2.3 钢筋与混凝土之间的粘结

01
02 目 录 C ontents
粘结力的产生及分类 粘结力的组成
03
04 粘结机理 粘结强度
05
06
影响粘结强度的因素 保证粘结力的措施
1. 粘结力的产生及分类
粘结应力是指钢筋与砼接触面上的分布剪应力，它在两者之间起到传递内力的作用，能阻止两者间的相对滑动，协调变形，使两者共同工作。

裂缝处或内力变化处，反映了砼参与受力的程度。

◆胶着力：
混凝土结硬过程中，水泥胶体和钢筋间产生吸附胶着作用；
◆摩擦力：
混凝土结硬收缩握裹钢筋产生的摩擦力；
◆咬合力：
钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合作用。

◆首先胶结力发挥作用。

当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。

◆然后主要由摩擦力发挥作用。

当摩擦力不能阻止两者间的相对滑动时：
对于光面钢筋，粘结就遭到破坏；
对于带肋钢筋，其后主要由机械咬合力发挥作用，◆最后机械咬合力不能阻止两者间的相对滑动时，
粘结遭到破坏。

3. 粘结机理
光面钢筋与混凝土的粘结强度较低，Array
通常需在钢筋端部增设弯钩。

光面钢筋手工弯钩机械弯钩
带肋钢筋的粘结
肋的作用：可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而大大增加了粘结强度。

肋的形式：螺纹、人字纹和月牙纹。

螺纹人字纹月牙纹
机械咬合作用的受力机理
（1）变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力。

（3）径向裂缝发展到构件表面，产生劈裂裂缝， 机械咬合作用很快丧失，产生劈裂式粘结破坏。

（2）水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪， 并使混凝土产生内部斜向锥形裂缝。

径向分力使混凝土中产生环向拉力， 并使混凝土产生内部径向裂缝。

（4）若肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下被挤碎，
发生沿肋外径圆柱面的剪切破坏，即形成“刮梨式”粘结破坏。

（在钢筋周围的横向钢筋较多或混凝土的保护层厚度较大时发生）。

（5）“刮梨式”粘结破坏是变形钢筋与混凝土粘结强度的上限。

4. 粘结强度
平均粘结强度τ 是以钢筋应力达到屈服强度时，而不发生粘结锚固破坏的最小锚固长度来确定的。

可通过做压入和拔出试验测得：
2
1
P=τπdl a τ = P/πdl a ＝f y d/4l a
1.混凝土的强度等级和组成成分：
混凝土强度等级高，粘结力大；
过多水泥、过大的含砂率时，粘结强度下降；
2. 钢筋的表面形状：
变形钢筋比光面钢筋粘结强度大1～2倍；
光面钢筋末端加弯钩；
3. 砼保护层厚度和钢筋净间距：
厚度小，粘结力下降；
净距小，抗劈裂差，粘结强度小；
4.横向钢筋：
螺旋钢筋、箍筋的侧向约束作用，
延缓或阻止劈裂裂缝，粘结强度提高；
5.侧向压力：
侧向压力大，摩擦力提高，粘结强度提高；
6.受力状态：
在重复荷载作用下，粘结强度下降；
7.浇筑位置：
水平浇筑的粘结强度小于竖向浇筑。

6. 保证粘结力的措施
受拉钢筋必须在支座中具有足够的锚固长度，通过该长度上粘结应力的积累，使钢筋在靠近锚固区发挥作用。

纵向受拉钢筋的锚固长度按下列公式计算：
普通钢筋：l
a =αf
y
d/f t 预应力钢筋：l a=αf py d/f t
f y、f py —普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值；
f t — 砼轴心抗拉强度设计值，大于C40，按C40取值；
d — 钢筋的公称直径；α — 钢筋的外形系数。

（2）钢筋的连接
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纵向受拉钢筋绑扎搭接接头长度应根据位于同一连接区段内的
钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算：
（3）光面钢筋末端的弯钩
≧2.5d
2.5d
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（4）混凝土的保护层
◆纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，
其砼保护层厚度 a 不应小于钢筋直径或 并筋的等效直径；不应小于骨料最大粒 径的1.5倍，且应符合附表1.15的规定。

◆并筋适用于当单根受力钢筋布置困难的情况。

◆并筋的等效直径，对双并筋为单根钢筋直径的1.4倍；对三并筋直径的1.7倍。