钢筋加工前,项目技术负责人要对操作人员进行技术交底;
2.1.2 按钢筋翻样单采用砂轮切割机或其它专用切断设备断料,切口断面应与钢筋轴线垂直,以确保钢筋待连接端面平头,平头的目的是让钢筋端面与母材轴线方向垂直,并使钢筋连接端面之间充分接触,端头不得有挠曲、马蹄形现象,不得用气割下料。下料后做好需要攻丝头型式的标记,如标准接头、正反丝扣接头等:
2.2 钢筋端部螺纹加工
2.2.1 按钢筋规格调整好直螺纹滚丝机滚丝头内孔最小尺寸及涨刀环,调整剥肋挡块、剥肋直径及滚压行程,装卡钢筋,启动设备,进行加工;(加工螺纹时应使用水溶性切削液)
2.2.2 加工丝头的螺纹规格必须与套筒相匹配,加工过程中必须严格控制的内容:剥肋直径、螺纹规格、丝头长度、完整丝扣圈数。
2.2.3 加工完毕后须逐个检查,检查内容为:外观、丝头长度、螺纹直径、螺纹圈数:对不合格的应切除丝头重加工;
2.2.4 对检查合格的钢筋丝头应立即加上专用丝头保护帽对丝头进行保护,防止在搬运过程中、施工过程中被污染、损坏及雨水侵蚀丝头生锈。
2.3 现场连接及质量控制
2.3.1 钢筋连接时,应仔细检查钢筋规格与连接套简规格是否一致,并检查钢筋端部螺纹(丝头)和套筒的丝扣是否有油污、损坏现象;
2.3.2 钢筋现场连接时应使用管钳或力矩扳手将连接套筒拧紧,连接时钢筋必须对正,拧紧后套筒两侧外露的完整丝扣不得超过1个,对已连接并拧紧的接头要做好标记;
2.3.3 采用予理接头时,连接套的位置、规格和数量应符合设计要求,带连接套筒的外露端应有保护盖;
2.3.4 施工时注意安装的接头百分率不得超过《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJl07-2003)规定要求。
3、接头工艺检验
3.1 钢筋连接工程开始前及施工过程中,应以每批钢筋进行接头工艺检验,工艺检验应符合下列要求:
3.1.1 每种规格钢筋的接头试件不应少于3根:
3.1.2 钢筋用材抗拉强度试件不应少于3根,且应取自接头试件的同一根钢筋;
3.1.3 接头试件的抗拉强度均应符合JGJl07-2003表3.0.5的规定;对于Ⅰ级接头,试件抗拉强度应大于或等于钢筋抗拉强度的实测值的0.95倍,对于Ⅱ级钢接头,应大于0.90倍。
3.2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、同形式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验与验收,不足500个也作为一个验收批。
4、监理质量检验
4.1 钢筋丝头质量检验
4.1.1 首先操作者对加工的丝头要逐个进行检查。首先检查其外观质量,螺纹要饱满,表面光洁,不粗糙,螺纹直径大小应一致,无虚假螺纹及缺肉、瘦牙等缺陷,螺纹长度、公差尺寸应符合规定;再次用检验钢筋丝头的专用量具――螺纹环规进行检验,钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规,且丝头与螺纹环规要十分吻合才算合格。
4.1.2 经施工单位自检合格的钢筋丝头,监理部要再对每种规格加工批量随机抽检10%,且不少于10个,如果在抽检中有一个不合格,则对该加工批全数进行检查,不合格的丝头要重新加工,经检验合格后方准予使用。
4.2 接头质量检验:钢筋接头在施工单位检验合格后,再由监理部进行验收。首先对钢筋接头处丝扣进行目测并做好标记,如果发现有一个完整丝扣外露,则该接头要重新拧紧或进行加固处理;然后用扭力扳手随机抽检每种规格接头数量的10%,且不少于10个,如果在抽检中发现有一个接头松动,则要对该种规格的接头全数进行检查。
4.3 机械性能检验:在钢筋丝头和接头质量验收合格后,项目监理部必须再对每批同规格钢筋进行随机抽样做拉伸强度试验(对有特殊要求的混凝土结构,可增做单向反复拉伸试验和疲劳性能试验),每一验收批钢筋接头数量不得超过500个,且至少进行一组(三个试件)试验,如果有一个试件不合格,则要取双倍试件试验,如仍有不合格,则该批接头为不合格,禁止在工程中使用。
