專利名稱：鋼筋混凝土豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋼筋混凝土豎向構(gòu)件中鋼筋的一種新型連接結(jié)構(gòu)，稱之為"改良
搭接焊連接結(jié)構(gòu)"，適用于鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、異型柱結(jié)構(gòu)
體系等。更特別地，本實用新型涉及鋼筋混凝土豎向構(gòu)件中直徑14mm以下(含14mm)鋼筋 的一種新型連接方式。
背景技術(shù)：
直徑為14mm以下的鋼筋在鋼筋混凝土豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件中應(yīng)用極為廣泛。由于鋼筋 的直徑較小，又由于鋼筋籠預(yù)制的施工方法廣為采用，為了保證綁扎連接搭接范圍內(nèi)搭接 傳力，在縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)應(yīng)配置箍筋，其直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的 0. 25倍，箍筋間距不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍，且不應(yīng)大于100mm。也就是說必須 在搭接長度范圍內(nèi)加密箍筋。因此，傳統(tǒng)搭接方法需要非常大的箍筋用量。以截面形狀為 200mm*400mm，豎向鋼筋配筋為6條①12，箍筋配筋為O8@200的剪力墻邊緣構(gòu)件為例，因為 綁扎搭接而加密的箍筋比原來增加約一倍。 如果試圖采用傳統(tǒng)的搭接焊等焊接技術(shù)來減少箍筋數(shù)量，焊接質(zhì)量現(xiàn)場難以控 制，鋼筋的傳力完全靠焊接，質(zhì)量效果令人擔(dān)憂；而且鋼筋籠無法先預(yù)制，只能等到豎向鋼 筋焊接完畢后方可綁扎箍筋。尤其對于搭接電弧焊，需要對焊接端鋼筋預(yù)彎，并應(yīng)使兩鋼筋 的軸線在同一直線，現(xiàn)場操作困難更大。

實用新型內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出本實用新型。具體地說，本實用新型 的目的是提供一種鋼筋混凝土豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，其能夠有效地減少箍筋數(shù) 量，并且能夠在現(xiàn)場容易、快速且低成本的實施。 本實用新型一方面提供了一種鋼筋混凝土豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，包 括一條或多條第一鋼筋，從已成形的下部鋼筋混凝土塊垂直向上延伸的，第一鋼筋具有第 一直徑；上部鋼筋結(jié)構(gòu)，具有垂直向下延伸并與一條或多條第一鋼筋一一對應(yīng)的一條或多 條第二鋼筋，第二鋼筋的具有第二直徑。每一條第一鋼筋和相應(yīng)的第二鋼筋搭接，其搭接部 分的長度在20L-75L范圍內(nèi)，其中L為第一直徑和第二直徑中的較小者，且在該鋼筋搭接長 度范圍內(nèi)設(shè)置有箍筋，箍筋間距為15L到20L范圍，其中每一條第一鋼筋在其端部處與相應(yīng) 的第二鋼筋單面焊2L-10L的長度或雙面焊L-5L的長度形成第一焊接部同時每一條第二鋼 筋在其端部處與相應(yīng)的第一鋼筋單面焊2L-10L的長度或雙面焊L-5L的長度形成第二焊接 部，第一和第二焊接部沿鋼筋長度方向上分隔開至少IOL距離。 優(yōu)選地，第一和第二鋼筋的搭接部分長度在40L-50L范圍內(nèi)。 優(yōu)選地，還包括連接第一鋼筋和第二鋼筋的第三焊接部，該第三焊接部沿第一和 第二鋼筋長度方向上位于第一焊接部和第二焊接部之間并與它們兩者都間隔開至少2L距 離。[0008] 優(yōu)選地，每一條第一鋼筋向上延伸的長度和每一條第二鋼筋向下延伸的長度設(shè)置 為使得各第一鋼筋和相應(yīng)的第二鋼筋的搭接長度相等。 通過上述方案，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，能夠加大箍筋間距，顯著的減少了箍筋的 使用量。且由于搭接長度的加大，焊接難度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)搭接焊，同時還允許預(yù)先制造鋼筋籠 進(jìn)行模塊化連接，使得該鋼筋連接結(jié)構(gòu)大大降低了現(xiàn)場實施的難度和成本。

