等强度焊接接头柱箍筋的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种等强度焊接接头柱箍筋，包括矩形结构的外层钢筋，外层钢筋是一根整体式钢筋条，经折弯加工成矩形结构后，将其两端头对接焊而连接；在箍筋上巨头对接焊接头、T字型焊接接头和十字形焊接接头；三种接头，采用电阻压接焊焊接，两端头相互压入的深度大于50%，焊接头双向抗拉试验拉断力超过外层钢筋的钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90%；本实用新型的等强度焊接接头柱箍筋，两根钢筋条相互压入的深度超过50%，形成牢固的连接结构；焊接接头平均拉断力达到母材极限拉力，甚至超过母材极限拉力，在母材断裂时，焊接接头仍然完整；具有优异的力学性能，作为箍筋应用在混凝土梁、柱上，满足建筑物的需要。
【专利说明】 等强度焊接接头柱箍筋
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种建筑领域用的矩形结构箍筋，尤其是等强度焊接接头柱箍筋。
【背景技术】
[0002]箍筋是混凝土结构中重要的材料之一，它在混凝土结构中的作用主要有以下几点:1、抗剪作用，箍筋除了直接承受剪力外，还间接限制了斜裂缝宽度的开展，增强了腹部混凝土的骨料咬合力；2、限制主筋侧向变形、固定纵筋位置的作用；3、提高混凝土抗压强度及延性变形；4、约束因徐变、物理变化等引起的结构横向变形的作用，以防止或减少纵向裂缝。
[0003]正是由于箍筋具有上述作用，在混凝土构件中广泛采用了各种结构、形状的箍筋，以满足建筑物对混凝土结构的要求。目前在建筑工程领域，箍筋的两根相互接触或交叉的钢筋之间常常通过对接焊(一根或两根钢筋的两端端头)、十字型焊(两根交叉的钢筋中部)、T型焊(一根钢筋的中部与另外一根的端头)等焊接方式连接，采用的焊接工艺为电阻点焊，目的仅仅是钢筋定位和固定，两根直径相同钢筋相互的压入深度一般不超过30%，国家标准《混凝土结构用焊接钢筋网片》规定最终形成的焊接接头经抗剪试验，拉力仅需要达到钢筋母材极限拉力的70%。对于两根直径不相同钢筋，相互的压入深度一般为较小钢筋直径的18%?25%。采用该种电阻电焊焊接接头的箍筋，其钢筋交叉部位形成的焊接接头的的相关力学性能指标，远远低于钢筋母材，其焊接接头部位是一个薄弱环节，相关力学性能指标较低或很低，不能满足建筑物的需要。
[0004]由于钢筋交叉部位形成的焊接接头相关力学性能指标，远远低于钢筋母材。该种焊接网片钢筋应用于楼板时，由于压入深度较小，因此影响受压区高度，对钢筋混凝土构件不利；而且，该种焊接网片钢筋一般仅应用于建筑物的墙、板，不能作为箍筋应用在混凝土梁、柱上，不能承受较大的压力作用，因为其焊接接头力学性能要求不高。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种焊接接头强度与钢筋母材相等，或者至少达到母材强度90%的等强度焊接接头柱箍筋。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种等强度焊接接头柱箍筋，包括矩形结构的外层钢筋，外层钢筋是一根整体式钢筋条，经折弯加工成矩形结构后，将其两端头对接焊而连接；其特征在于:所述外层钢筋两端头对接焊的焊接连接点，形成对接焊接头，在矩形结构的外层钢筋内，设置有若干根横向箍筋肢条和纵向的箍筋肢条，箍筋肢条的两端分别焊接在外层钢筋的两对边，形成T字型焊接接头；横向箍筋肢条和纵向箍筋肢条的交叉点，采用焊接的方式连接，形成十字形焊接接头；
[0007]所述的对接焊接头，采用电阻压接焊焊接，两端头相互压入的深度大于直径D的80%，两个端头的搭接长度L为(0.5— 1.5) D，对接焊接头的高度H为(1.0-1.2) D ;对接焊接头双向抗拉试验拉断力超过外层钢筋的钢筋条母材极限拉力；
[0008]所述的T字型焊接接头，采用电阻压接焊焊接，箍筋肢条的直径为d，外层钢筋直径D大于或等于箍筋肢条的直径d，箍筋肢条的一端与外层钢筋相互压入的深度P大于直径d的50% ；T字型焊接接头双向抗拉试验拉断力超过钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90% ；
