钢筋连接位置接头百分率的控制(1)

1钢筋连接位置、接头百分率的控制---韩智学【摘要】混凝土结构中钢筋的连接应严格控制钢筋接头位置、接头面积百分率,不存在不受限制随处可用的接头。国家建筑标准图集G101规定在非连接区域不得设置连接接头。【关键词】钢筋连接、接头位置、接头百分率混凝土结构中钢筋连接通过接头实现的是间接传力，任何形式的接头都不如整根钢筋的传力性能（强度、延性、刚度、恢复力、疲劳性能等）,即使钢筋接头的抗拉力与母材相等也应视为薄弱环节而给予高度的关注,根本不存在可以不受限制随处应用的接头。钢筋连接接头位置禁止设置在非连接区，接头百分率（接头数量）严格按国家标准图集要求控制。一、钢筋连接的连接方式及要求1.钢筋连接的方式钢筋连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。钢筋的各种连接方式有不同的适用范围。2.钢筋连接的要求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不宜设置两个或两个以上接头。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。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，受拉钢筋直径不宜大于25mm，受压钢筋直径不宜大于28mm。抗震设防时纵向受力钢筋连接接头的位置宜避开梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，应采用机械连接或焊接，且钢筋接头面积百分率不宜超过50%。(1)绑扎搭接接头同一构件中相邻纵向受拉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的长度为1.3倍搭接长度，凡搭接接头中点位于连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置横向构造钢筋或箍筋。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率: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受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件不宜大于50%；对板、墙、柱及预制构件的拼接处，可根据实际情况放宽。有抗震设防要求的结构中，梁端、柱端箍筋加密区范围内钢筋不应进行搭接（GB50204-2015，第5.4.4条）。(2)机械连接接头纵向受力钢筋的机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接区段的长度为35d,d为连接钢筋的较小直径。凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。位于同一连接区段的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%；但对板、墙、柱及预制构件的拼接处，可根据实际情况放宽。纵向受压钢筋的接头百分率可不受限制。直接承受动力荷载结构构件中的机械连接接头，除应满足设计要求的抗疲劳性能外，位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50%。1）通常情况下，工程设计优先选用Ⅱ级接头，且控制接头百分率不应大于50%。2）实际施工过程如必须采用100%钢筋接头连接时，应采用I级接头。3)延性要求不高部位可采用III级接头，其接头百分率不应大于25%。(3)焊接接头纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。钢筋焊接接头连接区段的长度为35d且不小于500mm,d为连接钢筋的较小直径。凡接头中点位于该连接区段长度内的焊接接头均属于同一连接区段。纵向受拉钢筋的2接头面积百分率不宜大于50%，但对于预制构件的拼接处，可根据实际情况放宽。纵向受压钢筋的接头百分率可不受限置。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焊有附件。