在建筑結(jié)構(gòu)中，因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，勁性柱結(jié)構(gòu)目前受到了許多結(jié)構(gòu)建筑師的親睞。其中，有型鋼與鋼筋的組合連接，有型鋼、鋼筋與型鋼、鋼筋的組合連接，這其中有鋼筋包裹在型鋼外層（筋包鋼），有型鋼包裹在鋼筋外層（鋼包筋）。

 

下面，我們就上述的第一種情況，介紹雙螺套接頭在該結(jié)構(gòu)連接中的方法及特點(diǎn)。

 

（1）型鋼與鋼筋的組合連接

如圖1、圖2所示的型鋼柱與鋼筋梁的組合連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1（俯視圖）

 

之前，我們常用的連接方法是，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中在鋼柱翼緣范圍內(nèi)采用鋼柱上外挑牛腿與之連接，以外鋼柱翼緣板寬280mm翼緣板上焊接連接板為例，鋼筋通常需要通過(guò)焊接在連接板上實(shí)現(xiàn)鋼筋梁與型鋼柱的連接，如圖2所示（插入該方法連接實(shí)物照片）。

 

采用傳統(tǒng)焊接連接方法，鋼柱翼緣外挑鋼牛腿連接板與鋼筋焊接的方案，現(xiàn)場(chǎng)不僅鋼筋焊接困難，焊接質(zhì)量以及鋼筋位置的準(zhǔn)確性難以得到保證，而且現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)間長(zhǎng)，往往也無(wú)法滿足對(duì)工期、質(zhì)量的要求。

一、問(wèn)題分析：

圖3??水平鋼筋與型鋼柱采用翼緣板焊接連接構(gòu)造示意圖

（1）技術(shù)方面①280mm寬翼緣板上需要焊接3~4塊連接板，板間凈間距僅為45~60mm，且需要通過(guò)柱筋和梁筋，鋼筋難以排布。②采用連接板連接時(shí)，導(dǎo)致鋼筋軸向與加勁板（外挑連接板對(duì)應(yīng)位置）不重合，存在與腹板偏心的影響，受力不合理。（2）施工方面①鋼筋與相鄰連接板間距過(guò)小，混凝土難以振搗密實(shí)。②勁性柱內(nèi)鋼筋密集，安裝不便。③框架梁鋼筋與型鋼柱連接比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)鋼筋通過(guò)連接板與型鋼柱進(jìn)行連接，現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大。這種工況下，鋼筋梁為什么不采用鋼筋直螺紋接頭與型鋼柱連接？該工況下如采用直螺紋接頭連接，一般都會(huì)在兩側(cè)采用焊接型直螺紋接頭，中間再采用一個(gè)直螺紋接頭。而在兩個(gè)型鋼柱固定位置的情況下，其連接順序一定是先連接兩側(cè)焊接端接頭，再連接中間接頭，此情況下一般會(huì)采用加長(zhǎng)螺紋型直螺紋接頭，但因一旦兩端先連接擰緊后，中間接頭連接則無(wú)法再旋轉(zhuǎn)鋼筋，該接頭中間無(wú)法對(duì)頂緊以保證接頭變形性能。再則，采用剝肋滾軋工藝，接頭外露的長(zhǎng)螺紋也無(wú)法保證強(qiáng)度可靠。采用雙螺套接頭解決方案：

 

（1）單根水平鋼筋與型鋼柱連接方案

焊接型直螺紋接頭+雙螺套接頭+焊接型直螺紋接頭，可減少大量焊接作業(yè)時(shí)間及焊接質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，可節(jié)約連接鋼板、焊接材料的昂貴費(fèi)用，現(xiàn)場(chǎng)操作方便快捷。

雙螺套接頭的構(gòu)造如圖3、圖4所示。連接后的施工現(xiàn)場(chǎng)圖片如圖5、圖6所示。

 

圖5? 焊接端照片

新型連接方法，勁性柱兩端使用焊接套筒，中間采用雙螺套套筒進(jìn)行對(duì)接！

圖6? 雙螺套中間端照片

 

二、技術(shù)特點(diǎn)

北京五隆興科技發(fā)展有限公司全自主研發(fā)“WL 雙螺套鋼筋接頭”，以“鋼筋不旋轉(zhuǎn)”連接為主要特征，具有連接速度快、施工便利、質(zhì)量可靠、成本低、可以全天施工等特點(diǎn)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖7 型鋼與鋼筋使用雙螺套組合連接

 

雙螺套具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

①連接接頭處無(wú)濕作業(yè)，全機(jī)械連接；②連接快速，僅需 20 秒。連接完成后即可承力；

③鋼筋連接質(zhì)量合格與否可目測(cè)檢驗(yàn)，簡(jiǎn)單清晰；

④現(xiàn)場(chǎng)接頭質(zhì)量檢驗(yàn)簡(jiǎn)單、快捷，與普通直螺紋接頭一致；

⑤鋼筋連接作業(yè)面無(wú)需其機(jī)具設(shè)備，僅需連接扳手。

幾種連接方法，可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，自行選擇連接位置！

 

