CN201474169U - 钢筋混凝土竖向结构构件中的钢筋连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种钢筋混凝土竖向结构构件中的钢筋连接结构，用于在保持结构强度同时，减少箍筋用量。该连接结构包括：具有第一直径第一钢筋；与第一钢筋一一对应的第二钢筋，第二钢筋的具有第二直径。其中，第一钢筋和相应的第二钢筋搭接长度在20L-75L范围内，其中L为第一直径和第二直径中的较小者，且搭接长度范围内箍筋间距为15L到20L范围。其中第一钢筋在其端部处与相应的第二钢筋形成第一焊接部、第二钢筋在其端部处与相应的第一钢筋形成第二焊接部，该第一和第二焊接部为单面焊2L-10L的长度或双面焊L-5L的长度，且彼此沿钢筋长度方向上分隔开至少10L距离。通过上述连接结构，可以显著地减少箍筋用量并降低施工难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢筋混凝土竖向构件中钢筋的一种新型连接结构，称之为“改良搭接焊连接结构”，适用于钢筋混凝土剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架结构、异型柱结构体系等。更特别地，本实用新型涉及钢筋混凝土竖向构件中直径14mm以下(含14mm)钢筋的一种新型连接方式。
背景技术
直径为14mm以下的钢筋在钢筋混凝土竖向结构构件中应用极为广泛。由于钢筋的直径较小，又由于钢筋笼预制的施工方法广为采用，为了保证绑扎连接搭接范围内搭接传力，在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm。也就是说必须在搭接长度范围内加密箍筋。因此，传统搭接方法需要非常大的箍筋用量。以截面形状为200mm*400mm，竖向钢筋配筋为6条Φ12，箍筋配筋为Φ8@200的剪力墙边缘构件为例，因为绑扎搭接而加密的箍筋比原来增加约一倍。
如果试图采用传统的搭接焊等焊接技术来减少箍筋数量，焊接质量现场难以控制，钢筋的传力完全靠焊接，质量效果令人担忧；而且钢筋笼无法先预制，只能等到竖向钢筋焊接完毕后方可绑扎箍筋。尤其对于搭接电弧焊，需要对焊接端钢筋预弯，并应使两钢筋的轴线在同一直线，现场操作困难更大。
实用新型内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，提出本实用新型。具体地说，本实用新型的目的是提供一种钢筋混凝土竖向结构构件中的钢筋连接结构，其能够有效地减少箍筋数量，并且能够在现场容易、快速且低成本的实施。
本实用新型一方面提供了一种钢筋混凝土竖向结构构件中的钢筋连接结构，包括：一条或多条第一钢筋，从已成形的下部钢筋混凝土块垂直向上延伸的，第一钢筋具有第一直径；上部钢筋结构，具有垂直向下延伸并与一条或多条第一钢筋一一对应的一条或多条第二钢筋，第二钢筋的具有第二直径。每一条第一钢筋和相应的第二钢筋搭接，其搭接部分的长度在20L-75L范围内，其中L为第一直径和第二直径中的较小者，且在该钢筋搭接长度范围内设置有箍筋，箍筋间距为15L到20L范围，其中每一条第一钢筋在其端部处与相应的第二钢筋单面焊2L-10L的长度或双面焊L-5L的长度形成第一焊接部同时每一条第二钢筋在其端部处与相应的第一钢筋单面焊2L-10L的长度或双面焊L-5L的长度形成第二焊接部，第一和第二焊接部沿钢筋长度方向上分隔开至少10L距离。
优选地，第一和第二钢筋的搭接部分长度在40L-50L范围内。
优选地，还包括连接第一钢筋和第二钢筋的第三焊接部，该第三焊接部沿第一和第二钢筋长度方向上位于第一焊接部和第二焊接部之间并与它们两者都间隔开至少2L距离。
优选地，每一条第一钢筋向上延伸的长度和每一条第二钢筋向下延伸的长度设置为使得各第一钢筋和相应的第二钢筋的搭接长度相等。
通过上述方案，在保证结构强度的同时，能够加大箍筋间距，显著的减少了箍筋的使用量。且由于搭接长度的加大，焊接难度远低于传统搭接焊，同时还允许预先制造钢筋笼进行模块化连接，使得该钢筋连接结构大大降低了现场实施的难度和成本。
附图说明
下面将参考附图对实用新型的实施例进行描述，在附图中：
图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的钢筋连接结构的立视图，其中上下各六条钢筋竖向搭接；
图2示出了图1中的一个钢筋连接结构的正视图；