当直接承受吊车荷载的钢筋混凝土吊车梁、屋面梁及屋架下弦的纵向受拉钢筋采用焊接接头时，应符合下列规定：1）应采用闪光接触对焊，并去掉接头的毛刺及卷边；2）同一连接区段内纵向受拉钢筋焊接接头面积百分率不应大于25%，焊接接头连接区段的长度应取为45d，d为纵向受力钢筋的较大直径；3）疲劳验算时，焊接接头应符合《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第4.2.6条，疲劳应力幅限值的规定。二、钢筋的受拉、受压区混凝土结构中的受拉、受压区主要是指混凝土构件截面产生拉应力、压应力的区域。通常,受压区主要是基础柱、墙、桁架上弦,受弯构件(梁、板)正弯矩区域(跨中)的上部和负弯矩区域(跨边)的下部；受拉区主要是指桁架下弦杆、轴拉构件和受弯构件（梁、板）正弯矩区域（跨中）的下部和负弯矩区域（跨边）的上部。钢筋的受力性质对配筋构造有重要影响,在受拉、受压时的钢筋锚固、搭接长度有很大差别。抗震框架梁的受力钢筋均应按受拉考虑其搭接长度。三、钢筋接头百分率（接头数量）接头面积百分率即接头数量在受压区不受限制,在连接区域可100%连接，但接头位置有严格要求，在非连接区域禁止设置接头。四、同一连接区段内纵向受拉钢筋接头面积百分率计算梁、板受弯构件，按一侧纵向受拉钢筋面积计算搭接接头面积百分率，即上部、下部钢筋分别计算；柱、剪力墙按全截面计算搭接接头面积百分率。五、钢筋连接接头位置1．基础梁（JL）纵向筋连接接头位置基础梁下部（B）纵筋在跨中≤Ln/3区域连接，接头相互错开；上部纵筋（T）在柱（支座）两侧Ln/4范围内连接，不宜在端跨支座附近连接。梁纵筋能通则通。上、下部贯通纵筋，在其连接区内采用搭接、机械连接或焊接，同一连接区段内接头面积百分率不应大于50%,同一钢筋同一跨内接头个数不得设置2个或2个以上。基础梁的外挑部分不得设置连接接头。2.桩在承台、筏板内的连接（1)当承台厚度大于桩纵筋直锚长度时，桩纵筋直锚入承台内la,且≥35d;当承台厚度小于桩纵筋直锚长度时，桩纵筋与垫层夹角≥75°斜锚入承台内la,且≥35d。（2）当桩径或桩截面边长800mm时，桩顶嵌入承台50mm；当桩顶≥800mm时，桩顶嵌入承台100mm。3．地下室外墙（DWQ）钢筋连接位置(1)外侧水平贯通筋在跨中Ln/3区域连接,内侧水平贯通筋在支座(扶臂柱或内墙)Ln/4连接区域连接。(2)外侧竖向贯通筋在墙高中部Ln/3连接区域连接,内侧竖向贯通筋在基础顶面、楼板顶的Ln/4连接区域连接。(3)当扶臂柱、内墙不做为地下室外墙的平面外支承时,水平贯通筋的连接区域不受限制。(4)墙外侧水平分布钢筋在转角处,两侧水平分布钢筋弯折搭接LlE;当转角两边墙体外侧钢筋直径及间距相同时可连通设置。墙内侧水平分布钢筋伸至转角墙核心部位的外侧钢筋内侧，弯直钩15d。34．框架梁（KwL）纵向钢筋连接接头位置框架梁纵向钢筋连接接头范围（同一连接区段内钢筋接头面积百分率不宜大于50%；悬臂梁的纵向钢筋不得设置连接接头即悬挑梁上下全部纵筋无接头，不允许有接头和搭接）。（1）梁上部设置的通长筋在跨中Lni/3部位连接。(2)梁下部筋在支座范围内应避开箍筋的加密区（一级抗震等级框架梁≥2hb,500mm;二至四级抗震等级框架梁≥1.5hb,500mm。非抗震框架梁与非框架梁不设箍筋加密区或按设计要求。hb为梁高）。1)梁下部纵筋连接位置宜位于支座Lni/3范围内。2)当梁下部纵筋在支座范围外搭接时，搭接长度的起始点至支座边缘的距离不应小于1.5hb（hb为梁高），且结束点距支座边缘的距离不宜大于Lni/4,在此范围内连接钢筋面积百分率不应大于50%，相邻钢筋连接接头应在支座左右错开设置。当有抗震要求时，宜采用机械连接或焊接。机械连接和焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。3）非框架梁下部钢筋连接位置宜位于支座Lni/4范围内。5.柱纵向钢筋连接接头位置（1）柱相邻纵向钢筋连接接头应相互错开，位于同一连接区段内的钢筋接头面积百分率不应大于50%。(2)框架柱纵向钢筋应贯穿中间层节点,不应在中间各层节点内截断,钢筋接头应设置在节点区以外,同时应避开柱端箍筋加密区。(3)柱下、上端非连接区及变截面(变直径)钢筋连接区1)柱下端非连接区:≥hc,Hn/6、[≥Hn/3],≥500mm[嵌固部位]，hc为柱截面长边尺寸，Hn为柱所在楼层的净高。2）柱上端非连接区：≥hc,≥Hn/6,≥500mm。3)柱变截面（变直径）钢筋，上、下柱连接区：上柱从梁顶面起算下插1.2LaE;下柱从梁底面起算上插1.2LaE.6.