鋼筋接觸搭接與非接觸搭接試驗(yàn)分析比較

江德保 顧曉靜

(九江學(xué)院土建學(xué)院，江西 九江 332005)

鋼筋接觸搭接與非接觸搭接試驗(yàn)分析比較

江德保 顧曉靜

(九江學(xué)院土建學(xué)院，江西 九江 332005)

介紹了鋼筋接觸搭接與非接觸搭接的做法與要求，結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)，對兩種搭接方式的傳力性能進(jìn)行了計算分析，結(jié)果表明：在相同配筋率和搭接長度下，鋼筋采用接觸搭接時傳力性能更好。

鋼筋，搭接，實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)，受拉構(gòu)件

1 概述

鋼筋和混凝土是土木工程中應(yīng)用最為廣泛的材料，鋼筋混凝土構(gòu)件的施工過程中，不可避免的有大量的鋼筋連接情況。GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定了三種鋼筋連接方式：焊接、綁扎搭接和機(jī)械連接。綁扎搭接連接通常是采用將兩根鋼筋并在一起用綁絲綁扎的工藝，所以一般也稱為綁扎搭接。綁扎搭接的搭接長度及接頭百分比等基本構(gòu)造要求應(yīng)滿足GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及11G101-1中相關(guān)規(guī)定。鋼筋綁扎搭接因?yàn)椴僮骱啽悖庇^易于檢查，性能可靠，在施工中得到比較廣泛應(yīng)用。雖然焊接和機(jī)械連接因?yàn)閭髁煽?，?jié)約鋼材，施工方便正逐步取代綁扎搭接，但對一些局部施工困難的部位和較小直徑的鋼材還是較多的采用綁扎搭接。

綁扎搭接包括接觸搭接和非接觸搭接兩種連接方式。但是綁扎僅僅起到固定作用，鋼筋之間應(yīng)力的傳遞是通過鋼筋與混凝土之間的握裹力來實(shí)現(xiàn)的。目前我國在施工中廣泛采用接觸搭接的方法，即兩根同向受力鋼筋直接用綁絲綁扎在一起。GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范以及11G101-1混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖中對接觸綁扎搭接提出了具體的要求，但是對于非接觸搭接只是在板的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造詳圖中做了簡單的要求，主要包括搭接長度和鋼筋間距a的要求，如圖1所示。對于其他混凝土構(gòu)件如柱、梁、墻中是否可以采用非接觸搭接并沒有提及。

從構(gòu)造要求來看，綁扎搭接鋼筋之間直接接觸或中間的間隙很窄，應(yīng)該無法容納混凝土的骨料顆粒，從而導(dǎo)致了兩根搭接鋼筋之間混凝土沒有完全裹握鋼筋，基本無法實(shí)現(xiàn)最大粘結(jié)錨固作用，大大減弱了兩根搭接鋼筋通過混凝土傳力的效果，因此，不能很好的承載鋼筋和混凝土的共同工作原理。我國現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)定等都是針對接觸搭接的。

搭接連接中鋼筋的材料消耗和人工消耗都是增加成本的一個方面。如果在鋼筋搭接時要求在搭接鋼筋之間保持約為混凝土粗骨料大小的凈距，使鋼筋能完全被混凝土包裹，使得兩根同向鋼筋分別通過混凝土對各自的粘結(jié)錨固傳力，理論上其傳力原理上比鋼筋接觸搭接顯然更加有效。并且在施工中減少了綁扎至少三道扎絲的工序，可以節(jié)約人工成本。到底孰優(yōu)孰劣，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比是最直觀最可靠的辦法。

2 試件制作

本實(shí)驗(yàn)采用的試件尺寸為150 mm×150 mm×600 mm，在混凝土抗折試?；A(chǔ)上稍作改造，根據(jù)現(xiàn)有的試驗(yàn)機(jī)和夾具進(jìn)行了設(shè)計并制作了不同的試件。采用的鋼筋為HRB335級、直徑為20 mm；混凝土標(biāo)號為C25和C30兩種。每種不同類型的3組，共12組，每組3塊，共計36塊試件，根據(jù)計算搭接長度應(yīng)小于規(guī)范要求的搭接長度以利于比較兩種不同連接方式的受力效果，規(guī)范要求：C25，HRB335鋼筋的最小搭接長度為33d，C30，HRB335鋼筋的最小搭接長度為29d，即要求本實(shí)驗(yàn)試件的最長搭接長度分別為660 mm和580 mm。結(jié)合試模的尺寸因此本實(shí)驗(yàn)的綁扎搭接的長度采用550 mm，但根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)部分試件的破壞仍是混凝土受拉破壞，而非鋼筋搭接失效。試件的情況具體見表1。試件制作完成并經(jīng)35 d養(yǎng)護(hù)完成后，開始進(jìn)行試件的拉力實(shí)驗(yàn)。

表1 試件匯總表

3 實(shí)驗(yàn)過程

本實(shí)驗(yàn)采用的是數(shù)控600 kN拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)，對夾具進(jìn)行了簡單的改造。在實(shí)驗(yàn)過程中因?yàn)樵囼?yàn)機(jī)調(diào)試，搭接接觸試件和非搭接接觸實(shí)驗(yàn)各失敗一個。

部分現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)見圖2～圖7。

4 分析比較結(jié)論

經(jīng)過試模的制作、試件鋼筋的制作、混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)、試件的拉伸實(shí)驗(yàn)，最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2(部分)。

由于試模制作、試件制作、實(shí)驗(yàn)夾具、試驗(yàn)機(jī)等一系列因素導(dǎo)致上述數(shù)據(jù)有些離散，并有部分試件破壞并非由于鋼筋搭接失效，但是從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：

1)鋼筋采用非接觸搭接連接方式同樣能夠有效、可靠的傳力；

2)在相同配筋率和搭接長度下，鋼筋采用接觸搭接連接時的傳力性能明顯優(yōu)于非接觸搭接。

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總

鋼筋的接點(diǎn)處是傳力不穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié)處，采用搭接連接，因?yàn)榻宇^處鋼筋相對密集，容易產(chǎn)生混凝土的空洞從而引起薄弱環(huán)節(jié)。非接觸搭接主要是從混凝土的握裹方面考慮力的傳遞，但是本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明，接觸搭接的傳力性能更好。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)非足尺構(gòu)件實(shí)驗(yàn)，而是試塊純拉實(shí)驗(yàn)，也許實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具備廣泛性，希望各位同行一起探討。

[1] GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] 11G101-1，混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、梁、板)[Z].

The test analysis and comparison of rebar contact lapping and non contact lapping

JIANG De-bao GU Xiao-jing

(Civil and Construction Engineering Institute, Jiujiang University, Jiujiang 332005, China)

This paper introduced the practices and requirements of rebar contact lapping and non contact lapping, combining with the specific test, calculated and analyzed the force transmission performance of two kinds of lapping modes, the results showed that: in the same reinforcement ratio and lapping length, the rebar using contact lapping had better force transmission performance.

rebar, lapping, test, data, tension member

1009-6825(2014)36-0026-02

2014-10-17

江德保(1974- )，男，副教授，一級注冊建造師，二級注冊結(jié)構(gòu)師，一級注冊監(jiān)理師； 顧曉靜(1977- )，女，副教授，一級注冊建造師

TU375

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