史松涛
莱州市建筑工程质量检测站 山东省莱州市 261400
摘 要:现行 《钢筋机械连接通用技术规程》( JGJ107- 2003 )( 以下简称《规程》) 定义, 钢筋机械连接是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, 将一根钢筋的力传递至另一根钢筋的连接方法, 其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。对钢筋机械连接工艺性能的试验检测, 应按照《规程》中有关规定正确地贯彻实施。
本文结合多项建筑工程中钢筋机械连接工艺性能验收的事例, 以所列类型接头的接头长度为套筒长度加两端外露丝扣长度举证, 对存在问题加以分析与研究。
关键词: 钢筋机械连接; 钢筋抗拉强度; 破坏形态
1 《规程》中对钢筋机械连接接头试验检测的规定
( 1 ) 《规程》第 3.0.5 条要求 , Ⅰ 级、 Ⅱ 级、 Ⅲ 级钢筋机械连接接头的抗拉强度应符合图 1 的要求。
图1 钢筋机械连接接头的抗拉强度
( 2 ) 《规程》第 6.0.2 条要求, 钢筋连接工程开始前及施工过程中, 应对每批进场钢筋进行接头工艺检验 , 工艺检验应符合下列要求: 每种规格钢筋的接头试件不应少于 3根; 钢筋母材抗拉强度试件不应少于 3 根, 且应取自接头试件的同 1 根钢筋; 3 根接头试件的抗拉强度均应符合表 1 的规定, 对于 Ⅰ 级接头, 试件抗拉强度尚应大于等于钢筋抗拉强度实测值的 0.95 倍, 对于 Ⅱ 级接头则应大于 0.90 倍。
( 3 ) 《规程》第 6.0.5 条要求, 对接头的每一验收批 , 必须在工程结构中随机截取 3 个接头试件作抗拉强度试验,按设计要求的接头等级进行评定。如果 3 个接头试件的抗拉强度均符合表 1 中相应等级的要求, 该验收批评为合格;若有 1 个试件的强度不符合要求, 应再取 6 个试件进行复检, 复检中如仍有 1 个试件的强度不符合要求, 该验收批评为不合格。
( 4 ) 《规程》条文说明中第 6.0.5 条规定, 钢筋机械连接接头的破坏形态有三种: 钢筋拉断、接头连接件破坏、钢筋从连接件中拔出。对 II 级和 III 级接头, 无论试件属于哪种破坏形态, 只要试件抗拉强度满足表 1 中 II 级和 III 级接头的强度要求即为合格; 对 I 级接头, 当试件断于钢筋母材时,即满足条件 f0 mst ≥f 0 st , 试件为合格; 当试件断于接头长度区段时, 则应满足 f0 mst ≥1.10f uk 才能判为合格。
2 钢筋机械连接试验检测中存在的问题
2.1 对于 I 级钢筋机械连接接头的验收
《规程》第 6.0.5 条的规定: “ 3 个接头试件的抗拉强度均符合表 1 中相应等级的要求时, 该验收批评为合格, 即对于I 级接头满足 f0 mst ≥f 0 st 或 ≥1.10 fuk ”。按照该规定, 在现场检验时存在着两个问题: 一是怎样合理地选取钢筋母材, 本规程没有像在工艺检验时那样要求取钢筋母材对比试件和如何取, 只是要求“必须在工程结构中随机截取 3 个接头试件作抗拉强度试验”; 二是《规程》规定中的 f0 st ( 接头试件中钢筋抗拉强度实测值)如何获取。