板纵筋连接接头位置1）板上部贯通纵筋不应在支座位置连接，应在≤跨中Ln/2连接区域范围内连接。实际施工时板顶贯通钢筋接头位置在跨中Ln/3范围内连接，跨中钢筋相邻跨连通时在支座1/4范围内连接，在跨中Ln/3要求更高一些，也与筏板、梁接头区域保持一致。2）板上部通长筋接头百分率不应大于50%，相邻纵筋连接接头相互错开。当不同直径的钢筋绑扎搭接时，搭接长度按较小直径计算，但搭接长度不得小于300mm。当板纵筋接头面积百分率为25%时，接头位置不受限制。当相邻两跨的上部贯通纵筋配置不同时,应将配置较大者延伸到配置较小的跨中连接区域连接。3)板底受力筋在距支座1/4净跨内连接,在此范围内连接钢筋的面积百分率不应大于50%,且相邻钢筋连接接头应在支座左右交错并间隔设置。板下部纵筋可在中间支座锚固或贯穿中间支座,板纵筋能通则通。4)构造钢筋(分布钢筋)可以在任意位置连接,搭接长度150mm,可不控制搭接接头的面积百分率。当板内温度、收缩应力较大时，设计图中注明为抗温度收缩配筋时，搭接长度宜取L1。5)悬挑板，悬挑方向纵向钢筋不得设置连接接头。6)筏形基础平板钢筋连接接头位置:上部纵筋(T)在墙、柱下(支座)两侧Ln/4连接区域范围内连接;下部纵筋(B)在跨中≤Ln/3连接区域连接。基础底板钢筋应尽量通长设置。六、机械连接接头位置、百分率不同直径钢筋机械连接时，接头面积百分率按较小直径计算；同一构件纵向受力钢筋直4径不同，连接区段长度按较大直径计算。1连接区段长度钢筋直径d取大值纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开，接头连接区段长度为35d，且不应小于500mm,d为钢筋直径。《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2011第4.0.3条无明确要求d钢筋直径的大小要求。《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011第5.4.4条规定，d为同一连接区段相互连接两根钢筋中较小直径。11G101-1《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板）p55,注1：d为相互连接两根钢筋中的较小直径；当同一构件内不同连接钢筋计算连接区段长度不同时取大值（凡接头中点位于连接区段长度内连接接头均属同一连接区段）。因此，钢筋机械连接计算同一连接区段d应按G101取大直径。2机械连接接头位置、百分率钢筋机械连接接头百分率关系到结构的安全、经济和方便施工。Ⅲ级接头百分率不大于25%;Ⅱ级接头百分率不大于50%;可以在抗震结构中任何部位使用;Ⅰ级接头可在同一截面100%连接,使用部位不受限制(钢筋机械连接技术规程JGJ107-2011)。所谓“不受限制”，是有条件的（接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小部位；同一受力钢筋不宜设置两个及两个以上接头；抗震设防构造时，接头位置应避开柱端、梁端的箍筋加密区）,从传力性能来看，任何受力钢筋的连接接头都是对传力性能的消弱，因此并不存在钢筋连接接头“可以不受限制”的问题。七、钢筋连接接头位置，应以G101国家标准图集“钢筋在非连接区域禁止设置接头”规定为验收标准。接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍(《混凝土结构工程施工规范GB50666-2011第5.4.1条)，10d是对接头距钢筋弯起点的距离做出的规定，且此连接头位置应避开钢筋的非连接区，国家标准图集G101规定非连接区域不允许连接。虽然国家标准图集是推荐性标准而非强制性规范，但设计图纸采用G101国家标准图集为设计文件的组成部分,遵循设计优先的原则应以G101国家标准图集“钢筋在非连接区禁止设置接头”要求为施工验收标准,严格执行。结束语:钢筋连接接头位置、接头百分率，严格按照国家标准图集G101要求控制，不能在非连接区随意设置。钢筋接头位置（只能在连接区设置）、接头百分率（接头数量不大于50%）必须符合国家标准图集要求。加强施工人员的学习和对标准的正确理解、操作，以学益智、以学修身、以学增才,完善知识结构提高思想认识规范施工，着力避免陷入少知而迷、不知而盲、无知而乱的困境,认真履行职责