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機械連接比膠接或點焊等連接技術可靠,而且容易更換,所以在現代飛行器製造中仍佔有重要地位。   

1 連接 -概述

連接是指用螺釘、螺栓和鉚釘等緊固件將兩種分離型材或零件連接成一個複雜零件或部件的過程.常用的機械緊固件主要有螺栓、螺釘和鉚釘。機械連接比膠接或點焊等連接技術可靠,而且容易更換,所以在現代飛行器製造中仍佔有重要地位。   

2 連接 -應用

機械連接機械連接
飛行器機械連接接頭應該在安全、可靠的前提下重量最小。它們不僅應有足夠的靜強度,而且應耐疲勞,有時還要具有密封性。航空器和航天器所使用的緊固件在選材、構造和連接工藝上還有一些特殊的考慮。這就是:用比強度高的鋁合金、鈦合金或合金鋼來代替普通鋼;發展高鎖螺栓、環槽鉚釘、無頭鉚釘、空心鉚釘等新型緊固件及其連接工藝。這些緊固件從構造上能保證穩定的鎖緊力和靜強度。疲勞破壞是飛行器的主要危險。結構元件上的緊固件孔是結構抵抗疲勞破壞的薄弱環節。因此在飛行器結構的重要部位多採取靜配合(干涉配合)、孔要精加工、冷擠壓強化和採取高鎖緊等工藝措施。其目的是緩和緊固件孔周圍的應力集中,降低交變應力水平,以提高結構的疲勞強度(見疲勞與斷裂)。緊固件與孔之間的干涉量為緊固件直徑的1%~3%時,既能成倍地提高接頭的疲勞壽命,又可以避免在孔周圍產生過分的張應力而引起應力腐蝕。採用鈦合金緊固件加干涉配合是從機械連接角度提高飛行器結構疲勞強度、減小重量的重要途徑。
一架現代飛機使用上百萬個各類緊固件,其中僅鑽孔、鉚接過程的勞動量就占部件製造工時的20%。因此,提高鑽孔、鉚接工作效率,使鉚接和螺接工作進一步機械化和自動化,便成為飛機製造中的一個重要問題。在飛行器製造中,已部分採用能在十幾秒鐘內連續完成工件定位、制孔、裝鉚釘和鉚接工作的數控自動鑽鉚機。纖維增強複合材料和鈦合金的硬度很高,切削過程中產生很大熱量,因此制孔的方法、刀具的材料和構造、切削用量等都有顯著變化。隨著飛行器結構件整體化的發展,飛行器結構中使用的緊固件數量將有所減少,但是質量標準則越來越高。發展新型緊固件和連接方法,採用自動化或專門裝置代替手工操作,是機械連接工藝總的發展趨勢。

3 連接 -連接方法

連接零件連接零件
1、對接處加輔助材料
主筋搭接長度是其直徑的10倍,在搭接處,籠子的主筋端部不在同一斷面上,間隔錯開500~1000mm,每根主筋端部不需要在彎曲機上加工。現場施工時,在搭接處幫附一條長300~500mm的棒材。這種施工速度快,簡單易行,但浪費材料,搭接處對混凝土的流動性有影響。
2、搭接
主筋搭接長度是其直徑的40倍,在搭接處,籠子的主筋端部都在同一斷面上,其中一個籠子的主筋端頭要在彎曲機上加工成「Z」字型。這種搭接的優點是:現場施工時,對搭接處的焊接要求不高,間斷點焊即可,施工速度快,搭接處主筋對混凝土的流動性影響小。其缺點是:由於搭接長度長,主筋的使用量會有些增加,造成材料的浪費。國外多採用這種連接方式。
3、用螺絲(COUPLER)
對接對接處,主筋端頭不需要在彎曲機上加工,而是在端頭通過摩擦焊接一個螺絲頭或者車絲。施工對接時,用圓螺母(COUPLER)將兩個螺絲頭連接起來。這種連接方式施工快,節省材料,但成本高,對主筋的對中性要求高,對接處螺母對混凝土的流動性有點影響。在國外,這種連接方式是鋼筋籠連接的發展方向。
4、錯開接
主筋搭接長度是其直徑的10倍,在搭接處,籠子的主筋端部不在同一斷面上,間隔錯開500~1000mm,每根主筋端頭都要在彎曲機上加工成「/」型。這種搭接的優點是:由於搭接長度短,節省材料,搭接處主筋對混凝土的流動性影響也不大。其缺點是:對搭接處的焊接要求高,施工速度慢。這種連接方式是國內普遍採用的。

4 連接 -注意事項

隨著施工的發展,對鋼筋籠製作的要求越來越高,新的要求靠手工是無法完成的,比如:採用的主筋直徑越來越大,最大直徑可達50mm;箍筋採用冷拉帶肋高強度螺紋鋼,最大直徑可達16mm;一個12米長的籠子重量可達8噸;徑向或周向並排使用兩個主筋;根據承載要求,同一圓周上使用不同直徑的主筋,可以節省材料等。這些對籠子的連接都提出了新的要求,在生產施工中要不斷實踐,以求生產成本低,施工速度快,施工質量高。   
1、鋼筋的接頭應盡量避開彎矩較大的部位;   
2、同一斷面的接頭率應得到有效控制;   
3、一般的設計結構說明中會有要求;   
4、GB50202-2002有相應的規定;   
5、鋼筋焊結技術規程有規定;   
6、平法圖集有規定圖樣;  
7、相應的機械連接技術規程也有規定;   
由於鋼筋連接接頭傳力的性能總不如整根鋼筋,故設置鋼筋連接的原則為:接頭應設置在受力較小處;同一根鋼筋上應少設接頭。有說法某某接頭適用於各種場合是商家語言。

5 連接 -優點

1、強度高,質量穩定可靠;   
2、操作簡單,施工速度快;   
3、適用範圍廣,適用於各種方位及同、異徑鋼筋的連接;   
4、不受鋼筋的化學成分、人為因素、氣候、電力等諸多因素的影響;   
5、無污染,符合環保要求、無明火操作施工安全可靠。   
根據《鋼筋機械連接通用技術規程JGJ107-2003》的規定,鋼筋機械連接根據性能可分為I、II二個等級。I級接頭以鋼筋抗拉強度標準值ftk作為強度檢驗指標,II級接頭以鋼筋屈服強度fyk的1.35倍作為強度檢驗指標。上述分類說明,同為鋼筋機械連接,性能等級卻有很大差別,應用範圍也不同。

6 連接 -技術現狀

連接產品連接產品
中國目前採用機械接頭已經是成熟的做法,並有新的《鋼筋機械連接通用技術規程》JGJ 107- 2003可以遵循應用,接頭分為三個等級,其中I級的接頭抗拉強度不小於被連接鋼筋實際抗拉強度或l.1倍鋼筋抗拉強度標準值,並具有高延性及反覆拉壓性能。現在推廣應用製作方便和成本較低的「滾軋直螺紋接頭」。機械接頭操作方便,不受氣候影響,容易保證接頭質量。   
搭接接頭是國內外從採用鋼筋混凝土結構以來,傳統而可靠的鋼筋連接方法,但是當鋼筋直徑較大時搭接長度較長,用材不經濟。   
在施工現場進行焊接,接頭質量不容易保證。因為:現在熟練的具有台格水平的焊工缺乏;焊接質量受氣候影響較大,寒冷地區冬天焊接冷卻快易發脆,南方雨水多,在焊接過程中突然下雨冷卻也快,易發脆;鋼筋的可焊性是保證焊接質量基本要求,但現在各地鋼筋質量並不足都穩定.有的地方甚至採用偽劣產品。因此.框架梁、柱的縱向鋼筋不主張採用焊接接頭。同時,《高規》規定,梁、柱的縱筋不應與箍筋、拉筋及預埋件等焊接。   
中國粗鋼筋機械連接技術是八十年代中後期才發展起來的,隨著套筒冷擠壓開發應用,近年來,鋼筋機械連接發展較快,相繼開發出錐螺紋、鐓粗直螺紋、剝肋滾壓直螺紋、擠壓肋滾壓直螺紋、輾壓肋滾壓直螺紋連接技術,取得可喜的成果,對推動中國建築業的發展和技術提高起到很大推動作用。   
近年來,國內各類高層建築、大跨度建築、橋樑、水工、核電等發展迅速,鋼筋混凝土結構在建築工程中的應用日益廣泛,鋼筋用量與日俱增,III級和III級以上的鋼筋應用日趨廣泛,鋼筋直徑和密度也越來越大,大規格直徑鋼筋的連接方式,成為建築結構設計和施工的關鍵因素,並直接影響到工程質量、施工速度、經濟效益和施工安全性。
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