第三章 粘结与锚固
第三章粘结与锚固
变形钢筋
构件纵向开裂,形成劈裂裂缝
3-1 粘结作用与粘结机理
3-1-4粘结机理及粘结破坏形态
径向分量
2.粘结破坏形态 变形钢筋
纵向分量
混凝土撕裂
混凝土局部挤碎
刮出式破坏
3-1 粘结作用与粘结机理
3-1-4粘结机理及粘结破坏形态
3.粘结作用 a.钢筋的锚固 若锚固的深度较小时,在拉力作用下,钢筋会 被拔出。 锚固通过钢筋在一定长度上粘结应力的积累, 将钢筋锚固在混凝土中。
3-1 粘结作用与粘结机理
3-1-4粘结机理及粘结破坏形态
3.粘结作用 b.裂缝间应力的传递 裂缝截面处，由于混凝土开裂，拉应力为零， 钢筋应力最大，离开裂缝一段距离，由于粘结作用， 混凝土逐渐承受拉力，钢筋承受的拉力渐小，离开 裂缝截面的距离达到一定程度，拉应力达到最大值， 钢筋的应力达到最小值，因此，粘结力使混凝土继 续参加工作。
la = fy 6 ft d
当c>2d时，la的数值比上式的数值要小
3-3 钢筋在砼中的锚固长度
3-3-2实用的锚固长度计算公式
基本锚固长度（GB50010）：
la = α fy ft d
对不同的情况还要 作修正
la
锚固钢筋的外形系数， 见教材表9-1 对上式作修正 可得搭接长度
ll = ζ l d
3-2-2影响粘结强度的因素
4.保护层厚度
C>d,防止劈裂裂缝
3-3 钢筋在砼中的锚固长度
3-3-1锚固长度的理论分析 原则
钢筋屈服时正好发生 锚固破坏 以直径为2c的混凝土试件内配直径 为d 的变形钢筋为例 纵裂发生在刮出式破坏以前
对象 假定
3-3 钢筋在砼中的锚固长度
锚杆锚固体与土体粘结强度特征浅析
锚杆锚固体与土体粘结强度特征浅析【摘要】锚杆锚固体与土体粘结强度是土木工程领域的重要研究课题。
本文通过概述锚固体与土体粘结强度的基本概念和作用机理，分析影响其粘结强度的因素，并介绍常见的测试方法和研究现状。
研究发现，锚固体与土体粘结强度受多种因素影响，如土体性质、锚杆材料等，而其粘结强度测试方法和研究现状仍待深入探讨。
本文总结了锚固体与土体粘结强度特征，提出未来研究方向，并得出结论，为相关领域的研究和实践提供了重要参考。
【关键词】锚杆、锚固体、土体、粘结强度、影响因素、作用机理、测试方法、研究现状、总结、未来研究方向、引言、结论。
1. 引言1.1 研究背景锚杆锚固体与土体粘结强度是土木工程领域中一个重要的研究课题。
在土木工程中，锚杆锚固体与土体粘结强度的大小直接影响到工程结构的稳定性和安全性。
通过研究锚杆锚固体与土体粘结强度的特征，可以帮助工程师更好地设计和施工工程结构，提高工程的整体质量和性能。
随着我国基础设施建设的不断发展和完善，对于土体与锚固体的粘结强度要求也越来越高。
目前对于锚杆锚固体与土体粘结强度特征的研究还比较有限，尤其是在不同土体条件下的锚固情况。
有必要开展深入的研究，探讨锚杆锚固体与土体粘结强度的特征及其影响因素，为工程设计和施工提供科学依据。
在这样的背景下，本文旨在对锚杆锚固体与土体粘结强度特征进行浅析，探讨其影响因素、作用机理和测试方法，总结目前的研究现状，并提出未来的研究方向。
希望通过本文的研究，能够为相关领域的学术研究和工程实践提供参考，促进土体与锚固体粘结强度的深入研究和应用。
1.2 研究目的本文旨在深入探讨锚杆锚固体与土体粘结强度特征，通过对锚固体与土体粘结强度概述、影响因素、作用机理、测试方法以及研究现状的分析，全面了解该领域的研究进展。
具体研究目的包括：一是探究锚固体与土体粘结强度的基本特征，为深入研究提供基础；二是分析影响锚固体与土体粘结强度的因素，揭示其内在规律；三是探讨锚杆在土体中的作用机理，为工程实践提供理论支持；四是总结常见的测试方法，为实验研究提供方法指导；五是综述锚固体与土体粘结强度的研究现状，为未来研究提供参考。
粘结与锚固
§ 3.1 粘结作用与粘结机理
一、裂缝出现前的粘结作用
粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。 粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。 是钢筋和混凝土形成整体 1.粘结应力 钢筋混凝土受力后会沿钢筋与混凝土接触面上产生剪应力， 钢筋混凝土受力后会沿钢筋与混凝土接触面上产生剪应力， 剪应力 通常把这种剪应力称为粘结应力 粘结应力。 通常把这种剪应力称为粘结应力。 2.粘结作用
二、实用的锚固长度计算公式
规范》 纵向受拉钢筋 受拉钢筋的 ☆ 《规范》规定纵向受拉钢筋的锚固长度 作为钢筋的基本锚固长度 锚固长度。 作为钢筋的基本锚固长度。
la = αv
式中： 式中：
fy ft
d
(3-9) (3-
la
αv
d
——受拉钢筋的锚固长度 受拉钢筋的锚固长度 ——锚固钢筋的外形系数 锚固钢筋的外形系数 ——锚固钢筋的直径 锚固钢筋的直径
二、影响粘结强度的因素
主要影响因素： 主要影响因素：
☆ 混凝土强度
☆ 保护层厚度及钢筋净间距 ☆ 横向配筋及侧向压应力 浇筑混凝土时钢筋的位置 ☆ 浇筑混凝土时钢筋的位置
§ 3.3 钢筋在混凝土中的锚固长度
一、锚固长度的理论分析
基本锚固长度 基本锚固长度
钢筋的基本锚固长度取决于钢筋强度及混凝土抗拉强度， 钢筋的基本锚固长度取决于钢筋强度及混凝土抗拉强度， 钢筋强度 并于钢筋的外形有关。 钢筋的外形有关 并于钢筋的外形有关。
§ 3.2 钢筋与混凝土间的粘结强度
一、粘结强度
1 钢筋和混凝土之间的平均粘结应力 钢筋和混凝土之间的平均粘结应力
τ为
Tu τu = µslc
(3-1) (3-
2 粘结应力 和相对滑移 和相对滑移S 的关系： 的关系：
《粘结与锚固》课件
化学锚固
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总结词：通过化学胶粘剂将锚杆固定在岩石或土壤中，利 用胶粘剂的粘结力实现锚固。
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详细描述
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利用化学胶粘剂将锚杆固定在岩石或土壤中，通过胶粘剂 的粘结力实现锚固。
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适用于各种类型的岩石和土壤，尤其适用于松软土层和破 碎岩层。
新材料的研究与应用
高性能材料
研究具有高强度、耐腐蚀、轻质 等优点的新型材料，如碳纤维复 合材料、钛合金等，以提高粘结 与锚固的性能。
智能材料
探索能够自适应、自修复、智能 响应的新型材料，如形状记忆合 金、压电陶瓷等，以实现粘结与 锚固的智能化。
新型锚固技术的研发
微型锚固技术
研究微小尺寸的锚固技术，适用于小 型结构或特殊环境，如桥梁、高层建 筑、隧道等。
腐蚀介质可能对材料和界面造成损 伤，从而降低粘结力。
03
锚固技术的种类与特点
机械锚固
总结词：通过机械方式将锚杆固定在 岩石或土壤中，利用摩擦力或弯曲变
形实现锚固。
详细描述
利用机械方式将锚杆固定在岩石或土 壤中，通过摩擦力或弯曲变形实现锚 固。
适用于各种类型的岩石和土壤，尤其 适用于硬岩和砂土。
锚杆长度较短，适用于浅层锚固。
桥梁工程的加固
总结词
桥梁工程中的加固是粘结与锚固技术的另一个重要应用领域，通过改善桥梁的承 载能力和耐久性，确保桥梁的安全通行和使用寿命。
详细描述
在桥梁加固中，粘结与锚固技术主要用于桥墩、桥面板等部位的连接和固定，通 过粘贴钢板、碳纤维布或使用锚栓等方式，提高桥梁的整体稳定性和承载能力。
隧道工程的加固
钢筋与混凝土的粘结锚固及钢筋的连接PPT课件
第三节 钢筋与混凝土的粘结
一、钢筋与混凝土的粘结力及其影响因素
粘结力的组成 化学胶结力
摩擦力 机械咬合力
影响钢筋混凝土之间粘结强度的主要因素 混凝土强度 钢筋表面形状 保护层厚度及钢筋净距 箍筋和端部焊接件的作用
第1页/共6页
第三节 钢筋与混凝土的粘结
二、保证钢筋与混凝土粘结的措施
钢筋的锚固——锚固长度
基本锚固长 度
钢筋类型
普通钢筋 预应力钢筋
lab
fy d ft
la b
