等強度焊接接頭柱箍筋的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種等強度焊接接頭柱箍筋，包括矩形結構的外層鋼筋，外層鋼筋是一根整體式鋼筋條，經折彎加工成矩形結構后，將其兩端頭對接焊而連接；在箍筋上巨頭對接焊接頭、T字型焊接接頭和十字形焊接接頭；三種接頭，采用電阻壓接焊焊接，兩端頭相互壓入的深度大于50%，焊接頭雙向抗拉試驗拉斷力超過外層鋼筋的鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%；本發(fā)明的等強度焊接接頭柱箍筋，兩根鋼筋條相互壓入的深度超過50%，形成牢固的連接結構；焊接接頭平均拉斷力達到母材極限拉力，甚至超過母材極限拉力，在母材斷裂時，焊接接頭仍然完整；具有優(yōu)異的力學性能，作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
【專利說明】等強度焊接接頭柱箍筋
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑領域用的矩形結構箍筋，尤其是等強度焊接接頭柱箍筋。
[0002]
【背景技術】
[0003]箍筋是混凝土結構中重要的材料之一，它在混凝土結構中的作用主要有以下幾點:1、抗剪作用，箍筋除了直接承受剪力外，還間接限制了斜裂縫寬度的開展，增強了腹部混凝土的骨料咬合力；2、限制主筋側向變形、固定縱筋位置的作用；3、提高混凝土抗壓強度及延性變形；4、約束因徐變、物理變化等引起的結構橫向變形的作用，以防止或減少縱向裂縫。
[0004]正是由于箍筋具有上述作用，在混凝土構件中廣泛采用了各種結構、形狀的箍筋，以滿足建筑物對混凝土結構的要求。目前在建筑工程領域，箍筋的兩根相互接觸或交叉的鋼筋之間常常通過對接焊(一根或兩根鋼筋的兩端端頭)、十字型焊(兩根交叉的鋼筋中部)、T型焊(一根鋼筋的中部與另外一根的端頭)等焊接方式連接，采用的焊接工藝為電阻點焊，目的僅僅是鋼筋定位和固定，兩根直徑相同鋼筋相互的壓入深度一般不超過30%，國家標準《混凝土結構用焊接鋼筋網片》規(guī)定最終形成的焊接接頭經抗剪試驗，拉力僅需要達到鋼筋母材極限拉力的70%。對于兩根直徑不相同鋼筋，相互的壓入深度一般為較小鋼筋直徑的18%?25%。采用該種電阻電焊焊接接頭的箍筋，其鋼筋交叉部位形成的焊接接頭的的相關力學性能指標，遠遠低于鋼筋母材，其焊接接頭部位是一個薄弱環(huán)節(jié)，相關力學性能指標較低或很低，不能滿足建筑物的需要。
[0005]由于鋼筋交叉部位形成的焊接接頭相關力學性能指標，遠遠低于鋼筋母材。該種焊接網片鋼筋應用于樓板時，由于壓入深度較小，因此影響受壓區(qū)高度，對鋼筋混凝土構件不利；而且，該種焊接網片鋼筋一般僅應用于建筑物的墻、板，不能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，不能承受較大的壓力作用，因為其焊接接頭力學性能要求不高。
[0006]

【發(fā)明內容】

[0007]針對現有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種焊接接頭強度與鋼筋母材相等，或者至少達到母材強度90%的等強度焊接接頭柱箍筋。
[0008]為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種等強度焊接接頭柱箍筋，包括矩形結構的外層鋼筋，外層鋼筋是一根整體式鋼筋條，經折彎加工成矩形結構后，將其兩端頭對接焊而連接；其特征在于:所述外層鋼筋兩端頭對接焊的焊接連接點，形成對接焊接頭，在矩形結構的外層鋼筋內，設置有若干根橫向箍筋肢條和縱向的箍筋肢條，箍筋肢條的兩端分別焊接在外層鋼筋的兩對邊，形成T字型焊接接頭；橫向箍筋肢條和縱向箍筋肢條的交叉點，采用焊接的方式連接，形成十字形焊接接頭；
