建筑工程粗直徑鋼筋直螺紋機(jī)械連接技術(shù)總結(jié)

HRB400級鋼筋的應(yīng)用技術(shù)及粗直徑鋼筋直螺紋機(jī)械連接技術(shù)一、概況為框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室二層、地上二十五層，結(jié)構(gòu)梁、柱主筋選用HRB400級鋼，結(jié)構(gòu)梁、柱粗直鋼筋規(guī)格>Ф25采用剝肋直螺紋套筒連接。二、技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)和技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1、鋼筋原材料和套筒的質(zhì)量控制。2、絲扣應(yīng)按規(guī)范要求嚴(yán)格檢查，端部要平整、套絲的操作時(shí)，臺鉗在夾緊前必須將鋼筋限位擋鐵頂緊，預(yù)防導(dǎo)致套絲過長；3、正確使用力矩扳手，連接扭緊力矩應(yīng)達(dá)到規(guī)定的扭緊力矩。4、粗直鋼筋剝肋直螺紋的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)是在粗直鋼筋端部加工絲扣，二根鋼筋與高強(qiáng)度鋼質(zhì)螺扣套筒采用絲扣咬合力連接，以達(dá)到粗直鋼筋等強(qiáng)度連接的目的，保證粗直徑鋼筋接頭質(zhì)量。三、HRB400級鋼筋在砼結(jié)構(gòu)中的基本要求1．砼強(qiáng)度等級的選用⑴對于采用HRB400級鋼筋的承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，砼強(qiáng)度等級不得低于C20。⑵對于現(xiàn)澆樓蓋及屋蓋的普通梁板結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用HRB400級鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級宜選用C20~C30。⑶對于工業(yè)與民用建筑中的一般結(jié)構(gòu)，HRB400級鋼筋規(guī)格宜選用直徑6-32mm。為避免施工中鋼筋的錯(cuò)用和便于鋼筋的檢查驗(yàn)收，同一施工現(xiàn)場不宜同時(shí)采用Ⅱ級鋼筋和HRB400級鋼筋。2．HRB400級鋼筋的錨固要求鋼筋的錨固長度按下式計(jì)算：La=αfyd/ft式中：α-錨固鋼筋的外形系數(shù)，當(dāng)采用HRB400級鋼筋時(shí)，α=0.14fy--錨固鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft--錨固區(qū)砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，砼強(qiáng)度＞C40時(shí)按C40考慮d-錨固鋼筋的直徑La-受拉鋼筋的錨固長度同時(shí)應(yīng)考慮下列因素進(jìn)行修正：①當(dāng)HRB400級鋼筋的直徑大于25mm時(shí)，其計(jì)算值應(yīng)乘的1.1的修正系數(shù)；②當(dāng)HRB400級鋼筋在砼的施工過程中易受擾動(dòng)（如滑模施工）時(shí)，其計(jì)算值乘以1.1的修正系數(shù)；③當(dāng)砼保護(hù)層厚度大于HRB400級鋼筋直徑的3倍時(shí)，其計(jì)算值乘以0.8的修正系數(shù)。3．構(gòu)造的有關(guān)規(guī)定和要求：HRB400級鋼筋砼在設(shè)置伸縮縫、混凝土保護(hù)層、鋼筋的錨固和接頭，箍筋加密等方面無特殊要求。但對于HRB400級的最小縱向配筋率與強(qiáng)度的關(guān)系有所調(diào)整，使得配筋更加合理明確，也充分體現(xiàn)了HRB400級鋼筋的優(yōu)越性。4．HRB400級鋼筋的連接與施工技術(shù)要求(1)主要技術(shù)內(nèi)容

HRB400級熱軋帶肋鋼筋是指屈服強(qiáng)度為400N/mm2的鋼筋。當(dāng)鋼中加入微量合金元素V、Ti或Nb后可使晶粒細(xì)化、改善延性、碳含量降低，而鋼筋屈服強(qiáng)度提高，并具有良好的可焊性。HRB400級鋼筋是目前國內(nèi)重點(diǎn)推廣的新鋼種之一，它包含20MnSiV、20MnSiNb和20MnTi三個(gè)品種。在國內(nèi)得到越來越多的應(yīng)用。但應(yīng)指出，直徑12mm以下的小直徑HRB400級鋼筋往往沒有明顯的屈服點(diǎn)，這在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。同時(shí)由于鋼筋兩面帶有縱肋給開盤矯直造成一定影響，應(yīng)防止表面嚴(yán)重擦傷，且鋼筋的彎曲度應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

