钢筋混凝土结构中常用的钢筋连接方法

钢筋混凝土结构中常用的钢筋连接方法

王健

武汉市建设学校 湖北 武汉 430051

摘要：本文通过对钢筋混凝土结构中常用的几种钢筋连接方法进行研究和分析，旨在深入探讨各种连接方法的优缺点、适用范围以及在实际工程中的应用情况。钢筋连接方式选择的正确是否直接关系到工程质量的优劣，现结合规范、标准对三种常见的钢筋连接方式进行分析对比：绑扎搭接、焊接连接、机械连接，以方便工程设计和施工人员正确选用。

关键词：绑扎搭接、焊接连接、机械连接。

目前，建筑工程中普遍使用钢筋混凝土结构形式，钢筋连接技术是钢筋混凝土结构施工的关键技术，直接影响着工程质量，钢筋连接技术方法的选择与运用直接关系到施工进度的控制与施工质量的好坏。推广应用先进的钢筋连接技术，并对各类连接技术进行比较分析，从而分析得出合适的钢筋连接方法。这对于提高建筑工程质量、加快施工进度、保证施工安全、降低施工成本，具有十分重要的意义。

1钢筋连接概述

混凝土结构设计规范（GB50010-2015）8.4.1条规定：混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处。在同一根受力钢筋上宜少设接头。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。建设工程常见的钢筋连接方式有三种：绑扎连接、焊接连接和机械连接。

2钢筋的绑扎连接

2.1钢筋绑扎连接原理

钢筋绑扎搭接是将两根钢筋按一定的规范要求搭接一定的长度，一般是在搭接处的多处用细钢丝将两根钢筋绑扎牢固，然后放入混凝土中。混凝土结构承受荷载时，其中一根钢筋的力通过钢筋与混凝土之间的黏结力传递给这附近的混凝土，同理，再由混凝土通过黏结力传递给另一根钢筋。

2.2钢筋绑扎连接优点

钢筋绑扎连接具有许多优点，施工操作简单易行，对操作环境没有特殊的要求，技术要求不高。

2.3钢筋绑扎连接缺点

钢筋绑扎连接不可以进行粗钢筋的连接。由于钢筋搭接过程偏心效应时有出现，钢筋的扭力在搭接过程中会有一定程度的损失，从而降低了固件强度，接头数量受到限制过多则会影响附着力。

2.4钢筋绑扎连接的适用范围

混凝土结构设计规范（GB50010-2015）8.4.2条规定要求：轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接；其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时，受力钢筋直径不宜大于25mm，受压钢筋直径不宜大于28mm。

钢筋绑扎搭接接头的不适用范围为：“需进行疲劳验算的构件，其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头”；轴心受拉和小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋；直径超过25mm的受拉钢筋和直径超过28mm的受压钢筋。

3钢筋的焊接连接

3.1钢筋焊接连接原理

钢筋焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属直接传力。钢筋焊接连接有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊和预埋件钢筋埋弧压力焊这5种，应满足国标GB50010《混凝土结构设计规范》和行标JGJ18《钢筋焊接及验收规程》的相应要求。

3.1.1钢筋闪光对焊

钢筋闪光对焊：将两根钢筋安放成对接形式，利用焊接电流通过两根钢筋接触点产生的电阻热，使金属熔化，产生强烈飞溅、闪光，使钢筋端部产生塑性区及均匀的液体金属层，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。

3.1.2钢筋电弧焊

钢筋电弧焊：以焊条作为一极，利用焊接电流通过产生的电弧焊进行焊接的一种熔焊方法。其具有轻便、灵活的特点，可用于平、立、横、仰全位置焊接，适应性强、应用范围广

3.1.3钢筋电渣压力焊

电渣压力焊：利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，溶化钢筋，加压完成的一种压焊方法。

电渣压力焊适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在4： 1范内)钢筋的连接。

3.1.4钢筋气压焊

钢筋气压焊：采用氧-燃料气体火焰将两根钢筋对接处加热，使其达到一定的温度，加压完成的方法，为压焊的一种。常用的氧-燃料气体火焰为氧-乙炔火焰，即氧炔焰，热效率高温度高。

