钢筋机械连接技术规程JGJ107-2010讲义

2011-12-28新标准编号：《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010实施时间：2010年10月1日标准性质：行业标准本规程修订的主要技术内容是：1．是在《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003的基础上修订的，将原行业标准《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中有关接头的加工与安装等专门要求纳入本规程，同时纳入了镦粗直螺纹钢筋接头和滚轧直螺纹钢筋接头的现场加工和安装要求；2．修改了不同等级钢筋机械接头的性能要求及其应用范围；3．用残余变形代替非弹性变形作为接头的变形性能指标；4．补充了型式检验报告的时效规定和型式检验中对接头试件的制作要求；5．现场工艺检验中增加了测定接头残余变形的要求，修改了抗拉强度检验的合格标准；6．增加了型式检验与现场检验试验方法的耍求；7．修改了接头疲劳性能相关要求。二、《钢筋混凝土施工验收规范》对钢筋连接的有关规定1、绑扎搭接同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3ll（ll为搭接长度）。同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：1）对梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%；2）对柱类构件，不宜大于50%；3）当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50%；对其他构件，可根据实际情况放宽。2、机械连接接头或焊接接头当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时，设置在同一构件内的接头宜相互错开。纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为35倍d（d为纵向受力钢筋的较大直径）且不小于500mm。同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：1）在受拉区不宜大于50%；2）接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，对等强度高质量机械连接接头，不应大于50%；3）直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不应大于50%。三、钢筋机械连接技术规程（一）总则1、为在混凝土结构工程中使用钢筋机械连接做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规程。规程制定的目的是：对房屋建筑和一般构筑物中钢筋的各种机械连接接头的设计原则、性能等级、质量要求、应用范围以及检验评定方法作出统一规定，与《混凝土结构设计规范》GB50010配套应用。2、本规程适用于房屋建筑与一般构筑物中各类钢筋机械连接接头（以下简称接头）的设计、应用与验收。构筑物指：电视塔、烟囟等高耸结构、容器及市政公用基础设施等；公路和铁路桥梁、大坝、核电站等其他工程可参考使用。3、用于机械连接的钢筋应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2的规定。新国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2列入了HRB500级钢筋和晶粒细化钢筋，对上述钢筋采用钢筋机械连接尚无很多实践经验，但只要满足接头强度和变形性能要求即可应用，采用什么接头形式需要在工程实践和市场中优胜劣汰。4、钢筋机械连接除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准。（二）术语1、钢筋机械连接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。机械连接接头的类型主要有：①套筒挤压接头：通过挤压力使连接件钢套筒塑性变形与带肋钢筋紧密咬台形成的接头；②锥螺纹接头：通过钢筋端头特制的锥形螺纹和连接件锥螺纹咬合形成的接头；③镦粗直螺纹接头：通过钢筋端头镦粗后制作的直螺纹和连接件螺纹咬合形成的接头；④滚轧直螺纹接头：通过钢筋端头直接滚轧或剥肋后滚轧制作的直螺纹和连接件螺纹咬合形成的接头；⑤熔融金属充填接头：由高热剂反应产生熔融金属充填在钢筋与连接件套筒间形成的接头；⑥水泥灌浆充填接头；用特制的水泥浆充填在钢筋与连接件套筒间硬化后形成的接头。2、接头抗拉强度接头试件在拉伸试验过程中所达到的最大拉应力值。3、接头残余变形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。4、接头试件的最大力总伸长率接头试件在最大力下在规定标距内测得的总伸长率。“最大力总伸长率”的含义与国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2中钢筋最大力总伸长率的含义相同，代表接头试件在最大力下在规定标距内测得的弹塑性应变总和。5、机械连接接头长度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。“接头长度”定义明确了各类钢筋机械连接接头的长度，对于接头试件断于钢筋母材或断于接头提供了判别依据。对带肋钢筋套筒挤压接头，其接头长度即为套筒长度；对锥螺纹或滚轧直螺纹接头，接头长度则为套筒长度加两端外露丝扣长度；对镦粗直螺纹接头，接头长度则为套筒长度加两端镦粗过渡段长度。6、丝头钢筋端部的螺纹区段。（三）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。强度指接头的抗拉强度;变形性能主要有单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压性能。2、接头连接件的屈服承载力和受拉承载力的标准值不应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。