关键字:直螺纹连接技术;工艺;技术特点;检测原理;建筑应用
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
随着我国的建筑业的高速发展,传统的钢筋手工焊接方法已逐渐被淘汰,取而代之的机械连接技术在很多高层建筑中广泛被运用,特别是机械连接法中的直螺纹连接技术,目前已日益成熟。直螺纹连接技术不仅有操作简便,外部环境对其影响少的特点,而且它的抗拉强度高于或等于母材的强度,能有效提高工程质量。
制作工艺
钢筋镦粗直螺纹连接技术的的制作工艺,大致分为四个流程,其工艺的程要符合相关的技术指标,流程大致如下:
(一)钢筋的下料流程
在钢筋的下料过程中一般采用锯床或者是砂轮切割机来进行工作,工作的主要性质是针对钢筋的马蹄形部分切割。在切割的过程中必须注意切割端面的角度,最好保持垂直四度之内,防止端头有弯曲现象发生,更不应出现有马蹄形的情况。
(二)镦粗端部流程
在钢筋镦粗的过程中,要采用镦粗机来进行作业,其工艺的过程是先将材料的端头放入镦粗机内,然后油压达到预定指标后,采用回油措施退出钢筋,其一个墩头的工作时间在半分钟左右。对于油压的调整,一般采用试镦的方法,通过试镦的结果分析来设置油压的预定数据。在镦粗的过程中,其镦粗量不要太小,避免接头强度低于母材强度的情况发生。
(三)套丝流程
在完成钢筋镦粗之后,就需要在钢筋上进行套丝,其设备有专用的套丝机,套丝的工艺流程一般是在钢筋的两端上进行加工,一端加工钢筋两倍直径长度丝头,另一端加工上与钢筋直径相同的丝头。
(四)钢筋丝头连接流程
钢筋丝头的连接由于钢筋材料和建筑要求不同,其也有不同的丝头连接过程。一般包括六种。第一种,扩口型连接,扩口连接是指在有扩口的套筒上运用钢筋进行连接,一般采用对接的方式完成扩口型连接。第二种,正反丝扣型连接,正反丝扣连接是指套筒内有左旋和右旋不同的螺纹,一般用来调轴向长度。第三种,加长型,加长型连接主要用于钢筋难以转动,而对套筒进行转动;第四种,加锁母型连接,加锁母连接也与第三种方法情况类似,同样都是钢筋难以转动,因此在转动套筒的同时加上锁母固定,这种方法被称为加锁母连接;第五种,变径型连接,变径型连接是指工程对套筒的直径要求没有限制,因此对于很多直径不同的钢筋都很适用。第六种,标准连接,标准连接是指钢筋上面的丝头,以及所需的套筒都是标准的右旋型螺纹,只需转紧钢筋即可,无需其他的工作步骤。
二、镦粗直螺纹连接技术的特点
镦粗直螺纹连接技术的特点是靠钢筋机械来完成主要工作,不但受外部天气和环境等影响较小,而且具有快速的连接速度、提高接头强度、应用广泛以及经济效益良好的特征。
快速的连接速度
快速的连接速度不仅表现在连接上,也表现在丝头制作上,由于有相关机械设备的制作,大大的缩短了施工所需用的时间。机械设备生产的套筒长度不长,螺纹扣数相对不多,因此直接采用手工安装,有效地提高了连接速度。
提高接头强度
运用镦粗直螺纹连接技术所制作的钢筋接头,一般它的强度不在母材钢筋之下,在进行连接的同时,使钢筋母材的强度效果得到有效发挥。
应用广泛
由于很多钢筋的连接技术都受到场合的限制,所以其他的连接技术具有一定的局限性,而镦粗直螺纹连接技术相比之下,受场合的限制比较小,因此得到很多建筑工程的广泛应用。
经济效益
相对于其他接头比较,镦粗直螺纹技术制作的接头能节省钢筋材料,甚至比套筒挤压接头省钢百分之七十,因此有效提高了经济效益,为企业成本控制产生了良好促进作用。
镦粗直螺纹连接接头的现场检测原理
镦粗直螺纹所需用的钢筋,在其准备过程中要进行检测,首先要对相关的合格证明进行检测,严把“三证”关,即生产许可证、质量合格证以及安全证明。其次再用仪器对钢筋的本身做检测,要检测套筒的材料成分,要检测物理性能,检测过程中可以做拉伸试验,并制定出有关其性能的试验报告,要保证其抗拉强度标准值不得小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍,如果钢筋的强度低于了母材强度的标准,则视为不合格;另外,我们也可以通过肉眼的方式去对材料进行检测,富有经验的检测人员可以充分运用这一点,可以借用螺纹量规对不同螺纹的直径进行检测;比如;并且在验收的同时,要注意套筒的存放问题,不应放在潮湿阴暗的环境中,防止套筒生锈现象发生,而且要对不同规格型号的套筒和连接钢筋归类存放。