(2)技術(shù)指標(biāo)

HRB400級熱軋帶肋鋼筋的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499-1998的規(guī)定。鋼筋直徑為6～50mm，鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400N/mm2，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為360N/mm2。四、施工方法1、施工準(zhǔn)備1.1材料準(zhǔn)備：連接的鋼筋母材應(yīng)具有出廠合格證和力學(xué)性能檢驗(yàn)報(bào)告，所有檢驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。連接套筒應(yīng)有出廠合格證，本工程選擇優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼套筒，其抗拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于、等于被連接鋼筋的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.20倍，套筒長為鋼筋直徑的2.2倍+5mm，套筒有保護(hù)蓋，保護(hù)蓋上注明套筒的規(guī)格。套筒在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中，要防止銹蝕和沾污，套筒的尺寸偏差及精度要求見表1：表1套筒尺寸偏差及精度要求套筒直徑D

外徑允許偏差

長度允許偏差

螺紋精度≤50

±0.5

±0.5

6H/GB1997-81＞50

±0.01D

±0.5

6H/GB1977-81表2套筒出場質(zhì)量檢驗(yàn)要求序號檢驗(yàn)項(xiàng)目量具名稱檢驗(yàn)要求1外觀質(zhì)量目測表面應(yīng)無裂紋和影影響接頭質(zhì)量量的其它缺陷陷2外型尺寸卡尺或?qū)Ｓ昧恳?guī)長度及外徑應(yīng)滿足足圖紙要求3螺紋尺寸通端螺紋賽規(guī)能順利連接套筒并并達(dá)到旋合長長度本工程選擇標(biāo)準(zhǔn)型套筒。1.2技術(shù)準(zhǔn)備：在進(jìn)行鋼筋翻樣時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)問題：1）滾壓直螺紋接頭的混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中受力鋼筋保護(hù)層最小厚度的要求，且不得小于15mm。2）受力鋼筋滾壓直螺紋接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開。在任一接頭中心至長度為鋼筋直徑的35倍的區(qū)段內(nèi)，有接頭的受力鋼筋截面面積占鋼筋總截面面積的百分率，應(yīng)符合下列規(guī)定：a、受拉區(qū)的受力鋼筋接頭百分率不宜超過50％，b、接頭宜避開有抗震設(shè)防要求的框架的梁端和柱端的箍筋加密區(qū)；當(dāng)無法避開時(shí)，接頭的百分率不應(yīng)超過50％。c、受壓區(qū)和裝配式構(gòu)件中鋼筋受力較小部位，接頭百分率可不受限制。3）根據(jù)待連接鋼筋的實(shí)際情況，選擇好套筒的型號、絲扣的方向，并及時(shí)調(diào)整因在下料、加工絲頭、隨機(jī)切斷抽驗(yàn)檢驗(yàn)而切短了的鋼筋。1.3

人員準(zhǔn)備所有從事等強(qiáng)剝肋滾壓直螺紋絲頭的加工、連接的操作人員，必須經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格，并獲得相應(yīng)的上崗證書方可進(jìn)行上崗作業(yè)，嚴(yán)禁無證人員串崗、代崗。1.4主要機(jī)具等強(qiáng)剝肋滾壓直螺紋所用的主要機(jī)具有砂輪切割機(jī)、直螺紋成型機(jī)、力矩扳手等。2、主要施工方法2.1工藝流程：下料、平頭→剝肋滾壓螺紋→絲頭檢驗(yàn)→利用套筒連接→接頭檢驗(yàn)→完成2.2接頭施工1）切割下料對端部不直的鋼筋要預(yù)先調(diào)直，按規(guī)程要求，切口的端面應(yīng)與軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲，因此刀片式切斷機(jī)和氧氣吹割都無法滿足加工精度要求，只有采用砂輪切割機(jī)，按配料長度逐根進(jìn)行切割。2）加工絲頭a、絲頭的加工過程是：將待加工鋼筋?yuàn)A持在設(shè)備的臺鉗上，開動(dòng)機(jī)器，扳動(dòng)給進(jìn)裝置，動(dòng)力頭向前移動(dòng)，開始剝肋滾壓螺紋，等滾壓到調(diào)定位置后，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)并反轉(zhuǎn)，將鋼筋端部退出動(dòng)力頭，扳動(dòng)進(jìn)給裝置將設(shè)備復(fù)位，鋼筋絲頭即加工完成。b、加工絲頭時(shí)，應(yīng)采用水溶性切削液，當(dāng)氣溫低于0℃時(shí)，應(yīng)摻入15～20％亞硝酸鈉。嚴(yán)禁用機(jī)油作切削液或不加切削液加工絲頭。c、絲頭加工長度為標(biāo)準(zhǔn)型套筒長度的1/2-5mm，其公差為+2P（P為螺距）。d、操作工人應(yīng)按下表的要求檢查絲頭的加工質(zhì)量，每加工10個(gè)絲頭用通、止環(huán)規(guī)檢查一次。表3鋼筋絲頭質(zhì)量檢驗(yàn)的方法及要求序號檢驗(yàn)項(xiàng)目量具名稱檢驗(yàn)要求1螺紋牙型目測、卡尺

