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项目4 钢筋混凝土工程
任务 2 钢筋工程
5 钢筋的连接
直条钢筋的长度通常只有9~12m，如构件长度大于12m时，一般都要接长钢筋。钢筋的接长方式可分为三类：绑扎连接、焊接连接、机械连接。
纵向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。
机械连接接头和焊接连接接头的类型及质量应符合国家现行标准的规定。
注意：
1）受力筋的接头宜设在受力较小处，同一根钢筋上宜少设接头。
2）区别：
a、绑扎：需较长的搭接长度，浪费钢材连接不可靠，限制使用。
b、机械连接：设备简单，节约能源，无明火，不受气候限制，连接可靠，适用范围广。
c、焊接：成本较低，质量可靠，宜优先选用。
绑扎连接基本要求：
1）当受拉钢筋的直径大于28mm、受压钢筋直径大于32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。
2）轴心受拉及小偏心受拉杆件（如桁架和拱架的拉杆等）的纵向受力钢筋和直接承受动力荷载结构中的纵向受力钢筋均不得采用绑扎搭接接头。
3）搭接长度的末端与钢筋弯曲处相距≥10d，且接头不宜位于最大弯矩处。
4）在受拉区，HPB300级钢筋绑扎接头末端应做成弯钩，热轧带肋钢筋可不做弯钩。
5）钢筋直径不大于12mm的受压HPB300级钢筋末端，以及轴心受压结构中任意直径的受力钢筋的末端，可不做弯钩，但搭接长度不应小于钢筋直径的35倍。
5.1 钢筋绑扎连接
6）同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3L1（L1为搭接长度），凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内，有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积占全部纵向受力钢筋截面面积的百分率应符合设计要求，无设计具体要求时，应符合规定：对梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%；对柱类构件，不宜大于50%；当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50%。对其他构件可根据实际情况放宽。
7）纵向受拉钢筋的最小搭接长度应符合：
注：1.受压钢筋绑扎接头的搭接长度应为表中数值的0.7倍；
2.在任何情况下，纵向受拉钢筋的搭接长度不应小于300mm，
受压钢筋的搭接长度不应小于200mm；
3.两根直径不同钢筋的搭接长度，以较细钢筋直径计算。
钢筋类型 砼强度等级
C15 C20～C25 C30～C35 ≥C40
HPB300 45d 35d 30d 25d
HRB400、RRB400 － 55d 40d 35d
8）绑扎接头处的中心和两端均应用铁丝扎牢。
9）绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。
10）有抗震要求的受力钢筋搭接长度，对一、二级抗震设防应增加50%。
11）在梁柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内，应按设计要求配置箍筋，箍筋直径不小于搭接钢筋较大直径的0.25倍；受拉搭接区段的箍筋的间距不大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不大于100mm；受压搭接区段的箍筋的间距不大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不大于200mm；柱纵向受力钢筋直径大于25mm时，应在搭接接头两个端面外100mm范围内，各设置两个箍筋，其间距为50mm。
5.2 钢筋机械连接
　　钢筋的机械连接是指通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋的力传递至另一根钢筋的连接方式。这种连接方法的接头质量可靠，稳定性好，施工简便，与母材等强，但是成本高，工人工作强度大。
常用机械连接类型有：套筒挤压连接、锥螺纹套筒连接、直螺纹套筒连接。
(1) 套筒挤压连接（视频1、2） ?
　　套筒挤压连接是把两根待接钢筋的端头先插入一个优质钢套管，然后用挤压机在侧向加压数道，套筒塑性变形后即与带肋钢筋紧密咬合达到连接的目的。
A、特点：
强度高、速度快、准确、安全、不受环境限制。
B、适用： （带肋粗筋）
HRB400、 RRB400级直径18～40d的钢筋，异径差≯5mm。
C、方法：径向挤压；轴向挤压。
（2）锥螺纹连接
　　锥螺纹连接是用锥形纹套筒将两根钢筋端头对接在一起，利用螺纹的机械咬合力传递拉力或压力。所用的设备主要是套丝机，通常安放在现场对钢筋端头进行套丝。
（3）直螺纹连接
　　直螺纹连接是近年来开发的一种新的螺纹连接方式。它先把钢筋端部镦粗，然后再切削直螺纹，最后用套筒实行钢筋对接。
　
套丝机切削加工时，对刀具的要求高，加工后的丝牙外观清晰，螺牙完整。
等强直螺纹接头制作工艺分下列几个步骤：钢筋端部镦粗；切削直螺纹；用连接套筒对接钢筋。
直螺纹接头的优点：强度高；接头强度不受扭紧力矩影响；连接速度快；应用范围广；经济；便于管理。 　
钢筋机械连接接头质量检查与验收 ?
