钢筋机械连接技术规程JGJ107-2010

钢筋机械连接技术规程

JGJ107-2010

一、钢筋的连接方式及执行标准情况

1.绑扎搭接接头 有关要求及规定《混凝土结构工程施工质量 及验收规范》GB 50204-2002第5.4.6条。

2.钢筋焊接接头 现行标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 182003 标准正在进行修订，修订的主要内容有： ①增加了术语和符号； ②根据国家现行标准，特别是GB1499.2-2007《钢 筋混凝土用钢第 2 部分：热轧带肋钢筋》中细 晶粒钢筋的出现，做了细晶粒钢筋各种焊接方 法的试验后，增加了适用于焊接的钢筋牌号和 规格； ③对用于钢筋电渣压力焊的钢筋下限直径，从 14mm 延伸至12mm； ④在焊接工艺方法方面，将箍筋闪光对焊从 原来“钢筋闪光对焊”中列出，增补内容， 单独成节； ⑤在钢筋电弧焊中，增加了CO2气体保护电 弧焊的内容； ⑥在钢筋气压焊方面，增加了半自动钢筋固 态气压焊和钢筋氧液化石油气熔态气压焊的 内容； ⑦在预埋件T 形接头焊接中增加了钢筋埋弧 螺柱焊。 钢筋氧液化石油气熔态气压焊：钢筋气压焊的 基本原理是采用氧-燃料气体火焰将两钢筋对接 处进行加热,使其达到塑性温度(约1250℃)或熔化 温度(1540℃以上)加压完成的一种压焊方法。达 到塑性温度的称为固态气压焊,即闭式气压焊;达 到熔化温度的称为熔态气压焊,即开式气压焊。 螺柱焊：将螺柱一端与板件(或管件)表面接 触并通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一 定压力完成焊接的方法。 钢筋埋弧螺柱焊：它是将螺柱焊与埋弧焊很 好结合,经试验研究而发明的一种新技术。 其基本原理是,采用螺柱焊焊枪将钢筋夹紧, 顶压在钢板上,利用螺柱焊机输出强电流,熔 化钢筋和钢板在焊剂层下形成熔池,加压完 成一种压焊接头。 3.钢筋机械接头 新标准编号：《钢筋机械连接技术规程》 JGJ 107-2010 实施时间：2010年10月1日 标准性质：行业标准 本规程修订的主要技术内容是：

1、是在《钢筋机械连接通用技术规程》 JGJ107-2003的基础上修订的，将原行业标准 《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》JGJ 108 96、《钢筋锥螺纹接头技术规程》JGJ 109 - 96 中有关接头的加工与安装等专门要求纳入本规 程，同时纳入了镦粗直螺纹钢筋接头和滚轧直 螺纹钢筋接头的现场加工和安装要求；

2、修改了不同等级钢筋机械接头的性能要求 及其应用范围； 3、用残余变形代替非弹性变形作为接头的 变形性能指标；

4、补充了型式检验报告的时效规定和型式 检验中对接头试件的制作要求；

5、现场工艺检验中增加了测定接头残余变 形的要求，修改了抗拉强度检验的合格标准； 6、增加了型式检验与现场检验试验方法的 耍求； 7、修改了接头疲劳性能相关要求。

二、《钢筋混凝土施工验收规范》对钢筋连 接的有关规定

1、绑扎搭接 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接 接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横 向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。 钢筋绑扎搭接接头连接区段的

长度为1.3ll （ll为搭接长度）。 同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面 积百分率应符合设计要求；当设计无具体要 求时，应符合下列规定： 1） 对梁类、板类及墙类构件，不宜大于 25%； 2） 对柱类构件，不宜大于50%； 3） 当工程中确有必要增大接头面积百分率 时，对梁类构件，不应大于50%；对其他构 件，可根据实际情况放宽。 2、机械连接接头或焊接接头 当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时， 设置在同一构件内的接头宜相互错开。 纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头 连接区段的长度为35倍d（d为纵向受力钢筋 的较大直径）且不小于500mm。 同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积 百分率应符合设计要求；当设计无具体要求 时，应符合下列规定： 1 ） 在受拉区不宜大于50%；