下面將參考附圖對實用新型的實施例進(jìn)行描述，在附圖中 圖1示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的鋼筋連接結(jié)構(gòu)的立視圖，其中上下 各六條鋼筋豎向搭接； 圖2示出了圖1中的一個鋼筋連接結(jié)構(gòu)的正視圖； 圖3示出了從圖2的a-a線取的剖視圖，其中示出了箍筋的布置； 圖4a示出了已經(jīng)澆筑的下層鋼筋結(jié)構(gòu)ll，其中向上甩出二長四短共六條鋼筋； 圖4b示出了事先預(yù)置的鋼筋籠12，其具有向下甩出的對應(yīng)的四長二短六條鋼筋； 圖4c示出了上部鋼筋籠12與下層鋼筋結(jié)構(gòu)11中甩出的鋼筋搭接的示意圖； 圖4d示出了對搭接到的鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了根據(jù)本實用新型的改良搭接焊結(jié)構(gòu)后的
示意圖。
具體實施方式首先參考圖l，其中示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，其中 上下各六條鋼筋豎向搭接。應(yīng)該注意，本文中的術(shù)語"上"、"上方"和"下"、"下方"分別指 鋼筋豎向搭接時的相對位置和方向。該實施例中一共六條第一鋼筋1從已成形的混凝土結(jié) 構(gòu)5向上延伸，六條相應(yīng)的第二鋼筋2從上向下延伸。第二鋼筋平行于第一鋼筋設(shè)置并與 相應(yīng)的第一鋼筋搭接。本實施例中，第一鋼筋和第二鋼筋的直徑相同均為d，它們之間的搭 接部分的長度為30d。應(yīng)該注意這并非限制性的，第一鋼筋1和第二鋼筋2之間的搭接長度 可以在20d到75d范圍內(nèi)任意選擇，而且第一鋼筋1和第二鋼筋2的直徑也可以不同，在此 情況下它們之間的搭接長度在20L到75L之間，其中L為第一和第二鋼筋1，2的直徑中的 較小的一個。為了方便起見，后文討論中均使用L來進(jìn)行，當(dāng)?shù)谝缓偷诙摻钪睆讲煌瑫r， L取較小的一個直徑，當(dāng)兩者直徑相同時L = d。圖1中的鋼筋搭接結(jié)構(gòu)還設(shè)置有箍筋以提 高鋼筋連接結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪能力，為了清楚起見箍筋沒有在圖1中示出，此外搭接部分 上的焊接部分也僅在一對第一和第二鋼筋之中示出，其他五對第一和第二鋼筋具有與該對 鋼筋連接結(jié)構(gòu)相同的連接結(jié)構(gòu)，但是為了清楚起見沒有示出這些結(jié)構(gòu)中的焊接部分。 圖2示出了圖1中的一個鋼筋連接結(jié)構(gòu)的正視圖。如圖l和2所示，在第一和第二 鋼筋1，2在搭接部分的兩端分別具有一個焊接部分3，焊接部分3的長度為單面焊3L。但 這并不是限制性的，焊接部分3的長度可以在單面焊2L到10L范圍內(nèi)選擇，也可以是雙面 焊1L到5L范圍。 兩焊接部分3的間距為24L。應(yīng)該理解該間距不一定為24L，其不能小于IOL，即至 少為IOL就能夠滿足要求。 圖3示出了從圖2的a-a線取的剖視圖，其中示出了箍筋4的布置。箍筋4繞六條鋼筋綁扎，并且通過更細(xì)小的鋼絲與每一條鋼筋分別綁定連接到一起(為了清楚起見箍 筋與每一條鋼筋的綁定連接沒有在圖中示出)。在搭接部分的長度范圍內(nèi)箍筋間距為20L。 應(yīng)該說明的是，箍筋間距指兩箍筋沿鋼筋延伸方向的距離，即在本實用新型中為在豎直方 向上的距離，而且箍筋間距不一定為20L，其可以在15L到20L之間任選?？梢钥闯霰緦嵱?新型的連接結(jié)構(gòu)對箍筋間距的要求遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的搭接方式，因此顯著地節(jié)約了箍筋用量。 另外本實用新型的連接結(jié)構(gòu)的施工工藝適合于邊緣構(gòu)件上層鋼筋籠事先預(yù)制，使 鋼筋工程作業(yè)分工更細(xì)，速度更快。配合上層鋼筋籠事先預(yù)制的施工過程如附圖4a-d所 示。