f py ft
d
光面钢筋 带肋钢筋 螺旋肋钢丝 三股钢绞线
七股钢绞线
α
0பைடு நூலகம்16
0.14
0.13
0.16
0.17
第2页/共6页
受拉钢筋的锚固长度
la a lab 且不应小于0.6 lab 及200 mm
a ——锚固长度修正系数，按如下要求取值：
第3页/共6页
附加机械锚固措施
取基本锚固长
度l a b 的60%
锚固形式 90o弯钩 135o弯钩 一侧贴焊钢筋 两侧贴焊钢筋 焊端锚板 螺栓锚头
技术要求 末端90o弯钩，弯钩内径4d，弯后直段长度12d 末端135o弯钩，弯钩内径4d，弯后直段长度5d 末端一侧贴焊长5d同直径钢筋 末端两侧贴焊长3d同直径钢筋 末端与厚度d的锚板穿孔塞焊 末端旋入螺栓锚头
混凝土结构基础原理 第3章 思考题参考答案
第3章思考题参考答案3-1 什么是钢筋与混凝土之间的粘结作用？有哪些类型？（1）钢筋与混凝土这两种材料能够承受由于变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力，这种剪应力称为粘结应力，通过粘结应力传递二者的应力，使钢筋与混凝土共同受力，为粘结作用。
（2）根据受力性质，钢筋与混凝土之间的粘结作用分为两类：锚固粘结与裂缝间粘结。
3-2 钢筋与混凝土间的粘结力有哪几部分组成？哪一种作用为主要作用？（1）钢筋与混凝土间的粘结作用有三部分组成：○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。
（2）光圆钢筋的粘结力主要由摩擦力和机械咬合作用所组成；带肋钢筋主要表现为机械咬合作用。
3-3 带肋钢筋的粘结破坏形态有哪些？（1）由斜向挤压力径向分量引起的环向拉力增加至一定量时，会在最薄弱的部位沿钢筋的纵轴方向产生劈裂裂缝，出现粘结破坏，引起:○1梁底的纵向裂缝；○2梁侧的纵向裂缝。
（2）由斜向挤压力纵向分量引起：○1会在肋间混凝土“悬臂梁”上产生剪应力，使其根部的混凝土撕裂；○2钢筋表面的肋与混凝土的接触面上会因斜向挤压力的纵向分量产生较大的局部压应力，使混凝土局部被挤碎，从而使钢筋有可能沿挤碎后粉末堆积物形成的新的滑移面，产生较大的相对滑移；○3当混凝土的强度较低时，带肋钢筋有可能被整体拔出，发生刮出式的相对破坏。
3-4 影响钢筋与混凝土之间粘结强度的主要因素有哪些？影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要有：（回答题目可以只写要点）（1）混凝土强度。
光圆钢筋及带肋钢筋的粘结强度均随混凝土强度等级的提高而提高，且与混凝土的劈裂抗拉强度近似成正比。
（2）浇筑混凝土时钢筋所处的位置。
浇筑深度超过300mm时的“顶部”水平钢筋，钢筋的底面混凝土由于水分、气泡的逸出和混凝土泌水下沉，并不与钢筋紧密接触，形成强度较低的疏松空隙层，削弱了钢筋与混凝土的粘结作用。
粘锚结合施工工艺
粘锚结合施工工艺
粘锚结合施工工艺是指在建筑工程中采用粘结剂将钢筋与混凝
土粘结在一起的同时，利用锚具将钢筋固定在混凝土中，以提高钢筋与混凝土的粘结强度和抗拉强度。
粘锚结合施工工艺的优点是可以大幅度提高建筑物的抗震和抗
风性能，减少钢筋与混凝土的应力集中和破坏，使建筑物更加安全稳定。
此外，粘锚结合施工工艺还可以提高建筑物的使用寿命和耐久性。
粘锚结合施工工艺的实施需要注意的是，在钢筋与混凝土粘结之前，必须清洁钢筋表面，确保粘结剂能够充分渗透到钢筋表面形成牢固的粘结。
同时，在锚具的选用和固定过程中，也需要注意力的控制和精确施工，以保证钢筋的固定牢固可靠。
总之，粘锚结合施工工艺是一种先进的建筑技术，可以有效提高建筑物的抗震性能和使用寿命，对于保障建筑物的安全稳定具有重要意义。
- 1 -。
土遗址全长粘结式锚固系统动力响应解析方法
土遗址全长粘结式锚固系统动力响应解析方法大家都知道，土遗址这种东西，它可不是说“挖个坑种个树”那么简单的事儿，得用心去对待，得把它保护好，不能让它在岁月的侵蚀下慢慢消失。
咱们在搞这些遗址保护的时候，最怕的就是动不动就有地震、风暴或者其他自然灾害的干扰，弄得土遗址摇摇欲坠，岌岌可危。