所述的對接焊接頭，采用電阻壓接焊焊接，兩端頭相互壓入的深度大于直徑D的80%，兩個端頭的搭接長度L為(0.5— 1.5) D，對接焊接頭的高度H為(1.0-1.2) D ;對接焊接頭雙向抗拉試驗拉斷力超過外層鋼筋的鋼筋條母材極限拉力；
所述的T字型焊接接頭，采用電阻壓接焊焊接，箍筋肢條的直徑為d，外層鋼筋直徑D大于或等于箍筋肢條的直徑山箍筋肢條的一端與外層鋼筋相互壓入的深度P大于直徑d的50% ；T字型焊接接頭雙向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%;
所述的十字形焊接接頭，橫向箍筋肢條和縱向箍筋肢條相互壓入的深度P大于直徑d的50%，十字形焊接接頭的高度H為(1.0-1.5) D ;十字形焊接接頭雙向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。
[0009]進一步的特征是:所述對接焊接頭相互壓入的深度與直徑D相等；所述的十字形焊接接頭相互壓入的深度P與直徑d相等。
[0010]外層鋼筋和鋼筋肢條的直徑相等。
[0011]相比現有技術，本發(fā)明的等強度焊接接頭柱箍筋，具有如下優(yōu)點:
1、兩根鋼筋條相互壓入的深度超過50%，形成牢固的連接結構；
2、經多次拉伸試驗，焊接接頭平均拉斷力達到母材極限拉力，甚至超過母材極限拉力，在母材斷裂時，焊接接頭仍然完整；
3、經多次剪切試驗，焊接接頭最大拉斷力達到母材極限拉力的90%；
4、經多次彎曲試驗，焊接接頭彎心直徑3D不出現裂紋；
焊接接頭與母材的強度基本相等，具有優(yōu)異的力學性能，不但應用于建筑物的墻、板，更能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
[0012]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明箍筋結構示意圖；
圖2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7是本發(fā)明對接焊接頭結構示意圖；
圖3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6是本發(fā)明T字形焊接接頭結構示意圖；
圖4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7、4-8是本發(fā)明十字形焊接接頭結構示意圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0016]如圖1中，本發(fā)明的混凝土結構用焊接網片箍筋，包括矩形結構的外層鋼筋1，外層鋼筋I是一根整體式鋼筋條，經折彎加工成矩形結構后，將其兩端頭對接焊而連接，得到其外層的矩形結構；其兩端頭的焊接連接點，形成對接焊接頭2。外層鋼筋I的對接焊點，應置于外層矩形結構長邊的中部位置，當然可以不是中點。
[0017]在矩形結構的外層鋼筋I內，設置有若干根橫向箍筋肢條3和縱向的箍筋肢條3，箍筋肢條3的兩端分別焊接在外層鋼筋I的兩對邊，形成T字型焊接接頭4 ;橫向箍筋肢條3和縱向箍筋肢條3的交叉點，采用焊接的方式連接，形成十字形焊接接頭5;所述的橫向箍筋肢條3和縱向的箍筋肢條3與外層鋼筋1，形成網狀結構，構成焊接網片箍筋。橫向和縱向的箍筋肢條3的數量、排列方式、相互之間的間距等，按照混凝土構件的具體尺寸和工藝要求決定，依照混凝土梁、混凝土柱的設計要求確定；箍筋肢條3 —般是橫向水平或縱向垂直布置，與外層鋼筋I的邊相平行或垂直。