圖4a-d示出了實施本實用新型的一個優(yōu)選實施例，其中圖4a示出了從已經(jīng)澆筑的下 層鋼筋結(jié)構(gòu)11中向上甩出二長四短共六條鋼筋(鋼筋數(shù)量并不是限制性的)。圖4b示出 了事先預(yù)置的鋼筋籠12，其具有向下甩出的對應(yīng)的四長二短六條鋼筋。在圖4c中上部鋼筋 籠12與下層鋼筋結(jié)構(gòu)11中甩出的鋼筋搭接，圖4d中對搭接到的鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了根據(jù)本實 用新型的改良搭接焊結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用實例 以截面形狀為200咖*400咖，豎向鋼筋配筋為6①12，箍筋配筋為O8@200的抗震 等級剪力墻邊緣構(gòu)件為例，如圖所示?；炷翉?qiáng)度等級為C25，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 為1. 27MPa ;鋼筋強(qiáng)度等級為HRB335，設(shè)計抗拉強(qiáng)度為300MPa ;層高為2. 8m。 1)計算受拉鋼筋的錨固長度La ; 則受拉鋼筋的錨固長度La按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002的9. 3. 1_1式 計算。
<formula>formula see original document page 5</formula>[0028] 上式中La :受拉鋼筋的錨固長度； fy :鋼筋設(shè)計抗拉強(qiáng)度，本例中，設(shè)計抗拉強(qiáng)度為300MPa ; ft :混凝土軸心抗拉強(qiáng)度，本例中，設(shè)計抗拉強(qiáng)度為1. 27MPa ; d:鋼筋公稱直徑； a :鋼筋外形系數(shù)；按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002的表9. 3. 1取值，本 例中，a取0. 14。 2)計算抗震受拉鋼筋的錨固長度LaE ; 鋼筋的抗震受拉錨固長度LaE按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002的 11. 1. 7-1式計算。
<formula>formula see original document page 5</formula> 3)計算縱向受拉鋼筋的抗震搭接長度L1E 縱向受拉鋼筋的抗震搭接長度L1E按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002的 11. 1. 7-4式計算。
<formula>formula see original document page 5</formula>[0039] 上式；為縱向鋼筋搭接長度修正系數(shù)，中按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002 的表9.4.3確定，本例中，按縱向鋼筋搭接接頭面積百分率為50%計算，I =1.4。 4)計算搭接范圍長度L 根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》03G101-1的49 頁和50頁的節(jié)點所示，按縱向鋼筋搭接接頭面積百分率為50%考慮，下層砼澆筑時甩出上層縱向鋼筋的搭接范圍L如下式。L = 2L1E+500 = 2*638+500 = 1776mm 5)改良搭接焊和綁扎連接的經(jīng)濟(jì)效果對比。 A)綁扎連接的每層箍筋個數(shù)Na 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002的9. 4. 5規(guī)定，"在縱向受力鋼筋搭接長 度范圍內(nèi)應(yīng)配置箍筋，其直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的O. 25倍，當(dāng)鋼筋受拉時，箍筋 間距不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍，且不應(yīng)大于100mm ;"鋼筋搭接長度范圍1776mm內(nèi)的箍筋間距=5*12 = 60mm，共需配置箍筋個數(shù)Nal = [1776/60]+l = 30個，鋼筋搭接長度范圍之外的箍筋間距=200mm，共需配置箍筋個數(shù)N^ =[(2800-1776)/200]+1 = 6個?？