这可怎么办呢？我们可以通过一种神奇的技术手段来“稳住它”——那就是全长粘结式锚固系统。
听起来很复杂吧？其实就是一种将土遗址和周围环境“粘”在一起的技术，增强它的稳定性。
要是你对这玩意儿不太懂，别急，咱一块儿细细聊聊，带你走进这项技术的“奇妙世界”。
什么叫“全长粘结式锚固系统”？简单来说，这就是一种通过长长的锚杆将土遗址与周围的土壤或岩石固定住，让它们稳稳地待在那里，不轻易动弹。
这些锚杆就像是给遗址穿上了“防护衣”，避免它在受到外力，比如地震、风暴啥的，发生位移。
你可以想象一下，遗址就像是坐在摇摇晃晃的车里，锚杆就是车上的安全带，一旦遇到“急刹车”，安全带就会拉住你，稳住你的位置，让你不至于被甩出去。
但你说了，这种锚固系统究竟如何在动力响应下发挥作用呢？说白了，就是当外部力量（比如地震波或风压）作用到遗址上时，这些锚杆得帮忙“吸收”这些外力，不让它们直接把遗址震动得七零八落。
咱们就拿地震来说，地震波传到遗址的时候，如果没有这些锚杆的“保护”，土遗址可能会发生裂缝，甚至坍塌。
而有了这些锚杆的帮助，地震波的力量就会被有效地分散和转移，避免了土遗址发生结构性破坏。
你可以把锚杆想象成是一个个“缓冲器”，让这些外来的动力可以“温柔”地作用到遗址上，不会让它受到过多的冲击。
你知道吗？其实这种技术不仅仅是为了防止遗址被外界的力量摧残，还是为了让遗址能更好地承受自然的力量。
特别是对于一些特殊的土壤环境，比如软土或者松散的沙土，这些地方特别容易发生位移和沉降，遗址一旦“失控”就可能会出问题。
所以，这种粘结式锚固系统可以通过科学的设计，确保锚杆能够深深地“扎根”在土壤或岩石中，与土遗址形成牢固的整体，不管外界怎么折腾，遗址都能稳稳地站着。
《粘结与锚固》课件
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05 粘结与锚固的未来发展趋 势
高性能材料的应用
高性能材料的应用是粘结与锚固领域的重要发展方向之一。随着科技的进步，新 型的高性能材料不断涌现，如碳纤维复合材料、高强度不锈钢等，这些材料具有 轻质、高强、耐腐蚀等优点，能够大大提高粘结与锚固的性能和可靠性。
高性能材料的应用可以降低结构重量，提高结构效率，从而减少能源消耗和环境 污染。同时，高性能材料的广泛应用还可以推动相关产业的发展，促进经济增长 。
《粘结与锚固》课件
目录
• 粘结力与锚固力的基本概念 • 粘结力的影响因素 • 锚固力的计算方法 • 粘结与锚固的应用场景 • 粘结与锚固的未来发展趋势
01 粘结力与锚固力的基本概 念
粘结力的定义
粘结力是指两个物体接触面之间通过 分子间的吸附或粘附作用而产生的力。
粘结力的大小取决于接触面之间的物 理和化学性质，以及胶凝材料的特性。
隧道加固
总结词
隧道加固是粘结与锚固技术的又一重要应用领域，通过在隧道中应用粘结与锚固材料，可以提高隧道 的承载能力和稳定性。
详细描述
在隧道加固中，粘结剂和锚固材料被广泛用于加固隧道的衬砌结构，例如隧道洞壁、拱顶和侧墙等。 这些材料可以有效地将载荷传递到隧道的各个部位，提高隧道的整体性能，确保隧道的安全性和稳定 性。
保护措施。
03 锚固力的计算方法
直接计算法
总结词
基于物理原理和材料特性，通过数学模型直接计算锚固力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大小。
详细描述
直接计算法是根据锚固件的受力特点、材料性质、尺寸和锚固长度等因素，通过 建立数学模型来直接计算锚固力的大小。这种方法需要充分了解锚固材料的力学 性能和锚固件的设计参数，计算过程较为复杂，但精度较高。
有粘结预应力的施工流程是怎样的
引言概述：有粘结预应力的施工流程是一种先进的结构施工技术，它通过向构件中引入预应力，增强构件的承载能力和抗震性能。
本文将详细介绍有粘结预应力的施工流程，包括原材料准备、草图设计、预应力张拉、锚固与粘结等五个大点。
正文内容：一、原材料准备1.钢筋选材：选用优质的高强度钢筋作为预应力材料。