在工程施工中, 由于钢材用量较大, 施工现场一般分批进购钢筋, 即使是同一批进入的钢筋, 其不同根上的母材抗拉强度也是不完全相同的, 如果应该取上段而取下段, 或者应该取下段而取上段 ( 从使用上看上、下段不可能是同一根钢筋 ) 来作为接头的母材, 其试验结果都有可能出现误判。例如, 某建设单位在一项多层框架结构工程施工中, 采用了钢筋牌号为 HRB335 、钢筋直径为 32mm 和 25mm 两种规格的机械连接接头形式。检测单位在现场按照《规程》的要求, 对该机械连接接头形式进行了多组试件的工艺性能试验, 现仅取一组代表性的试验结果( 接头类型为滚轧直螺纹接头, 钢筋直径为 25mm, 见图 2 ), 通过所给钢筋母材试件的试验结果发现, 编号 1 的试件抗拉强度为535MPa ( f0 mst =535MPa ), 破坏状态为钢筋拉断。但是, 该试件所取母材 ( 上段或下段中的一段) 和编号 3 试件的母材系同一批进场钢筋 ( 母材抗拉强度为 560 MPa 即 f0 st =560MPa )。如果从试件的破坏形态上看是钢筋母材拉断, 机械连接后已经发挥了钢筋的最大力, 但从《规程》标准对比上看, f0 mst =535MPa<f 0 st =560MPa ,编号 1 的试件不满足表 1 要求, 而该试件可评为不合格。
图 2 某多层框架结构工程钢筋机械连接接头试验结果(部分)
注: 图中试件所用钢筋原材料为同一批进场钢筋, 试验结果均为实际测出值。
实际工作中, 为取得合适的母材比较强度值, 若在接头位置的上、下段都截取母材时, 就会造成工作的繁琐, 工期延长。同时, 由于现场截取抽样试件后(因本方法截取的试件和母材总长较长) 采用同等规格的钢筋进行搭接补接(或其他方法), 又势必造成经济上的巨大浪费。目前, 工程中较常采用的一种取得钢筋母材的方法是: ⑴ 在截取试件时做记录, 记录试件位置和其两端与之分别对应的钢筋母材; ⑵ 进行试件试验; ⑶ 取与试件拉断段相对应的钢筋母材再进行试验, 确定试件母材的抗拉强度实测值 f0 st。通过上述过程能取得对比判断的数据, 进而得出指导施工的试件抗拉强度检验报告( 或结论)。然而, 该方法操作工序比较繁琐, 持续时间较长。作为具体执行者, 若无法取得这些可靠的数据, 则提交出正确的检测报告是相当困难的。
2.2 关于钢筋机械连接接头的破坏形态
《规程》条文说明第 6.0.5 条明确指出, 钢筋机械连接接头的破坏形态有三种, 即钢筋拉断、接头连接件破坏与钢筋从连接件中拔出。但是, 在对钢筋机械连接接头实际检测中, 却出现了难以判断的形态。从图 2 所列代表性实验结果可以看出, 编号 3 试件的破坏形态是连接件内钢筋螺纹段拉断, 这种拉断的特征是钢筋断于接头长度区段。根据《规程》规定应该将其判断为何种破坏形态, 是钢筋拉断? 是钢筋从连接件中拔出? 还是接头连接件破坏? 从形式上看, 编号 3 试件的破坏形态是钢筋拉断, 但并非是母材拉断, 而是从滚轧后的钢筋螺纹上拉断, 在接头长度区段内。显然, 判断其为钢筋拉断是不合适的;
3 建议
针对表 2 编号 3 试件的破坏情况, 《规程》中应增设这种破坏形态, 其最接近于钢筋从连接件中拔出, 但不是全部拔出。在一定程度上, 可以近似地作为钢筋从连接件中拔出破坏形态的特殊情况。问题在于, 《规程》第 3.0.5 条对 I 级接头的要求指标 “ f0 mst ≥f 0 st 或 ≥1.10f uk ”, 在现场验收时操作是相当不方便的。为操作方便、缩短工期并减少经济浪费, 使其更好指导施工生产, 结合《规程》条文说明第.0.5 条的要求, 建议将此指标修改为“钢筋母材拉断( 非接头长度区段内)或 f0 mst ≥1.10 f 0 uk ”。“钢筋母材拉断”是定性指标, 如果生产的接头能够满足这个要求, 说明连接件( 套筒) 与钢筋螺纹的连接配合紧密, 生产工艺可靠, 能够确保钢筋发挥其强度, 确保连接接头施工质量处于优良的状态。
参考文献
[ 1 ] JGJ107- 2003 钢筋机械连接通用技术规程[ S ] .
[ 2] GBJ301- 88 建筑工程质量检验评定标准[ S ] .