[0009]所述的十字形焊接接头，横向箍筋肢条和纵向箍筋肢条相互压入的深度P大于直径d的50%，十字形焊接接头的高度H为(1.0-1.5) D ;十字形焊接接头双向抗拉试验拉断力超过钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90%。
[0010]进一步的特征是:所述对接焊接头相互压入的深度与直径D相等；所述的十字形焊接接头相互压入的深度P与直径d相等。
[0011]外层钢筋和钢筋肢条的直径相等。
[0012]相比现有技术，本实用新型的等强度焊接接头柱箍筋，具有如下优点:
[0013]1、两根钢筋条相互压入的深度超过50%，形成牢固的连接结构；
[0014]2、经多次拉伸试验，焊接接头平均拉断力达到母材极限拉力，甚至超过母材极限拉力，在母材断裂时，焊接接头仍然完整；
[0015]3、经多次剪切试验，焊接接头最大拉断力达到母材极限拉力的90% ；
[0016]4、经多次弯曲试验，焊接接头弯心直径3D不出现裂纹；
[0017]焊接接头与母材的强度基本相等，具有优异的力学性能，不但应用于建筑物的墙、板，更能作为箍筋应用在混凝土梁、柱上，满足建筑物的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型箍筋结构示意图；
[0019]图2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7是本实用新型对接焊接头结构示意图；
[0020]图3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3_6是本实用新型T字形焊接接头结构示意图；
[0021]图4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7、4-8是本实用新型十字形焊接接头结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0023]如图1中，本实用新型的混凝土结构用焊接网片箍筋，包括矩形结构的外层钢筋1，外层钢筋I是一根整体式钢筋条，经折弯加工成矩形结构后，将其两端头对接焊而连接，得到其外层的矩形结构；其两端头的焊接连接点，形成对接焊接头2。外层钢筋I的对接焊点，应置于外层矩形结构长边的中部位置，当然可以不是中点。
[0024]在矩形结构的外层钢筋I内，设置有若干根横向箍筋肢条3和纵向的箍筋肢条3，箍筋肢条3的两端分别焊接在外层钢筋I的两对边，形成T字型焊接接头4 ;横向箍筋肢条3和纵向箍筋肢条3的交叉点，采用焊接的方式连接，形成十字形焊接接头5;所述的横向箍筋肢条3和纵向的箍筋肢条3与外层钢筋1，形成网状结构，构成焊接网片箍筋。横向和纵向的箍筋肢条3的数量、排列方式、相互之间的间距等，按照混凝土构件的具体尺寸和工艺要求决定，依照混凝土梁、混凝土柱的设计要求确定；箍筋肢条3 —般是横向水平或纵向垂直布置，与外层钢筋I的边相平行或垂直。
[0025]如图2-1至2-7所示，本实用新型的等强度焊接接头柱箍筋的对接焊接头2，采用电阻压接焊焊接，外层钢筋I两端头相互压入的深度大于外层钢筋I直径D的80%，两个端头的搭接长度L为(0.5 —1.5)D，对接焊接头2的高度H为(1.0-1.2)D ;对接焊接头2双向抗拉试验拉断力超过外层钢筋I的钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到钢筋条母材极限拉力的90%。两根钢筋条相互压入的深度，可以选取的具体数值为:0.55 D、0.6D、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，相关力学性能指标达到或接近等强度，如果焊接工艺等选取合适，在0.5 D以上，就基本达到或接近等强度。焊接接头高度H，可以选取的具体数值为: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时，更利于布置，更具有使用价值。
[0026]如图2-1、2-2、2-3、2_4所示，一根钢筋条弯曲后的两端头，压入深度与直径D相等，焊接接头的高度H与直径D相等，两根钢筋条的端头相互全部压入，两个端头的搭接长度L=D，焊接接头的焊缝11是一条直线，是相贯线。
[0027]本实用新型的电阻压接对接焊技术，工艺过程分为四段:预热、通电、加压焊接和回火，相应的焊接电流、焊接时间、压力根据钢筋直径和材质不同，而相应变化。本实用新型采用的电阻压接对接焊，不是本实用新型的技术要点，本领域的而技术人员能够选择相关参数以实现该工艺，在此不做详细的描述。