钢筋应符合相关标准要求，并经过质量检测。
2.粘结剂材料准备：选用优质的粘结剂材料，如高性能的粘结剂胶水。
确保粘结剂材料的质量达到要求。
二、草图设计1.根据结构设计要求，绘制施工图纸，明确预应力布置方案和张拉位置。
2.设计预应力锚固部位，确定合适的锚固长度和位置。
三、预应力张拉1.钢筋的预加荷：在张拉之前，对钢筋进行预加荷处理，以消除钢筋的弹性变形。
2.张拉过程：根据设计要求，在钢筋两端设立张拉锚具，通过专用的张拉设备施加预应力。
确保预应力的张拉力符合设计要求。
3.张拉控制：通过张拉监测设备对预应力张拉过程进行实时监测和控制，保证预应力张拉的准确性和稳定性。
四、锚固1.表面处理：在钢筋锚固部位的混凝土表面进行必要的清理、刷涂粘结剂等处理，以确保粘结强度。
2.槽凿：根据设计要求，在混凝土中开凿适当尺寸和深度的锚固槽口。
3.锚固：将张拉后的钢筋锚固固定在锚固槽口中，通过灌注粘结剂进行固定。
五、粘结1.粘结剂施工：在锚固部位灌注粘结剂，使其充分渗透填充锚固槽口，并与钢筋混凝土形成牢固的结合。
2.粘结剂养护：根据粘结剂的要求，进行必要的养护措施，以保证粘结剂的强度和稳定性。
总结：有粘结预应力的施工流程包括原材料准备、草图设计、预应力张拉、锚固与粘结等五个大点。
在施工过程中，需要精确控制各个环节，确保预应力施工的质量和安全。
合理的材料选择和施工管理也是确保工程质量的重要因素。
通过严格遵循施工流程和标准要求，能够有效提升结构的承载能力和抗震性能。
混凝土收缩及钢筋锚固粘结
混凝土收缩及钢筋锚固粘结混凝土的收缩普通混凝土的最终收缩值一般取为3×10^(-4)o水泥用量愈多、水灰比愈大，收缩愈大。
骨料的弹性模量愈大，级配好，密实度大，混凝土捣制愈密实，则收缩愈小。
因此加强养护、减少水灰比，加强振捣是减小收缩的有效措施。
用高标号水泥制成的混凝土收缩大。
另外，使用环境温、湿度大时，收缩减小。
混凝土体积与表面积的比值大时，收缩小。
当混凝土的收缩受到阻碍时，混凝土中将产生拉应力',从而会引起表面的或内部的收缩裂缝。
在预应力混凝土中，收缩还会产生预应力损失。
钢筋与混凝土的粘结钢筋与其周围混凝土之间的相互作用称为钢筋与混凝上的粘结，包括粘结力(应力)与相对滑移。
粘结的重要性在于它是钢筋与混凝土变形一致，共同受力的保证，如是粘结遭到破坏，就会使构件变形增加，裂缝剧烈开展甚至提前破坏。
在重复荷载特别是强烈地震的作用下，很多结构的破坏往往是由于粘结破坏及锚固失效所引起的。
1粘结力的组成钢筋与混凝土的粘结通常是用拉拔钢筋试验来进行的。
粘结力主要是由胶着力、摩擦力、机械咬合力三部分组成的。
一、胶着力混凝土在结硬过程中，水泥胶体与钢筋间会产生吸附胶着力。
混凝土强度等级愈高，胶着力愈大。
在拉拔钢筋试验中，加载初期，胶着力几乎承担了全部拉拔力，随着拉拔力的增大，加载端附近开始丧失胶结力，并出现滑移；当钢筋的自由端也有滑移时，胶着力全部丧失。
二、摩擦力混凝土收缩对钢筋产生正压力随着胶着力的丧失，钢筋与周围混凝土有相对滑移趋势时,在接触面上就出现摩擦力。
刚开始滑移时摩擦力最大,而后逐渐减小。
三、机械咬合力由于钢筋表面粗糙不平而产生的机械咬合作用。
胶着力在粘结力中所占比例较小，光圆钢筋的粘结很大程度上取决于钢筋的表面状况。
试验表明，表面锈蚀的光圆钢筋的粘结力比新轧制的光圆钢筋的大得多。
钢筋用时放在露天锈一下。
变形钢筋的粘结力除胶着力和摩擦力外，最主要的是机械咬合力，即混凝土对钢筋表面横肋的斜向挤压力形成了钢筋在混凝土中的滑移阻力。
结构力学之粘结、锚固
6.1 粘结力的作用和组成 6.2 试验方法和粘结机理 6.3 钢筋的锚固和搭接 6.4 受弯构件的钢筋布置
学习文档
1. 粘 结 力
学习文档
s0
c
cd c
s
sd s
dx
s const
M
M d M
dx
s
sd s
dx
学习文档
由平衡条件可得:
d
d
x
d
4
d s
所以
d 4
d s
dx
称为粘结力
(6—1)
学习文档
2. 粘结力作用
学习文档
N
N
学习文档
粘结力的组成:
