混凝土第六章答案

混凝土第六章问题1， 光圆钢筋与变形钢筋相比较，粘结能力有何不同，为什么答：光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要有三部分组成：（3） 粘结强度在滑动前主要取决于化学胶结力，发生滑动后则取决于摩擦力钢筋表面状况有关的咬合力。

对于变形钢筋，虽然也有胶结力和摩擦力，但变形钢筋的粘结力主要来自钢筋表面突出的肋与混凝土的机 械咬合作用。

主要区别：光圆钢筋的粘结力主要来自胶结力和摩阻力，而变形钢筋的粘结力主要来自机械咬合作用，这 种差别可用类似于钉入木料中的普通钉与螺丝钉的差别来理解。

2， 钢筋的直径对黏结应力有何影响，为什么答： 影．响．：钢筋与混凝土的粘结性能随着钢筋直径的增大而减弱。

在其它条件相同的情况下 , 钢筋直径越大 , 构件破坏时所需的外力越大 , 而极限粘结强度相对较小 , 同样大小的粘结应力产生的钢筋滑移值较大。

*** 当直径比较小的时候，混凝土发生拔出破坏。

混凝土表面均不会被破坏，均没有裂纹，当直径比 较大的时后，混凝土发生拔出破坏，拔出破坏的同时混凝土表面可能出现裂缝，混凝土发生劈裂破坏。

原因 ：（1）随直径的加大，相对肋高降低而相对肋距变大，这就使得 机械咬合力减小 ，从而减小了粘结强 度。

（ 2）随着钢筋直径的增加， 包裹在钢筋表面的混凝土泌水越严重， 钢筋的表面就会产生 较大的空隙 ， 致使钢筋与混凝土之间粘结性能降低。

（ 3）直径越大， 相对粘结面积减小 ，从而粘结强度也就越小。

（钢筋的粘结面积与截面周界长度成 正比，而拉力与截面面积成正比，二者的比值为 4/d 。

其比值反应了钢筋的相对粘结面积。

）看．看．文．献．：钢筋直径与活性粉末混凝土粘结性能的关系钢筋直径对粉煤灰混凝土粘结性能的影响3， 图 6-5 ，应力发展的变化规律市是什么 答：在拔出试验中，随着荷载的增大，钢筋与混凝土从加荷端开始逐渐脱开，粘结力即由摩擦咬合力所负 担，而随着相对滑动逐渐向自由端发展，应力峰值也逐渐向自由端移动，由图 6-5 可以看出，随荷载增大， 粘结应力所起作用越来越小，而摩擦阻力所占比重则越来越大。

随滑移增大，荷载逐渐减小，s 曲线 出现下降段。

因为混凝土细颗粒被磨平，摩擦阻力减小。

4， 图 6-10，有何区别，这种区别反应到粘结滑移曲线上有什么变化 答：有横向配筋可以对混凝土保护层的开裂起到很好的约束和限制作用，从而能够提高初始滑移粘结 强度和极限粘结强度的作用。

从图6-10a ）、b ）图可以分析出在内裂缝出现前， 有无横向配筋对 曲线影响不大，这时横向钢筋中应力还很小，基本上不起作用，但随着内裂缝的出现，有横向钢筋的a ）图的 S 曲线的斜率比无横向钢筋更陡一些， 同时开裂粘结应力 0比无横向配筋的有较大提高,到达 0 时的相对滑动也显着增大。

有横向配筋的极限粘结应力提高很多。

5， 图 6-11 ，劈裂反应有什么不同，影响因素是什么答：图中劈裂反应显着不同即为当劈裂裂缝达到一定长度并发生突然脆性破坏， 钢筋与混凝土基础面上的胶结力。

（一般很小） 混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩擦力。

钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。

1）2） u 比无横向配筋的极限粘结应力明显达到极限粘结应力时，图a 无横向配筋试件中b 值比图 b 有横向配筋试件要大。

影响因素是配置的横向钢筋。

有横向钢筋的试件，混凝土开裂后承担大部分的应力，则混凝土的应力反而减小，无横向钢筋的混凝土承担的应力 比有横向钢筋的应力大。

由端漂移的趋势并且受力后的粘结应力分布较均匀横向钢筋的存在对粘结应力的影响以及受力形态的改变有何影响 答：横向钢筋的存在延缓了径向内裂缝向试件表面发展，使开裂粘结应力较无横向配筋者高，劈裂到 达试件表面后，横向钢筋限制了劈裂裂缝的开展，因此提高了极限粘结强度，避免了劈裂破坏。