牙型型完整螺紋大徑低于中徑徑的不完整絲絲扣累計(jì)長度度不得超過兩兩螺紋周長2絲頭長度

卡尺、專用量規(guī)

標(biāo)準(zhǔn)套筒長長度的1/2其公差為2P（PP為螺距）3螺紋直徑通端螺紋環(huán)規(guī)能順利旋入螺紋4止端螺紋環(huán)規(guī)允許環(huán)規(guī)與端部螺螺紋部分旋合合旋入量不應(yīng)超過33

P（P為螺距）e、經(jīng)自檢合格的絲頭，應(yīng)由項(xiàng)目部專職質(zhì)檢員隨機(jī)抽樣進(jìn)行檢查，切去不合格的絲頭，查明原因并解決后重新加工螺紋。f、檢查合格的絲頭應(yīng)加以保護(hù)，在其端頭加帶保護(hù)帽或用套筒擰緊，按規(guī)格分類堆放整齊。3）現(xiàn)場連接加工a、連接鋼筋時(shí)，鋼筋規(guī)格和套筒的規(guī)格必須一致，鋼筋和套筒的絲扣應(yīng)干凈、完好無損。b、采用預(yù)埋接頭時(shí)，連接套筒的位置、規(guī)格和數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。帶連接套筒的鋼筋應(yīng)固定牢，連接套筒的外露端應(yīng)有保護(hù)蓋。c、滾壓直螺紋接頭應(yīng)使用管鉗和力矩扳手進(jìn)行施工，將兩個(gè)鋼筋絲頭在套筒中間位置相互頂緊，接頭擰緊力矩應(yīng)符合表4的規(guī)定。力矩扳手的精度為±5％。表4套微直螺紋連接接頭擰緊力矩鋼筋直徑（mm）20～222528擰緊力矩（N*mm）200250280d、經(jīng)擰緊后的滾壓直螺紋接頭應(yīng)隨手刷上紅漆以作標(biāo)識，單邊外露絲扣長度不應(yīng)超過2P。五、質(zhì)量控制1、技術(shù)合作單位提供套筒的有效的型式檢驗(yàn)報(bào)告，絲扣加工時(shí)，鋼筋端部必須平整，若進(jìn)場鋼筋端部發(fā)現(xiàn)不平整的，需用砂輪切割機(jī)切割20mm左右，以保證端部平整；鋼筋配料切割全部采用砂輪切割機(jī)下料。2、鋼筋連接作業(yè)開始前及施工過程中，應(yīng)對每批進(jìn)場鋼筋進(jìn)行接頭連接工藝檢驗(yàn)，工藝檢驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：2.1

每種規(guī)格的鋼筋連接接頭試件不應(yīng)少于三根；2.2

接頭試件的鋼筋母材應(yīng)進(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)；2.3

現(xiàn)場檢驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行擰緊力矩檢驗(yàn)和單向拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。施工中要注重對切割下料、螺紋加工的外觀檢查驗(yàn)收工作。嚴(yán)格把好自檢、交接檢和專職檢驗(yàn)的過程控制關(guān)。2.4

用力矩扳手按規(guī)定的接頭擰緊力矩值抽檢接頭的施工質(zhì)量。抽檢數(shù)量為：梁、柱構(gòu)件按接頭數(shù)的15％，且每個(gè)構(gòu)件的接頭抽檢數(shù)不得少于一個(gè)接頭；基礎(chǔ)、墻、扳構(gòu)件，每100個(gè)接頭作為一個(gè)驗(yàn)收批，不足100個(gè)也作為一個(gè)驗(yàn)收批，每批抽檢3個(gè)接頭。抽檢的接頭應(yīng)全部合格，如有一個(gè)接頭不合格，則該驗(yàn)收批應(yīng)逐個(gè)檢查并擰緊。2.5

