专利名称：混凝土用圆钢筋的机械连接方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土用园钢筋的机械连接方法，也可以应用所述方法使园钢筋与如此延伸的园钢筋机械接合，本发明特别适合在混凝土建筑构件或混凝土结构中的施工中应用。
通常，这类园钢筋采用具有传递拉应力功能的方法来连接，另外接头必须是易于在现场接合并且造价低。建设者曾提出了各种方法，形成了园钢筋的机械连接，如搭接形式或采用要连接的园钢筋端头做成园锥形螺纹或缩口的机械连接。
按照这些方法的制造应用或利用伴随产生了大量缺点。
并且，这类工艺有时会影响到有争议的机械强度，这样不得不经常使用户在园钢筋的接头处加大尺寸。
此外，有关园钢筋的这类机械连接的控制规则自然是规定了后者必须能承受的极限破坏应力，并在一些国家中，特别是在盎格鲁撤克逊的国家中，制定了极其严格的滑动控制标准。
例如，在英国，标准BS-8110第一部分;1985-3、12、8、16、2中规定采用连接套筒设施的园钢筋必须能够经受一种拉力试验，即园钢筋要承受相当于弹性极限的60%的应力，由此永久伸长将不超过0.1mm，这类标准在其它某些国家中更为严格。
这些试验在现场进行时是难以实施的，这需要在现场使用转矩板手，因而增加了所制成的接头的造价。
然而，如果不同的部件的机械加工未曾严格的控制，在以后的试验中将会发生这种机械连接并不满足这些标准的规定。于是就需要重新开始，这就将不可避免地影响生产成本。另一方面严格的制作条件需要高度熟练的劳动力并且要特别注意这样一种规定的细节，从而使得这种方法不再是一种经济可行的方法了。
本发明的主要目的在于提供一种有效的园钢筋机械连接方法，也可以应用所述方法使园钢筋与如此延伸的园钢筋机械接合，并具有使用安全，易于应用和造价有竞争力的高度优越性，从而也弥补了已知方法的缺陷。
使用本方法，关于使用的安全性，已进行的拉力试验表明破损常常发生在钢筋上而不再是发生在机械连接区段上，在传统的情况中常常是破损发生在钢筋的机械连接区段上。因此，本发明的机械连接并不构成薄弱区段。
另外，易于使用是采用丝扣连接套筒而获得的，本方法特别适合钢筋的位置调整和在紧固设备的数量受到限制时，它在现场使用特别有利。
在经济方面，本发明仅使用有限数量的机械加工和使用通用的非约束性的设备。
本发明的目地之一是提出一种园钢筋的机械连接的制作方法，也可以应用所述方法使园钢筋与如此延伸的园钢筋机械接合，它可以满足由某些标准或规程中强制规定的极其严格的变形标准，按指定的试验可达到弹性极限的80%。
本发明的另一目地是提出一种园钢筋的机械连接的制作方法，它所提供的机械接头中的带丝扣的园钢筋是经过试验的，这在质量控制中是极其重要的，并且它提供了重要的结构保证。
本发明的其它目地将在以下的描述中来表明，虽然，在此仅用一个实例来表示，但无论如何这并不因此而限制本发明。
按照本发明，制作园钢筋机械接头的方法特别适合在混凝土构件或结构的施工中应用，使用本法钢筋的端头可以被连接起来，它是用攻螺丝的连接套筒使端头套丝，其特征在于套丝以前园钢筋的端头或端部为了连接是要经过冷锻处理。
按照本发明方法，应用园钢筋的特征在于它只少具有一带丝扣的墩粗端头。
园钢筋的机械连接采用按照本发明的方法来制作，其中两根园钢筋通过带丝扣的连接套筒的中间物实体上同轴地连接在一起，其特征在于为了增强在要连接的园钢筋的端头或端部在其套丝部分的区段要加粗。
为了更好地理解本发明将参照附图进行如下的说明，附图是
图1概略地表示了两根园钢筋的连接，这是按照本发明所用方法的一种形式;
图2表示了固定的园钢筋的机械连接;
图3表示了园钢筋在它的锚固处的机械连接的第三个实例;
图4表示了按照本发明对园钢筋予加应力的设施。
本发明的目的是对园钢筋实施机械连接的方法，也可以使用所述方法使园钢筋与如此相似的园钢筋机械接合，人们发现本发明特别适于在混凝土构件、建筑物或结构的施工中应用。