使纵向钢筋承受的径向压力增大，提高抗剪能力 粘结残余应力是谁提供的答：变形钢筋的粘结强度主要为钢筋表面凸出的肋与混凝土的机械咬合力。

在拔出过程中，随加荷增 大，肋间混凝土剪切强度耗尽，钢筋被徐徐拔出。

但混凝土颗粒间存在有很大的咬合力及摩擦阻力， 阻碍钢筋拔出，粘结残余应力由混凝土颗粒与钢筋间的摩阻力提供9， 答： 是摩阻力及粘结力， 最后是混凝土的剪切强度。

在构件中配置横向带肋钢筋， 即钢筋与混凝土的粘结强度。

而在发生劈裂破坏时，试件的粘结强度主要是混凝土的抗压强度，内置的带 肋钢筋几乎不发挥作用，所以其强度低于剪切型破环的粘结强度。

10,图6-14 ( b)有什么用答：钢筋的滑动达到一定数值后，荷载不再下降，而是保持稳定的残余粘结应力 T r ，若继续加力荷载将不 再上升，而是被 T r 克服，最后钢筋被缓缓拔出。

T -S 曲线用图6-14(b)表示，特征值 T A 、T O 、T u 及相 应的滑动S,以及粘结刚度K i 、K 2等与混凝土强度、横向配筋、相对粘结长度L/d 和相应的保护层厚度c/d有关。

残余粘结应力 T r 的大小及过度曲线的型态，则与横向配筋有关。

11，光圆钢筋与变形钢筋的粘结机理是什么，二者有何不同答:1 光圆钢筋与混凝土粘结作用： 1、混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力； 2、钢筋与混凝土接触面上的摩擦力； 3、钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力。

其中胶着力所占比例很小，发生相对滑移后，粘 结力主要由摩擦力和咬合力提供。

光圆钢筋的粘着强度较低，约为()MP 光圆钢筋拔出实验的破坏形态是钢筋自混凝土中被拔出的剪切破坏，其破坏面就是钢筋与混凝土的接触面。

2 带肋钢筋由于表面轧有肋纹，能与混凝土犬牙交错紧密结合，其胶着力和摩擦力仍然存在，但主要是钢 筋表面突起的肋纹与混凝土的机械咬合力作用。

带肋钢筋的肋纹对混凝土的斜向挤压力现成滑移阻力，斜 向挤压力沿钢筋轴向的分力使带肋钢筋表面肋纹之间混凝土犹如悬臂梁受弯、受剪；斜向挤压力的径向分6， 埋长对粘结力影响规律是什么 答：针对不同钢筋埋长的粉煤灰混凝土，通过钢筋内贴应变片的拉拔试验分析，1) 钢筋埋长越长， 构件破坏时所需的外力越大， 但粘结应力相对减小， 移值较大 2) 在荷载较小时，粘结应力主要集中在加载端，靠近自由端的应力很小 均相应的增大 3) 钢筋埋长为98 mm 勺拉拔试件应变主要集中在加载端，而钢筋埋长为 也较大，表明该试件应力峰值向自由端漂移较明显4) 钢筋埋长为98 mm 勺试件粘结应力主要集中在加载端并且受力后的粘结应力分布更加不均匀 ；钢筋埋长 为70 mm 的试件粘结应力峰值有向自由端漂移的趋势 ；钢筋埋长为42 mm 的试件粘结应力峰值有明显向自可以得到如下结论同样大小的粘结应力产生的钢筋滑随着荷载的增大，各点粘结应力 42 mm 勺拉拔试件在自由端的应变7， 8， 剪切型破坏的粘结强度比劈裂粘结强度大，其原因是什么 构件发生变形时，剪切型破坏的粘结强度主要来源于带肋钢筋与混凝土之间形成的机械咬合力，其次 最后是混凝土的剪切强度。

在构件中配置横向带肋钢筋， 能有效提高试件的抗拉强度，T A 、T o 、T u力使外围混凝土犹如受内压的管壁，产生环向拉力。

因此，变形钢筋的外围混凝土处于复杂的三向应力状 态，剪应力及拉应力使横肋混凝土产生内部斜裂缝，而其外围混凝土中的环向拉应力则使钢筋附近的混凝 土产生径向裂缝。

区别：螺纹钢与光圆钢筋的区别是表面带有纵肋和横肋， 通常带有二道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。

