四、钢筋的连接ppt课件.ppt
四、钢筋的连接,适用的规范和规程,混凝土工程施工质量验收规范（GB50204-2002）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003)钢筋机械连接通用技术规程（JGJ107-2003)等等,目录,1、概述2、焊接技术3、机械连接技术4、钢筋连接的质量检验与验收5.钢筋连接的经济技术分析,1概述,钢筋工程是建筑施工中一项十分重要的分项工程，尤其是钢筋的连接技术水平对工程质量和企业技术进步有很大的影响。按照钢筋的连接机理，钢筋的接头大致可以分为三类：绑扎连接、焊接和机械连接。,绑扎接头是传统的钢筋接头连接方式，其优点是不需要电源和设备，对工人的劳动技能要求低，但对接头应用部位的限制比较多，浪费钢材，接头质量不易保证。,焊接接头是利用电阻、电弧或气体加热办法使钢筋表面或端部熔化后施加一定压力或填加部分金属材料使之连为一体。它的优点是节省钢材、接头成本较低，但焊接质量稳定性差，接头质量受人为、环境因素影响大，混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）中规定在直接承受动力荷载结构构件中不宜使用。,机械连接接头是利用钢套筒等连接件，通过机械方法将两根待连接的钢筋连成一体，其特点是接头质量稳定、连接强度高、操作简单、质检方便、人为因素影响相对较小、全天候施工、节省能源、现场便于文明施工，但接头成本较高，而且机械连接一般用于粗直径钢筋的连接，不利于向一些中、小工程推广。,2 焊接技术,钢筋的焊接技术一直是钢筋连接的主要手段。行业标准钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003中对钢筋焊接的方法、适用范围、设备、材料、工艺、接头质量检查与验收等都做出了具体规定。,目录,2.1闪光对焊2.2电弧焊2.3电渣压力焊2.4.钢筋气压焊,2.1闪光对焊,2.1.1原理钢筋闪光对焊（Flash butt welding of reinforcing steel bar ），就是将两钢筋安放成对接形式，利用焊接电流通过两钢筋接触点产生的电阻热，使金属熔化，产生强烈飞溅、闪光，使钢筋端部产生塑性区及均匀的液体金属层，迅速施加顶煅力的一种焊接方法，是电阻焊的一种。,钢筋对焊加工,2.1.2工艺 钢筋闪光对焊按工艺来分，可分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光-预热闪光焊3种，可根据实际情况选择。 图2-1就是钢筋连续闪光焊的工艺流程图：,图2-1.钢筋连续闪光焊工艺流程(a)焊接前 (b)移近对接 (c)闪光阶段 (d)顶锻成形,2.1.3适用范围 钢筋闪光对焊适用于10-40的级热轧钢筋、10-25的级钢筋，以及10-25的余热处理级钢筋。 钢筋闪光对焊具有效率高、操作方便、节约能源、节约钢材、接头受力较好等优点，故钢筋的对接连接宜优先采用闪光对焊。,2.2电弧焊,2.2.1原理钢筋电弧焊（Arc welding of reinforcing steel bar）是以焊条作一极，钢筋为另一极，利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。2.2.2工艺钢筋电弧焊主要有搭接焊、帮条焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊等5种接头型式，建筑工程上使用的电弧焊主要还是搭接焊。,手工电弧焊是目前施工现场使用的施工方式，手工电弧焊的工艺参数主要是焊接电流、焊接直径和焊接层次。在钢筋焊接生产中，应根据钢筋级别和直径、焊接位置、接头形式和焊层选用合适的焊条直径和焊接电流。,2.2.2适用范围 钢筋电弧焊主要有搭接焊、帮条焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊等5种接头型式，帮条焊、搭接焊、有双面焊、单面焊之分；坡口焊有平焊、立焊两种。所有这些都分别适用于不同级别、不同直径的钢筋。 电弧焊简单灵活，适应性强，应用范围广既适用于厂内施工，也适用于施工现场。