偣补拷顐€數(shù)Na = Nal+Na2 = 30+6 = 36個 B)采用改良搭接焊的每層箍筋個數(shù)Nb Nb = [2800/200]+l = 15個。 通過對比，采用本實用新型的改良搭接焊鋼筋連接結(jié)構(gòu)，節(jié)省箍筋21個，即節(jié)約 了大概58.3%的箍筋。 如上所述，采用本實用新型的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，節(jié)省了箍筋用量。同時由于本實用新 型集綁扎連接和搭接焊兩者的優(yōu)點，并消除了兩傳統(tǒng)方案存在的缺點，現(xiàn)場的質(zhì)量更容易 控制，因此本實用新型的改良搭接焊實現(xiàn)的鋼筋連接結(jié)構(gòu)在質(zhì)量、施工速度、造價方面都優(yōu) 于綁扎連接或搭接焊。
權(quán)利要求一種鋼筋混凝土豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，包括一條或多條第一鋼筋，從已成形的下部鋼筋混凝土塊垂直向上延伸，所述第一鋼筋具有第一直徑；上部鋼筋結(jié)構(gòu)，具有垂直向下延伸并與所述一條或多條第一鋼筋一一對應(yīng)的一條或多條第二鋼筋，所述第二鋼筋的具有第二直徑，其特征在于，每一條所述第一鋼筋和相應(yīng)的第二鋼筋搭接，其搭接部分的長度在20L-75L范圍內(nèi)，其中L為第一直徑和第二直徑中的較小者，且在該鋼筋搭接長度范圍內(nèi)設(shè)置有箍筋，箍筋間距在15L到20L范圍內(nèi)，其中每一條第一鋼筋在其端部處與相應(yīng)的第二鋼筋單面焊2L-10L的長度或雙面焊L-5L的長度形成第一焊接部同時每一條第二鋼筋在其端部處與相應(yīng)的第一鋼筋單面焊2L-10L的長度或雙面焊L-5L的長度形成第二焊接部，所述第一和第二焊接部沿鋼筋長度方向上分隔開至少10L距離。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一和第二鋼筋的搭接部分 長度在40L-50L范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上部鋼筋結(jié)構(gòu)是預(yù)先制造的 鋼筋籠結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括連接第一鋼筋和第二鋼筋 的第三焊接部，該第三焊接部沿第一和第二鋼筋長度方向上位于第一焊接部和第二焊接部 之間并與它們兩者都間隔開至少2L距離。
5. 如權(quán)利要求1所述的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一條所述第一鋼筋向上延伸的 長度和每一條所述第二鋼筋向下延伸的長度設(shè)置為使得各第一鋼筋和相應(yīng)的第二鋼筋的 搭接長度相等。
專利摘要本實用新型提供了一種鋼筋混凝土豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋連接結(jié)構(gòu)，用于在保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同時，減少箍筋用量。該連接結(jié)構(gòu)包括具有第一直徑第一鋼筋；與第一鋼筋一一對應(yīng)的第二鋼筋，第二鋼筋的具有第二直徑。其中，第一鋼筋和相應(yīng)的第二鋼筋搭接長度在20L-75L范圍內(nèi)，其中L為第一直徑和第二直徑中的較小者，且搭接長度范圍內(nèi)箍筋間距為15L到20L范圍。其中第一鋼筋在其端部處與相應(yīng)的第二鋼筋形成第一焊接部、第二鋼筋在其端部處與相應(yīng)的第一鋼筋形成第二焊接部，該第一和第二焊接部為單面焊2L-10L的長度或雙面焊L-5L的長度，且彼此沿鋼筋長度方向上分隔開至少10L距離。通過上述連接結(jié)構(gòu)，可以顯著地減少箍筋用量并降低施工難度。
文檔編號E04C5/02GK201474169SQ200920163870
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者周正海 申請人:周正海