專利名稱：混凝土用圓鋼筋的機械連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土用園鋼筋的機械連接方法，也可以應(yīng)用所述方法使園鋼筋與如此延伸的園鋼筋機械接合，本發(fā)明特別適合在混凝土建筑構(gòu)件或混凝土結(jié)構(gòu)中的施工中應(yīng)用。
通常，這類園鋼筋采用具有傳遞拉應(yīng)力功能的方法來連接，另外接頭必須是易于在現(xiàn)場接合并且造價低。建設(shè)者曾提出了各種方法，形成了園鋼筋的機械連接，如搭接形式或采用要連接的園鋼筋端頭做成園錐形螺紋或縮口的機械連接。
按照這些方法的制造應(yīng)用或利用伴隨產(chǎn)生了大量缺點。
并且，這類工藝有時會影響到有爭議的機械強度，這樣不得不經(jīng)常使用戶在園鋼筋的接頭處加大尺寸。
此外，有關(guān)園鋼筋的這類機械連接的控制規(guī)則自然是規(guī)定了后者必須能承受的極限破壞應(yīng)力，并在一些國家中，特別是在盎格魯撤克遜的國家中，制定了極其嚴(yán)格的滑動控制標(biāo)準(zhǔn)。
例如，在英國，標(biāo)準(zhǔn)BS-8110第一部分;1985-3、12、8、16、2中規(guī)定采用連接套筒設(shè)施的園鋼筋必須能夠經(jīng)受一種拉力試驗，即園鋼筋要承受相當(dāng)于彈性極限的60%的應(yīng)力，由此永久伸長將不超過0.1mm，這類標(biāo)準(zhǔn)在其它某些國家中更為嚴(yán)格。
這些試驗在現(xiàn)場進行時是難以實施的，這需要在現(xiàn)場使用轉(zhuǎn)矩板手，因而增加了所制成的接頭的造價。
然而，如果不同的部件的機械加工未曾嚴(yán)格的控制，在以后的試驗中將會發(fā)生這種機械連接并不滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。于是就需要重新開始，這就將不可避免地影響生產(chǎn)成本。另一方面嚴(yán)格的制作條件需要高度熟練的勞動力并且要特別注意這樣一種規(guī)定的細(xì)節(jié)，從而使得這種方法不再是一種經(jīng)濟可行的方法了。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種有效的園鋼筋機械連接方法，也可以應(yīng)用所述方法使園鋼筋與如此延伸的園鋼筋機械接合，并具有使用安全，易于應(yīng)用和造價有競爭力的高度優(yōu)越性，從而也彌補了已知方法的缺陷。
使用本方法，關(guān)于使用的安全性，已進行的拉力試驗表明破損常常發(fā)生在鋼筋上而不再是發(fā)生在機械連接區(qū)段上，在傳統(tǒng)的情況中常常是破損發(fā)生在鋼筋的機械連接區(qū)段上。因此，本發(fā)明的機械連接并不構(gòu)成薄弱區(qū)段。
另外，易于使用是采用絲扣連接套筒而獲得的，本方法特別適合鋼筋的位置調(diào)整和在緊固設(shè)備的數(shù)量受到限制時，它在現(xiàn)場使用特別有利。
在經(jīng)濟方面，本發(fā)明僅使用有限數(shù)量的機械加工和使用通用的非約束性的設(shè)備。
本發(fā)明的目地之一是提出一種園鋼筋的機械連接的制作方法，也可以應(yīng)用所述方法使園鋼筋與如此延伸的園鋼筋機械接合，它可以滿足由某些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程中強制規(guī)定的極其嚴(yán)格的變形標(biāo)準(zhǔn)，按指定的試驗可達(dá)到彈性極限的80%。
本發(fā)明的另一目地是提出一種園鋼筋的機械連接的制作方法，它所提供的機械接頭中的帶絲扣的園鋼筋是經(jīng)過試驗的，這在質(zhì)量控制中是極其重要的，并且它提供了重要的結(jié)構(gòu)保證。
