钢筋机械连接部件质量检测分析

由中国建筑科学研究院主编, 经建设部2003 年3 月21 日以134 号公告批准发布的对钢筋机械连接部件接头的设计和性能等级作了规定, 钢筋机械连接部件接头的类型有: 套筒挤压接头、锥螺纹接头、墩粗直螺纹接头等等。对于各类钢筋机械连接部件接头规定了具体的检验、验收标准和应用的要求。建筑和桥梁建设中钢筋被广泛地应用着, 钢筋机械连接部件连接的传统工艺是焊接的方法, 但是这种钢筋机械连接部件连接工艺往往会带来断裂的隐患, 特别是接头在承受疲劳载荷和大变形作用下, 焊头容易开裂。钢筋机械连接部件采用套筒型式的钢筋连接方式, 可以避免发生接头断裂的现象。
1 接头的型式检验
1.1 钢筋连接接头的试验项目钢筋连接接头在承受拉伸和反复拉压载荷作用后, 往往会产生附加的塑性变形, 因此接头的变形性能必须得到控制,建筑物结构在受到风载荷和小地震载荷时, 钢筋还没有达到屈服阶段, 钢筋接头必须要进行高应力下的反复拉压试验, 以检验它能否达到强度和变形的要求。当建筑物结构受到的地震级别达到或超过设防烈度时, 钢筋一般都会达到塑性阶段, 产生较大的塑性变形, 为此能吸收部分的地震能量, 使结构损坏将到最低点, 乃至避免结构物的破坏, 因此对钢筋接头要做大变形的检验。这种加载制度的检验反映了建筑结构物在非常严酷的环境突变情况下的受力状态。
1.2 钢筋连接接头的加载制度钢筋连接接头试件试验用的加载制度如下表1和图1 所示。
表1 和图1 中的所列符号为:1) E 线表示钢筋弹性模量2 @ 105N/ mm2。2) D1 为2Eyk # L 1 反复加载四次后, 在加载应力水平为015f y k 及反向卸载应力水平为- 0125f yk 处做E 的平行线与横坐标交点之间的距离所代表的变形值。3) D2 为2Eyk # L 1 反复加载4 次后, 在卸载应力水平为015f y k 及反向加载应力水平为- 0125f yk 处做E 的平行线与横坐标交点之间的距离所代表的变形值。 D3、D4 为在5Ey k # L 1 反复加载4 次后, 按与D1、D2 相同方法所得到的变形值。5) f y k 为钢筋屈服强度标准值。
1.3 钢筋连接接头试验中存在的问题钢筋连接接头的强度和变形性能必须满足5钢筋机械连接通用技术规程6的要求, 但是在钢筋连接接头的加工过程中, 由于接头件和连接件的加工质量控制不严, 在进行单向拉伸、高应力和大变形的试验过程中, 会出现许多与 钢筋机械连接部件中试验加载曲线相差甚远的试验曲线, 如有以下几种曲线的情况。钢筋机械连接部件是螺纹连接接头的单向拉伸试验曲线。单向拉伸是在弹性范围内的一种加载制度, 反映出钢筋连接件的材质性能, 要求接头件的非弹性变形限制在一定范围内。若接头连接件的加工质量达到标准要求, 非弹性变形是能符合5钢筋机械连接通用技术规程6要求的。钢筋机械连接部件曲线上从加载到第一次卸载到0102 f y k 后有一段残余变形, 这是由于该连接件接头和钢筋螺纹的连接配合精度不均匀所致, 到再加载卸载时, 似乎经第一次加载后/ 磨合0了一样, 残余变形就很小了。a- 单项拉伸; b- 高应力; c- 高应力; d- 大变形钢筋机械连接部件钢筋连接接头加工工艺存在的问题检测的试验曲线钢筋机械连接部件的高应力加载循环曲线中, 在加、卸载拉与压的反向载荷交接处, 由于接头内螺纹与钢筋外螺纹的啮合存在一定的螺纹间隙, 产生了机械位移,故螺纹联结配合比较紧密的话, 就不会发生这种情况, 残余变形超标。图2c 的高应力加载循环中, 螺纹的配合面精度或螺纹啮合的硬度不够所引起, 残余变形超标。钢筋机械连接部件 所示的大变形循环加载中, 在正向与反向( 拉与压) 加载的工况下, 接头内螺纹与钢筋端部外螺纹间的配合精度太低, 间隙太大, 导致了在正、反载荷交接处的机械位移, 在加载曲线上出现了图示的位移水平段。最为严重的情况是, 经载荷循环后,取下试件, 发现钢筋与接头的螺纹连接不紧密, 用手就能拧开, 导致残余变形超标。综上所述, 钢筋连接接头件的质量检测不可忽视, 除了材质要求符合5钢筋机械连接通用技术规程6规定以外, 接头连接的加工工艺必须严格控制。
2 结论与建议
钢筋机械连接部件的质量优劣, 影响到整个工程结构的安全, 一时的马虎会废了百年大计的工程, 更重要的是将会给人们造成重大生命财产的损失, 后果是不可估量的。
1) 钢筋机械连接部件接头连接的加工工艺必须严格控制, 首先要保证材质要符合规范的, 否则, 将造成大批量的连接件不合格。
2) 接头连钢筋机械连接部件的检测必须按《钢筋机械连接通用技术规程》执行, 绘出载荷- 位移曲线。
3)  钢筋机械连接部件是近年来应用的 钢筋机械连接部件连接新工艺, 业内人员对其连接质量的认识还不够深刻, 因此, 有关质检部门必须加强监管, 以科学集成的理念, 确保接头配合精度, 以达到《钢筋机械连接通用技术规程》要求。