2 ） 接头不宜设置在有抗震设防要求的框架 梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时， 对等强度高质量机械连接接头，不应大于 50%； 3 ）直接承受动力荷载的结构构件中，不宜 采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不 应大于50%。

三、钢筋机械连接技术规程 （一）总则 1、为在混凝土结构工程中使用钢筋机械连 接做到安全适用、技术先进、经济合理、确 保质量，制定本规程。 规程制定的目的是：对房屋建筑和一般构筑 物中钢筋的各种机械连接接头的设计原则、 性能等级、质量要求、应用范围以及检验评 定方法作出统一规定，与《混凝土结构设计 规范》GB50010配套应用。 2、本规程适用于房屋建筑与一般构筑物中 各类钢筋机械连接接头（以下简称接头）的 设计、应用与验收。 构筑物指：电视塔、烟囟等高耸结构、容器 及市政公用基础设施等； 公路和铁路桥梁、大坝、核电站等其他工程 可参考使用。 3、用于机械连接的钢筋应符合现行国家标 准《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢 筋》GB1499.2的规定。 新国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分：热 轧带肋钢筋》GB1499.2列入了HRB500级钢筋 和晶粒细化钢筋，对上述钢筋采用钢筋机械 连接尚无很多实践经验，但只要满足接头强 度和变形性能要求即可应用，采用什么接头 形式需要在工程实践和市场中优胜劣汰。

4、钢筋机械连接除应符合本规程外，尚应 符合国家现行有关标准。

（二）术语 1、钢筋机械连接 通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋 端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至 另一根钢筋的连接方法。 机械连接接头的类型主要有： ①套筒挤压接头：通过挤压力使连接件钢套 筒塑性变形与带肋钢筋紧密咬台形成的接头； ②锥螺纹接头：通过钢筋端头特制的锥形螺 纹和连接件锥螺纹咬合形成的接头； ③镦粗直螺纹接头：通过钢筋端头镦粗后 制作的直螺纹和连接件螺纹咬合形成的接头； ④滚轧直螺纹接头：通过钢筋端头直接滚 轧或剥肋后滚轧制作的直螺纹和连接件螺纹 咬合形成的接头； ⑤熔融金属充填接头：由高热剂反应产生 熔融金属充填在钢筋与连接件套筒间形成的 接头； ⑥水泥灌浆充填接头；用特制的水泥浆充填 在钢筋与连接件套筒间硬化后形成的接头。 2、接头抗拉强度 接头试件在拉伸试验过程中所达到的最大 拉应力值。 3、接头残余变形 接头试件按规定的加载制度加载并卸载后， 在规定标距内所测得的变形。

测量仪表应在钢筋两侧对称布置，取钢筋两 侧仪表读数的平均值计算残余变形值。 变形测

量标距 L1= L+4d 式中：L1——变形测量标距 L——机械接头长度； d——钢筋公称直径 4、接头试件的最大力总伸长率 接头试件在最大力下在规定标距内测得的 总伸长率。 “最大力总伸长率”的含义与国家标准《钢 筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》 GB1499.2中钢筋最大力总伸长率的含义相同， 代表接头试件在最大力下在规定标距内测得 的弹塑性应变总和。

5、机械连接接头长度 接头连接件长度加连接件两端钢筋横截面 变化区段的长度。 “接头长度”定义明确了各类钢筋机械连接 接头的长度，对于接头试件断于钢筋母材或 断于接头提供了判别依据。按照定义， 对带肋钢筋套筒挤压接头，其接头长度即为 套筒长度； 对锥螺纹或滚轧直螺纹接头，接头长度则为 套筒长度加两端外露丝扣长度； 对镦粗直螺纹接头，接头长度则为套筒长度 加两端镦粗过渡段长度。 6、丝头 钢筋端部的螺纹区段。