工程中应用钢筋机械连接时，应由该技术提供单位提交有效的检验报告。
钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头工艺检验，工艺检验应符合设计图纸或规范要求。
现场检验应进行外观质量检查和单向拉伸试验。
接头的现场检验按验收批进行。
对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机截取3个试件作单向拉伸试验，按设计要求的接头性能等级进行检验与评定。
在现场连续检验10个验收批。
外观质量检验的质量要求、抽样数量、检验方法及合格标准由各类型接头的技术规程确定。
5.3 钢筋的焊接
焊接：利用压力或一定形式的热能，或压力和一定形式的热能同时并用，在焊接过程中添加或不添加一定成分的填空材料，将被连接件连接成一体方向，叫做焊接。
钢筋常用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊和气压焊等。直接承受动力荷载的结构构件中，纵向钢筋不宜采用焊接接头。
对焊：熔焊、焊接质量好、工效高，用于粗钢筋的接长。
点焊：压力焊，用于钢筋骨架或钢筋网的交叉钢筋的连接。
电弧焊：熔焊，普通焊接，广泛应用，适合钢筋接长、交叉钢筋连接、钢筋与钢板连接等，钢筋接长包括帮条焊、塔接焊、坡口焊三种工艺形式。
电渣压力焊：压力焊，用于竖向钢筋接长时效率高，代替电弧焊。
气压焊：热压焊，用于竖向钢筋接长。
钢筋焊接接头质量检查与验收应满足下列规定：
(1) 钢筋焊接接头或焊接制品(焊接骨架、焊接网)应按JGJ 18—96的规定进行质量检查与验收。?
(2) 钢筋焊接接头或焊接制品应分批进行质量检查与验收。质量检查应包括外观检查和力学性能试验。
(3) 外观检查首先应由焊工对所焊接头或制品进行自检，然后再由质量检查人员进行检验。
(4) 力学性能试验应在外观检查合格后随机抽取试件进行试验。
(5) 钢筋焊接接头或焊接制品质量检验报告单中应包括下列内容：① 工程名称、取样部位；
② 批号、批量；
③ 钢筋级别、规格；
④ 力学性能试验结果；
⑤ 施工单位。
(6) 焊接接头位置的限制
为保证结构的可靠性，对焊接接头的位置有以下限制。设置在同一构件内的焊接接头应相互错开。在任一焊接接头中心至长度为钢筋直径d的35倍且不小于500mm的区段l内，同一根钢筋不得有两个接头。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合下列规定：对于非预应力筋，受拉区不宜超过50％；受压区和装配式构件联接处不限制。对于预应力筋，受拉区不宜超过25％，当有可靠保证措施时，可放宽至50％；受压区和后张法的螺纹端杆不限制。
焊接接头距钢筋弯折处，不应小于钢筋直径的10倍，且不宜位于构件的最大弯矩处。
影响钢筋焊接质量的因素：
（1）与钢筋的化学成分有关；C、Mn、Si含量增加则可焊性差，Ti增加则可焊性好；
（2）与原材料的机械性能有关；塑性越好，可焊性越好；
（3）与焊接工艺及焊工的操作水平有关；
（4）环境低于－20℃不得焊接。
闪光对焊的原理：通电后，两钢筋轻微接触，通过低电压的强电流，产生高温，熔化后顶锻，形成镦粗结点。如图4.19所示。
1、闪光对焊
根据钢筋级别、直径和所用焊机的功率，闪光对焊工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光－预热－闪光焊三种。
①连续闪光焊：适于焊接直径＜25的钢筋；
②预热闪光焊：适于焊接直径＞25，端面较平的钢筋；
③闪光—预热—闪光焊：适于焊接直径＞25，端面不平整的钢筋；
④对HRB500级钢筋，焊后需热处理，提高接头塑性，防止脆断。
(1) 连续闪光焊?
