钢筋滚扎直螺纹接头在工程中的应用
来源:用户上传
作者:
在乌鲁木齐军区总院外科门珍综合大楼的工程中，￠18以上的钢筋均采用了滚轧直螺纹接头这一新技术，使得钢筋连接由过去传统的焊接模式简化成了钢筋螺纹丝头提前加工和现场扳手施工的工厂化管理的新模式。钢筋直螺纹套筒接头是通过钢筋两端头特制的直螺纹和直螺纹筒咬合形成的一种能承受拉压两种作用力的机械连接接头，比锥螺纹接头连接更方便，接头抗拉强度实测值超过钢筋母材抗拉强度的实测值，即接头拉力破坏断在钢筋母材上，这是普通锥螺纹接头无法达到的。
1、直螺纹接头的特点
（1）钢筋连接端的丝头能预制，不占用工期，工艺简单，质量完全可靠，无明火作业，不污染环境，可全天性施工。（2）直螺纹套筒是由专业工厂提供的各种规格的标准件，实现了标准化文明施工。鉴于各生产厂家的直螺纹套筒技术参数不尽相同，为保证施工连接的质量，提供直螺纹机器和直螺纹套筒的应为同一生产厂家。（3）能在施工现场连接Ⅱ-Ⅲ级￠16～￠40同径或异径、竖向或水平方向的钢筋，不受钢筋有无花纹及含碳量限制。
2、工艺原理
钢筋直螺纹接头是利用直螺纹能承受轴向力和水平力及密封性能好的原理，靠机械力把钢筋连接在一起的。其工艺是先在施工现场或钢筋加工厂用专用的钢筋直螺纹套丝机，把钢筋的连接端头经过特殊的机械加工成直螺纹并使其螺纹部分的钢筋强度高于钢筋母材，然后通过直螺纹套筒，将两根将连接的钢筋连接起来，并用施工扳手将其拧紧即可。
3、力学性能
在本工程中，设计图纸的要求为全部采用Ⅱ级接头，其参数与旧标准（JCJ107-96）中的A级接头极为相似，即接头试件实际抗拉强度大于或等于钢筋抗拉强度的标准值，并具有高延性和反复拉压的性能。从工程中实际抽检的接头试件来看，全部满足了设计图纸的要求，即Ⅱ级接头标准。由于大部分接头拉力试验基本上断于母材，达到了Ⅰ接头的标准，即接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或1.10倍的钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性和反复拉压性能。从大部分试件的断裂位置来看，基本上在离套筒10cm处发生颈缩断裂，说明了此种接头为塑性断裂，对于钢筋连接而言，没有改变母材任何性能，使其机械性能得到最充分的发挥。
4、力学原理
在钢筋滚轧直螺纹接头中，钢筋母材开牙成的钢筋丝头部分受力横截面积并没有增大，但其抗拉能力大于钢筋母材本身，其原因在于滚轧直螺纹接头的钢筋丝头开牙采用的是滚轧成型螺纹。在机械行业中，它属于无屑切削的一种，而不是通常那种用车床车出的螺纹丝头。工程中常用的钢筋为低碳钢（20Mnsi等），而低碳钢在滚丝成型过程中，由于具有良好的塑性，使得螺纹表面由于受压而产生永久变形，使螺纹成型，螺纹表面的钢材产生冷作硬化，而使得螺纹部分的表面抗拉强度远高于母材，而芯材部分及未加工丝头部分则继续保留了母材的原始状态。同时，生产直螺纹套筒所采用的材料，厂家选用的是45#优质碳素结构钢，在设计时，按照（JGJ107-2003）中3.0.2的要求，完全满足接头的力学性能要求。当丝头与套筒中的直螺纹旋合构成直螺纹接头时，其螺纹连接处的接头强度远高于母材强度，而整个母材的机械性能并没有改变，这样就能最大限度地发挥钢筋母材的特性。
5、钢筋滚轧直螺纹接头与钢筋镦粗直螺纹接头的比较
镦粗直螺纹接头的加工工艺为：先用镦粗机将欲加工的钢筋头部镦粗，再用钢筋直螺纹套丝机将已镦粗的钢筋头部加工成直螺纹丝头，并使加工出的钢筋丝头螺纹中径的横截面积大于钢筋母材的横截面积。当它与之配合的套筒连接构成直螺纹接头时，接头的抗拉强度大于钢筋母材的抗拉强度，使之拉伸试验时断于母材。优点是：螺纹丝头螺距大，也就是说即丝头的丝扣少，丝头经过专用车床的切削加工，螺纹外观美观，便于安装；缺点是：由于钢筋头部经过镦粗，再进行切削加工，整个钢筋加工丝头部分由于冷做硬化的原因而使得钢筋头部材料脆化，因此在拉力试验时，其力学性能指标虽能达到相关要求，但其断口时有发生在邻近套筒处，从断口分析，此类断口并未经过塑性变形产生颈缩现象而断裂，具有明显的脆性材料断裂特征。因此在《镦粗直螺纹钢筋接头》（JG/3057-1999）中，严禁对已镦粗过的钢筋头部进行二次镦粗，必须切除后方可进行。在工程的实际应用中往往操作工人不按照规程操作，即在第一次镦粗成型不够，需要重新镦粗时，工人能否按要求切除头部再进行镦粗则较难监控。由于镦粗直螺纹接头采用了二次加工工艺，使之生产成本较滚轧直螺纹接头成本略有增加，从套筒的钢材用量和人工加工费等综合影响考虑，镦粗直螺纹接头成本应该比滚轧直螺纹接头高15%。考虑到各工程的实际应用尚存一些差异，综合起来镦粗直螺纹接头的单价应比滚轧直螺纹接头的单价高15%~20%。因此采用滚轧直螺纹接头新工艺即保证工程质量又降低成本，是建筑施工主体优选的对象。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-363951.htm