（三）接头的设计原则和性能等级

1、接头的设计应满足强度及变形性能的要求。 强度指接头的抗拉强度; 变形性能主要有单向拉伸、高应力反复拉压、 大变形反复拉压性能。 2、接头连接件的屈服承载力和受拉承载力的 标准值不应小于被连接钢筋的屈服承载力和受 拉承载力标准值的1. 10倍。 设计接头的连接件时，应留有余量，其屈服 承载力标准值（套筒横截面面积乘套筒材料 的屈服强度标准值）及受拉承载力标准值 （套筒横截面面积乘套筒材料的抗拉强度标 准值）均应不小于被连接钢筋相应值的1 10 倍，以确保接头可靠的传力性能。（主要指 套筒的截面设计值）

3、接头应根据其性能等级和应用场合，对 单向拉伸性能、高应力反复拉压、大变形反 复拉压、抗疲劳等各项性能确定相应的检验 项目。 接头单向拉伸时的强度和变形是接头的基 本性能。 高应力反复拉压性能反映接头在风荷裁及 小地震情况下承受高应力反复拉压的能力。 大变形反复拉压性能则反映结构在强烈地 震情况下钢筋进入塑性变形阶段接头的受力 性能。 上述三项性能是进行接头型式检验时必须 进行的检验项目。而抗疲劳性能则是根据接 头应用场合有选择性的试验项目。

4、接头根据抗拉强度、残余变形以及高应 力和大变形条件下反复拉压性能的差异，分 为下列三个性能等级： Ⅰ级 接头抗拉强度等于被连接钢筋的实 际拉断强度或不小于1.10倍钢筋抗拉强度标 准值，残余变形小并具有高延性及反复拉压 性能。 Ⅱ级 接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗 拉强度标准值，残余变形较小并具有高延性 及反复拉压性能。 Ⅲ级 接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服 强度标准值的1.25倍，残余变形较小并具有 一定的延性及反复拉压性能。 钢筋机械连接接头的型式较多，受力性能也 有差异，根据接头的受力性能将其分级，有 利于按结构的重要性、接头在结构中所处位 置、接头百分率等不同的应用场合合理选用 接头类型。 例如，在混凝结高应力部位的同一连接区段 内必须实施1OO%钢筋接头的连接时，应采 用Ⅰ级接头；实施50%钢筋接头的连接时， 宜优先采用Ⅱ级接头；混凝土结构中钢筋应 力较高但对接头延性要求不高的部位，可采 用Ⅲ级接头。分级后也有利于降低套筒材料 消耗和接头成本，取得更好的技术经济效益； 分级后还有利于施工现场接头抽检不合格时， 可按不同等级接头的应用部位和接头百分率 限制确定是否降级处理。 5 、 Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头的抗拉强度必须 符合下表的规定。 f f 0 mst 0 mst ≥ ≥ f f stk stk 本条规定了各级接头的抗拉强度。抗拉强度 是接头最基本也是最重要的性能，本条为必 须严格遵守的强制性条文。 6 、 Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头应能经受规定的 高应力和大变形反复拉压循环，且在经历拉 压循环后，其抗拉强度仍应符合本规程表 3.0.5的规定。 接头在经受高应力反复拉压和大变