本發(fā)明的其它目地將在以下的描述中來表明，雖然，在此僅用一個實例來表示，但無論如何這并不因此而限制本發(fā)明。
按照本發(fā)明，制作園鋼筋機械接頭的方法特別適合在混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的施工中應(yīng)用，使用本法鋼筋的端頭可以被連接起來，它是用攻螺絲的連接套筒使端頭套絲，其特征在于套絲以前園鋼筋的端頭或端部為了連接是要經(jīng)過冷鍛處理。
按照本發(fā)明方法，應(yīng)用園鋼筋的特征在于它只少具有一帶絲扣的墩粗端頭。
園鋼筋的機械連接采用按照本發(fā)明的方法來制作，其中兩根園鋼筋通過帶絲扣的連接套筒的中間物實體上同軸地連接在一起，其特征在于為了增強在要連接的園鋼筋的端頭或端部在其套絲部分的區(qū)段要加粗。
為了更好地理解本發(fā)明將參照附圖進行如下的說明，附圖是

圖1概略地表示了兩根園鋼筋的連接，這是按照本發(fā)明所用方法的一種形式;
圖2表示了固定的園鋼筋的機械連接;
圖3表示了園鋼筋在它的錨固處的機械連接的第三個實例;
圖4表示了按照本發(fā)明對園鋼筋予加應(yīng)力的設(shè)施。
本發(fā)明的目的是對園鋼筋實施機械連接的方法，也可以使用所述方法使園鋼筋與如此相似的園鋼筋機械接合，人們發(fā)現(xiàn)本發(fā)明特別適于在混凝土構(gòu)件、建筑物或結(jié)構(gòu)的施工中應(yīng)用。
在這個工作領(lǐng)域中要使用完全穿過混凝土構(gòu)件的受拉部件，張拉它并在混凝土中產(chǎn)生壓應(yīng)力。拉應(yīng)力的控制和受拉部件的位置選擇必須由計算來精心確定。
實際上，這種受拉部位是把園鋼筋頭對頭地布置裝配而成，使園鋼筋具有整體性的連接必須能夠吸收拉應(yīng)力，易于在現(xiàn)場裝配，也要節(jié)省制作費用。
目前，已提出了多種方法，如搭接或疊接，但是這些方法在使用時成本高，并伴有大量缺點。
按照本發(fā)明的機械連接可獲得實際上為同軸的效果，兩根園鋼筋1和2頭對頭地裝配，如圖1所示的那樣。用一絲扣連接套筒3分別容納園鋼筋1和2的端頭4和5。
關(guān)于絲扣和套絲，可用兩種方法，即所使用的鋼筋端頭具有正螺紋或反螺紋，在這種情況下需要旋轉(zhuǎn)鋼筋1或2來擰緊;另一方面是具有相反的正螺紋和負(fù)螺紋的絲扣端頭4和5及相應(yīng)的一樣的套絲套3，在這種情況下可轉(zhuǎn)動連接套筒3來擰緊。在這方面，在采用本發(fā)明中并不加以限制。
然而，如果在園鋼筋1和2的端部制作簡單的絲扣，在拉力試驗中表明破損常常發(fā)生在兩根鋼筋之一中的絲扣區(qū)段，這樣現(xiàn)象可以用下列事實來解釋，即由于鋼筋在該處的橫截面被縮減。實際上，在園鋼筋表面上的絲扣已切入截面里，使截面變小，結(jié)果使該處減弱。
按照本發(fā)明的機械連接，園鋼筋的端部得以加強到這樣的程度，要使后者強于鋼筋的中間部分。
于是，在拉力荷載下，破損發(fā)生在鋼筋的中間部分而不再發(fā)生在接頭的位置上，園鋼筋的截面的選擇可以作為鋼筋的中間部分所需要的強度的函數(shù)來確定，而不是成為通常情況下的連接的薄弱區(qū)段，在相等的機械強度時，使用本發(fā)明范疇內(nèi)的園鋼筋會有較小的橫截面，這樣可獲得有實際價值的經(jīng)濟效果。
根據(jù)本發(fā)明的主要特征，園鋼筋要連接的端部的加強是在套絲前進行冷鍛操作而獲得的。
在這里適當(dāng)?shù)貜娬{(diào)這種操作的顯著特點與這個領(lǐng)域中的實際習(xí)慣相反，通常的冷鍛技術(shù)的目的是使加工部件的截面變更超過30%，例如，40mm的直徑在通常方法的冷鍛以后，其結(jié)果為55mm級的直徑。然而，材料在這樣的變形后并未產(chǎn)生予期的效果，而是導(dǎo)致機械強度的損失，這個損失主要是發(fā)生在直徑變化的區(qū)段中，拉力試驗表明破損發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)。
