纵向受力筋通常采用的连接方式有机械连接、焊接和绑扎搭接三种,在结构设计图总说明中会给出不同直径钢筋所对应的连接方式。
绑扎搭接与机械连接、焊接相比,不仅仅要多用纵向受力筋,而且还会增加横向钢筋(箍筋)的用量,其构造要求要复杂得多。本文将从设计规范和施工规范来分析绑扎搭接连接时的横向钢筋构造要求,并指出施工技术管理和造价管理中的注意事项。
在项目管理中,常常存在这样一个问题:直径12mm的柱纵筋采用绑扎搭接和电渣压力焊,哪一种方式更利于成本控制?下面来逐层剖析这个问题,找到最为合理的答案。
一、纵向受力钢筋绑扎搭接接头的搭接长度计算原理:在《16G101-1》标准构造图集中对绑扎搭接长度有表可查询,以直径12mm的HRB400钢筋,50%接头率,混凝土强度为C30为例,其搭接长度为49d。
搭接长度查询表
这个“49d”是怎么计算的?则需要查询《混凝土结构设计规范》(GB50010)的相关内容,具体如下:
搭接长度计算公式
从计算公式中可以看出,搭接长度是钢筋锚固长度进行系数修正后的结果,50%接头百分率的情况下,修正系数为1.4。
根据钢筋锚固长度的计算公式可以计算得出La为35d(具体内容可以参见《施工技术与造价知识荟萃08-锚固长度计算规则及应用》),正如《16G101-1》第58页表中的对应值一样:
锚固长度查询表
搭接长度=35d*1.4=49d,这就是搭接长度的计算来源。
以上内容主要想说明一个问题:钢筋绑扎搭接的基本原理实际上就是钢筋锚固长度原理,只不过考虑到接头百分率的问题,进行了系数修正。
也就是说,绑扎搭接接头的承载力是由钢筋在混凝土中的锚固力来实现的,接头本身的“绑扎”并没有提供任何的承载力。
这与机械连接和焊接的原理是完全不一样的,此两种连接方式是靠接头本身提供的承载力而把钢筋连接为一体。
二、纵向受力钢筋绑扎搭接区域内的箍筋构造原理:上面理清了绑扎搭接的实质是钢筋在混凝土中的锚固,搭接长度是钢筋锚固长度的系数修正结果。那么为什么要在绑扎搭接区域内配置横向钢筋(箍筋)就很好理解了,这也来源于钢筋锚固的相关规定。
从钢筋锚固长度的计算公式可知:钢筋在混凝土中的锚固力,除了与钢筋大小、外形、混凝土抗拉强度、钢筋抗拉强度、锚固长度等因素有关,还与混凝土保护层的厚度有关,保护层越厚,提供的锚固力就越大。
因此,《混凝土结构设计规范》(GB50010)8.3.1中的第“3”小条这样规定: