1.钢柱连接方法的历史背景
钢柱连接方法的基本原理是将预拌混凝土灌入预制的空心钢柱中钢结构梁柱连接方式,这种钢柱一般称为拉利柱。之所以采用这种组合结构,是因为1897年约翰·拉利(John Lally)通过试验发现,钢框架与周围的混凝土可以共同受力、共同工作,可以大大提高组合结构的抗压、抗弯性能。1920年,加拿大研究员麦凯(Mackay)也得出结论:钢与混凝土的组合结构比单一的混凝土结构或钢结构具有更为优越的性能。这一结论是建立在对空心钢框架和混凝土包裹组合结构进行大量受力分析和试验的基础上的。
十九世纪中叶,美国的约翰·P·库克、英国的RP·约翰逊等学者对这种组合结构表现出了浓厚的兴趣,对结构进行了改进和变化,并进行了不同形式的试验和研究。在大量的试验和研究中,各国的研究人员向不同的方向发展,形成了各自特色的钢-混凝土组合结构设计理念和理论。其中比较有代表性的理论有:钢结构理论方法、钢筋混凝土方法、叠加方法等。
2. 传统钢-混凝土结构及其梁柱连接现状
传统钢混结构由于钢筋的另一端不能转动,采用焊接连接板的方式将梁、柱连接起来。特点:可以解决钢筋与钢柱在不能转动情况下的连接问题,但焊接质量不合格项多,质量控制难度大钢结构梁柱连接方式,连接效率低,探伤合格率低,质量不稳定,连接板重量大,成本高,检测困难。
(采用连接板焊接连接)
两端采用焊接套筒连接,由于钢筋不能再旋转,连接比较困难,所以采用焊接。焊接长度损失原材料,焊接质量也难以控制,焊接操作时间长,合格率低,效率低,探伤不能保证100%通过,检测成本高,施工进度难以保证。
(两端均采用焊接套管)
3.新型钢-混凝土柱及框架梁钢筋连接方法
新型装配式机械连接工艺,采用焊接套筒连接钢框架柱,中间不旋转部位采用新型机械连接方式,将两根不旋转钢筋原位连接,连接时连接钢筋不会发生位移,操作时只需一把连接扳手,连接速度一分钟完成(钢筋也为直螺纹头)。现场切割构件,达到一级接头强度。批量连接质量非常稳定,作业时间大大减少,质量验收可操作性强。现场无明火作业,节省大量焊接工作量及成本。
(柱钢筋采用焊接套筒连接在钢梁上,中间不能转动的连接点采用双螺纹连接接头进行现浇连接)
(前后连接采用双螺套)
采用双螺纹套筒连接,即焊接直螺纹接头+双螺纹套筒接头+焊接直螺纹接头的单根水平钢筋与钢柱连接方案,可以减少大量的焊接作业时间和焊接质量风险,节省昂贵的连接钢板和焊接材料费用,现场操作方便、快捷。
(型钢与钢筋采用双螺套连接)
双螺套具有以下技术特点:
1、连接处无湿作业,全机械连接;
2、连接速度快,仅需20秒,连接完成后可承受负载;
3、钢筋连接质量是否合格可以通过肉眼检查,简单明了;
4、现场接头质量检验简便快捷,与普通直螺纹接头一致;
5、钢筋连接工作面不需要任何机械设备,只需要一把连接扳手。
(双螺套产品图片)
四、结论
双螺纹技术的出现,带动了钢筋混凝土柱施工技术的研究,解决了施工过程中的难点,为钢筋混凝土柱与框架梁钢筋连接取得了进步的施工方法和工艺,使施工不仅能保证工程质量和安全,而且满足经济、合理的要求。