混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面 产生的化学胶结力
混凝土收缩或径向约束在混凝土和 钢筋界面产生的摩阻力
钢筋表面粗糙不平或钢筋表面变形, 混凝土和钢筋之间产生的机械咬合 力
学习文档
1. 试验方法
学习文档
机械连接接头连接件的混凝土保护层厚度宜满 足纵向受力钢筋最小保护层厚度的要求。连接 件之间的横向净距不宜小于25mm；
纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。钢筋焊 接接头连接区段的长度为35d，且不小于500mm。 位于同一连接区段内的纵向受力筋的焊接接头 面积百分率，对纵向受拉钢筋接头不应大于 50％。纵向受压筋接头面积百分率可不受限制；
学习文档
3. 固端支座
学习文档
边支座
中支座
l ≥ as l ≥
as
>
≥ la
l ≥ as
l ≥ ah a
l ≥ as
d≤1/25h
≥ la
≥ 5d
d≤1/25h
全长粘结式锚杆锚固机理及受力特性分析
测 的 研 究 工作 。Ｅ— ｉ：ｘｚ ｍａ ｂｋｌ １３ ｅｍ。 ｌ ｍ＠ ６ ．ｏ
・
２ 工 作 荷 载 下 全 长 粘 结 式锚 杆 的 内力计 算
地下工 程开 挖 以后 ， 围岩 表 面 部 分 的 弹性 变 形 能很快 消失 ， 相继 变形 ， 成 了塑性 区 与弹性 区。全 形 长锚 固锚杆 就是 用 来 控 制 开 挖 后 围岩 的变 形 ， 杆 锚 可能有 ２种不 同 的锚 固深 度 ： 度 等 于 或小 于塑 性 长 区； 长度 大 于塑性 区 ， 分深 人弹性 区内。 部
变形 、 动 ， 围岩 和杆体 产 生力学 作 用 。围岩 开挖 滑 使 之后 在岩 体应 力 重新 分 布过 程 中 ， 层 一 定 厚 度 的 表 岩体 产生 向外 的 变 形 ， 杆 受 到 指 向岩 壁 的剪 应力 锚
作用 ， 时较深 部 的 岩 体要 对 杆 体 向外 位 移 产 生约 同 束作 用 ， 样在 杆 体 上 就受 到指 向 内外 不 同 方 向 的 这
矿 业 安 全 与 环 保
第３ ７卷第 ５ 期
全 长 粘 结 式 锚 杆 锚 固机 理 及 受 力特 性 分 析
鲍先凯 李 ； 义
（． １ 内蒙古科技 大学 建筑与土木工程学院 ， 内蒙古 包头 ０ ４ １ ； ． １０ ０ ２ 太原理工大学 矿业工程学院 ， 山西 太原 ０ ０ ２ ） ３０ ４
但是于锚杆本身的结构参数锚固方式和锚固长度金由于地下围岩的复杂性再加上端头锚固锚杆在地属网钢带和梁等构件锚固岩体的坚硬程度结构下工程中应用较早人们在研究中忽视了全长锚固和性质等还取决于锚固岩体的位移流变离层或锚杆和端头锚固锚杆在受力机理上的区别不正确破裂等围岩的损伤破坏了人们 对全 长锚 固锚 杆 支 护 规律 性 的认 识 ，
1—钢筋与混凝土的粘结与锚固(建筑工程)
1 混凝土结构材料的物理力学性能
1.3.3 锚固长度及保证可靠粘结的构造措施
基本锚固长度 进行拔出试验时， 受拉钢筋达到屈服的同 时发生粘结破坏，该临 界情况的锚固长度称为 基本锚固长度，用 la 表示
fy 1 fy la d d bd 4 b ft
1.3 钢筋与混凝土之间的粘结与锚固
1 混凝土结构材料的物理力学性能
光面钢筋的粘结机理 光面钢筋的粘结力主要来自化学胶结力和摩擦力
试件的破坏是钢筋徐徐被拔出的剪切破坏，粘结强度低，滑移大
1.3 钢筋与混凝土之间的粘结与锚固
1 混凝土结构材料的物理力学性能
变形钢筋的粘结机理 变形钢筋的粘结力除了来自化学胶结力和摩擦力外，机 械咬合力是主要来源。
1 混凝土结构材料的物理力学性能
1.3 钢筋与混凝土之间的粘结与锚固
1 混凝土结构材料的物理力学性能
1.3.4 钢筋的搭接长度
ll la
1.3 钢筋与混凝土之间的粘结与锚固
1 混凝土结构材料的物理力学性能
轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采 用绑扎搭接接头。当受拉钢筋直径d>28mm及受压 钢筋直径d>32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。