[0018]如圖2-1至2-7所示，本發(fā)明的等強度焊接接頭柱箍筋的對接焊接頭2，采用電阻壓接焊焊接，外層鋼筋I兩端頭相互壓入的深度大于外層鋼筋I直徑D的80%，兩個端頭的搭接長度L為(0.5 —1.5)D，對接焊接頭2的高度H為(1.0-1.2)D ;對接焊接頭2雙向抗拉試驗拉斷力超過外層鋼筋I的鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到鋼筋條母材極限拉力的90%。兩根鋼筋條相互壓入的深度，可以選取的具體數值為:0.55 D、0.6 D、
0.65 D、0.7 D、0.75 D、0.8 D、0.85 D、0.9 D、0.95 DU.0 D，一般在大于 0.8 D 后，相關力學性能指標達到或接近等強度，如果焊接工藝等選取合適，在0.5 D以上，就基本達到或接近等強度。焊接接頭高度H，可以選取的具體數值為:1.0 DU.01 DU.02 DU.03 DU.04DU.05 DU.06 DU.07 DU.08 DU.09 DU.1 DU.12 DU.14 DU.15 DU.18,1.2 D，而且在H=L O D時，更利于布置，更具有使用價值。 [0019]如圖2-1、2-2、2-3、2_4所示，一根鋼筋條彎曲后的兩端頭，壓入深度與直徑D相等，焊接接頭的高度H與直徑D相等，兩根鋼筋條的端頭相互全部壓入，兩個端頭的搭接長度L=D，焊接接頭的焊縫11是一條直線，是相貫線。
[0020]本發(fā)明的電阻壓接對接焊技術，工藝過程分為四段:預熱、通電、加壓焊接和回火，相應的焊接電流、焊接時間、壓力根據鋼筋直徑和材質不同，而相應變化。本發(fā)明采用的電阻壓接對接焊，不是本發(fā)明的技術要點，本領域的而技術人員能夠選擇相關參數以實現該工藝，在此不做詳細的描述。
[0021]本發(fā)明電阻壓接對接焊操作工藝示意圖，將一根直徑D的鋼筋條彎曲后的兩端頭(或者兩根平行設置的、直徑D相等的鋼筋條的端頭)，設置在兩個電極之間，根據鋼筋直徑、材質以及壓入的深度等參數，選取合適的通電電流(電壓)、通電時間、預鍛壓力等電阻對接焊工藝參數，先預熱，再通電使兩根鋼筋條在很短的時間內融化(軟化)，較高預鍛壓力作用在兩個電極上，兩個電極再作用在鋼筋條的兩端澳航(或兩根鋼筋條上)，推動兩個端頭相互靠攏并壓入，兩個端頭相互壓入的深度大于直徑D的80%并符合工藝要求后停止加壓?’然后回火調質，改善焊接接頭的力學性能。
[0022]如圖2-5、2-6、2_7所示，對本發(fā)明的對接焊接頭2進行抗彎、剪切、抗拉等性能試驗，對焊接接頭彎曲90°，結果在焊接區(qū)域(稍大于焊接接頭搭接長度的區(qū)域)無斷裂、開裂，裂縫出現在鋼筋條母材上，在對接焊接頭2區(qū)域沒有出現；試驗結果非常滿意，表明本發(fā)明的焊接接頭強度等力學性能指標達到、甚至超過母材的相關指標，實現了等強度焊接，形成了等強度焊接接頭。
[0023]如圖3-1至3-6所示，本發(fā)明的等強度焊接接頭柱箍筋的T字形焊接接頭4，箍筋肢條3的一端(連接端)與外層鋼筋I相互壓入的深度P大于直徑d的50%，T字型焊接接頭4的高度H2為在1.0 D- (1.0D+0.5d)之間；T字型焊接接頭4雙向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90% ;兩根鋼筋條相互壓入的深度P，可以選取的具體數值為:0.55 D、0.6 D、0.65 D、0.7 D、0.75 D、0.8 D、0.85 D、
0.9 D、0.95 D、1.0 D，一般在大于0.5 D后，相關力學性能指標達到或接近等強度。焊接接頭高度 H，可以選取的具體數值為:1.0 DU.05 DU.10 D、l.15D、1.20 DU.25 DU.30 D、1.35D、1.40D、1.45 D、1.50D，最大為1.50D ;而且在H=L O D時，箍筋肢條3全部壓入外層
鋼筋I內，更利于布置，更具有使用價值。
[0024]圖3-2中，壓入深度P與直徑D相等，焊接接頭的高度H與直徑D相等，兩根鋼筋條相互全部壓入。
[0025]本發(fā)明T字形焊接接頭4的焊接工藝，采用電阻壓接焊焊接，將呈T字形交叉布置的兩根鋼筋條(外層鋼筋I和箍筋肢條3，設置在兩個電極之間，根據鋼筋直徑、材質以及壓入的深度等參數，選取合適的通電電流(電壓)、通電時間、壓力等電阻壓接焊工藝參數，在通電后兩根鋼筋條在很短的時間內融化(軟化)，較高預鍛壓力作用兩個電極上，兩個電極再作用在兩根鋼筋條上，推動兩根鋼筋條相互靠攏并壓入。其與對接焊接頭2的焊接工藝基本相同，不是本發(fā)明的技術要點，在此不做進一步描述。
[0026]如圖3-5、3_6所示，對本發(fā)明的T字形焊接接頭4進行抗彎、抗拉等性能試驗，對焊接接頭彎曲90°，結果在焊接區(qū)域(稍大于焊接接頭搭接長度的區(qū)域)無斷裂、開裂，裂縫出現在T字形焊接接頭4的鋼筋條母材上，在T字形焊接接頭4區(qū)域沒有出現；試驗結果非常滿意，表明本發(fā)明的焊接接頭強度等力學性能指標達到、甚至超過母材的相關指標，實現了等強度焊接，形成了等強度焊接接頭。
[0027]如圖4-1至4-8所示，本發(fā)明的等強度焊接接頭柱箍筋的十字形焊接接頭5，采用電阻壓接焊焊接，橫向箍筋肢條3和縱向箍筋肢條3相互壓入的深度P大于直徑d的50%，十字形焊接接頭5的高度H為(1.0-1.5) d ;十字形焊接接頭5雙向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。兩根箍筋肢條相互壓入的深度P，可以選取的具體數值為:0.55 d、0.6 d、0.65 d、0.7 d、0.75 d、0.8 d、0.85 d、
0.9 d、0.95 d、1.0 d，一般在大于0.5 d后，相關力學性能指標達到或接近等強度。焊接接頭高度 H，可以選取的具體數值為:1.0 d DU.05 d、l.10 d、l.15 d、1.20 d、1.25 d、1.30d、1.35 d、L40 d、1.45 d、1.50 d，而且在H=1.0 d時，更利于布置，更具有使用價值。
[0028]如圖4-2、4_3中，壓入深度P與直徑d相等，十字形焊接接頭5的高度H與直徑d相等，橫向箍筋肢條3和縱向箍筋肢條3的鋼筋條相互全部壓入。
[0029]如圖4-4、4_5中，本發(fā)明十字形焊接接頭5的焊接工藝，將呈十字形交叉布置的兩根鋼筋條(橫向箍筋肢條3和縱向箍筋肢條3)，設置在兩個電極之間，根據鋼筋直徑、材質以及壓入的深度等參數，選取合適的通電電流(電壓)、通電時間、壓力等電阻壓接焊工藝參數，在通電后兩根鋼筋條在很短的時間內融化(軟化)，較高預鍛壓力作用兩個電極上，兩個電極再作用在兩根鋼筋條上，推動兩根鋼筋條相互靠攏并壓入；其與對接焊接頭2、T字形焊接接頭4的焊接工藝基本相同，不是本發(fā)明的技術要點，在此不做進一步描述。
[0030]如圖4-6、4-7、4_8所示，對本發(fā)明的十字形焊接接頭5進行抗彎、剪切、抗拉等性能試驗，對焊接接頭彎曲90°，結果在焊接區(qū)域(稍大于焊接接頭搭接長度的區(qū)域)無斷裂、開裂，裂縫出現在十字形焊接接頭5的鋼筋條母材上，在十字形焊接接頭5區(qū)域沒有出現；試驗結果非常滿意，表明本發(fā)明的焊接接頭強度等力學性能指標達到、甚至超過母材的相關指標，實現了等強度焊接，形成了等強度焊接接頭。
