钢筋混凝土梁柱节点钢筋连接方法的研究

张仰福 刘晓玲 刘镇坭

（海口经济学院，海南 海口 571127）

钢筋混凝土梁柱节点钢筋连接方法的研究

张仰福 刘晓玲 刘镇坭

（海口经济学院，海南 海口 571127）

近年来，随着建筑行业的不断发展，各类建筑项目大型化、多样化的特点比较突出。这种趋势，使得无论是现代城市建筑工程，还是各类大型企业的厂房建设，在其设计施工中，以钢筋混凝土为主的框架结构得到了广泛应用，并在建筑主体结构设计和施工中，占据了主导地位。由于该种结构和设计形式，强度较高，抗震性能也具有较大优势，特别是在城市建设中，各种高层建筑的结构设计，成功案例更多。对框架结构施工这类项目，最关键的环节就是梁柱节点的施工，梁柱因其主要承重作用，它的施工质量好坏，对整个框架结构施工来说，有着举足轻重的作用，成为有效保证建筑结构的稳定性的关键。而在梁柱节点的施工项目中，需要综合考虑工、料、机、工艺、环境以及方法，以实现万无一失。本文针对钢筋混凝土梁柱节点钢筋连接施工标准加以分析和探讨。

建筑工程；框架结构；梁柱节点；钢筋连接

钢筋混凝土结构的各类建筑，采用框架式结构方式较普遍。这种框架式结构中的的节点，就是梁柱的主要受力点，也是关键点。它的作用是把框架结构之间彼此结合在一起，是整个施工项目当中的关键连接部位。所以，要保证整个框架结构的施工质量，梁柱节点的施工质量是其关键所在，重点所在，保证其施工质量，既具有其重要性，又具有其必要性，必须给予充分认识和关注，重点把关。但同时，须看到，对于任一工程项目的施工来说，坚持合理设计是基础，做到精心施工是关键，否则，可能会很大程度地影响到框架结构的稳定性，更会减弱框架结构的抗震性能，给工程竣工后的正常使用带来潜在性安全隐患。在各类施工项目当中，常用钢筋连接方法主要包括绑扎式、焊接式和机械连接式三种。正确地做好钢筋连接的工、料、机、工艺、环境分析并采用正确方法，是整个施工过程当中的关键所在。本文对其进行分析，希望对同行有所借鉴。

1 钢筋连接方法及特点

对于具有较大直径钢筋来说，它的连接方法包括以下三个较大的类别，即：一是绑扎式搭接；二是焊接式连接；三是机械连接。可以说，这三大类连接方法，各有特色，各有优缺点，且具有不同的适用性标准。

1.1 绑扎搭接

这种方法与其他二种方法相比，比较简单,并没有对技工特殊性方面的要求。但这种搭接方法最主要的缺点是，对钢材的耗费量较大，而且，这种接头，传力效果差，难以承载太大的力量。以《混凝土结构设计规范》为例来说，已经对此做出明确规定，该规范指出:对于直径d大于22mm的粗钢筋，在搭接时，不应该采用搭接这种方式。

1.2 焊接连接

焊接式搭接有很多种方法。主要的搭接方式有：一是：搭接电弧焊；二是：坡口焊；三是：电渣压力焊；四是：气压焊；五是：水平钢筋窄间隙电弧焊等。在这些焊接方法中,电渣压力焊是起步较早的，早在上个世纪的80年代初期，我国就已经对其进行了广泛的推广和应用，目前，这种方法，在我国大直径钢筋焊接连接中，占据了主要地位，是主要采用的方法，具有较多的应用案例[1]。

1.3 机械连接

这种连接，我们通常采用的方式包括：一是套筒挤压连接；二是锥螺纹连接；三是精轧螺纹钢筋筒连接；四是灌浆充填套筒连接；五是金属熔剂充填套筒连接；六是受压钢筋对头平接。近年来,本例中所列举的第一种（套筒挤压连接）和第二种（锥螺纹连接）方式，其核心是通过机械咬合作用实现传递拉力或压力的。该种方式，对于钢筋化学成分，对钢筋的可焊性以及气候要求不高，或基本不受其影响，而且，它的优点有以下方面：即：有较高的接头强度,接头质量稳定,操作简便,施工时速度更快且方便，所以用户普遍的欢迎并得到广泛应用。这两种连接方式（焊接和机械连接），符合《混凝土结构设计规范》相关要求，属于推荐采用，并被优先采用的方式。在实际工程建设中，用户应该根据实际要求，充分考虑其接头性能、施工速度、施工环境、施工成本等方面需求，进行针对性选用。