3.1.5预埋件钢筋埋弧压力焊

预埋件钢筋埋弧压力焊：将钢筋和钢板安放成T型接头形式，利用焊接电流通过，在焊剂层下产生电弧，形成溶池，加压完成的一种压焊方法。

3.2钢筋焊接连接的优缺点

闪光焊优点是焊接操作简单，容易掌握，钢筋接头成本较低。缺点是只能用作钢筋的横向焊接，设备体积较大，移动不便，狭窄空间或无吊车不能施工，接头合格率低，耗电量较大。

电渣焊的优点是焊接卡具轻巧，移动方便，焊接操作容易，接头成本也较低。缺点是只能用于钢筋的竖向焊接，需要配备大的电焊机，耗电量大。

气压焊的优点是能够焊接横向、竖向、任意方向的钢筋，钢筋接头合格率较高，卡具较小移动方便，接头成本低，设备投资小。

3.4钢筋焊接连接适用范围

GB50010《混凝土结构设计规范》中规定：钢筋的连接，需进行疲劳验算的构件，其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头，也不宜采用焊接接头，除端部锚固外不得在钢筋上含有附件，除需进行疲劳验算的构件的纵向受拉钢筋不宜采用外均可适用，但细晶粒热轧带肋钢筋以及直径大于28mm的带肋钢筋，其焊接应经试验确定，余热处理钢筋不宜焊接。

4钢筋的机械连接

4.1钢筋机械连接原理

通过钢筋与连接件或其他材料的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法，也称为套筒连接。

钢筋机械连接有直螺纹连接、锥螺纹连接和套筒挤压连接。

4.1.1直螺纹连接

墩粗直螺纹：通过墩粗设备，先将钢筋端头墩粗，再加工出使螺纹直径不小于钢筋母材直径的螺纹，使接头与母材等强。　

滚压直螺纹：在钢筋端部用滚丝机加工成圆柱螺纹，再将两根带螺纹的钢筋用连接套筒(带螺纹)连接起来，实现钢筋的连接。

4.1.2、锥螺纹连接

锥螺纹：把钢筋的连接端用专用套丝机加工成锥形螺纹，通过锥螺纹连接套把两根带丝头的钢筋，按规定的力矩值连接成一体的钢筋接头方法。

4.1.3套筒挤压连接

套筒冷挤压：将两根待连接的钢筋端部穿入规定的套筒，在套筒外径向施加外力使之产生一定的变形，与钢筋完全结合在一起，达到钢筋连接的目的。

4.2钢筋机械连接优缺点

因套筒挤压和锥螺纹连接质量不稳定和接头受力达不到要求而现在很少采用，以最常用的直螺纹接头作为分析比较对象。

墩粗直螺纹连接优点：施工人员的劳动强度大大降低，钢筋直螺纹接头全部可以提前预制，装配作业现场进行。缺点：墩粗过程中墩偏了，必须重新墩粗，脆断现象不可避免。

滚压直螺纹连接优点：投入设备少。但这种方式螺纹精度较差，再加上钢筋的粗细并不均匀，螺纹直径不尽相同，现场施工过程将会面临不少困难。缺点：费用较高。

4.3钢筋机械连接适用范围

混凝土结构设计规范（GB50010-2015）8.4.7条规定和行标JGJ107《钢筋焊接及验收规程》的相应要求：纵向受力钢筋的机械连接接头宜相互错开。机械连接以其传力可靠、施工方便等优点，目前已广泛应用，特别是竖向构件中较大直径主筋和多跨连续框架梁通长钢筋的连接。

5钢筋连接方法的分析比较

绑扎连接的费用最便宜，但实际只使用在直径不大于14mm的钢筋中；焊接连接的施工费用居中；直螺纹接头的施工费用最贵，贵在套筒成品价格较高上。

电渣压力焊最大的优势是其费用低廉。机械连接中最为便宜的锥螺纹，仍然要比电渣压力焊增加费用，如果选用套筒冷挤压更要增加费用。

从施工进度方面考虑，选用滚压直螺纹或锥螺纹，比使用电渣压力焊快，而且丝头可提前预制，不影响进度。因此在工期要求紧的前提下，直螺纹及锥螺纹连接可以为结构顺利封顶提供单项技术保证。

参考文献

[1] 陈切顺 卢政杰 刘翠杰《钢筋连接方法的比较分析》《黑龙江交通科技》2009年10期