縱向受力鋼筋連接不同方式的教學(xué)比較分析

越二寅 賈鴻儒(甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020)

縱向受力鋼筋連接不同方式的教學(xué)比較分析

越二寅 賈鴻儒(甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020)

本文根據(jù)專業(yè)教學(xué)的要求，利用不同的教學(xué)方法分析縱向受力鋼筋三種連接方式的特點(diǎn)以及需要重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)。通過這樣的分析，找出一種淺顯易懂的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高個(gè)人的教學(xué)水平。

縱向受力鋼筋；連接方式；綁扎搭接；機(jī)械連接；焊接連接

縱向受力鋼筋連接方式主要有三種，分別是綁扎搭接、機(jī)械連接和焊接三種。不同直徑的縱向鋼筋規(guī)范要求的連接方式不同，接頭百分率不同，搭接區(qū)的長度不同，搭接區(qū)內(nèi)箍筋的直徑要求也不同。在教學(xué)過程中，知識(shí)點(diǎn)多而雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)后通常都會(huì)一頭霧水，針對(duì)這個(gè)教學(xué)難題，特此進(jìn)行此項(xiàng)有針對(duì)性的教學(xué)比較研究，希望找出一種淺顯易懂的教學(xué)方法和以簡化繁的課程設(shè)計(jì)，提高教學(xué)水平，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1 比較分析三種連接方式的特點(diǎn)

由于三種連接方式運(yùn)用了不同的連接機(jī)理，優(yōu)缺點(diǎn)也各不相同。在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生比較分析其特點(diǎn)，可以采用列表比較法，先從整體上分析三種連接方式的特性。如表1。

2 以縱向受拉鋼筋為切入點(diǎn)分析采用綁扎搭接時(shí)的知識(shí)點(diǎn)

綁扎搭接是一種施工方便，頗受施工人員青睞的鋼筋連接方式。雖然綁扎搭接接頭因搭接長度較大而浪費(fèi)鋼筋，但綁扎搭接接頭傳力可靠且操作方便，所以這種鋼筋連接方法在施工現(xiàn)場被廣泛應(yīng)用。縱向受力鋼筋在采用綁扎搭接時(shí)，搭接長度是影響鋼筋綁扎牢固性進(jìn)而影響整體施工質(zhì)量的主要因素。選擇適宜的搭接長度既與鋼筋的種類有關(guān)，也與同一區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋面積百分率有關(guān)，同時(shí)也受到混凝土強(qiáng)度等級(jí)的影響。所以，選擇準(zhǔn)確的搭接長度是有較大難度的，尤其是對(duì)于沒有經(jīng)過施工實(shí)踐鍛煉的在校生來說，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)就更難了。在教學(xué)中要重點(diǎn)講解鋼筋“接頭連接區(qū)段長度含義”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生正確理解并掌握鋼筋綁扎搭接接頭長度的計(jì)算方法，以確保鋼筋綁扎施工質(zhì)量。

2.1 “接頭連接區(qū)段長度”含義和搭接長度的計(jì)算

講解“接頭連接區(qū)段長度”時(shí)，要分析它與“同一連接區(qū)段鋼筋綁扎搭接接頭百分率”的不同?？v向受拉鋼筋綁扎搭長度用ll表示，縱向受拉鋼筋抗震搭接長度用llE表示，“連接區(qū)段長度”為:1.3ll或1.3llE。本文中僅以ll為例進(jìn)行說明。如圖1所示，圖中標(biāo)記為“1.3ll”所示位置，也代表同一連接區(qū)段。在這個(gè)連接區(qū)段內(nèi)“同一連接區(qū)段鋼筋綁扎搭接接頭百分率”是指在某一區(qū)段內(nèi)有搭接接頭的縱向受力鋼筋截面面積與此區(qū)段內(nèi)所有縱向受力鋼筋截面面積的百分比值，在圖1中，共有4根鋼筋并排連接，屬于同一連接區(qū)段內(nèi)的搭接鋼筋為兩根，若直徑相同，搭接接頭百分率為50%。假設(shè)該縱向受拉鋼筋是位于某框架梁，梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋種類為HRB400，在對(duì)應(yīng)同一區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋面積百分率為50%，則該受拉鋼筋的搭接長度ll應(yīng)該是49d。