2 钢筋连接的焊接方式

2.1 电渣压力焊

电渣压力焊在我国属于一种新型的焊接接术，由我国专业科学技术人员研究开发。与其他焊接连接方法相比，这种技术连接质量好、效率高和经济效益显著，具有一定优势，值得优先选用和大力推广。电渣压力焊，从其原理来说，应该归属于“熔化压力焊”这一范畴。它是利用焊接电流，流经被接钢筋，在它的端部接触点产生高能电弧,电弧以其高温熔化周边焊剂，进而形成渣池,随后，转入电渣当中，完成整个过程。由于电流通过时，产生大量的电阻热，这种电阻热，对钢筋的全部截面进行均匀性加热,并进行顶压,这种顶压，使其挤出液态金属和溶渣。液态金属和溶渣经过冷却，成为凝固结晶，成为接头。这种焊接方式，对于连接竖向钢筋较为合适，且要求是其为Υ14mm～Υ40mmⅠ级Ⅱ级Ⅲ级，对于Υ28mm以上钢筋来说，因具有较大的焊接技术难度，不予推荐使用。这项技术主要优点是，可以代替绑扎搭接，对钢筋节省量较大，可大幅度降低钢筋方成本，因此可以取得显著的经济效益。但其适用范围相对较窄，主要不适用的情况有以下3种。一是不适用于水平钢筋连接；二是不适用于倾斜钢筋的连接(倾斜的斜度应小于4:1)；三是不适用于可焊性差的钢筋。此外，如施工单位焊工水平不够、供电条件不好（如供电间歇性中断、电压不稳）不适用，特别是在雨季施工时，防火要求高的场合，在采用此方法时应谨慎，切不要因小失大。

2.2 气压焊

气压焊从其原理来说，属于压焊类范畴。这种技术应算是舶来品，系从日本引进，上个世纪80年代后期，在我国得到了推广和应用。这种焊接方法主要工作方式是：采用氧和乙炔两种原料。其中氧用于助燃，乙炔是燃剂。该火焰具有较高的温度，用高温加热钢筋接头处，令其在高温状态下，成为塑性状态。然后再对其施加适当压力,最终形成对焊接头。这种焊接的基本机理是:与温度升高同步，给予压力,由于压力作用，焊缝处在塑性状态下发生流变,这样，会使它实际产生的接触面积得到迅速扩大,不断激活它的表面原子,造成它们之间彼此扩散,再次产生结晶。对此种焊接方法来说，接头结合最重要的条件有2个，即：适宜的温度；适当的压力。钢筋气压焊机的组成一般包括三个部分，即：多嘴环管加热器、加压器和焊接夹具[2]。供气装置主要有：氧气瓶、溶解乙炔气瓶。目前，随着技术进步，加压器多由最初的手动油泵，更新为可自动加压的电动油泵。气压焊设备最主要的优点是：结构简单,投资额度少,可以大量地节约钢材,具有较低的成本，而且，没有对大功率电源方面要求。但同时，气压焊也具有其劣势。主要是：严格要求钢筋化学成分，焊接工人应有较高的技术水平。同时，由于焊接时使用的氧气和乙炔，都属于易燃易爆类物质,特别是乙炔的闪点较低，危险性较大，严格持证上岗，按规程规范操作是管理重点。特别是在开工前，在施工过程中，都需要严格进行试焊和检验，成为关键环节。鉴于此实际，一般不宜在防火要求较高的环境或雨季采用。

3 水平钢筋的窄间隙电弧焊

该方法对工人操作技术方面的要求较高,而且，还必须进行现场焊接性能试验。这种焊接的基本做法是：把两根需要连接的钢筋以水平对接形式安放和置于准备好的铜模内,须注意的是中间要略留间隙,再用焊条，自钢筋根部开始引弧，自根而上部进行焊接。铜模实质上是一种可脱模后进行重复使用的工具模。适用于Ⅰ级、Ⅱ级、和Ⅲ级钢筋标准的水平性对接连接。这种方法设备较简单，采用的是普通型手工电弧焊机。对焊条强度等级来说，主要要求是适应于钢筋强度等级。对Ⅱ级钢筋和Ⅲ级钢筋，宜分别采506焊条和606焊条。不但成本低，而且其施工速度明显要快于搭接弧焊。这种方法由于推广应用时间短,应用面相对较窄。需要尤其注意的是，因水平钢筋其间隙窄，为保证焊接头质量,应对焊接参数和焊接工艺高度重视,“焊透”、“成型”、“排渣”和“减少过热”必须解决好。

