纵向受力钢筋连接不同方式的教学比较分析

越二寅 贾鸿儒(甘肃林业职业技术学院，甘肃 天水 741020)

纵向受力钢筋连接不同方式的教学比较分析

越二寅 贾鸿儒(甘肃林业职业技术学院，甘肃 天水 741020)

本文根据专业教学的要求，利用不同的教学方法分析纵向受力钢筋三种连接方式的特点以及需要重点掌握的知识点。通过这样的分析，找出一种浅显易懂的教学方法，提高学生的学习效果，提高个人的教学水平。

纵向受力钢筋；连接方式；绑扎搭接；机械连接；焊接连接

纵向受力钢筋连接方式主要有三种，分别是绑扎搭接、机械连接和焊接三种。不同直径的纵向钢筋规范要求的连接方式不同，接头百分率不同，搭接区的长度不同，搭接区内箍筋的直径要求也不同。在教学过程中，知识点多而杂，学生在学习后通常都会一头雾水，针对这个教学难题，特此进行此项有针对性的教学比较研究，希望找出一种浅显易懂的教学方法和以简化繁的课程设计，提高教学水平，提高学生的学习效果。

1 比较分析三种连接方式的特点

由于三种连接方式运用了不同的连接机理，优缺点也各不相同。在教学过程中引导学生比较分析其特点，可以采用列表比较法，先从整体上分析三种连接方式的特性。如表1。

2 以纵向受拉钢筋为切入点分析采用绑扎搭接时的知识点

绑扎搭接是一种施工方便，颇受施工人员青睐的钢筋连接方式。虽然绑扎搭接接头因搭接长度较大而浪费钢筋，但绑扎搭接接头传力可靠且操作方便，所以这种钢筋连接方法在施工现场被广泛应用。纵向受力钢筋在采用绑扎搭接时，搭接长度是影响钢筋绑扎牢固性进而影响整体施工质量的主要因素。选择适宜的搭接长度既与钢筋的种类有关，也与同一区段内搭接钢筋面积百分率有关，同时也受到混凝土强度等级的影响。所以，选择准确的搭接长度是有较大难度的，尤其是对于没有经过施工实践锻炼的在校生来说，这个知识点就更难了。在教学中要重点讲解钢筋“接头连接区段长度含义”这个知识点，引导学生正确理解并掌握钢筋绑扎搭接接头长度的计算方法，以确保钢筋绑扎施工质量。

2.1 “接头连接区段长度”含义和搭接长度的计算

讲解“接头连接区段长度”时，要分析它与“同一连接区段钢筋绑扎搭接接头百分率”的不同。纵向受拉钢筋绑扎搭长度用ll表示，纵向受拉钢筋抗震搭接长度用llE表示，“连接区段长度”为:1.3ll或1.3llE。本文中仅以ll为例进行说明。如图1所示，图中标记为“1.3ll”所示位置，也代表同一连接区段。在这个连接区段内“同一连接区段钢筋绑扎搭接接头百分率”是指在某一区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与此区段内所有纵向受力钢筋截面面积的百分比值，在图1中，共有4根钢筋并排连接，属于同一连接区段内的搭接钢筋为两根，若直径相同，搭接接头百分率为50%。假设该纵向受拉钢筋是位于某框架梁，梁混凝土强度等级为C30，钢筋种类为HRB400，在对应同一区段内搭接钢筋面积百分率为50%，则该受拉钢筋的搭接长度ll应该是49d。

图1 同一连接区段内纵向受拉钢筋绑扎搭接示意图

表1 绑扎搭接、机械连接及焊接的特点

当某框架梁纵向受力钢筋为8根，在搭接面上的有2根钢筋中需要搭接连接，其他6根钢筋贯通通过，2/8=25%，梁混凝土强度等级为C35，钢筋种类为HRB335，则根据表2可知，ll应该是32d。如果是两根不同直径钢筋搭接时，d取较细钢筋直径。同时，还需要关注以下六点。

表2 纵向受拉钢筋搭接长度ll

第一点、当为环氧树脂涂层带肋钢筋时，表中数据尚应乘以1.25。

第二点、当纵向受拉钢筋在施工过程中易受扰动时，表中数据尚应乘以1.1。

第三点、当搭接长度范围内纵向受力钢筋周边保护层厚度为3d、5d（d为搭接钢筋的直径）时，表中数据可分别乘以0.8、0.7；中间时按内插值。

第四点、当纵向受拉普通钢筋搭接长度修正系数（第一、第二、第三）多于一项时，可按连乘计算。

第五点、任何情况下，搭接长度不应小于300mm。

第六点、当受拉钢筋直径大于25mm时，不宜采用绑扎搭接。

当确定了搭接长度的具体数值，连接区段长度也就确定了，及1.3ll。

图2 钢筋搭接区段的裂缝

2.2 多角度强调保证钢筋绑扎连接长度的重要性

首先从理论上分析，足够的搭接长度可以保证内力的传递。通过镀锌铁丝将同一直径或不同直径的钢筋并排搭接，将一根钢筋的内力传递给另一根钢筋，实现两根相反方向钢筋的应力传递。内力的大小与混凝土强度等级、钢筋搭接长度及钢筋类型密切相关，当混凝土强度等级和钢筋类型一定时，主要决定于搭接长度的大小。