按照本發(fā)明，端部的增強在冷鍛操作中超越了絲扣長度，它所產(chǎn)生的直徑增量等于或小于30%，特別是包含在10%和30%之間。
這個數(shù)值可獲得既可由于增加橫截面而增加了機械強度，又可使內(nèi)應(yīng)力少量增加，以便在園鋼筋直徑變化區(qū)段中不至于減弱。
在表1中指出，舉例說明在套絲前進行冷鍛的d1直徑的數(shù)值，可作為所用鋼筋正常直徑φ的函數(shù)，已給出了好的結(jié)果。
表1φmm d1mm d-φ正常的套絲的φ162420%202420%253020%323612%404512%505612%566414%表中數(shù)值表明，根據(jù)冷鍛的百分?jǐn)?shù)隨著鋼筋的直徑的增加而減小，園鋼筋在絲扣底部的橫截面，冷鍛部的直徑d1必須略大于要連接的園鋼筋的通長截面的直徑φ。
按照本發(fā)明的冷鍛操作最好在冷態(tài)下進行，熱鍛具有減弱過渡區(qū)段的缺點，這是由于未加控制的冷卻。通常，在那里產(chǎn)生過熱，使金屬弱化。然而，其加熱工藝只能在工地之外進行，因為它需要爐子，并要供給動力，而這些在工地上常常是不具備的。
已知混凝土用鋼筋一般是用含有高量碳和錳的鋼材制成，它們對熱沖擊非常敏感，所以冷鍛是最佳的。
在混凝土用園鋼筋端部的套絲長度實際上相當(dāng)于所述鋼筋的直徑φ，以便得到一安全的界限，已知0.7倍直徑的套絲長度是足夠承受拉力的。雖然，這個長度稍大。
按照本發(fā)明的機械連接也可以應(yīng)用于固定鋼筋的情況，此時不可能拉開，如圖2中所示那樣。在這種情況時，鋼筋之一的鋼筋1的冷鍛端部4的套絲長度具有兩倍的長度，并且套筒3一開始就放在絲扣頭4上，并轉(zhuǎn)動使它移動到套住鋼筋2的絲扣段，絲扣4和5具有相同螺距。
也需要應(yīng)用按照本發(fā)明的機械連接，它可相同地設(shè)置在鋼筋1的錨固端，如圖3所示那樣，在這種情況時，園鋼筋的絲扣端頭4應(yīng)予先進行冷鍛處理，以使它增強，而這個端頭被固定在錨固座6中并與混凝土塊7連成整體。
此外，為了承受由某些安全標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的拉力試驗，端頭4和/或5由冷鍛加強并予加應(yīng)力。
這個予加應(yīng)力可消除混凝土用鋼筋的變形和伸長，特別是在進行安全性試驗中它們端頭的變形和伸長。
而且，由于這個予加應(yīng)力，它就不需要在工地使用轉(zhuǎn)矩板手或高機械加工精度的套絲。
于是，為了按照本發(fā)明對混凝土用園鋼筋實現(xiàn)機械連接，可采取以下步驟-在套絲前，對園鋼筋1，2要連接的端頭或端部4，5進行冷鍛;
-接著，鍛完的端頭或端部4、5按通常方法進行套絲;
-最后，對混凝土用園鋼筋的鍛制的帶絲扣的端頭或端部4、5在連接的現(xiàn)場上組裝以前予加應(yīng)力。
在圖4中用一實例來說明，該例中的設(shè)施可用于這個予加應(yīng)力的操作中。
例如為了對園鋼筋1的鍛制帶絲扣端頭4施加予應(yīng)力，在鋼筋端部放置一絲扣支承套筒11，它是被放置在支撐板7和千斤頂?shù)亩祟^8之間，然后，這樣裝置的鋼筋是不能動的，而所述的端頭4就承受千斤頂9或類似的設(shè)備的作用。
在千斤頂起動后，套筒11被支承板7所阻擋，而千斤頂便直接作用在要予加應(yīng)力的端
。此外，為了在予加應(yīng)力的端頭作標(biāo)記，在千斤頂?shù)亩祟^8上裝一凸模沖頭使在鍛制的端頭作出擦洗不掉的標(biāo)記。
根據(jù)所遵守的標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，有效的予加應(yīng)力相當(dāng)于混凝土用園鋼筋的彈性極限的70%和95%之間。
