鑒于鋼筋接頭傳力性能在混凝土結(jié)構(gòu)中的重要作用,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2015年版)(GB 50010-2010)在第8章“構(gòu)造規(guī)定”中專門單獨(dú)列出第8.4部分“鋼筋的連接”做出相應(yīng)的規(guī)定。并且在該節(jié)開頭的第8.4.1條及后面相應(yīng)的條款中,提出了鋼筋連接的基本原則,其中主要的內(nèi)容如下。
(1)接頭位置。由于鋼筋接頭的傳力性能在任何情況下均不如整體鋼筋,所以《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2015年版)明確規(guī)定:“混凝土結(jié)構(gòu)中受力鋼筋的連接接頭宜設(shè)置在受力較小處”。一般情況下,最適當(dāng)?shù)奈恢檬窃诜磸濣c(diǎn)附近。由于作為構(gòu)件中主要內(nèi)力的彎矩,在反彎點(diǎn)處彎矩為零。而在靠近反彎點(diǎn)的區(qū)域,彎矩?cái)?shù)值較小。我國(guó)傳統(tǒng)習(xí)慣往往在柱腳和梁端處布置鋼筋的連接接頭。因?yàn)樵诘卣饡r(shí)這里正是梁、柱彎矩最大的區(qū)域,所以這是很不妥當(dāng)?shù)淖龇?。震害調(diào)查已經(jīng)一再表明,柱端和梁端箍筋加密區(qū)也正是地震時(shí)最易遭受破壞的地方。如果考慮施工的方便,將鋼筋接頭移到柱端和梁端箍筋加密區(qū)以外的地方實(shí)現(xiàn)連接,也并不是太困難的做法。
對(duì)此,提醒設(shè)計(jì)、施工人員應(yīng)當(dāng)特別注意:最好不要在柱端和梁端箍筋加密區(qū)處設(shè)置鋼筋的連接接頭,包括機(jī)械連接接頭。
(2)接頭數(shù)量。因?yàn)殇摻钸B接接頭是對(duì)傳力性能的削弱,所以不希望在同一根受力鋼筋上有過多的連接接頭。規(guī)范規(guī)定:“在同一根受力鋼筋上宜少設(shè)接頭”。通常情況下,在梁的同一跨度和柱的同一層高的縱向范圍內(nèi),不宜設(shè)置2個(gè)以上的鋼筋連接接頭,避免對(duì)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能造成不利的影響。
(3)接頭面積百分率。同樣,因?yàn)殇摻钸B接接頭對(duì)傳力性能的不利影響,所以在構(gòu)件橫向范圍的同一連接區(qū)段內(nèi),也應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼筋連接接頭的面積百分率加以控制。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2015年版)規(guī)定了不同連接式連接區(qū)段的范圍,以及處于同一連接區(qū)段范圍內(nèi),鋼筋連接接頭面積百分率的限制。通常情況下,焊接和機(jī)械連接接頭面積百分率限制均為50%,即全部鋼筋應(yīng)當(dāng)分兩批實(shí)現(xiàn)連接。而對(duì)于綁扎搭接連接,則有更詳細(xì)的規(guī)定。在工程中,只有對(duì)于裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn),因?yàn)橹荒懿捎萌夸摻钸B接的形式(接頭面積百分率100%),則在采取更為嚴(yán)格構(gòu)造措施的情況下,可作為個(gè)案,例外處理。
(4)回避原則。設(shè)計(jì)時(shí)特別應(yīng)當(dāng)注意的是:受力鋼筋的連接接頭要避免設(shè)置在受力的關(guān)鍵部位?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2015年版)特別強(qiáng)調(diào):“在結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位,縱向受力鋼筋不宜設(shè)置連接接頭”。這是因?yàn)槿绻摻钤谑芰Φ囊μ巶髁Τ霈F(xiàn)問題,將會(huì)引起嚴(yán)重后果。尤其是抗震框架結(jié)構(gòu)的柱端和梁端,這是在地震作用下最可能出現(xiàn)塑性鉸的要害區(qū)域,設(shè)置鋼筋的連接接頭將改變?cè)撎幍摹翱沽Α?,大大不利于結(jié)構(gòu)的抗震性能。
還應(yīng)當(dāng)指出的是:“抗力”不只是“強(qiáng)度”,還包括“延性”;接頭的強(qiáng)度太高,并不完全有利。如果在梁端的連接接頭“超強(qiáng)”(例如鐓粗直螺紋接頭),且不說對(duì)延性的影響,還很可能引起塑性鉸的轉(zhuǎn)移,從而影響抗震結(jié)構(gòu)“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的延性設(shè)計(jì)原則。如果塑性鉸轉(zhuǎn)移到柱端,還有可能會(huì)引起更嚴(yán)重的后果一一結(jié)構(gòu)倒塌。為此在結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,還以強(qiáng)制性條文的形式對(duì)抗震鋼筋的“超強(qiáng)比”做出嚴(yán)格的限制。對(duì)于鋼筋的連接接頭,也有同樣的要求。因此,片面追求連接接頭的“高強(qiáng)”或者“超高強(qiáng)”,不僅無益,甚至還是有害的。