如果绑扎搭接长度不满足规范要求，搭接长度越小两根钢筋之间的相对滑移越大，当绑扎搭接钢筋之间的相对滑移超过它们整筋的弹性变形时，纵向劈裂和横向裂缝常常在搭接区域内产生，如图2所示。

3 以单面焊和双面焊搭接长度比较为切入点分析采用焊接连接时的知识点

对于建筑工程技术专业和工程造价专业的学生来说，钢筋焊接的工艺是不要求掌握的，但是不同焊接方式对钢筋搭接长度的影响是需要掌握的。根据这个特点，以单面焊和双面焊搭接长度的比较为例，HRB335、400单面焊长度为10D，双面焊长度为5D。图1中的双面焊构件的背后仍然有一个焊接面，焊接强度高，搭接长度短，只有5D，可节约钢筋用量；单面焊搭接长度为10D。工程中采用单面焊和双面焊都可以，主要能满足规范要求就可以。通过图形的比较分析，学生容易从图片上认识到单面焊和双面焊的区别，记忆要比单纯的文字更加的深刻。

图3 单面焊和双面焊的搭接长度比较

图4 大量钢筋焊接样品

但是，图片是个片面信息，虽然比文字的信息量要更加丰富，但是对于这两个焊接形式的比较来说，图片中只展示了双面焊的一个焊接面，看不到背面的焊接面，学生要靠想象来实现认知。如图3。

因此，我们设计了另外一种教学方法，真实焊接构件教具认知法。通过与建筑施工单位和检测单位的联系，选取不同钢筋连接样品。让学生直接看到一线工地中运用的钢筋连接件。如图4所示。

4 纵向受力钢筋机械连接的知识点剖析

机械连接不考虑钢筋搭接，对于建筑工程技术专业的学生来说，教学重点在于掌握不同机械连接工艺的不同点和适用范围。目前，工程中钢筋机械连接工艺主要有剥肋滚轧直螺纹、镦粗直螺纹、套筒冷挤压等工艺。镦粗直螺纹连接工艺与其他两种工艺相比，加工设备普及率高，加工工艺更成熟，合格率高，而且更接近100%断于钢筋母材。对于一些技术要求高的工程项目，尤其是对于破坏于套筒或过渡段钢筋的破坏形态不被接受的工程项目，就更适合采用镦粗直螺纹连接工艺。

另外，机械连接在钢筋连接中适用性强，在不适合采用绑扎连接时，规范要求需采用机械连接或者是焊接。比如，纵向受力钢筋绑扎连接位置宜避开梁端、柱端箍筋加密区。如必须在梁端或者柱端连接时，就需要采用机械连接或者是焊接了。而且，不论是单面焊还是双面焊，都需要钢筋搭接，这就比机械连接所形成的钢筋横截面积大，混凝土保护层的厚度就会受到影响。

另外，规范《16G101-1》中也明确要求:轴心受拉及小偏心受拉柱内的纵向钢筋不得采用绑扎搭接接头。

5 结 语

对于这三种连接方式而言，适合采用不同的教学方式。比如绑扎连接，由于这种工艺常见，即使没有受过专业教育的学生，也容易理解它的连接方式，难点在于连接长度的判断，适合通过查表法和举例法进行说明；而焊接连接不常见，通过实物教学，学生可以手持样品自己观察，印象深刻，对搭接长度的认识很快就能掌握；机械连接通过实物教学可以看到样品，但是由于套筒已经安装上，学生不能看到螺纹。通过强度实验可以看到机械连接检测样品的断裂位置，也可以通过加工视频比较不同机械连接方法的加工工艺。总之，教学的方式应该是多样化的，针对不同的教学课题和教学要求，灵活采用不同的教学方法，才能提高教学质量。

[1]中国建筑标准设计研究院.混凝土结构施工图16G101-1..2016年10月第1版

[2]李智斌.对法国钢筋机械连接技术标准的应用研究.[J].建筑科学 .2012.7

[3]张春来牛巧云钢筋绑扎搭接接头长度分析.[J].山西建筑.2012.10

The analysis of the di ff erent modes of teaching is analyzed

In this paper, according to the requirements of professional teaching, different teaching methods are used to analyze the characteristics of three connecting ways of longitudinal force steel bars and the knowledge points that need to be grasped.Through this analysis, we can find a simple and easy way of teaching, improve the students’ learning effect and improve their teaching level.

longitudinal force bar；connection mode；join-colligation；mechanical connection；welding connection

项目来源：钢筋连接规范生产工艺与教学应用的研究，编号:gsly-201513

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1003-8965（2017）05-00