　　连续闪光焊的工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时，闭合电源使两钢筋端面轻微接触，此时端面接触点很快熔化并产生金属蒸气飞溅，形成闪光现象；接着徐徐移动钢筋，形成连续闪光过程，同时接头被加热；待接头烧平、闪去杂质和氧化膜、白热熔化时，立即施加轴向压力迅速进行顶锻，使两根钢筋焊牢。
以相当压力予以顶锻，将液态金属排挤在焊口之外，使钢筋焊合，并在焊口周围形成大量毛刺。由于热影响区较窄，故在接合面周围形成较小的凸起，于是，焊接过程结束，两钢筋对接焊成的外形见下图。
(2) 预热闪光焊
　　在钢筋直径或级别超出规定时，如果钢筋端面较平整，则宜采用预热闪光焊。
预热闪光焊的工艺过程包括预热、连续闪光及顶锻过程。
预热闪光焊的工艺方法：在进行连续闪光焊之前，对钢筋增加预热过程。将钢筋夹紧在对焊机的钳口上，接通电源后，开始以较小的压力使钢筋端面接触，然后又离开，这样不断地离开又接触，每接触一次，由于接触电阻及钢筋内部电阻使焊接区加热，拉开时产生瞬时的闪光。经上述反复多次，接头温度逐渐升高，实现了预热过程。预热后接着进行闪光与顶锻，这两个过程与连续闪光焊一样。
(3) 闪光-预热-闪光焊?
　　即在预热闪光焊前面增加了一次闪光过程，使不平整的钢筋端面烧化平整，预热均匀，最后进行加压顶锻。它适宜焊接直径大于25mm，且端部不平整的钢筋。
电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化，待其凝固便形成焊缝或接头。
电弧焊广泛用于钢筋接头与钢筋骨架焊接、装配式结构接头焊接、钢筋与钢板焊接及各种钢结构焊接。
弧焊机有直流与交流之分，常用的是交流弧焊机。
2、电弧焊
焊条的种类很多，根据钢材等级和焊接接头形式选择焊条，如结420、结500等。
焊接电流和焊条直径应根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置进行选择。
钢筋电弧焊的接头形式有三种：搭接接头、帮条接头及坡口接头，如图4.20所示。
搭接接头的长度、帮条的长度、焊缝的宽度和高度，均应符合规范的规定。
　(1) 电弧焊接头外观检查时，应在清渣后逐个进行目测或量测。
　(2) 钢筋电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求：
焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；?
焊接接头区域不得有裂纹；?
坡口焊、熔槽帮条焊和窄间隙焊接头的焊缝余高不得大于3mm。
电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊合。
钢筋电渣压力焊分手工操作和自动控制两种。采用自动电渣压力焊时，主要设备是自动电渣焊机，电渣焊构造如图4.21所示。
电渣压力焊的焊接参数为焊接电流、渣池电压和通电时间等，可根据钢筋直径选择。
3、电渣压力焊
电渣压力焊适用于 18~32的Ⅲ级钢筋连接。焊接的接头要求鼓包均匀，鼓包直径约为钢筋直径的1.6倍。
某18层框架柱钢筋采用电渣压力焊连接技术，图为工人先将焊接夹具的下夹钳夹住下部钢筋。
被连接的端面部位套上焊剂盒，用小铁簸箕将431焊剂装入焊剂盒，边装入边用棒条插捣，使焊剂盒中的焊剂松紧均匀，以保证鼓包均匀。
插入上部钢筋，焊接夹具上夹钳将上部钢筋夹紧，焊机的负极线连接于上钢筋。
引弧时摇动手柄，将上钢筋略提起，稳定电弧，使上、下钢筋两端面均匀烧化。
当烧化达到时间要求后，迅速摇转手柄，将上钢筋下压，此时，两钢筋端面间熔化的铁水均匀外挤。
焊接完成后，插上铁板，打开焊剂盒，回收剩余的焊剂，可重复使用。
焊接完成后的接头被包围在渣壳中，像马蜂窝球，此时应让接头保温半小时左右，待冷却后敲去渣壳，露出带金属光泽的鼓包接头。
用电渣压力焊焊接的墙体钢筋
埋弧压力焊是利用焊剂层下的电弧，将两焊件相邻部位熔化，然后加压顶锻使两焊件焊合，如图4.22所示。
具有焊后钢板变形小、抗拉强度高的特点。
适用范围：钢筋与钢板作T形接头的焊接。
4、埋弧压力焊
5、钢筋气压焊
钢筋气压焊是利用乙炔、氧气混合气体燃烧的高温火焰，加热钢筋结合端部，不待钢筋熔融使其高温下加压接合。
气压焊的设备包括供气装置、加热器、加压器和压接器等，如图4.23所示。
气压焊操作工艺：

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