在这个工作领域中要使用完全穿过混凝土构件的受拉部件，张拉它并在混凝土中产生压应力。拉应力的控制和受拉部件的位置选择必须由计算来精心确定。
实际上，这种受拉部位是把园钢筋头对头地布置装配而成，使园钢筋具有整体性的连接必须能够吸收拉应力，易于在现场装配，也要节省制作费用。
目前，已提出了多种方法，如搭接或叠接，但是这些方法在使用时成本高，并伴有大量缺点。
按照本发明的机械连接可获得实际上为同轴的效果，两根园钢筋1和2头对头地装配，如图1所示的那样。用一丝扣连接套筒3分别容纳园钢筋1和2的端头4和5。
关于丝扣和套丝，可用两种方法，即所使用的钢筋端头具有正螺纹或反螺纹，在这种情况下需要旋转钢筋1或2来拧紧;另一方面是具有相反的正螺纹和负螺纹的丝扣端头4和5及相应的一样的套丝套3，在这种情况下可转动连接套筒3来拧紧。在这方面，在采用本发明中并不加以限制。
然而，如果在园钢筋1和2的端部制作简单的丝扣，在拉力试验中表明破损常常发生在两根钢筋之一中的丝扣区段，这样现象可以用下列事实来解释，即由于钢筋在该处的横截面被缩减。实际上，在园钢筋表面上的丝扣已切入截面里，使截面变小，结果使该处减弱。
按照本发明的机械连接，园钢筋的端部得以加强到这样的程度，要使后者强于钢筋的中间部分。
于是，在拉力荷载下，破损发生在钢筋的中间部分而不再发生在接头的位置上，园钢筋的截面的选择可以作为钢筋的中间部分所需要的强度的函数来确定，而不是成为通常情况下的连接的薄弱区段，在相等的机械强度时，使用本发明范畴内的园钢筋会有较小的横截面，这样可获得有实际价值的经济效果。
根据本发明的主要特征，园钢筋要连接的端部的加强是在套丝前进行冷锻操作而获得的。
在这里适当地强调这种操作的显著特点与这个领域中的实际习惯相反，通常的冷锻技术的目的是使加工部件的截面变更超过30%，例如，40mm的直径在通常方法的冷锻以后，其结果为55mm级的直径。然而，材料在这样的变形后并未产生予期的效果，而是导致机械强度的损失，这个损失主要是发生在直径变化的区段中，拉力试验表明破损发生在该区域内。
按照本发明，端部的增强在冷锻操作中超越了丝扣长度，它所产生的直径增量等于或小于30%，特别是包含在10%和30%之间。
这个数值可获得既可由于增加横截面而增加了机械强度，又可使内应力少量增加，以便在园钢筋直径变化区段中不至于减弱。
在表1中指出，举例说明在套丝前进行冷锻的d1直径的数值，可作为所用钢筋正常直径φ的函数，已给出了好的结果。
表1φmm d1mm d-φ正常的套丝的φ162420%202420%253020%323612%404512%505612%566414%表中数值表明，根据冷锻的百分数随着钢筋的直径的增加而减小，园钢筋在丝扣底部的横截面，冷锻部的直径d1必须略大于要连接的园钢筋的通长截面的直径φ。
按照本发明的冷锻操作最好在冷态下进行，热锻具有减弱过渡区段的缺点，这是由于未加控制的冷却。通常，在那里产生过热，使金属弱化。然而，其加热工艺只能在工地之外进行，因为它需要炉子，并要供给动力，而这些在工地上常常是不具备的。
已知混凝土用钢筋一般是用含有高量碳和锰的钢材制成，它们对热冲击非常敏感，所以冷锻是最佳的。
在混凝土用园钢筋端部的套丝长度实际上相当于所述钢筋的直径φ，以便得到一安全的界限，已知0.7倍直径的套丝长度是足够承受拉力的。虽然，这个长度稍大。
按照本发明的机械连接也可以应用于固定钢筋的情况，此时不可能拉开，如图2中所示那样。在这种情况时，钢筋之一的钢筋1的冷锻端部4的套丝长度具有两倍的长度，并且套筒3一开始就放在丝扣头4上，并转动使它移动到套住钢筋2的丝扣段，丝扣4和5具有相同螺距。
也需要应用按照本发明的机械连接，它可相同地设置在钢筋1的锚固端，如图3所示那样，在这种情况时，园钢筋的丝扣端头4应予先进行冷锻处理，以使它增强，而这个端头被固定在锚固座6中并与混凝土块7连成整体。
此外，为了承受由某些安全标准所规定的拉力试验，端头4和/或5由冷锻加强并予加应力。