于是，這種園鋼筋的加工過程可使混凝土用園鋼筋獲得鍛制的，套有絲扣的和予加應(yīng)力的端頭4或5。
顯然，還可以有其它的形式來實施本發(fā)明，對本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在不超出本發(fā)明范圍還可以做各種改進，這都可以認(rèn)為并沒有超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種混凝土用園鋼筋的機械連接制作方法，特別適于在混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的施工中應(yīng)用，可使混凝土用園鋼筋(1，2)用絲扣連接套筒(3)連接起來，它們的端頭(4，5)是套了絲扣的，其特征是在套絲前，把園鋼筋(1，2)的端頭或端部(4，5)進行冷鍛。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述端頭(4，5)的全部套絲長度上進行冷鍛并保持一致，以便使園鋼筋(1，2)在其所述鍛制端頭(4，5)的絲扣末端的橫截面至少要等于或大于要連接的園鋼筋(1，2)全部長度上的直徑。
3.按照前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征是在所述鍛制端頭或端部(4，5)套絲以后及在現(xiàn)場裝配接頭之前對園鋼筋(1，2)的鍛制的并套了絲扣的端頭或端部(4，5)施加予應(yīng)力。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所施加的予應(yīng)力相當(dāng)于園鋼筋的彈性極限的70%和95%之間。
5.一種按照權(quán)利要求1中所述方法的應(yīng)用而制成的，特別適用于混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的施工中的園鋼筋，其特征是它只少具有一鍛制的帶絲扣的端頭(4，5)。
6.按照權(quán)利要求5所述的園鋼筋，其特征是所述鍛制的帶絲扣的端頭(4，5)是予加應(yīng)力的。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的園鋼筋，其特征是混凝土用園鋼筋(1，2)的所述端頭(4，5)加粗的長度實際上相當(dāng)于它的直徑。
8.一種按照權(quán)利要求1中所述方法應(yīng)用而制成的用于混凝土用園鋼筋的機械接頭，其中兩根園鋼筋(1，2)用絲扣連接套筒(3)實際上被同軸地連接起來，其特征是為了增強要連接的園鋼筋(1，2)的端頭或端部(4，5)在絲扣區(qū)段有一冷鍛部分。
9.按照權(quán)利要求8所述的混凝土用園鋼筋的機械接頭，其特征是鍛造相應(yīng)的連接部分，使其直徑增加該連接部分的增加率 等于或小于30%。
10.按照權(quán)利要求9所述的機械接頭，其特征是鍛造是隨連接鋼筋的直徑減小而增加并至少相當(dāng)于所作絲扣的深度。
全文摘要
本發(fā)明涉及混凝土用圓鋼筋的機械連接制作方法，也可以用所述方法使圓鋼筋與如此延伸的圓鋼筋機械接合，它特別適用于混凝土構(gòu)件，建筑物或結(jié)構(gòu)物的施工中。根據(jù)本發(fā)明，該方法用于制作圓鋼筋的機械接頭，圓鋼筋的端部是套了絲的，用絲扣連接套筒連接起來，其特征在于套絲以前，要連接的圓鋼筋的端頭或端部是經(jīng)過冷鍛的。
文檔編號E04C5/16GK1046205SQ8910062
公開日1990年10月17日 申請日期1989年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月3日
發(fā)明者阿倫·伯納德 申請人:特尼波特股份有限公司