圖1 同一連接區(qū)段內(nèi)縱向受拉鋼筋綁扎搭接示意圖

表1 綁扎搭接、機(jī)械連接及焊接的特點(diǎn)

當(dāng)某框架梁縱向受力鋼筋為8根，在搭接面上的有2根鋼筋中需要搭接連接，其他6根鋼筋貫通通過，2/8=25%，梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，鋼筋種類為HRB335，則根據(jù)表2可知，ll應(yīng)該是32d。如果是兩根不同直徑鋼筋搭接時(shí)，d取較細(xì)鋼筋直徑。同時(shí)，還需要關(guān)注以下六點(diǎn)。

表2 縱向受拉鋼筋搭接長度ll

第一點(diǎn)、當(dāng)為環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋時(shí)，表中數(shù)據(jù)尚應(yīng)乘以1.25。

第二點(diǎn)、當(dāng)縱向受拉鋼筋在施工過程中易受擾動(dòng)時(shí)，表中數(shù)據(jù)尚應(yīng)乘以1.1。

第三點(diǎn)、當(dāng)搭接長度范圍內(nèi)縱向受力鋼筋周邊保護(hù)層厚度為3d、5d（d為搭接鋼筋的直徑）時(shí)，表中數(shù)據(jù)可分別乘以0.8、0.7；中間時(shí)按內(nèi)插值。

第四點(diǎn)、當(dāng)縱向受拉普通鋼筋搭接長度修正系數(shù)（第一、第二、第三）多于一項(xiàng)時(shí)，可按連乘計(jì)算。

第五點(diǎn)、任何情況下，搭接長度不應(yīng)小于300mm。

第六點(diǎn)、當(dāng)受拉鋼筋直徑大于25mm時(shí)，不宜采用綁扎搭接。

當(dāng)確定了搭接長度的具體數(shù)值，連接區(qū)段長度也就確定了，及1.3ll。

圖2 鋼筋搭接區(qū)段的裂縫

2.2 多角度強(qiáng)調(diào)保證鋼筋綁扎連接長度的重要性

首先從理論上分析，足夠的搭接長度可以保證內(nèi)力的傳遞。通過鍍鋅鐵絲將同一直徑或不同直徑的鋼筋并排搭接，將一根鋼筋的內(nèi)力傳遞給另一根鋼筋，實(shí)現(xiàn)兩根相反方向鋼筋的應(yīng)力傳遞。內(nèi)力的大小與混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋搭接長度及鋼筋類型密切相關(guān)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋類型一定時(shí)，主要決定于搭接長度的大小。

如果綁扎搭接長度不滿足規(guī)范要求，搭接長度越小兩根鋼筋之間的相對(duì)滑移越大，當(dāng)綁扎搭接鋼筋之間的相對(duì)滑移超過它們整筋的彈性變形時(shí)，縱向劈裂和橫向裂縫常常在搭接區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生，如圖2所示。

3 以單面焊和雙面焊搭接長度比較為切入點(diǎn)分析采用焊接連接時(shí)的知識(shí)點(diǎn)

對(duì)于建筑工程技術(shù)專業(yè)和工程造價(jià)專業(yè)的學(xué)生來說，鋼筋焊接的工藝是不要求掌握的，但是不同焊接方式對(duì)鋼筋搭接長度的影響是需要掌握的。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，以單面焊和雙面焊搭接長度的比較為例，HRB335、400單面焊長度為10D，雙面焊長度為5D。圖1中的雙面焊構(gòu)件的背后仍然有一個(gè)焊接面，焊接強(qiáng)度高，搭接長度短，只有5D，可節(jié)約鋼筋用量；單面焊搭接長度為10D。工程中采用單面焊和雙面焊都可以，主要能滿足規(guī)范要求就可以。通過圖形的比較分析，學(xué)生容易從圖片上認(rèn)識(shí)到單面焊和雙面焊的區(qū)別，記憶要比單純的文字更加的深刻。

圖3 單面焊和雙面焊的搭接長度比較

圖4 大量鋼筋焊接樣品

但是，圖片是個(gè)片面信息，雖然比文字的信息量要更加豐富，但是對(duì)于這兩個(gè)焊接形式的比較來說，圖片中只展示了雙面焊的一個(gè)焊接面，看不到背面的焊接面，學(xué)生要靠想象來實(shí)現(xiàn)認(rèn)知。如圖3。