这个予加应力可消除混凝土用钢筋的变形和伸长，特别是在进行安全性试验中它们端头的变形和伸长。
而且，由于这个予加应力，它就不需要在工地使用转矩板手或高机械加工精度的套丝。
于是，为了按照本发明对混凝土用园钢筋实现机械连接，可采取以下步骤-在套丝前，对园钢筋1，2要连接的端头或端部4，5进行冷锻;
-接着，锻完的端头或端部4、5按通常方法进行套丝;
-最后，对混凝土用园钢筋的锻制的带丝扣的端头或端部4、5在连接的现场上组装以前予加应力。
在图4中用一实例来说明，该例中的设施可用于这个予加应力的操作中。
例如为了对园钢筋1的锻制带丝扣端头4施加予应力，在钢筋端部放置一丝扣支承套筒11，它是被放置在支撑板7和千斤顶的端头8之间，然后，这样装置的钢筋是不能动的，而所述的端头4就承受千斤顶9或类似的设备的作用。
在千斤顶起动后，套筒11被支承板7所阻挡，而千斤顶便直接作用在要予加应力的端
。此外，为了在予加应力的端头作标记，在千斤顶的端头8上装一凸模冲头使在锻制的端头作出擦洗不掉的标记。
根据所遵守的标准的规定，有效的予加应力相当于混凝土用园钢筋的弹性极限的70%和95%之间。
于是，这种园钢筋的加工过程可使混凝土用园钢筋获得锻制的，套有丝扣的和予加应力的端头4或5。
显然，还可以有其它的形式来实施本发明，对本领域的专业人员来说，在不超出本发明范围还可以做各种改进，这都可以认为并没有超出本发明的范围。
权利要求
1.一种混凝土用园钢筋的机械连接制作方法，特别适于在混凝土构件或结构的施工中应用，可使混凝土用园钢筋(1，2)用丝扣连接套筒(3)连接起来，它们的端头(4，5)是套了丝扣的，其特征是在套丝前，把园钢筋(1，2)的端头或端部(4，5)进行冷锻。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述端头(4，5)的全部套丝长度上进行冷锻并保持一致，以便使园钢筋(1，2)在其所述锻制端头(4，5)的丝扣末端的横截面至少要等于或大于要连接的园钢筋(1，2)全部长度上的直径。
3.按照前述任一项权利要求所述的方法，其特征是在所述锻制端头或端部(4，5)套丝以后及在现场装配接头之前对园钢筋(1，2)的锻制的并套了丝扣的端头或端部(4，5)施加予应力。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征是所施加的予应力相当于园钢筋的弹性极限的70%和95%之间。
5.一种按照权利要求1中所述方法的应用而制成的，特别适用于混凝土构件或结构的施工中的园钢筋，其特征是它只少具有一锻制的带丝扣的端头(4，5)。
6.按照权利要求5所述的园钢筋，其特征是所述锻制的带丝扣的端头(4，5)是予加应力的。
7.按照权利要求5或6所述的园钢筋，其特征是混凝土用园钢筋(1，2)的所述端头(4，5)加粗的长度实际上相当于它的直径。
8.一种按照权利要求1中所述方法应用而制成的用于混凝土用园钢筋的机械接头，其中两根园钢筋(1，2)用丝扣连接套筒(3)实际上被同轴地连接起来，其特征是为了增强要连接的园钢筋(1，2)的端头或端部(4，5)在丝扣区段有一冷锻部分。
9.按照权利要求8所述的混凝土用园钢筋的机械接头，其特征是锻造相应的连接部分，使其直径增加该连接部分的增加率 等于或小于30%。
10.按照权利要求9所述的机械接头，其特征是锻造是随连接钢筋的直径减小而增加并至少相当于所作丝扣的深度。
全文摘要
本发明涉及混凝土用圆钢筋的机械连接制作方法，也可以用所述方法使圆钢筋与如此延伸的圆钢筋机械接合，它特别适用于混凝土构件，建筑物或结构物的施工中。根据本发明，该方法用于制作圆钢筋的机械接头，圆钢筋的端部是套了丝的，用丝扣连接套筒连接起来，其特征在于套丝以前，要连接的圆钢筋的端头或端部是经过冷锻的。
文档编号E04C5/16GK1046205SQ8910062
公开日1990年10月17日 申请日期1989年2月3日 优先权日1988年2月3日
发明者阿伦·伯纳德 申请人:特尼波特股份有限公司