1.3 钢筋与混凝土之间的粘结与锚固
1 混凝土结构材料的物理力学性能
1.3.2 粘结力的试验与粘结强度
钢筋与混凝土的粘 结强度通常采用拔出试
验来测定。
设拔出力为F，则以粘 结破坏（钢筋拔出或混
凝土劈裂）时钢筋与混
凝土截面上的最大平均 粘结应力作为粘结强度。
F b dl
1.3 钢筋与混凝土之间的粘结与锚固
f y As
1 混凝土结构材料的物理力学性能
2.3.3 钢筋与混凝土之间的粘结和锚固
2.3.3 钢筋与混凝土之间的粘结和锚固2.3.3.1粘结和锚固的意义钢筋和混凝土这两种材料结合在一起，在荷载、温度、收缩等外界因素作用下，能够共同工作，除了两者具有相近的线膨胀系数外，主要是由于混凝土硬化后，钢筋与它周外主要是由于混凝土硬化后钢筋与它周围的混凝土之间产生了良好的相互作用能力。
这种相互作用包括两种情况：¾沿钢筋长度的粘结¾钢筋端部的锚固山东建筑大学土木学院王艺霖23322.3.3.2粘结力的组成粘结的机理由三部分组成：由三部分组成⑴混凝土中水泥胶体与钢筋表面的胶结力；⑵混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力；⑶机械咬合力；山东建筑大学土木学院王艺霖分析：分析¾胶结力：当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。
¾摩擦力：大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。
¾机械咬合力：要分两种情况进行讨论：山东建筑大学土木学院王艺霖（1）光圆钢筋机械咬合力来自于钢筋表面的凹凸不平¾凸凹程度很小，所以不大。
¾因此，光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的。
此结度较低山东建筑大学土木学院王艺霖弯钩（2）变形钢筋◆将钢筋表面轧制出肋形成带肋钢筋，即变形钢筋，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。
从而大大增加了粘结强度对于强度较高的钢筋均需作成变形钢筋以◆对于强度较高的钢筋，均需作成变形钢筋，以保证钢筋与混凝土间具有足够的粘结强度，使钢筋的强度得以充分发挥。
变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力：挤压力¾（1）其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，轴向拉力和剪力使混凝土产生内部斜向锥形裂缝；¾（2）其径向分力使混凝土产生环向拉力，环向拉力环向拉力使混凝土产生内部径向裂缝；变形钢筋外围混凝土的内裂缝拉伸试验的应力－应变曲线（1）当混凝土保护层和钢筋间距较小时，径向裂缝破坏形态分两种：当凝保护层和钢筋间较小时径向裂可发展达到构件表面，产生劈裂裂缝，机械咬合作用将很快丧失产生“作用将很快丧失，产生“劈裂式”粘结破坏。
混凝土结构设计原理：粘结与锚固
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
裂缝出现前的粘结作用
P
P
T1
M1
sh
T 2 M 2 M 1 M
sh
sh
M2=M1+M
M T
sh
T2=T1+T
梁中粘结应力的分布与 M2=M1+M V的分布规律相同； 实际上由于微裂缝的存 在分布规律还要变化
纵裂发生在刮出式破坏以前
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
假定由于p引起的混凝土中的拉应 力按线形分布
la
p
d
(2c'd )
t
2
la
p
(
c' d
1 2
)
t
当t=ft时，锚固破坏
c' 1
pu
( d
) 2
ft
d
c′
c′
p
t
t
d
la
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