在检测验收的时候,由于材料的数量庞大,应采用批量检测的方法。对于材料成分和接头规格都相同的材料,可以分成一个批次验收。验收的同时,针对这个批次的材料随机抽取几个材料来进行试验,试验的标准遵照拉伸强度不能低于母材强度的指标,如果抽样检测的材料中有一个不符合规范,那么可以再进行仔细的复试,如果复试仍然不通过,那么说明这个批次的材料质量存在很大的问题。
钢筋镦粗螺纹连接技术是一种主要运用机械工作的技术,相较于其他螺纹连接技术,它具备连接速度快和强度高的特点,并且外部因素,比如气候、电力等影响相较于其他连接技术,镦粗螺纹连接技术要低的多。并且它还具有螺纹扣数少、套筒长度不深等特点,很方便相关工程安装人员的操作。同时钢筋镦粗螺纹技术受场合的影响小,试用于多种高层建筑中,也为安装人员的安全提供了保障。再者,直螺纹技术在解决一些钢筋直径过大的材料上,有着良好的处理措施,有效的提高了工程质量的同时,也加快了其工程建设的进度。
参考文献:
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关键词:高强度;直螺纹套筒;剥肋;扭矩
某超高层办公楼为框架核心筒结构,框架梁应用了HTRB600热处理带肋高强度钢筋,由于600级钢筋的焊接性能未知,在选择钢筋连接方式时,不宜使用焊接、闪光对焊、电渣压力焊等通电熔接的方式进行,优选了直螺纹套筒连接,其可靠性相对较高。
1、套筒材质选择:
由于市场上普通直螺纹套筒均采用C45#钢制作,其抗拉强度≥600MPa,屈服强度≥355MPa,而HTRB600钢筋抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥600MPa, I级接头在机械接头长度范围内,抗拉强度及屈服强度需要达到1.1倍抗拉强度标准值和屈服强度标准值,即需要≥1.1 ×750MPa=825MPa, ≥1.1×600MPa=660MPa, C45#钢满足接头强度需要的壁厚较大,保护层相对需要加大,很难满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)最小保护层规定,也无法满足《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)连接件保护层不小于15mm,、连接件之间的横向净距不宜小于25mm的规定,施工相对困难且不经济,故采用20Cr钢材制作,该钢具有良好的综合力学性能,低温冲击韧性良好,焊接性中等,冷变形时塑性中等.其抗拉强度≥835MPa,屈服强度≥540MPa,能够最大程度满足I级接头在机械接头长度范围内,抗拉强度和屈服强度及保护层要求。
2、套筒设计:
套筒长度按不小于两倍钢筋直径并留有余量的原则,仍按600级以下套筒长度取值,以直径25钢筋为例,套筒长度为60mm。
套筒壁厚设计以机械接头长度范围内,抗拉强度及屈服强度计算,为执行留有余量的原则,取值最小要求分别为1.1Fstk和1.1fyk,钢筋剥肋直径仍按600级以下套筒要求执行,套筒壁厚按最不利状态等强度代换原则进行,以HTRB600ΦH25为例,钢筋在机械接头长度范围内抗拉强度1.1×491mm?×750N/m m?=405075N,屈服强度 1.1 ×491m m?×600N/mm?=324060N,采用20Cr材质的高强度套筒抗拉强度需要的截面积为405075N÷835N/mm?=485mm?,屈服强度需要的截面积为324060N÷540N/mm?=600mm?,取最大值600mm?,套筒内径螺纹最有利部位内径为Φ23.7mm,不利部位内径为Φ26mm,取最不利部位内径26mm,则外径为38mm,与普通直径25套筒外径基本一致,既满足了机械接头长度范围内抗拉强度及屈服强度要求,也满足了保护层要求。