滾壓直螺紋接頭的單向拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)按驗(yàn)收批進(jìn)行。同一施工條件下采用同一批材料的同等級、同型式、同規(guī)格接頭，以500個(gè)為一個(gè)驗(yàn)收批進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)收，不足500個(gè)也作為一個(gè)驗(yàn)收批。2.6

對每一個(gè)驗(yàn)收批均應(yīng)按《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107-2003中A級接頭的性能進(jìn)行檢驗(yàn)與驗(yàn)收，在工程結(jié)構(gòu)中隨機(jī)抽取三個(gè)試件做單向拉伸試驗(yàn)。當(dāng)三個(gè)試件抗拉強(qiáng)度均不小于該級別鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，且不小于0.9倍鋼筋的實(shí)際抗拉強(qiáng)度時(shí)，該驗(yàn)收批判定為合格。計(jì)算實(shí)際抗拉強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用鋼筋的實(shí)際橫截面積。如有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度不符合要求，應(yīng)再取六個(gè)試件進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢中仍有一個(gè)試件不符合要求，則該驗(yàn)收批判定為不合格。滾壓直螺紋接頭的單向拉伸試驗(yàn)破壞形式有三種：鋼筋母材拉斷、套筒拉斷、鋼筋從套筒中滑脫，只要滿足強(qiáng)度要求，任何破壞形式均可判定為合格，并填寫接頭拉伸試驗(yàn)報(bào)告。3、絲扣加工長度控制絲扣加工長度應(yīng)為鋼筋直徑的1.1倍，加工時(shí)要及時(shí)測量絲扣長度，發(fā)現(xiàn)長度不足或過長時(shí)，要調(diào)整套絲長度控制限位板，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求為止，過長時(shí)，采用砂輪切割機(jī)割過長出絲扣。4、連接扭矩控制措施套筒連接扭矩采用扭矩扳手控制，每個(gè)接頭都必須達(dá)到規(guī)定的扭緊力矩，當(dāng)天安裝的鋼筋接頭需當(dāng)天擰緊。在檢查中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)接頭的扭緊力矩不達(dá)到要求，則對該員工施工批的所有接頭進(jìn)行全數(shù)檢查，并做好檢查記錄，若發(fā)現(xiàn)同一名員工有二次施工中出現(xiàn)連接擰緊扭矩不達(dá)標(biāo)的，則禁止該員工在本工程中再次操作套筒連接技術(shù)施工。六、應(yīng)用體會(huì)及效益分析HRB400新Ⅲ級熱軋鋼筋強(qiáng)度高，設(shè)計(jì)強(qiáng)度值比Ⅱ級鋼筋提高18%，可提高鋼筋混凝土的強(qiáng)度和建筑物的結(jié)構(gòu)安全性，對高層建筑和有抗震要求的工程作用尤其顯著。共采用HRB400級鋼筋5200噸,可以減少梁鋼筋配筋率，保證鋼筋間距和施工混凝土的通過性與密實(shí)性，節(jié)約鋼材250多噸，按當(dāng)時(shí)鋼筋市場價(jià)3600元/噸計(jì)算，共計(jì)節(jié)約90萬元。直螺紋接頭具有良好的技術(shù)性能，成本低、質(zhì)量穩(wěn)定，接頭強(qiáng)度高（具有良好的單向拉伸性能、高應(yīng)力反復(fù)拉壓性能和大變形反復(fù)拉壓性能，能充分發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度），質(zhì)量穩(wěn)定（與焊接工藝相比，不存在熱影響區(qū)，不影響鋼筋母材性能）。本工程的直螺紋接頭經(jīng)送樣檢測，均達(dá)到JGJ107-2003規(guī)定的Ⅰ級接頭標(biāo)準(zhǔn)。滿足施工要求，改善作業(yè)環(huán)境，無職業(yè)病危害，具有一定的先進(jìn)性；使用套筒連接，操作簡單，適用于粗直鋼筋的連接，滿足本工程中粗直鋼筋連接應(yīng)用；該技術(shù)施工速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低：每臺班能加工400～500個(gè)鋼筋螺紋接頭；安裝工藝簡單，工具輕巧便攜，提高工效一倍以上，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，在本工程中采用9900個(gè)直螺紋連接接頭，可節(jié)約鋼筋