钢筋连接方式的比较分析

内容摘要：随着我国基础建设的不断发展,现浇钢筋混凝土工程日益增多,而钢筋的连接方式也成为影响工程结构质量、进度、施工方便程度等的重要因素之一。目前常用的钢筋连接方式主要有:绑扎搭接、焊接连接、机械连接等。下面针对这几种钢筋连接方式进行一下分析和探讨,比较一下各种连接方式的优缺点。
　　1钢筋连接的要求
　　    为保证钢筋混凝土结构中钢筋的受力承载性能,钢筋的连接区段与整体钢筋相比,应有相似的传递应力的性能。应能够保持钢筋连接后的强度、刚度、延性、恢复性能、耐久性和抗疲劳性能等。通过接头间接传力的钢筋连接,无论是何种形式,与整体钢筋的直接传力相比始终是一个薄弱点。因此,无论采用何种形式的钢筋接头,都应尽量设置在受力较小处,同一根钢筋应少设接头,接头位置应相互错开,钢筋连接接头区域应采取必要的构造措施。
　　2绑扎搭接连接
　　    绑扎搭接连接是通过钢筋与混凝土之间的粘结力来传递钢筋应力的方式。两根相向受力的钢筋分别锚固在搭接连接区段的混凝土中而将力传递给混凝土,从而实现钢筋之间应力的传递。搭接钢筋由于横肋斜向挤压椎楔作用造成的径向推力引起了两根钢筋的分离趋势,两根搭接钢筋之间容易出现纵向劈裂裂缝,甚至因两筋分离而破坏,因此必须保证强有力的配箍约束。由于绑扎搭接连接是一种比较可靠的连接方式,质量容易保证,仅靠现场检测即可确保质量,且施工非常简便,不需特殊的技术,因而应用方面也最广泛,至今仍是水平钢筋连接的主要形式。而且在目前情况下价格也较低。但当钢筋较粗时,绑扎搭接施工困难且容易产生较宽的裂缝,因此对其直径有明确限制。
　　    但绑扎搭接连接浪费钢筋,由于规范中限制接头在同一位置,若采用50%接头百分率,则搭接长度为1.4la,按一般情况下混凝土强度取C30考虑,锚固长度为la=30d(非抗震情况下),则一根直径d=20mm的钢筋,其一个接头即浪费主筋42d=840mm。而绑扎搭接接头区段大于3.22la,搭接接头区段范围箍筋应加密,加密范围长达96.6d=1932mm,使得绑扎搭接接头不仅浪费主
　　受力钢筋,而且也大大增加了箍筋的用量,绑扎搭接接头区段的箍筋用量相当于非接头区域的两倍。
　　3焊接连接
　　    焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属直接传力。若焊接质量可靠,则不存在强度、刚度、恢复性能、破坏性能等方面的缺陷,是十分理想的连接方式。焊接的方式主要有:闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、电焊等多种形式,可实现不同情况下的钢筋连接。
　　    但影响钢筋焊接质量的因素也很多,如电压、气候、环境、施工条件和操作水平等,难以保证稳定的焊接质量。施工队伍的素质和管理水平还很难做到确保施工质量。另外焊接热量会影响钢筋材质,改变其力学性能。而且目前尚无简便有效的检测手段,如虚焊、气泡、夹渣、内裂缝等缺陷以及内应力还很难通过现
　　场检测加以消除。
　　    因此,为了避免手工操作的不稳定性,焊接连接应采用机械操作代替手工操作,以确保施工质量,充分发挥焊接连接能保证钢筋整体性能的优点。而且从长远利益和综合效益上,既节省了大量钢材,且其价格也低于机械连接。在保证质量的情况下可优先选用焊接连接。
　　4机械连接
　　    机械连接是通过连贯于两根钢筋之间的套筒来实现钢筋的传力,是间接传力的一种形式。钢筋与套筒之间的传力可通过挤压变形的咬合、螺纹之间的楔合、灌注高强胶凝材料的胶合等形式实现。机械连接的主要方式有:径向和轴向挤压连接、锥螺纹连接、镦粗直螺纹连接、滚轧直螺纹连接等形式。
　　    根据目前的发展情况,机械连接中尤以镦粗直螺纹连接技术和滚压直螺纹连接技术的优点突出。
　　    主要优点有:1)接头强度高,与母材等强;2)连接质量稳定、可靠;3)操作简单,施工速度快,工作效率高;4)适用范围广,适用于各种方位同、异直径钢筋的连接;5)钢筋的化学成分对连接质量无影响;6)接头质量受人为因素影响小;7)现场施工不受气候条件影响;8)节省能源、耗电低;9)无污染、无火灾及爆炸隐患,施工安全可靠;10)节省钢材等。
　　    由于多数机械连接均存在面积削弱情况,其外连接套筒直径大于钢筋,机械连接接头处的混凝土保护层厚度(如:钢筋直径25mm的套筒直径达39mm,保护层厚度将减小7mm,不能满足耐久性中保护层厚度的最小要求)及钢筋间的净距(影响钢筋与混凝土之间通过粘结力共同作用的机理)将减小,影响构件的耐久性和受力性能。采用机械连接的钢筋必须提前处理,并在运输和施工过程中保护其端头不受损害,否则,将严重影响接头质量。而且接头价格也较绑扎搭接和焊接连接昂贵。
　　5结语
　　    在现浇钢筋混凝土结构中,受力钢筋的连接难以避免,但任何形式的钢筋连接性能都比整体钢筋的性能差。选择何种钢筋连接方式应结合工程结构类型、能源供应、钢材种类、材料来源、气候及环境条件等具体情况,在焊接质量和钢筋可焊性有保证的情况下,优先选用焊接连接或机械连接;在工期较短或不适宜焊接的环境下优先选用镦粗直螺纹和滚压直螺纹机械连接;在一定的条件下,细直径钢筋可选用绑扎搭接接头。