3、型式检验:
钢筋套丝按普通钢筋直螺纹套丝制作,以直径25钢筋为例,钢筋丝头加工长度为1/2套筒长度,允许偏差为0-2P(P为螺纹丝距),套丝加工尺寸在30-35mm,以扭矩扳手计量拧紧力矩不小于260N・m,单边露丝长度均不超过2P,经抗拉强度检验,拉力为380KN左右,折合抗拉强度约在770MPa左右,断点在套筒接头范围,抗拉强度满足标准值要求,不满足1.1倍抗拉强度标准值,故判定接头不满足JGJ107-2010 I级接头规定,满足II级接头规定,经多次试验均出现此种清况,断面呈明显的应力集中破坏形态,经分析可能高强度套筒与高强度钢筋丝头接触不完全,是造成此类现象的主要原因,接触较完全的地方承受了整个较大的拉力,所以形成了明显的应力集中破坏形式,初次型式检验不太成功,对接头的位置及接失百分率都有了限制要求。
4、改良:
出现明显应力集中破坏形式的主要原因可能是套筒内丝与钢筋丝头接触不均匀造成,改良的方向放在了缩短套丝长度加大拧紧力矩,使套筒内丝与钢筋丝头之间充分接触均匀,同时参照锥螺纹施工原理。
仍以直径25钢筋为例,套丝长度为1/2套筒长度,套丝长度公差-1P~-1.5P(参照锥螺纹加工公差-0.5P~-5P),最终设定在25-27mm。安装时拧紧力矩260N・m时(《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010要求),套筒内两端钢筋接头约有6-8mm间隙,继续加大拧紧力矩,使套筒内丝对钢筋接头未剥肋部分形成横同剪切,每边剪切约1P,即剪切拧紧一圈,每边不仅不露丝,还向内1P,套筒内两端钢筋接头间隙控制在0-1mm。经多次试验,在不剪切钢筋横肋的情况下,出现断于接头且拉力达不到1.1倍抗拉强度的几率大于60%,在加大扭矩对钢筋横肋形成剪切的情况下,拉力均能达到1.1倍抗拉强度,断点出现在接头外的概率大于50%,且为延性破坏特征,无明显应力集中破坏断面出现,满足I级接头要求,改良后的型式检验符合项目的要求。
5、施工:
改良后的工艺对套丝长度及精度提出了更高的要求,由《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)规定的套丝长度偏差2P,改为-1P~-1.5P,施工前调试好剥肋套丝长度,以免丝头长度过长。在安装高强度直螺纹套筒时,由于工艺改良后需要剪切钢筋一圈横肋,故其拧紧力矩比较大(约在《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010要求拧紧力矩的130%以上),普通套筒施工的扭矩扳手长度约为500-600mm,高强度套筒施工时采用长度为760mm的加长扭矩扳手,由于力矩增加了近30%,故可以用同样大小的力量达到近130%左右的扭矩,必要时扭矩扳手接加长杆,以达到保证和确保套筒内丝剪切钢筋横肋一圈的要求。
6、结论:
高强度套筒的材质由普通套筒的C45#钢改良为20Cr材质;套筒壁厚设计时遵循等强度设计的原则,即保证了机械接头的整体抗拉强度,又满足了保护层要求;钢筋丝头剥肋套丝的长度由1/2套筒长度偏差2P,改良为1/2套筒偏差-1 P~-1.5P;拧紧扭矩在普通套筒规程规定的扭矩值基础上提高了约30%,以达到高强度套筒剪切钢筋丝头一圈为前提,不存在露丝的可能性;统一使用加长扭矩扳手,可以以同样大小的力量达到提升扭矩的效果,通过工艺改良大幅度提高了高强度钢筋机械连接的质量,施工工艺难易程度仍与普通套筒相当,由于目前无规范规程对高强度套筒的连接有明确的规定,在改进工艺积极探索的同时推进规程规范的完善。
参考文献:
[1]方军《合金结构钢》 ( GB/T3077-1999)中华人民共和国国家质量监督检验检及总局1999年11月1日.
[2]姚圣发《热处理带肋高强钢筋混凝土结构技术规程》(苏JG/T054-2012)江苏省住房和城乡建设厅2012年8月28日.
[3]张仁瑜《混凝土中钢筋检测技术规程》(JGJ/T152-2008)中华人民共和国住房和城乡建设部2008年4月28日.