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由于连接接头是受力钢筋传力的相对薄弱部位,因此不仅要对其应用的位置进行限 制,而且还应对其应用条件进行控制。在混凝土结构中,连接接头应尽量分散布置,避免集中在同一截面(或区域)中,以免造成明显的薄弱环节,成为诱发结构缺陷的软弱部分。这种控制通常以接头面积百分率的形式加以表达。

在同一连接区段的受力钢筋中,有连接接头的钢筋的面积与全部钢筋(包括有连接 接头的钢筋与不间断连贯整体钢筋的总和)面积总和的比值,用百分率表示,即为接头面积百分率。

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.4.6条规定:“纵向受力钢筋机械连 接接头宜相互错开……在受力较大处设置机械连接接头时,位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不宜大于50%。纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。”条文内容含意如下。

(1) 接头宜相互错开条文一开头强调的就是接头相互错开,亦即为减小对钢筋传力性能造成较大影响和避免在结构中形成薄弱区域,要控制接头面积百分率。接头错开实际上是意味着接头面积百分率降低。因此尽量减小接头面积百分率始终是第一位应考虑的问题,面不像有些夸大宣传强调的那样,可以“不受限制”,或可以不考虑条件地“100%连接”。

(2) 受压钢筋接头可以不受限制或100%连接的钢筋是存在的,那就是受压连接接头。这类钢筋的连接方式及接头面积百分率对受压钢筋传递压力性能的影响很小,故可以不控制其接头面积百分率,即可以不受限制。在修订后的《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107-2003)中已取消用以转递压力的C级接头。但是在实际工程设计中,由于纯粹的只受压力的连接接头已经很少遇到了,实际上这个规定已很少起到真正的控制作用了。

(3) 受力较大处的接头面积百分率规范规定在受力较大处可以设置机械连接接头,但宜限制其接头面积百分率为50%。这里用的限定词是“宜”而非“应”。因为有些特殊情况,只可能以100%的接头面积百分率实现连接。如装配式结构接头处的钢筋连接;滑模、提模施工中的钢筋连接等。因此规范没有强求一律为50%。但在正常情况下,但凡施工能够做到错开连接的部位,仍应坚持错开连接(一半接头,一半整筋)的做法。

(4) 连接区段与接头面积百分率的关系过去接头面积百分率是按“同一截面”计算的。“截面”是一个平面,给人以错觉,认为只要不对齐布置的连接接头都不算同一截面。这容易造成连接接头首尾相接布置,距离过近而形成受力的应力集中,引起较大的应力和变形,其宏观现象即为构件裂缝集中,刚度降低较大。现在明确规定了连接区段的范围,并以此范围内的钢筋接头面积计算接头面积百分率,就严格和科学得多了。

例如,有4根钢筋,连接接头的相对位置如图2—8中所示。分别画出这4根钢筋接头的连接范围,可以看出对①号和③号钢筋,相应的连接区段内4根钢筋中只有1根钢筋通过接头传力,故接头面积百分率为25%。而②号钢筋和④号钢筋,在各自的连接区段内有重叠的两根连接钢筋,故接头面积百分率为50%。

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图2-8 机械连接钢筋的连接区段及接头面积百分率(l=35d)

(5)全截面钢筋的考虑在工程中还经常提出这样的问题,在计算接头面积百分率时, 处于截面对边的钢筋是否也应考虑在钢筋总面积内。例如,梁顶和梁底的钢筋是否可以合在一起计算总面积,答复是否定的。对受弯构件而言,受托钢筋连接有接头面积百分率的限制,对边的受压钢筋与其不属同一 “连接区段”,因此不能计人总面积中。上述概念应是常识,规范虽未明确指出,技术人员应能自行判断。本次设计规范修订,将“同一截面”改为“同一受力区段”也强调了如何选择钢筋面积的考虑。

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