,2.3电渣压力焊,2.3.1原理钢筋电渣压力焊（Electros lag pressure welding of reinforcing steel bar）是将两钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的焊接方法。,2.3.2工艺钢筋电渣压力焊具有电弧焊、电渣焊和压力焊的特点。焊接过程包括个阶段（见图2-3）：1.引弧过程上、下两钢筋端部埋于焊剂中，两钢筋端面之间留有一定间隙，引燃电弧。2.电弧过程焊接电弧在两钢筋之间燃烧，电弧热将两钢筋端部熔化。,3.电渣过程随着电弧过程的延续，两钢筋端部熔化量增加，熔池和渣池加深，待达到一定深度时，加快上钢筋的下送速度，使其端部直接与渣池接触；这时，电弧熄灭，变电弧过程为电渣过程。电渣过程是利用焊接电流通过液体渣池产生的电阻热，继续对钢筋端部加热，渣池温度可达到1600-2000。,4.顶压过程待电渣过程产生的电阻热使上下两钢筋的端部达到全断面均匀加热的时候，迅速将上钢筋向下顶压，液态金属和熔渣全部挤出；随即，切断焊接电源焊接即告结束。冷却后，打掉渣壳，即露出带金属光泽的焊包。,电渣压力焊适用于1832的级钢及新级钢筋连接。焊接的接头要求鼓包均匀，鼓包直径约为钢筋直径的1.6倍。,图2-3.钢筋电渣压力焊焊接工艺流程(a)引弧前 (b)引弧过程 (c)电弧过程 (d)电渣过程 (e)顶压过程 (f)凝固后1-上钢筋 2-下钢筋 3-焊剂 4-电弧 5-熔池 6-熔渣(渣池) 7-焊包 8-渣壳,2.3.3适用范围适用于国产级直径14-40mm的竖向或斜向（倾斜度在4：1范围内）钢筋的连接。钢筋电渣压力焊操作方便，效率高，主要用于柱、墙、烟囱、水坝等现浇混凝土结构中竖向受力钢筋的连接，但不得在竖向焊接之后，再横置于粱、板等构件中作水平钢筋之用。,2.4.钢筋气压焊,2.4.1原理钢筋气压焊（Gas pressure welding of reinforcing steel bar）是采用氧-燃料气体火焰将两根钢筋对接处进行加热，使其达到一定温度，加压完成的方法。常用的氧-燃料气体火焰为氧-乙炔火焰，即氧炔焰，热效率高，温度高。此外，也有用氢氧焰等其他火焰的。,气压焊接设备示意图1 乙炔；2氧气；3流量计；4固定卡具；5活动卡具；6压接器；7加热器与焊炬；8被焊接的钢筋；9加压油泵,2.4.2工艺气压焊有开式和闭式两种。开式气压焊是将两钢筋端面稍加离开，加热到熔化温度，加压完成的一种方法，属熔化压力焊。闭式气压焊是将两钢筋端面紧密闭合，加热到1200-1250左右，加压完成的一种方法，属固态压力焊。目前，主要使用的是闭式气压焊。,钢筋气压焊是一种经济不用电的钢筋连接方法，图为日本在多层住宅楼的梁中将气压焊应用于水平钢筋的连接,图为在南京古南都饭店工程地下室施工工地上，进行钢筋气压焊应用的表演。操作工人将夹钳夹住上、下钢筋端部，点燃气压焊的焊炬。,焊炬点燃后，套入钢筋连接部位，先用强火对连接部位上下轻微移动加热。,用强火对钢筋端面加热后，集中用中火加热，使钢筋连接的两端面加热至热塑状态。,待钢筋两连接端面加热至热塑状态后，连接手动液压加压器，逐渐对上、下两钢筋加压。,边加压边加热，两钢筋连接端面紧密接触在一起，金属原子互相扩散，形成有效的连接。,加热加压的钢筋连接头呈红热竹节状，夹钳的刚度很重要。,为检查气压焊钢筋接头的连接质量，在非破损的条件下，可作“热冲切”检验。图为中建一局科研所在进行热冲切试验。右边的钢筋接头已被热冲切。,2.4.3适用范围钢筋气压焊设备轻便，可进行钢筋在水平位置、垂直位置、倾斜位置等全位置焊接。钢筋气压焊可用于同直径或不同直径钢筋间的焊接。当两钢筋直径不同时，其径差不得大于7，否则会导致小直径钢筋过烧，大直径钢筋温度不足而未焊透。,2.5窄间隙焊,水平钢筋窄间隙焊是施工现场可应用的一种连接方法，特别适用于梁内水平粗钢筋的连接。,焊接时为保证接头部位的引弧质量和不失去熔化的金属液，可用铜模或直接用角钢模。