图3示出了从图2的a-a线取的剖视图，其中示出了箍筋的布置；
图4a示出了已经浇筑的下层钢筋结构11，其中向上甩出二长四短共六条钢筋；
图4b示出了事先预置的钢筋笼12，其具有向下甩出的对应的四长二短六条钢筋；
图4c示出了上部钢筋笼12与下层钢筋结构11中甩出的钢筋搭接的示意图；
图4d示出了对搭接到的钢筋结构进行了根据本实用新型的改良搭接焊结构后的示意图。
具体实施方式
首先参考图1，其中示出了根据本实用新型的示例性实施例的钢筋连接结构，其中上下各六条钢筋竖向搭接。应该注意，本文中的术语“上”、“上方”和“下”、“下方”分别指钢筋竖向搭接时的相对位置和方向。该实施例中一共六条第一钢筋1从已成形的混凝土结构5向上延伸，六条相应的第二钢筋2从上向下延伸。第二钢筋平行于第一钢筋设置并与相应的第一钢筋搭接。本实施例中，第一钢筋和第二钢筋的直径相同均为d，它们之间的搭接部分的长度为30d。应该注意这并非限制性的，第一钢筋1和第二钢筋2之间的搭接长度可以在20d到75d范围内任意选择，而且第一钢筋1和第二钢筋2的直径也可以不同，在此情况下它们之间的搭接长度在20L到75L之间，其中L为第一和第二钢筋1，2的直径中的较小的一个。为了方便起见，后文讨论中均使用L来进行，当第一和第二钢筋直径不同时，L取较小的一个直径，当两者直径相同时L＝d。图1中的钢筋搭接结构还设置有箍筋以提高钢筋连接结构的抗拉和抗剪能力，为了清楚起见箍筋没有在图1中示出，此外搭接部分上的焊接部分也仅在一对第一和第二钢筋之中示出，其他五对第一和第二钢筋具有与该对钢筋连接结构相同的连接结构，但是为了清楚起见没有示出这些结构中的焊接部分。
图2示出了图1中的一个钢筋连接结构的正视图。如图1和2所示，在第一和第二钢筋1，2在搭接部分的两端分别具有一个焊接部分3，焊接部分3的长度为单面焊3L。但这并不是限制性的，焊接部分3的长度可以在单面焊2L到10L范围内选择，也可以是双面焊1L到5L范围。
两焊接部分3的间距为24L。应该理解该间距不一定为24L，其不能小于10L，即至少为10L就能够满足要求。
图3示出了从图2的a-a线取的剖视图，其中示出了箍筋4的布置。箍筋4绕六条钢筋绑扎，并且通过更细小的钢丝与每一条钢筋分别绑定连接到一起(为了清楚起见箍筋与每一条钢筋的绑定连接没有在图中示出)。在搭接部分的长度范围内箍筋间距为20L。应该说明的是，箍筋间距指两箍筋沿钢筋延伸方向的距离，即在本实用新型中为在竖直方向上的距离，而且箍筋间距不一定为20L，其可以在15L到20L之间任选。可以看出本实用新型的连接结构对箍筋间距的要求远小于传统的搭接方式，因此显著地节约了箍筋用量。
另外本实用新型的连接结构的施工工艺适合于边缘构件上层钢筋笼事先预制，使钢筋工程作业分工更细，速度更快。配合上层钢筋笼事先预制的施工过程如附图4a-d所示。图4a-d示出了实施本实用新型的一个优选实施例，其中图4a示出了从已经浇筑的下层钢筋结构11中向上甩出二长四短共六条钢筋(钢筋数量并不是限制性的)。图4b示出了事先预置的钢筋笼12，其具有向下甩出的对应的四长二短六条钢筋。在图4c中上部钢筋笼12与下层钢筋结构11中甩出的钢筋搭接，图4d中对搭接到的钢筋结构进行了根据本实用新型的改良搭接焊结构。
应用实例：
以截面形状为200mm*400mm，竖向钢筋配筋为6Φ12，箍筋配筋为Φ8@200的抗震等级剪力墙边缘构件为例，如图所示。混凝土强度等级为C25，混凝土轴心抗拉强度设计值为1.27MPa；钢筋强度等级为HRB335，设计抗拉强度为300MPa；层高为2.8m。
1)计算受拉钢筋的锚固长度La；
则受拉钢筋的锚固长度La按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的9.3.1-1式计算。
La＝α*(fy/ft)*d＝0.14*(300/1.27)*12＝397mm
上式中La：受拉钢筋的锚固长度；
fy：钢筋设计抗拉强度，本例中，设计抗拉强度为300MPa；
ft：混凝土轴心抗拉强度，本例中，设计抗拉强度为1.27MPa；
d：钢筋公称直径；
α：钢筋外形系数；按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的表9.3.1取值，本例中，α取0.14。
2)计算抗震受拉钢筋的锚固长度LaE；
钢筋的抗震受拉锚固长度LaE按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的11.1.7-1式计算。