形反复拉 压后仍应满足最基本的抗拉强度要求，这是 结构延性得以发挥的重要保证。 7 、 Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头的变形性能应符 合下表的规定。 注：当频遇荷载组合下，构件中钢筋应力明 显高于0.6fyk时，设计部门可对单向拉伸残 余变形uo的加载峰值提出调整要求。 钢筋机械连接接头在拉抻和反复拉压时会产 生附加的塑性变形，卸载后形成不可恢复的 残余变形(国外也称滑移)，对混凝土结构的 裂缝宽度有不利影响，因此有必要控制接头 的变形性能。原《钢筋机械连接通用技术规 程》JGJ 107 -2003中，单向拉伸时用非弹性 单向拉伸时用非弹性 变形， 变形，反复拉压时用残余变形作为变形控制 指标， 指标， 本规程修订时．统一改用残余变形作为控制 指标。修改后更有利于施工现场工艺检验中 对接头试件单向拉伸的变形性能进行检验。 本规程规定了施工现场工艺检验中增加接头 单向拉伸残余变形的检验要求，从而较好地 解决了型式检验与现场接头质量严重脱节的 弊端，对提高接头质量有重要价值；但另一 方面，如果残余变形指标过于严格，现场检 验不合格率过高，会明显影响施工进度和工 程验收， 在综合考虑上述因素并参考编制组近年来完 成的6根带钢筋接头梁和整筋梁的对比试验 结果后，制定了表3.0.7中的单向拉伸残余变 形指标，Ⅰ级接头允许在同一构件截面中 100%连接、 uo的限值最严，Ⅱ、Ⅲ级接头由 于采用50%接头百分率，故限值可适当放松。 表3.0.7注中：当频遇荷载组合下，构件中钢 筋应力明显高于0.6 fyk时，设计部门可对单 向拉伸残余变形uo的加载峰值提出调整要求。 由于各类工程结构荷载变异较大，本条注为 设计部门按照结构的特殊荷载情况提供了灵 活处理的余地。 高应力与大变形条件下的反复拉压试验是对 应于风荷载、小地震和强地震时钢筋接头的 受力情况提出的检验要求。 在风荷载或小地震下，钢筋尚未屈服对，应 能承受20次以上高应力反复拉压，并满足强 度和变形要求。 在接近或超过设防烈度时，钢筋通常都进入 塑性阶段并产生较大塑性变形，从而能吸收 和消耗地震能量。因此要求钢筋接头在承受 2倍和5倍于钢筋屈服应变的大变形情况下， 经受4～8次反复拉压，满足强度和变形要求。 这里所指的钢筋屈服应变是指与钢筋屈服强 度标准值相对应的应变值，对国产HRB335 级钢筋，可取εyk=0.00168，对国产HRB400 级和HRB500钢筋，可分别取εyk=0.00200和 εyk=0. 00250。

单向拉伸试验 1）测定残余变形 ①试件变形测量标距和仪表布置见下图: ②变形标距 L1=L+4d 式中:L1----变形测量标距 ； L---机械接头长度； d----钢筋公称直径。 ③变形测量佼仪表应在钢筋两侧对称布置， 取两仪表读数的平均值计算残余变形。 ④加载制度为：0 0.6fyk 0 ⑤单向拉伸的应力图为： 2）最大力总伸长率试验 ①试件变形测量测点布置见下图: ②试件应在套筒两侧分别用细划线标出A、 B、C、D四点作为标记线，L01不应小于 100mm； ③加载制度为： 0 最大拉力（记录抗拉强度） 0 （测定最大力总伸长率） ④应力图： ⑤总伸长率Asgt的计算公式： 高应力反复拉压试验 1）试件：与单向拉伸试验相同。 2）加载制度： 0 （0.9fyk - 0.5fyk） 破坏 (反复20次) 3）应力图： 大变形反复拉压试验 1）试件：与单向拉伸试验相同。 2）加载制度： ① Ⅰ、Ⅱ 级接头 0 （2εyk - 0.5fyk） （5εyk - 0.5fyk） 破坏 (反复4次) (反复4次) ② Ⅲ级 0 （2εyk - 0.5fyk） (反复4次) 破坏

3、应力图 3.0.8 对直接承受动力荷载的结构构件，设计 应根据钢筋应力变化幅度提出接头的抗疲劳 性能要求。当设计无专门要求时，接头的疲 劳应力幅限值不应小于国家标准《混凝土结 构设计规范》GB50010-2002中表4.2.5-1普通钢 筋疲劳应力幅限值的80%。 接头的疲劳性能是选择性试验项目，只有当 接头用于直接承受动载结构构件（如铁路桥 梁）时，