,3机械连接,3.1冷挤压套筒连接3.2钢筋锥螺纹连接3.3直螺纹连接,技术规范,钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-2003带肋钢筋套筒挤压连接技术规程JGJ108-96钢筋锥螺纹接头技术规程JGJ109-96镦粗直螺纹钢筋接头JG/T3057-1999,3.1冷挤压套筒连接,3.1.1原理冷挤压套筒连接就是将两根带肋钢筋插入钢套筒，用压钳向钢套筒径向加压，使之产生塑性变星，并使变形后的钢套筒与被连接钢筋紧密结合成整体，达到钢筋连接目的的一种连接方法。,钢筋径向挤压连接 1钢套筒；2被连接的钢筋,3.1.2工艺挤压连接工艺主要几部分组成：设备准备套筒准备钢筋准备连接试验挤压连接施工检查验收。1.设备准备（1）挤压作业前，对挤压设备必须进行检查，并根据压接工艺要求，调整相应的工作油压。（2）按连接钢筋规格和套筒型号选配压模。,2.套筒准备（1）套筒表面沿长度方向标有压接标志，压接标志应清晰均匀，中间两条标志的距离应不小于20mm。（2）连接相同直径钢筋的套筒的型号和连接不同直径钢筋的套筒的型号都应符合规定。3.钢筋准备（1）应清除钢筋端部连接位置的锈皮、油污、砂浆等附着物。（2）钢筋端部的弯折应予矫直，端头影响套筒安装的马蹄、飞边应修磨。（3）应标明钢筋端部的定位标志和检查标志，如图2-4所示：,冷挤压套筒连接,3.1.3设备挤压连接所用的设备由挤压器（钳）、高压油泵以及高压胶管等配件组成。挤压器主要用于20-32mm和36-40mm带肋钢筋的挤压连接。该设备采用了超高压液压系统，设备体积小、结构合理、操作方便，具有施工不受天气影响、施工速度快、节能、安全、接头质量好的优点。,连接工艺,3.1.4适用范围 钢筋冷挤压套筒接头具有接头强度高、性能可靠、操作较简单、节能高效等优点，适用于各种施工环境，甚至水下。可连接国产、或级，直径18-50的各种带肋钢筋，包括焊接性能差的，以及与上述国产钢筋相当的进口钢筋，且同径、异径连接均可。,目前，冷压套筒连接主要为径向冷压技术。图为南京古南都饭店的地下室底板40钢筋的8000个接头应用该技术连接。,3.2钢筋锥螺纹连接,3.2.1原理钢筋锥螺纹接头是利用锥螺纹能承受拉、压两种作用力及自锁性、密封性好的原理，将钢筋的连接端加工成锥螺纹，按规定的力矩值把钢筋连接成一体的接头。如图3-1所示：,3.2.2工艺钢筋锥螺纹接头工艺主要包括两个方面的内容：一是加工钢筋锥螺纹丝头，二是钢筋连接。1.加工钢筋锥螺纹丝头（1）钢筋应先调直再按设计要求接头位置下料。钢筋切口应垂直钢筋轴线，不得有马蹄形或翘曲端头。不允许用气割进行钢筋下料。,（2）钢筋套丝。套丝工人必须持有专业上岗证书。套丝工程必须用钢筋接头提供单位的牙形规、卡规或环规逐个检查钢筋的套丝质量。要求牙形饱满，无裂纹、无乱牙、秃牙缺陷；牙形与牙形规吻合；丝头小端直径在卡规或环规的允许误差范围里。（3）经自检合格的钢筋锥螺纹丝头，应一头戴上保护帽，另一头拧紧与钢筋规格相同的连接套，并按规格堆放整齐，以便质检或监理抽查。,螺纹套筒连接技术最近应用日趋广泛，其施工方便，可全天候作业。图为将钢筋夹于套丝机上，切削加工。,（4）抽检钢筋锥螺纹丝头的加工质量。质检或监理人员用钢筋套丝工人牙形规和卡规或环规，对每一种规格加工批量随机抽检10%，且不少于10个，如一个不合格应对该加工批全数检查。不合格丝头应重新加工并经再次检验合格后方可使用。,螺纹套筒连接有锥螺纹和直螺纹连接两种。早期锥螺纹采用车削螺纹加工，现改用滚压螺纹加工。直螺纹连接又分镦粗车削和剥肋滚压直螺纹两种。,2.钢筋连接（1）将待连接钢筋吊装就位；（2）回收密封盖和保护帽。连接前，应检查钢筋规格与连接套规格是否一致，确认丝头无损坏时，将带有连接套的异端拧入待连接钢筋；,（3）用力矩扳手拧紧钢筋接头，并达到规定的力矩值。连接时，将力矩扳手钳头咬住待连接钢筋，垂直钢筋轴线均匀加力，当扳手发出“咔哒”响声时，即达到预先设定的规定力矩值。严禁钢筋丝头没拧入连接套就用力矩扳手连接钢筋，否则会损坏丝头丝扣，造成钢筋连接质量事故。,3.2.3设备钢筋锥螺纹连接施工时的主要设备是钢筋锥螺纹套丝机，钢筋锥螺纹套丝机是加工钢筋锥螺纹丝头的专用机床。它由电动机、行星齿轮减速机、切削头、虎钳、进退刀机构、润滑冷却系统、机架等组成。 目前，在施工过程中常用钢筋锥螺纹套丝机的几种型号有：SZ-50A型钢筋锥螺纹套丝机、GZL-40B型钢筋锥螺纹套丝机、XZL-40型钢筋锥螺纹套丝机等。