[0028]本实用新型电阻压接对接焊操作工艺示意图，将一根直径D的钢筋条弯曲后的两端头(或者两根平行设置的、直径D相等的钢筋条的端头)，设置在两个电极之间，根据钢筋直径、材质以及压入的深度等参数，选取合适的通电电流(电压)、通电时间、预锻压力等电阻对接焊工艺参数，先预热，再通电使两根钢筋条在很短的时间内融化(软化)，较高预锻压力作用在两个电极上，两个电极再作用在钢筋条的两端澳航(或两根钢筋条上)，推动两个端头相互靠拢并压入，两个端头相互压入的深度大于直径D的80%并符合工艺要求后停止加压；然后回火调质，改善焊接接头的力学性能。
[0029]如图2-5、2-6、2_7所示，对本实用新型的对接焊接头2进行抗弯、剪切、抗拉等性能试验，对焊接接头弯曲90°，结果在焊接区域(稍大于焊接接头搭接长度的区域)无断裂、开裂，裂缝出现在钢筋条母材上，在对接焊接头2区域没有出现；试验结果非常满意，表明本实用新型的焊接接头强度等力学性能指标达到、甚至超过母材的相关指标，实现了等强度焊接，形成了等强度焊接接头。
[0030]如图3-1至3-6所示，本实用新型的等强度焊接接头柱箍筋的T字形焊接接头4，箍筋肢条3的一端(连接端)与外层钢筋I相互压入的深度P大于直径d的50%，T字型焊接接头4的高度H2为在1.0 D—( 1.0D+0.5d)之间；T字型焊接接头4双向抗拉试验拉断力超过钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90% ;两根钢筋条相互压入的深度P，可以选取的具体数值为:0.55 D、0.6 D、0.65 D、0.7 D、0.75 D、0.8 D、0.85D、0.9 D、0.95 D、1.0 D，一般在大于0.5 D后，相关力学性能指标达到或接近等强度。焊接接头高度H，可以选取的具体数值为:1.0 DU.05 D、l.10 D、l.15D、1.20 D、l.25 DU.30 D、1.35D、1.40D、1.45 D、1.50D，最大为1.50D ;而且在H=L 0 D时，箍筋肢条3全部压入外层钢筋I内，更利于布置，更具有使用价值。
[0031]图3-2中，压入深度P与直径D相等，焊接接头的高度H与直径D相等，两根钢筋条相互全部压入。
[0032]本实用新型T字形焊接接头4的焊接工艺，采用电阻压接焊焊接，将呈T字形交叉布置的两根钢筋条(外层钢筋I和箍筋肢条3，设置在两个电极之间，根据钢筋直径、材质以及压入的深度等参数，选取合适的通电电流(电压)、通电时间、压力等电阻压接焊工艺参数，在通电后两根钢筋条在很短的时间内融化(软化)，较高预锻压力作用两个电极上，两个电极再作用在两根钢筋条上，推动两根钢筋条相互靠拢并压入。其与对接焊接头2的焊接工艺基本相同，不是本实用新型的技术要点，在此不做进一步描述。
[0033]如图3-5、3_6所示，对本实用新型的T字形焊接接头4进行抗弯、抗拉等性能试验，对焊接接头弯曲90°，结果在焊接区域(稍大于焊接接头搭接长度的区域)无断裂、开裂，裂缝出现在T字形焊接接头4的钢筋条母材上，在T字形焊接接头4区域没有出现；试验结果非常满意，表明本实用新型的焊接接头强度等力学性能指标达到、甚至超过母材的相关指标，实现了等强度焊接，形成了等强度焊接接头。
[0034]如图4-1至4-8所示，本实用新型的等强度焊接接头柱箍筋的十字形焊接接头5，采用电阻压接焊焊接，横向箍筋肢条3和纵向箍筋肢条3相互压入的深度P大于直径d的50%，十字形焊接接头5的高度H为(1.0-1.5) d ;十字形焊接接头5双向抗拉试验拉断力超过钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90%。两根箍筋肢条相互压入的深度P，可以选取的具体数值为:0.55 d、0.6 d、0.65 d、0.7 d、0.75 d、0.8 d、
0.85d、0.9 d、0.95 d、1.0 d，一般在大于0.5 d后，相关力学性能指标达到或接近等强度。焊接接头高度H，可以选取的具体数值为:1.0 d DU.05 d、l.10 d、l.15 d、L20 d、1.25 d、
1.30 d、1.35 d、L40 d、1.45 d、1.50 d，而且在H=1.0 d时，更利于布置，更具有使用价值。
[0035]如图4-2、4_3中，压入深度P与直径d相等，十字形焊接接头5的高度H与直径d相等，横向箍筋肢条3和纵向箍筋肢条3的钢筋条相互全部压入。