4 钢筋连接的机械方式

4.1 套筒挤压连接

该技术起源于上个世纪70年代后期，于80年代后期由国外传入我国并开始推广应用。该方法是先准备好一个优质套筒，再将待接两根钢筋端头插入,以挤压机侧向数道加压,套筒塑性变形后，与带肋钢筋通过紧密咬合，形成一体，实现连接效果。套筒挤压连接的优点是接头强度高、质量稳定可靠,是目前各类钢筋连接技术中性能最好、质量最稳定的一种形式。其优点是挤压连接速度快,安全性好（无明火）,不受环境影响,操作简便,适应性强,适用范围广（垂直、水平、倾斜、高空、水下等各方位均可使用），且尤其适用于不可焊钢筋、进口钢筋，已经被国家有关部门作为新技术项目，进行重点推广[3]。

4.2 锥螺纹连接

该技术于近年来研究开发成功，属于机械式钢筋连接技术。其原理是：以锥形螺纹套筒对接两根钢筋端头,以螺纹产生的机械咬合力，实现传递拉力与压力。其适用于可焊及不可焊的钢筋，且其不受气候方面影响，对技工专业性无要求，对Υ16mm～Υ40mm等各级别钢筋连接均适用。该方法关键和不足在于：锥螺纹连接质量很关键，如丝扣松动，则会直接影响其接头强度。其质量检验标准及应用范围，国内尚无标准，需要进一步探讨。一般要求:实际测量接头极限抗拉强度值应大于等于钢筋屈服强度标准值的1.35倍。

4.3 等强直螺纹钢筋套筒连接

该技术同样起源较早，最初是在上个世纪70年代初的西德出现的。该方法是在取消钢筋全长上的纵肋,横肋则呈现出螺纹状,对钢筋进行对头连接。上个世纪，我国多家科研单位成功研制了高级别的（75/90级）精轧螺纹钢筋，这种钢筋，是不可能采用焊接方式来连接。该技术使这类高强度钢筋连接（接长、锚固）的难题得以解决[4]。

5 结 语

对于建筑项目来说，混凝土梁柱节点钢筋连接是一个关键性环节，合理选用正确的连接方法和做好其标准化研究，对于我国建筑工程质量和施工技术水平的不断提升至关重要。我们应对钢筋连接质量给予高度重视，并积极推广新技术，以促使该项技术的健康发展[2]。

[1]赵志缙,应惠清.《建筑施工》.同济大学出版社,1998年

[2]石伟国,赵林.钢筋等强直螺纹连接的型式及其施工操《建筑施工》,1998年第6期

[3]朱国梁,赵志生.钢筋等强直螺纹连接技术在高层建筑施工中的应用.《建筑施工》,1998年第6期

[4]新技术.粗直径钢筋连接技术.《施工技术》,1995年第8期

Study on reinforcement method of reinforced concrete beam column joints

In recent years, with the continuous development of the construction industry, the characteristics of various types of construction projects are more and more prominent. In this trend, whether modern city building engineering, or all kinds of largescale enterprise building, in its design and construction, the reinforced concrete frame structure has been widely used, and in the construction of the main structure design and construction, it occupies a leading position. Because of this kind of structure and design form, its strength is high, the seismic performance also has a great advantage, especially in the urban construction, the structure design of various high-rise buildings, its success cases are more. For the construction of the frame structure, the most key link is the construction of the beam-column joint, the beam and column because of its main bearing role, its construction quality, for the entire framework structure construction, has a pivotal role, to effectively ensure the stability of the construction structure of the key. In the construction project of beam-column joint, we need to consider the work, material, machine, technology, environment and method, in order to achieve foolproof. This paper analyzes and discusses the construction standard of reinforced concrete beam-column joint reinforcement connection.

construction engineering; frame structure; beam column joint; steel bar connection

课题名称：钢筋混凝土植筋梁梁柱节点连接研究（海口经济学院校级科研项目）项目编号：hjky16-09

U445.57

B文章标号：1003-8965（2017）05-0071-03