,用锥螺纹连接的钢筋接头Tapered thread couplers of Rebars,3.2.4适用范围 钢筋锥螺纹接头是一种能承受拉、压两种作用力的机械接头。具有工艺简单、可以预加工、连接效率高、同心度，不受钢筋含碳量和有无花纹限制，无明火作业，不污染环境，可全天候施工，接头质量安全可靠、施工方便、节约钢材和能源等优点。广泛适用于工业与民用建筑及一般构筑物的混凝土结构中，钢筋直径为1640的、级竖向、斜向或水平钢筋现场连接施工。,螺纹套筒连接接头能应用于水平钢筋和竖向钢筋的连接，在钢筋密集区连接也很方便。,3.3钢筋直螺纹连接,一、镦粗直螺纹连接二、滚压直螺纹连接技术三、等强度剥肋滚压直螺纹连接技术,一、镦粗直螺纹连接,1、原理 钢筋镦粗直螺纹连接是通过对钢筋端部冷镦扩粗、切削螺纹，再用连接套筒对接钢筋的一种方法。钢筋端部经过局部镦粗后，不仅横截面扩大而且强度也有所提高，再在钢筋镦粗段上切削螺纹时不会造成钢筋母材横截面的削弱，因而能保证充分发挥钢筋母材的强度。,接头形式如图3-2所示：,2、工艺 镦粗直螺纹钢筋接头的工艺主要分为三个步骤：（1）钢筋端部镦粗钢筋端头加工前，要求端面平整、圆直且在镦粗头长度内不得弯曲，一般宜用砂轮或钢锯片切断钢筋，可保证钢筋端面的平整。（2）切削直螺纹（3）用连接套筒对接钢筋,3、设备 镦粗直螺纹所采用的主要设备有镦头机、套丝机和高压油泵。各种型号的设备有各自不同的功率和适用的钢筋级别，所以选用设备时要根据实际材料的情况。由于各个厂家生产的设备，型号、参数不尽相同，所以这里就不再一一列举。,钢筋镦粗机,4、适用范围 钢筋镦粗直螺纹连接接头综合了上述两种机械连接接头的优点，具有接头强度高、质量稳定、施工方便、应用范围广、经济效益好等优点，具有很强的推广应用价值。该工艺可确保钢筋不历套丝而削弱截面积，充分发挥母材强度，而且保持连接快速、方便的特点。此外可扩大使用范围。连接钢材用量比冷挤压连接节约70左右，比锥螺纹连接节约35左右。,二、滚压直螺纹连接技术,滚压直螺纹连接技术是用直螺纹滚压机把钢筋端部滚压成直螺纹，然后用直螺纹套筒将两根待对接的钢筋连在一起。由于钢筋端部经滚压成形，钢筋材质经冷作处理，螺纹及钢筋强度都有所提高，弥补了螺纹底径小于钢筋母材基圆直径对强度削弱带来的影响，实现了钢筋等强度连接。,该项技术的特点是加工工序少、连接强度高、施工方便等优点，由于钢筋本身轧制公差较大，丝头加工质量控制难度大，滚丝轮受力条件恶劣、工作寿命低；,三、等强度剥肋滚压直螺纹连接技术,等强度剥肋滚压直螺纹连接技术是在一台专用设备上将钢筋丝头通过剥肋-滚压螺纹自动成形，通过预先加工的套筒把两个待对接的钢筋进行螺纹连接，实现与钢筋等强度连接的目的。此技术以其操作简单，加工工序少，滚丝轮工作寿命长，接头稳定可靠，施工便捷，提高效益等突出优点得到建设行业广大客户的欢迎。,技术特点：,接头强度达到行业标准JGJ107-96中A级接头性能要求； 抗疲劳性能好，通过200万次疲劳试验；螺纹牙型好，精度高，不存在虚假螺纹，连接质量可靠稳定； 应用范围广,适用于直径16-50毫米的、级钢筋任意方向和位置的同异径连接；,可调型、正反丝扣型套筒适用于拐铁、钢筋笼等不能转动处钢筋的连接；施工速度快。螺纹加工提前预制，现场装配施工； 无污染、施工安全可靠； 节约能源,设备功率仅为3-4KW。,直螺纹连接套筒,端头螺纹局部图片,4.钢筋连接的质量检验与验收,4.1钢筋焊接质量的检验与验收钢筋焊接接头或焊接制品应按照现行行业标准钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003中规定进行质量检验和验收，质量检验和验收应分批进行，主要包括外观检查和力学实验两个方面的内容。,4.1.1闪光对焊工程中使用最多的就是闪光对焊，它一般在车间里操作，质量比较容易控制。钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003中规定，闪光对焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能实验。