螺纹钢属于小型型钢钢材，主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架。

在使用中要求有一定的机械强度、弯曲 变形性能及工艺焊接性能。

生产抗震螺纹钢的原料钢坯为经镇静熔炼处理的碳素结构钢或低合金结构钢， 成品钢筋为热轧成形、正火或热轧状态交货12，图 6-23 ，倒锥形形成原因是什么 答：钢筋混凝土中的钢筋受拉力作用下发生受力变形，在加荷端变形较大，钢筋表面的齿状体对周围接触 的混凝土产生剪切应力和拉应力，混凝土就出现与拉应力一致的斜裂缝，即内裂缝；钢筋应变越大，混凝 土的斜裂缝就越长。

所以，当钢筋拉应力较小时，内裂缝在加荷端较多，随距加荷端距离的增大而消失， 当拉应力增大时，钢筋拔出时内裂缝的发展使试件加荷端出现圆锥体的破坏。

13，6 个因素对粘结应力的影响规律是什么原因是什么在结构设计中是如何考虑的u 与劈拉强度 R l 近乎成正比例关系，内裂缝出现粘结A,开裂粘结应力 c 均随R |的提高相应地增大。

-S 曲线的斜率K 1及K 2有所增大。

图6-25 a , b 为清华大学试验的不同标号拨出试件的 -S 曲线的对比。

随 R 的提高，粘结刚度增大，亦即给定滑动 量下的平均粘结应力均随 R 提高而增大。

浇注位置： 混凝土浇注后有下沉及泌水现象。

处于水平浇注位置的钢筋，其上部的混凝土比较密实；直接位于钢筋下面的混凝土，由于水分、气泡的逸出及混凝土的下沉，并不与钢筋紧密接触，形成一强度 很低的空隙层。

空隙层削弱了钢筋与混凝土间的粘结作用，使平位浇注比竖位浇注的粘结强度及抵抗滑动 的能力显着降低。

同样是水平钢筋，钢筋下混凝土浇注深度越大，粘结强度的降低也越多。

变形钢筋外形特征： 大量的粘结试验表明，在同样浇注位置情况下，变形钢筋的外形变化对于粘结强度的 影响不太敏感。

相对肋面积愈大，钢筋的粘结性能越好。

但是，把相对肋面积作为评价钢筋外形特征的唯 一指标，却存在着导致钢筋外形“过分变形”的危险，肋高的过分增大将增加由于劈裂作用产生的纵向裂 缝的可能性。

而相对肋面积的概念并不能反映钢筋外形特征的劈裂效应。

保护层厚度和钢筋净间距： 增加保护层混凝土厚度，可以提高外围混凝土的劈裂抗力，因而使开裂粘结应 力 c 及极限粘结强度 u 均有相应地提高。

钢筋混凝土梁中钢筋的净间距同样对混凝土的劈裂抗力有影响。

图6-35为Untrauer 所做的不同净间距的梁中钢筋粘结强度的试验结果。

同样梁宽仅配2〜3根钢筋的梁, 其劈裂裂缝为保护层混凝土的竖向开裂；而配置 4、5及 6根钢筋的梁 ( 净间距之半 s ／2小于保护层厚度，则形成水平劈裂,粘结强度显着降低。

钢筋根数越多,净间距越小,粘结强度 筋应力 g 也越小。

横向配筋 ：横向钢筋的存在延缓了径向内裂缝向试件表面发展,使开裂粘结应力劈裂到达试件表面后,横向钢筋限制了劈裂裂缝的开展,因此极限粘结强度 的劈裂破坏。

在混凝土标号基本相同条件下,横向配筋试件到达 横向配筋者有明显的增大。

垂直压应力 ：显然垂直于钢筋的压应力对锚固粘结是有利的,可使钢筋与混凝土间抵抗滑动的摩擦阻 力增大。

压应力愈大,破坏时加荷端的滑动也愈大。

图 6-39 为不同压应力下的粘结滑动曲线的比较,当压应力q = f ：时粘结强度及极限滑动均较 q = 0时提高约一倍。

因为压应力约束了混凝土的横向变形，使局部变形有很大增长，同时也增大了挤压抗力，使粘结强度提高。