LaE＝1.15La＝1.15*397＝456mm
3)计算纵向受拉钢筋的抗震搭接长度LlE
纵向受拉钢筋的抗震搭接长度LlE按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的11.1.7-4式计算。
LlE＝ξLaE＝1.4*456＝638mm
上式ξ为纵向钢筋搭接长度修正系数，中按混凝土结构设计规范》GB50010-2002的表9.4.3确定，本例中，按纵向钢筋搭接接头面积百分率为50％计算，ξ＝1.4。
4)计算搭接范围长度L
根据《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1的49页和50页的节点所示，按纵向钢筋搭接接头面积百分率为50％考虑，下层砼浇筑时甩出上层纵向钢筋的搭接范围L如下式。
L＝2LlE+500＝2*638+500＝1776mm
5)改良搭接焊和绑扎连接的经济效果对比。
A)绑扎连接的每层箍筋个数Na
根据混凝土结构设计规范》GB50010-2002的9.4.5规定，“在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍，当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm；”
钢筋搭接长度范围1776mm内的箍筋间距＝5*12＝60mm，共需配置箍筋个数Na1＝[1776/60]+1＝30个，钢筋搭接长度范围之外的箍筋间距＝200mm，共需配置箍筋个数Na2＝[(2800-1776)/200]+1＝6个。总共箍筋个数Na＝Na1+Na2＝30+6＝36个
B)采用改良搭接焊的每层箍筋个数Nb
Nb＝[2800/200]+1＝15个。
通过对比，采用本实用新型的改良搭接焊钢筋连接结构，节省箍筋21个，即节约了大概58.3％的箍筋。
如上所述，采用本实用新型的钢筋连接结构，节省了箍筋用量。同时由于本实用新型集绑扎连接和搭接焊两者的优点，并消除了两传统方案存在的缺点，现场的质量更容易控制，因此本实用新型的改良搭接焊实现的钢筋连接结构在质量、施工速度、造价方面都优于绑扎连接或搭接焊。
Claims (5)
1.一种钢筋混凝土竖向结构构件中的钢筋连接结构，包括：
一条或多条第一钢筋，从已成形的下部钢筋混凝土块垂直向上延伸，所述第一钢筋具有第一直径；
上部钢筋结构，具有垂直向下延伸并与所述一条或多条第一钢筋一一对应的一条或多条第二钢筋，所述第二钢筋的具有第二直径，
其特征在于，每一条所述第一钢筋和相应的第二钢筋搭接，其搭接部分的长度在20L-75L范围内，其中L为第一直径和第二直径中的较小者，且在该钢筋搭接长度范围内设置有箍筋，箍筋间距在15L到20L范围内，其中每一条第一钢筋在其端部处与相应的第二钢筋单面焊2L-10L的长度或双面焊L-5L的长度形成第一焊接部同时每一条第二钢筋在其端部处与相应的第一钢筋单面焊2L-10L的长度或双面焊L-5L的长度形成第二焊接部，所述第一和第二焊接部沿钢筋长度方向上分隔开至少10L距离。
2.如权利要求1所述的钢筋连接结构，其特征在于，所述第一和第二钢筋的搭接部分长度在40L-50L范围内。
3.如权利要求1所述的钢筋连接结构，其特征在于，所述上部钢筋结构是预先制造的钢筋笼结构。
4.如权利要求1所述的钢筋连接结构，其特征在于，还包括连接第一钢筋和第二钢筋的第三焊接部，该第三焊接部沿第一和第二钢筋长度方向上位于第一焊接部和第二焊接部之间并与它们两者都间隔开至少2L距离。
5.如权利要求1所述的钢筋连接结构，其特征在于，每一条所述第一钢筋向上延伸的长度和每一条所述第二钢筋向下延伸的长度设置为使得各第一钢筋和相应的第二钢筋的搭接长度相等。
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|---|---|---|---|---|
| CN106013620A (zh) * | 2016-07-17 | 2016-10-12 | 临汾市华基新型建材有限公司 | 主筋与箍筋的连接结构 |
| CN114457671A (zh) * | 2018-08-31 | 2022-05-10 | 中交路桥华南工程有限公司 | 一种焊接件 |
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