2.4.1 所有的连接方式都比原有整根钢筋的受力有所削弱,因此:
1 混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处;
2 在同一根受力钢筋上宜少设接头;
3 在结构的重要构件和关键传力部位,纵向受力钢筋不宜设置连接接头。
2.4.2 机械连接
在结构的重要部位,宜优先选用机械接头。此外,剪力墙的端柱及约束边缘构件的纵筋,也应优先选用机械接头。但直径不大于25mm的纵筋,也可选用搭接接头。(剪力墙的水平与竖向分布筋,一般直径较小,且数量多,不宜采用机械接头,可采用搭接接头。)
过去对于结构的重要部位,钢筋的连接皆要求焊接,自2002版《高层建筑混凝土结构技术规程》开始已改为宜采用机械连接,现行《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010也如此,这是因为:
1 目前施工现场的钢筋焊接,质量较难保证。各种人工焊接,常不能采取有效的检验方法,仅凭肉眼观察,对于焊接的内在质量问题,不能有效检出。当前焊接工人的技术水平、素质等,也往往不理想。
2 1995年日本阪神地震震害中,观察到多处采用气压焊的柱纵筋在焊接处拉断的情况。
3 英国规范规定:“如有可能,应避免在现场采用人工电弧焊”。
4 美国“钢筋协会”提出:“在现有的各种钢筋连接方法中,人工电弧焊可能是最不可靠和最贵的方法”。
综上所述,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010规定:在结构的重要部位,首选机械接头。
5 目前机械连接的技术已比较成熟,可供选择的品种较多,质量和性能比较稳定。
机械接头一般分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。设计中可根据《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107-2010中的相关规定,选择与受力情况相匹配的接头。
应注意:即使是Ⅰ级接头,依据《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107-2010,在抗震建筑中梁、柱箍筋加密区也不宜使用;当无法避开时,接头百分率不应大于50%。
2.4.3 搭接连接
搭接接头应满足:
1 选择受力较小部位设置接头;
2 有足够的搭接长度;
3 搭接部位的箍筋间距加密至满足要求;
4 有足够的混凝土强度与足够的保护层厚度。
如能满足以上四款基本要求,则其质量可以保证,即使在抗震构件上也是可以应用的。而且,它一般不致出现如焊接或机械连接那样的人为失误的可能。因此,它也是一种较好的钢筋连接方法,而且往往是最省工的方法。
其缺点为:
1 在抗震构件的内力较大部位,当构件承受反复荷载时,有滑动的可能;
2 在构件钢筋较密集时,采用搭接方法将使浇捣混凝土较为困难。
此外,当受拉钢筋直径大于25mm,受压钢筋直径大于28mm时,不宜采用搭接。(美国规范规定搭接钢筋直径可达36mm,如遇特殊情况可参照)。
框架梁底部钢筋的搭接,应位于距支座边不小于1.5h0处。
我国对于搭接接头,一般要求搭接钢筋绑扎在一起,这在某些情况下较难做到,现介绍美国规范的规定如下,以供参考(但应注意加强横向钢筋,例如箍筋加密等)。
图2.4.2 美国规范钢筋搭接示意
2.4.4 焊接接头
钢筋焊接可采用在工厂进行的有可靠工艺保证的焊接接头,如闪光对焊。
工地宜少采用焊接接头;如有少量接头需采用人工电弧焊接,必须具备可靠的质量检查制度。
柱子钢筋接头的现场焊接应特别注意不能采用搭焊。剖口焊必须做好仔细的焊前准备和按相关焊接规程操作,高强钢筋焊接时会产生使焊点附近钢筋脆性破坏的危险,因此应采取严格的预热处理。焊接接头不能位于潜在的塑性铰位置。