三、钢筋的机械连接

钢筋的机械连接是一种通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。接头抗拉强度是接头试件在拉伸试验过程中所达到的最大拉应力值。接头残余变形是接头试件按规定的加载制度加载并卸载后，在规定标距内所测得的变形。接头试件的最大力总伸长率是接头试件在最大力下在规定标距内测得的总伸长率。机械连接接头长度是接头连接件长度加连接件两端钢筋横截面变化区段的长度。丝头是钢筋端部的螺纹区段。

1.接头的设计原则和性能等级

（1）接头的设计应满足强度及变形性能的要求。

（2）接头连接件的屈服承载力和受拉承载力的标准值应不小于被连接钢筋的屈服承载力和受拉承载力标准值的1.10倍。

（3）接头应根据其等级和应用场合，对单向拉伸性能、高应力反复拉压、大变形反复拉压、抗疲劳、耐低温等各项性能确定相应的检验项目。

（4）接头应根据抗拉强度、残余变形以及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异，分为下列三个等级：

Ⅰ级：接头抗拉强度等于被连接钢筋实际抗拉强度或不小于1.10倍钢筋抗拉强度标准值，残余变形小并具有高延性及反复拉压性能。

Ⅱ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，残余变形较小并具有高延性及反复拉压性能。

Ⅲ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的1.25倍，残余变形较小并具有延性及反复拉压性能。

2.接头的应用

（1）结构设计图纸中应列出设计选用的钢筋接头等级和应用部位。接头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延性要求高的部位，应优先选用Ⅱ级接头；当在同一连接区段内必须实施100%钢筋接头的连接时，应采用Ⅰ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Ⅲ级接头。

（2）钢筋连接件的混凝土保护层厚度宜符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010—2010中受力钢筋的混凝土保护层最小厚度的规定，且不得少于15mm。连接件之间的横向净距不宜小于25mm。

（3）结构构件中纵向受力钢筋的接头宜相互错开，钢筋机械连接的连接区段长度应按35d计算（d为被连接钢筋中的较大直径）。在同一连接区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率（以下简称接头百分率），应符合下列规定：

①接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小部位，当需要在高应力部位设置接头时，在同一连接区段内Ⅲ级接头的接头百分率不应大于25%，Ⅱ级接头的接头百分率不应大于50%。

②接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采用Ⅱ级接头或Ⅰ级接头，且接头百分率不应大于50%。

③受拉钢筋应力较小部位或纵向受压钢筋，接头百分率可不受限制。

④对直接承受动力荷载的结构构件，接头百分率不应大于50%。

（4）当对具有钢筋接头的构件进行试验并取得可靠数据时，接头的应用范围可根据工程实际情况进行调整。

3.接头的型式检验

（1）在下列情况时应进行型式检验：

①确定接头性能等级时。

②材料、工艺、规格进行改动时。

③型式检验报告超过4年时。

（2）用于型式检验的钢筋应符合有关标准的规定。

（3）对每种型式、级别、规格、材料、工艺的钢筋机械连接接头，型式检验试件不应少于9个：其中单向拉伸试件不应少于3个，高应力反复拉压试件不应少于3个，大变形反复拉压试件不应少于3个。同时应另取3根钢筋试件做抗拉强度试验。全部试件均应在同一根钢筋上截取。

（4）用于型式检验的直螺纹或锥螺纹接头试件应散件送达检验单位，由型式检验单位或在其监督下由接头技术提供单位按表4.9或表4.10规定的拧紧扭矩进行装配，拧紧扭矩值应记录在检验报告中。型式检验试件必须采用未经过预拉的试件。

表4.9　直螺纹接头安装时的最小拧紧扭矩值

表4.10　锥螺纹接头安装时的最小拧紧扭矩值

4.施工现场接头的加工与安装

（1）接头的加工

在施工现场加工钢筋接头时，应符合下列规定：

①加工钢筋接头的操作工人，应经专业人员培训合格后才能上岗，人员应相对稳定；

②钢筋接头的加工应经工艺检验合格后方可进行。

直螺纹接头的现场加工应符合下列规定：

①钢筋端部应切平或镦平后再加工螺纹；

②墩粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向裂纹；

③钢筋丝头长度应满足企业标准中产品设计要求，公差应为0～2.0p（p为螺距）。

锥螺纹接头的现场加工应符合下列规定：

①钢筋端部不得有影响螺纹加工的局部弯曲；

②钢筋丝头长度应满足设计要求，使拧紧后的钢筋丝头不得相互接触，丝头加工长度公差应为－0.5p～1.5p；

③钢筋丝头的锥度和螺距应使用专用锥螺纹量规检验；抽检数量10%，检验合格率不应小于95%。

（2）接头的安装

直螺纹钢筋接头的安装质量应符合下列要求：

①安装接头时可用管钳扳手拧紧，应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧。标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2p。

②安装后应用扭力扳手校核拧紧扭矩，拧紧扭矩值应符合本规程表4.9的规定；

③校核用扭力扳手的准确度级别可选用10级。

锥螺纹钢筋接头的安装质量应符合下列要求：

①接头安装时应严格保证钢筋与连接套筒的规格相—致；

②接头安装时应用扭力扳手拧紧，拧紧扭矩值应符合本规程表4.10的规定；

③校核用扭力扳手与安装用扭力扳手应区分使用，校核用扭力扳手应每年校核1次，准确度级别应选用5级。

套筒挤压钢筋接头的安装质量应符合下列要求：

①钢筋端部不得有局部弯曲，不得有严重锈蚀和附着物；

②钢筋端部应有检查插入套筒深度的明显标记，钢筋端头离套筒长度中心点不宜超过10mm；

③挤压应从套筒中央开始，依次向两端挤压，压痕直径的波动范围应控制在供应商认定的允许波动范围内，并提供专用量规进行检查。

④挤压后的套筒不得有肉眼可见裂纹。

5.施工现场接头的检验与验收

（1）工程中应用钢筋机械接头时，应由该技术提供单位提交有效的型式检验报告。

（2）钢筋连接工程开始前，应对不同钢筋生产厂的进场钢筋进行接头工艺检验；施工过程中，更换钢筋生产厂时，应补充进行工艺检验。

（3）接头安装前应检查连接件产品合格证及套筒表面生产批号标识；产品合格证应包括适用钢筋直径和接头性能等级、套筒类型、生产单位、生产日期以及可追溯产品原材料力学性能和加工质量的生产批号。

（4）现场检验应按本规程进行接头的抗拉强度试验、加工和安装质量检验；对接头有特殊要求的结构，应在设计图纸中另行注明相应的检验项目。

（5）接头的现场检验应按验收批进行，同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头，应500个为一个验收批进行检验与验收，不足500个也应作为一个验收批。

（6）螺纹接头安装后应按（5）的验收批，抽取其中10%的接头进行拧紧扭矩校核，拧紧扭矩值不合格数超过被校核接头数的5%时，应重新拧紧全部接头，直到合格为止。

（7）对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机截取3个接头试件做抗拉强度试验，按设计要求的接头等级进行评定。

（8）现场检验连续10个验收批抽样试件抗拉强度试验一次合格率为100%时，验收批接头数量可扩大1倍。

（9）现场截取抽样试件后，原接头位置的钢筋可采用同等规格的钢筋进行搭接连接，或采用焊接及机械连接方法补接。

（10）对抽检不合格的接头验收批，应由建设方会同设计等有关方面研究后提出处理方案。