[0031]本發(fā)明箍筋的三種焊接接頭，對接焊接頭2、T字形焊接接頭4、十字形焊接接頭5， 申請人:做了上千次對比試驗，獲得了大量的實驗數據，試驗結論為:通過調節(jié)電阻壓接焊接工藝參數，使得鋼筋壓入深度在30%左右時，抗剪試驗最大拉斷力最多能達到母材極限拉力(即母材被拉斷時的拉力值)的70%，平均拉斷力僅能達到母材極限拉力的50% ;鋼筋壓入深度在50%左右時，抗剪試驗最大拉斷力最多能達到母材極限拉力的90%，平均拉斷力僅能達到母材極限拉力的70% ;鋼筋壓入深度在80%左右時，抗剪試驗最大拉斷力能超過母材極限拉力，即兩根母材的鋼筋條被拉斷，而焊接接頭沒有被拉斷，平均拉斷力能達到母材極限拉力的90%。焊接接頭雙向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋條母材極限拉力,抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。
[0032]本發(fā)明的箍筋的等強度焊接接頭，焊接接頭與母材的強度基本相等(接近)，某些指標甚至超過母材，具有優(yōu)異的力學性能，不但應用于建筑物的墻、板，更能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
[0033]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種等強度焊接接頭柱箍筋，包括矩形結構的外層鋼筋(I)，外層鋼筋(I)是一根整體式鋼筋條，經折彎加工成矩形結構后，將其兩端頭對接焊而連接；其特征在于:所述外層鋼筋(I)兩端頭的焊接連接點，形成對接焊接頭(2)； 在矩形結構的外層鋼筋(I)內，設置有若干根橫向箍筋肢條(3)和縱向的箍筋肢條(3)，箍筋肢條(3)的兩端分別焊接在外層鋼筋(I)的兩對邊，形成T字型焊接接頭(4);橫向箍筋肢條(3)和縱向箍筋肢條(3)的交叉點，形成十字形焊接接頭(5)； 所述的對接焊接頭(2)，采用電阻壓接焊焊接，兩端頭相互壓入的深度大于直徑D的80%，兩個端頭的搭接長度L為(0.5 — 1.5) D，對接焊接頭(2)抗拉試驗拉斷力超過外層鋼筋I的鋼筋條母材極限拉力； 所述的T字型焊接接頭(4)，采用電阻壓接焊焊接，箍筋肢條(3)的直徑為d，D大于或等于山箍筋肢條(3)的一端與外層鋼筋(I)相互壓入的深度P大于d的50% ；T字型焊接接頭(4)橫向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋肢條(I)母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到鋼筋肢條(3)母材極限拉力的90% ； 所述的十字形焊接接頭(5)，采用電阻壓接焊焊接，橫向箍筋肢條(3)和縱向箍筋肢條(3)相互壓入的深度P大于d的50% ;十字形焊接接頭(5)雙向抗拉試驗拉斷力超過鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。
2.根據權利要求1所述等強度焊接接頭箍筋，其特征在于:所述對接焊接頭(2)相互壓入的深度與直徑D相等；所述的十字形焊接接頭(5)相互壓入的深度P與直徑d相等。
3.根據權利要求1所述等強度焊接接頭箍筋，其特征在于:外層鋼筋(I)和鋼筋肢條(3)的直徑相等。
【文檔編號】E04C3/34GK103669727SQ201310697130
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】李智能, 魏奇科, 汪建, 宋春芳, 狄佳, 李青楓 申請人:中冶建工集團有限公司