三、雙螺套連接與焊接工藝對(duì)比：

—	焊接	雙螺套
工時(shí)	3～4H	0.5H
成本	定制牛腿焊機(jī)耗材	雙螺套
標(biāo)準(zhǔn)化	工人水平不同難以標(biāo)準(zhǔn)化	可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)
安全性	焊接質(zhì)量因人而異質(zhì)檢麻煩	一級(jí)接頭質(zhì)檢簡(jiǎn)單

接下來(lái)以32mm為例，將雙螺套連接及焊接的成本進(jìn)行更詳盡的對(duì)比。

 

（一）焊接：以直徑32mm鋼筋為例

牛腿尺寸	材料凈重	廠家取費(fèi)（元/kg)	牛腿單價(jià)
600*480*40	90.432	12	1085.184
雙邊焊縫長(zhǎng)≥6d（mm)	凈焊接時(shí)間	焊工工資	8根鋼筋焊接人工費(fèi)
192	3～4	400	200
完成單個(gè)牛腿鋼筋連接施工速度：4～6小時(shí)		一級(jí)接頭連接質(zhì)量：不穩(wěn)定焊縫質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)：麻煩
單根費(fèi)用（元）：161.898

影響焊接質(zhì)量的因素：①環(huán)境因素（溫度、濕度）、②人員素質(zhì)不一③焊條材質(zhì)、④焊機(jī)穩(wěn)定性、⑤焊接方法⑥測(cè)：拉伸、彎曲、沖擊、超聲波回彈綜合法技術(shù)（二）雙螺套：以直徑32mm鋼筋為例

雙螺套單價(jià)	可焊接套筒	鋼筋套絲+安裝費(fèi)（元/個(gè)）	單根費(fèi)用
73	8	6	87元
完成單個(gè)牛腿鋼筋連接施工速度：0.5小時(shí)		一級(jí)接頭連接質(zhì)量：穩(wěn)定 連接質(zhì)量檢測(cè)：簡(jiǎn)單

 

四、雙螺套接頭技術(shù)驗(yàn)證：

通過(guò)了國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心型式檢驗(yàn)HRB400E Ⅰ級(jí)接頭

HRB500E Ⅰ級(jí)接頭

通過(guò)了國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心“美標(biāo)”型式檢驗(yàn)

通過(guò)了國(guó)家建筑鋼材質(zhì)檢中心200萬(wàn)次疲勞性能檢驗(yàn)

取得了國(guó)核示范工程“榮成核電”允許使用批復(fù)

通過(guò)了中國(guó)建筑科學(xué)院“CABR”產(chǎn)品認(rèn)證

 

【案例】鋼筋混凝土梁與型鋼混凝土柱連接瓶頸技術(shù)

鋼筋與型鋼鋼骨柱連接，在很多大型公建項(xiàng)目上都會(huì)遇到連接所帶來(lái)的的質(zhì)量控制問(wèn)題，具體如下；

 

圖一：? 鋼筋的一端進(jìn)行直螺紋加工與型鋼柱通過(guò)焊接套筒進(jìn)行有效連接，其特點(diǎn)方便快捷，操作簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定且可控，功效高，成本較低。

圖二：另一端鋼筋因無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，采用連接板焊接操作。特點(diǎn)能夠解決鋼筋在無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下與型鋼柱連接，但焊接質(zhì)量不合格項(xiàng)較多，質(zhì)量管控難度大，連接效率低，探傷檢測(cè)合格率低，質(zhì)量不穩(wěn)定，連接板重量大造價(jià)高，檢測(cè)難度大。

圖三：兩端均采用焊接套筒連接，因鋼筋無(wú)法再次轉(zhuǎn)動(dòng)，造成連接困難，采用焊接連接。焊接長(zhǎng)度損失原料，焊接質(zhì)量同樣不可控，焊接作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，合格率低，功效低，探傷檢測(cè)無(wú)法保證100%合格，且檢測(cè)費(fèi)用高，施工進(jìn)度難以保證。

圖四 ：一種新型裝配式機(jī)械連接工藝，型鋼鋼骨柱均采用焊接套筒連接，中間不能轉(zhuǎn)動(dòng)的部位，采用新型機(jī)械連接方法，將兩根不能轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼筋進(jìn)行原位連接，連接時(shí)連接鋼筋不會(huì)產(chǎn)生位移，操作僅需要連接扳手。連接速度一分鐘完成操作（鋼筋同樣是直螺紋絲頭），現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件割取，達(dá)到一級(jí)接頭強(qiáng)度，批量連接質(zhì)量非常穩(wěn)定，作業(yè)時(shí)間大幅降低，質(zhì)量驗(yàn)收可操作性強(qiáng)。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)明火作業(yè)，大量節(jié)省焊工作業(yè)及費(fèi)用。

圖五：豎向鋼筋與型鋼梁連接，同樣上下兩個(gè)鋼筋在無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒完成原位連接。

圖六 直螺紋與新型套筒的完美結(jié)合，各施所長(zhǎng)，降本增效。

從以上數(shù)據(jù)及案例不難看出，在勁性柱連接時(shí)選擇雙螺套連接方案優(yōu)勢(shì)一目了然！

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