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如何理解接头面积百分率

混凝土结构设计规范(GB50010-2010)中第8.4.1~8.4.4关于钢筋连接的条文(注:粗黑字体为规范条文,括号内的是解读):
8.4.1混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处(是受力较小处而不是受力最小处,接头设置在受力最小处不容易做到,一是接头百分率限制,二是钢筋接头间距的限制,三是钢筋定尺的限制。任何形式的钢筋接头传力性能均不如整根钢筋,所以尽量把接头设置在受力较小处而不是受力较大部位)。在同根受力钢筋上宜少设接头(不是说只能有一个接头,但限制接头数量)。在结构的重要构件和关键传力部位(如柱端、梁端的箍筋加密区等),纵向受力钢筋不宜设置连接接头(这不是只针对绑扎搭接,机械接头位置也不是不受限制的)。
8.4.2轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接(只能采用机械连接或焊接);其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时,受拉钢筋直径不宜大于25㎜,受压钢筋直径不宜大于28㎜(通常情况下,大规格钢筋不宜采用绑扎搭接。不过,国外研究表明,任何的钢筋连接均不如绑扎接头可靠,主要是由于机械接头和焊接接头的施工质量难以控制)。
8.4.3同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜互相错开(即接头不能首尾相接,首尾相接会在搭接端面引起应力集中和局部裂缝,钢筋接头端部应保持一定距离,为0.3倍接头长度即0.3 ll。同一区段接头百分率应符合规范要求)。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度,凡搭接接头中点位于该连接区段内的搭接接头均属于同一连接区(这有点乱,也不易理解,更无可操作性)。同一连接区段内纵向受力钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋与全部纵向受力钢筋截面面积的比值(是按钢筋面积百分率而不是接头数量百分率。施工时一般按接头数量百分率,当钢筋为同一规格时,钢筋面积百分率等于钢筋接头数量百分率;当钢筋为不同规格时,钢筋面积百分率不等于钢筋接头数量百分率,可分别计算)。当直径不同的钢筋搭接时,按直径较小的钢筋计算(粗、细钢筋连接时,接头长度按小钢筋直径,因为钢筋通过接头传力时,均按受力较小细直径钢筋考虑承载力)。

上图为规范上给出的接头图,不具可操作性。

上图是施工中最常用的接头图,整齐,可操作性强。

8.4.4纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度,提到根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算,且不应小于300㎜。ll=ζllall—-纵向受拉钢筋的搭接长度,ζl—-纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,按下表取用。当纵向搭接钢筋接头面积百分率为表的中间值时,修正系数可按内插值。如当纵向搭接钢筋接头面积百分率为75%时,修正系数ζl为1.5。

搭接长度与面积百分率成正比,即同一区段内接头数量越多,搭接长度越长,反之则越短。有一道造价师真题:纵向受力钢筋为4φ20和2φ12且直接承受动力荷载的构件,采用机械连接的,按规定在700mm(35d)的接头区段内,不能同时有接头的是( )。A、2根直径20 mm和1根据直径12 mm的钢筋B、3根直径20 mm的钢筋C、1根直径20 mm和2根据直径12 mm的钢筋D、2根直径20 mm解题:在直接承受荷载的结构构件中,不能采用绑扎接头,也不宜采用焊接接头,一般是采用机械连接接头,纵向受力钢筋的接头面积百分率不应大于50%,机械接头错开间距为35D,直径20mm,错开700mm。同一连接区段内,纵向受力钢筋机械接头的面积百分率,为该区段内有接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值。只有B选项的接头面积百分率超过50%。故正确答案为B。

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正确的接头做法是 2根直径20 mm和1根据直径12 mm的钢筋。其实这样的考试题毫无意义,这种题目对造价师的专业技能无丝毫帮助,就是要搞晕。有些东西本来是很简单的,在他们那里就变得复杂起来。出题的人并不真懂,只是机械地教条地理解规范。现场施工人员遇到这种情况会很快作出判断,虽然规范说的接头百分率是按钢筋截面积,但其实很多时候是等同于接头的个数,不过不同钢筋规格应分别计算。

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