因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了另外一種教學(xué)方法，真實(shí)焊接構(gòu)件教具認(rèn)知法。通過與建筑施工單位和檢測單位的聯(lián)系，選取不同鋼筋連接樣品。讓學(xué)生直接看到一線工地中運(yùn)用的鋼筋連接件。如圖4所示。

4 縱向受力鋼筋機(jī)械連接的知識(shí)點(diǎn)剖析

機(jī)械連接不考慮鋼筋搭接，對(duì)于建筑工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，教學(xué)重點(diǎn)在于掌握不同機(jī)械連接工藝的不同點(diǎn)和適用范圍。目前，工程中鋼筋機(jī)械連接工藝主要有剝肋滾軋直螺紋、鐓粗直螺紋、套筒冷擠壓等工藝。鐓粗直螺紋連接工藝與其他兩種工藝相比，加工設(shè)備普及率高，加工工藝更成熟，合格率高，而且更接近100%斷于鋼筋母材。對(duì)于一些技術(shù)要求高的工程項(xiàng)目，尤其是對(duì)于破壞于套筒或過渡段鋼筋的破壞形態(tài)不被接受的工程項(xiàng)目，就更適合采用鐓粗直螺紋連接工藝。

另外，機(jī)械連接在鋼筋連接中適用性強(qiáng)，在不適合采用綁扎連接時(shí)，規(guī)范要求需采用機(jī)械連接或者是焊接。比如，縱向受力鋼筋綁扎連接位置宜避開梁端、柱端箍筋加密區(qū)。如必須在梁端或者柱端連接時(shí)，就需要采用機(jī)械連接或者是焊接了。而且，不論是單面焊還是雙面焊，都需要鋼筋搭接，這就比機(jī)械連接所形成的鋼筋橫截面積大，混凝土保護(hù)層的厚度就會(huì)受到影響。

另外，規(guī)范《16G101-1》中也明確要求:軸心受拉及小偏心受拉柱內(nèi)的縱向鋼筋不得采用綁扎搭接接頭。

5 結(jié) 語

對(duì)于這三種連接方式而言，適合采用不同的教學(xué)方式。比如綁扎連接，由于這種工藝常見，即使沒有受過專業(yè)教育的學(xué)生，也容易理解它的連接方式，難點(diǎn)在于連接長度的判斷，適合通過查表法和舉例法進(jìn)行說明；而焊接連接不常見，通過實(shí)物教學(xué)，學(xué)生可以手持樣品自己觀察，印象深刻，對(duì)搭接長度的認(rèn)識(shí)很快就能掌握；機(jī)械連接通過實(shí)物教學(xué)可以看到樣品，但是由于套筒已經(jīng)安裝上，學(xué)生不能看到螺紋。通過強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)可以看到機(jī)械連接檢測樣品的斷裂位置，也可以通過加工視頻比較不同機(jī)械連接方法的加工工藝。總之，教學(xué)的方式應(yīng)該是多樣化的，針對(duì)不同的教學(xué)課題和教學(xué)要求，靈活采用不同的教學(xué)方法，才能提高教學(xué)質(zhì)量。

[1]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.混凝土結(jié)構(gòu)施工圖16G101-1..2016年10月第1版

[2]李智斌.對(duì)法國鋼筋機(jī)械連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用研究.[J].建筑科學(xué) .2012.7

[3]張春來牛巧云鋼筋綁扎搭接接頭長度分析.[J].山西建筑.2012.10

The analysis of the di ff erent modes of teaching is analyzed

In this paper, according to the requirements of professional teaching, different teaching methods are used to analyze the characteristics of three connecting ways of longitudinal force steel bars and the knowledge points that need to be grasped.Through this analysis, we can find a simple and easy way of teaching, improve the students’ learning effect and improve their teaching level.

longitudinal force bar；connection mode；join-colligation；mechanical connection；welding connection

項(xiàng)目來源：鋼筋連接規(guī)范生產(chǎn)工藝與教學(xué)應(yīng)用的研究，編號(hào):gsly-201513

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1003-8965（2017）05-00