外观检查的结果应符合一定的要求，例如：与电极接触处的钢筋表面，级钢筋焊接不得有明显烧伤；级钢筋焊接时不得有烧伤；负温闪光对焊时，对于级钢筋，均不得有烧伤；接头处的弯折角不得大于4等。,力学性能实验一般是对钢筋焊接接头进行拉伸试验，实验结果应符合以下要求：a.试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；余热处理钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于570Mpa;b.3个试件中至少有2个断于焊缝之外，并呈延性断裂。,4.1.2搭接焊搭接焊是目前建筑工程中主要使用的一种电弧焊接方法。对于大直径钢筋的搭接焊，由于顶弯困难，接头两端钢筋轴线不易对正，此外接头焊缝不饱或咬肉现象也常发生。搭接焊接头的外观检查要求主要有，焊缝表面要平整，不得出现凹陷或焊瘤焊缝接头区域不得有裂纹等,搭接焊接头的力学性能实验要求基本上和闪光对焊一致。由于目前建筑施工中，搭接焊主要还是采用手工操作，所以接头质量受人为因素影响较大，质量离散性大，不宜在重要构件中使用。,4.1.3电渣压力焊电渣压力焊主要用于竖向或斜向（倾斜度在4:1范围内）的钢筋焊接，它具有接头对中性好、接头质量可靠、施工方便、成本较低等优点。,外观检查，电渣压力焊接接头的外观检查应对接头逐个进行检查，检查的结果一般要符合以下的要求：焊包凸出钢筋表面的高度要符合要求；钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；接头处的弯折角不得大于4；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径0.1倍，且不得大于2mm。外观检查不合格的接头一般应切除重焊。,力学性能实验，试验的3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的强度；当有1个试件的试验结果低于规定值，应再取6个试件附检，若仍有1个试件不合格，则可确认该批接头为不合格产品。,4.1.4钢筋气压焊气压焊接头应逐个进行外观检查。当进行力学性能试验时，应从每批接头中随机切取3个接头做拉伸试验；在梁、板的水平钢筋连接中应另取3个接头做弯曲试验。,气压焊接头拉伸试验与上述几种焊接方法基本相同。气压焊接头的弯曲试验一般在万能试验机上进行，也可以在液压弯曲试验机上进行。压焊面应处在弯曲中心点，弯至90，3个试件均不得在焊接面发生破断。当试验结果有1个试件不符合要求应另取6个试件进行复检，若仍有1个试件不合格，应确认该批接头为不合格品。,4.2钢筋机械连接接头的质量要求与应用,4.2.1钢筋机械连接接头的质量要求钢筋机械连接接头的设计应满足接头强度（屈服强度及抗拉强度）以及变形性能的要求。按照钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-2003的规定，钢筋机械连接件的屈服承载力和抗拉承载力的标准值不应小于被连接钢筋的屈服承载力和抗拉承载力的标准值的1.10倍。,根据接头抗拉强度以及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异，机械连接接头又分为三个性能等级，即：级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或1.10倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能；级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的1.35倍，并具有一定的延性及反复拉压性能。,4.2.2钢筋机械连接接头的应用接头性能等级的选定应符合下列规定：（1）混凝土结构中要求充分发挥钢筋强度或对接头延性要求较高的部位，应采用级或级接头；（2）混凝土结构中钢筋应力较高但对接头延性要求不高的部位，可采用级接头。,5.钢筋连接的经济技术分析,介绍完毕，谢谢！,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