才需要检验其疲劳性能。由于直接 承受动力荷载结构的荷载特性有很大不同， 钢筋应力变化范围较大，原规程规定的参数 不能适应各类结构的工况，本规程中明确规 定，对直接承受动力荷载结构，应根据钢筋 应力变化幅度，由设计单位提出接头的抗疲 劳性能要求。 当设计无专门要求时，接头的疲劳应力幅限 值应不小于现行国家标准《混凝土结构设计 规范》(GB 50010 - 2002中表4.2.5-1普通钢筋疲 劳应力幅限值的80%。部分直螺纹钢筋接头 试件和套筒挤压钢筋接头试件的疲劳试验结 果表明，制作良好的钢筋机械接头的抗疲劳 性能优于闪光对焊钢筋接头的疲劳性能。 抗疲劳性能是指抵抗在重复的、周期性的动 荷载之下，突然脆性断裂的性能。JGJ1072003规定HRB335级钢筋接头的应力幅为100， 最大应力180的200万次循环加载试验。 （四）接头的应用 1、结构设计图纸中应列出设计选用的钢筋 接头等级和应用部位。接头等级的选定应符 合下列规定； 1）混凝土结构中要求充分发挥钢筋强度或 对延性要求高的部位应优先选用Ⅱ级接头。 当在同一连接区段内必须实施100%钢筋接头 的连接时，应采用Ⅰ级接头。 2）混凝土结构中钢筋应力较高但对延性要 求不高的部位可采用Ⅲ级接头。 接头的分级为结构设计人员根据结构的重要 性及接头的应用场合选用不同等级接头提供 了条件。 规程根据国内钢筋机械连接技术的新成果以 及国外钢筋机械连接技术的发展趋向规定了 一个最高质量等级的Ⅰ级接头。当有必要时， 这类接头允许在结构中除有抗震设防要求的 框架梁端、柱端箍筋加密区外的任何部位使 用，且接头百分率可不受限制。这条规定为 解决某些特殊场台需要在同一截面实施100% 钢筋连接创造了条件， 如地下连续墙与水平钢筋的连接；滑模或提 模施工中垂直构件与水平钢筋的连接；装配 式结构接头处的钢筋连接；钢筋笼的对接； 分段施工或新旧结构连接处的钢筋连接等。

2、钢筋连接件的混凝土保护层厚度宜符合 现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中受力钢筋的混凝土保护层最小厚度 的规定，且不得小于15mm。连接件之间的 横向净距不宜小于25mm。 接头的混凝土保护层厚度比受力钢筋保护层 厚度的要求有所放松，由“应”改为“宜”。 这是因为机械连接中连接件的截面较大，一 般比钢筋截面积大10%～30%或以上，局部 锈蚀对连接件的影响不如对钢筋锈蚀敏感。 此外由于连接件保护层厚度是局部问题，要 求过严会影响全部受力主筋的间距和保护层 厚度，在经济上、实用上都会造成一定困难， 故适当放宽，必要时也可对连接件进行防锈 处理。

3、结构构件中纵向受力钢筋的接头宜相互 错开。钢筋机械连接的连接区段长度应按 35d计算。在同一连接区段内有接头的受力 钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分 率（以下简称接头百分率）。应符合下列规 定： 1）接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较 小部位，当需要在高应力部位设置接头时， 在同一连接区段内Ⅲ级接头的接头百分率不 应大于25%，Ⅱ级接头的接头百分率不应大 于50%。 I级接头的接头百分率陈本规程第4. 0. 3条第2 款所列情况外可不受限制。 2）接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁 端、柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采 用Ⅱ级接头或Ⅰ级接头级；且接头百分率不 应大于50%。 3）受拉钢筋应力较小部位或纵向受压钢筋， 接头百分率可不受限制。 4）对直接承受动力荷载的结构构件，接头 百分率不应大于50%。 纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开和接 头连接区段长度为35d的。 接头百分率关系到结构的安全、经济和方 便施工。规程综合考虑了上述三项因素，在 国内钢筋机械接头质量普遍有较大提高的情 况下，放宽了接头使用部位和接头百分率限 制。 从而在保证结构安全的前提下，既方便了施 工又可取得一定的经济效益，尤其对某些特 殊场合解决在同一截面100%钢筋连接创造了 条件。根据本条规定，只要接头百分率不大 于50%，Ⅱ级接头可以在抗震结构中的任何 部位使用。即使对重要建筑，一般情况下选 用Ⅱ级接头就可以了。接头等级的选用并非 愈高愈好，盲目提高接头等级容易给施工和 验收带来不必要的麻烦。

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