设计接头的连接件时，应留有余量，其屈服承载力标准值（套筒横截面面积乘套筒材料的屈服强度标准值）及受拉承载力标准值（套筒横截面面积乘套筒材料的抗拉强度标准值）均应不小于被连接钢筋相应值的110倍，以确保接头可靠的传力性能。（主要指套筒的截面设计值）3、接头应根据其性能等级和应用场合，对单向拉伸性能、高应力反复拉压、大变形反复拉压、抗疲劳等各项性能确定相应的检验项目。接头单向拉伸时的强度和变形是接头的基本性能。高应力反复拉压性能反映接头在风荷裁及小地震情况下承受高应力反复拉压的能力。大变形反复拉压性能则反映结构在强烈地震情况下钢筋进入塑性变形阶段接头的受力性能。上述三项性能是进行接头型式检验时必须进行的检验项目。而抗疲劳性能则是根据接头应用场合有选择性的试验项目。4、接头根据抗拉强度、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，分为下列三个性能等级：Ⅰ级接头抗拉强度等于被连接钢筋的实际拉断强度或不小于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一定的延性及反复拉压性能。钢筋机械连接接头的型式较多，受力性能也有差异，根据接头的受力性能将其分级，有利于按结构的重要性、接头在结构中所处位置、接头百分率等不同的应用场合合理选用接头类型。例如，在混凝结高应力部位的同一连接区段内必须实施1OO%钢筋接头的连接时，应采用Ⅰ级接头；实施50%钢筋接头的连接时，宜优先采用Ⅱ级接头；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。分级后也有利于降低套筒材料消耗和接头成本，取得更好的技术经济效益；分级后还有利于施工现场接头抽检不合格时，可按不同等级接头的应用部位和接头百分率限制确定是否降级处理。5、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头的抗拉强度必须符合下表的规定:ffstkmst0ffstkmst0本条规定了各级接头的抗拉强度。抗拉强度是接头最基本也是最重要的性能，本条为必须严格遵守的强制性条文。6、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头应能经受规定的高应力和大变形反复拉压循环，且在经历拉压循环后，其抗拉强度仍应符合本规程表3.0.5的规定。接头在经受高应力反复拉压和大变形反复拉压后仍应满足最基本的抗拉强度要求，这是结构延性得以发挥的重要保证。7、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头的变形性能应符合下表的规定。3.0.8对直接承受动力荷载的结构构件，设计应根据钢筋应力变化幅度提出接头的抗疲劳性能要求。当设计无专门要求时，接头的疲劳应力幅限值不应小于国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中表4.2.5-1普通钢筋疲劳应力幅限值的80%。接头的疲劳性能是选择性试验项目，只有当接头用于直接承受动载结构构件（如铁路桥梁）时，才需要检验其疲劳性能。由于直接承受动力荷载结构的荷载特性有很大不同，钢筋应力变化范围较大，原规程规定的参数不能适应各类结构的工况，本规程中明确规定，对直接承受动力荷载结构，应根据钢筋应力变化幅度，由设计单位提出接头的抗疲劳性能要求。（四）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延性要求不高的部位可采用Ⅲ级接头。接头的分级为结构设计人员根据结构的重要性及接头的应用场合选用不同等级接头提供了条件。规程根据国内钢筋机械连接技术的新成果以及国外钢筋机械连接技术的发展趋向规定了一个最高质量等级的Ⅰ级接头。当有必要时，这类接头允许在结构中除有抗震设防要求的框架梁端、柱端箍筋加密区外的任何部位使用，且接头百分率可不受限制。这条规定为解决某些特殊场台需要在同一截面实施100%钢筋连接创造了条件，如地下连续墙与水平钢筋的连接；滑模或提模施工中垂直构件与水平钢筋的连接；装配式结构接头处的钢筋连接；钢筋笼的对接；分段施工或新旧结构连接处的钢筋连接等。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中受力钢筋的混凝土保护层最小厚度的规定，且不得小于15mm。连接件之间的横向净距不宜小于25mm。接头的混凝土保护层厚度比受力钢筋保护层厚度的要求有所放松，由“应”改为“宜”。这是因为机械连接中连接件的截面较大，一般比钢筋截面积大10%～30%或以上，局部锈蚀对连接件的影响不如对钢筋锈蚀敏感。此外由于连接件保护层厚度是局部问题，要求过严会影响全部受力主筋的间距和保护层厚度，在经济上、实用上都会造成一定困难，故适当放宽，必要时也可对连接件进行防锈处理。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。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%。I级接头的接头百分率陈本规程第4.0.3条第2款所列情况外可不受限制。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级接头级；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实际情况进行调整。本条规定对于有经验的工程师，可以根据具有钢筋接头的构件试验结果，调整钢筋机械连接接头的应用范围。（五）接头的型式检验1、在下列情况应进行型式检验：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。本条指出了接头型式检验的应用场合。其主要作用是对各类接头按性能分级。经型式检验确定其等级后，工地现场只需进行现场检验；当接头质量有严重问题，其原因不明，对定型检验结论有重大怀疑时，上级主管部门或质检部门可以提出重新进行型式检验要求。2、用于形式检验的钢筋应符合有关钢筋标准的规定。考虑到国产钢筋的延性较好，在达到强度要求后，接头试件通常已有较大延