[0036]如图4-4、4_5中，本实用新型十字形焊接接头5的焊接工艺，将呈十字形交叉布置的两根钢筋条(横向箍筋肢条3和纵向箍筋肢条3)，设置在两个电极之间，根据钢筋直径、材质以及压入的深度等参数，选取合适的通电电流(电压)、通电时间、压力等电阻压接焊工艺参数，在通电后两根钢筋条在很短的时间内融化(软化)，较高预锻压力作用两个电极上，两个电极再作用在两根钢筋条上，推动两根钢筋条相互靠拢并压入；其与对接焊接头2、T字形焊接接头4的焊接工艺基本相同，不是本实用新型的技术要点，在此不做进一步描述。
[0037]如图4-6、4-7、4_8所示，对本实用新型的十字形焊接接头5进行抗弯、剪切、抗拉等性能试验，对焊接接头弯曲90°，结果在焊接区域(稍大于焊接接头搭接长度的区域)无断裂、开裂，裂缝出现在十字形焊接接头5的钢筋条母材上，在十字形焊接接头5区域没有出现；试验结果非常满意，表明本实用新型的焊接接头强度等力学性能指标达到、甚至超过母材的相关指标，实现了等强度焊接，形成了等强度焊接接头。
[0038]本实用新型箍筋的三种焊接接头，对接焊接头2、T字形焊接接头4、十字形焊接接头5， 申请人:做了上千次对比试验，获得了大量的实验数据，试验结论为:通过调节电阻压接焊接工艺参数，使得钢筋压入深度在30%左右时，抗剪试验最大拉断力最多能达到母材极限拉力(即母材被拉断时的拉力值)的70%，平均拉断力仅能达到母材极限拉力的50% ;钢筋压入深度在50%左右时，抗剪试验最大拉断力最多能达到母材极限拉力的90%，平均拉断力仅能达到母材极限拉力的70% ;钢筋压入深度在80%左右时，抗剪试验最大拉断力能超过母材极限拉力，即两根母材的钢筋条被拉断，而焊接接头没有被拉断，平均拉断力能达到母材极限拉力的90%。焊接接头双向抗拉试验拉断力超过钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90%。
[0039]本实用新型的箍筋的等强度焊接接头，焊接接头与母材的强度基本相等(接近)，某些指标甚至超过母材，具有优异的力学性能，不但应用于建筑物的墙、板，更能作为箍筋应用在混凝土梁、柱上，满足建筑物的需要。
[0040]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种等强度焊接接头柱箍筋，包括矩形结构的外层钢筋(I)，外层钢筋(I)是一根整体式钢筋条，经折弯加工成矩形结构后，将其两端头对接焊而连接；其特征在于:所述外层钢筋(I)两端头的焊接连接点，形成对接焊接头(2)； 在矩形结构的外层钢筋(I)内，设置有若干根横向箍筋肢条(3)和纵向的箍筋肢条(3)，箍筋肢条(3)的两端分别焊接在外层钢筋(I)的两对边，形成T字型焊接接头(4);横向箍筋肢条(3)和纵向箍筋肢条(3)的交叉点，形成十字形焊接接头(5)； 所述的对接焊接头(2)，采用电阻压接焊焊接，两端头相互压入的深度大于直径D的80%，两个端头的搭接长度L为(0.5 — 1.5) D，对接焊接头(2)抗拉试验拉断力超过外层钢筋I的钢筋条母材极限拉力； 所述的T字型焊接接头(4)，采用电阻压接焊焊接，箍筋肢条(3)的直径为d，D大于或等于山箍筋肢条(3)的一端与外层钢筋(I)相互压入的深度P大于d的50% ；T字型焊接接头(4)横向抗拉试验拉断力超过钢筋肢条(I)母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到钢筋肢条(3)母材极限拉力的90% ； 所述的十字形焊接接头(5)，采用电阻压接焊焊接，横向箍筋肢条(3)和纵向箍筋肢条(3)相互压入的深度P大于d的50% ;十字形焊接接头(5)双向抗拉试验拉断力超过钢筋条母材极限拉力，抗剪试验拉断力至少达到母材极限拉力的90%。
2.根据权利要求1所述等强度焊接接头柱箍筋，其特征在于:所述对接焊接头(2)相互压入的深度与直径D相等；所述的十字形焊接接头(5)相互压入的深度P与直径d相等。
3.根据权利要求1所述等强度焊接接头柱箍筋，其特征在于:外层钢筋(I)和钢筋肢条(3)的直径相等。
【文档编号】E04C3/34GK203613720SQ201320837052
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】李智能, 魏奇科, 汪建, 宋春芳, 狄佳, 李青枫 申请人:中冶建工集团有限公司