钢筋的周长
T M 1 V xs x shs shs
st
实际分布
M1
T1
M1 x
理想 分布
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
裂缝出现后的粘结作用
P
P
T
保证钢筋和混 凝土共同工作
锚固粘结
两种粘结作用
缝间粘结
改善钢筋混凝 土的耗能性能
一、粘结作用与粘结机理
一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间 的平均粘结强度
拔出拉力
u
第9章 粘结与锚固
径向分量
纵向分量
构件纵向开裂
一、粘结作用与粘结机理
4. 粘结破坏形态
变形钢筋
径向分量
纵向分量
混凝土撕裂
混凝土局部挤碎
刮出式破坏
二、钢筋与混凝土间粘结强度
一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间 的平均粘结强度
l 拔出拉力
u
Tu
sl
Tu
钢筋周长
埋置长度
混凝土强度
影响因素
浇注位置（水平浇注、竖向浇注） 钢筋的外形特征
(c d
1 2
)
t
当t=ft时，锚固破坏
c1
pu
( d
) 2
ft
d
c
c
p
t
t
d
la
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
la
当变形钢筋肋倾角为45º时
p
t
t
d
u pu
u
Tu
sla
d 2 f y / 4 dla
df y 4la
la
fy
d
(c d
1) 2
ft
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
保护层厚度和钢筋的净距
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
原则 对象 假定
钢筋屈服时正好发生锚固破坏
以直径为2c的混凝土试件内配 直径为d的变形钢筋为例
纵裂发生在刮出式破坏以前
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
假定由于p引起的混凝土中的拉应 力按线形分布
la
p
d
(2c
d)
t
2
la
p
粘结与锚固
当变形钢筋肋倾角为45º 时
p
t
d
t
u pu
d 2 f y / 4 df y Tu u s la dla 4la
fy la d ( 4c ' 2) f t d
la
三、钢筋在混凝土中的锚固长度
1. 锚固长度的理论分析
fy la d ( 4c ' 2) f t d
（钢筋表面不 平、微锈时可 显著提高咬合 力）
有滑移时粘附力即消失
钢筋受力较大时粘 结力主要由此二部 分组成
一、粘结作用与粘结机理
2. 粘结机理
粘附力 变形钢筋 摩擦力 机械咬合力
主要作用
一、粘结作用与粘结机理
3. 搭接机理
一、粘结作用与粘结机理
3. 粘结试验
搭接长度
搭接长度试验
半梁试验
拔出试验
令c' 2d
la
fy 6 ft
d
当c′>2d度
2. 实用锚固长度的计算公式
基本锚固长度（GB50010）：
la
la
fy ft
d
对不同的情况还要作修正
锚固钢筋的外形系数，见 教材表3-1 对上式作修正可 得搭接长度
ll ld
1. 粘结作用
裂缝出现前的粘结作用
P P
M 2 M1 M 2 M1 T2 T1 sh sh sh
M1 M2=M1+M T2=T1+T
M T sh
T1 M1
梁中粘结应力的分布与 M2=M1+M V的分布规律相同； 实际上由于微裂缝的存 在分布规律还要变化 钢筋的周长 实际分布
第三章 粘结和锚固
第三章粘结和锚固1、什么是钢筋与混凝土之间的粘结作用，有哪些类型？答：钢筋和混凝土之间具有足够的粘结强度，能承受由于变形差沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力，这种剪应力称为粘结应力。
通过粘结应力来传递二者的应力，使钢筋和混凝土共同受力。
锚固粘结和局部粘结。
2、钢筋与混凝土间的粘结力有哪几部分组成？哪一种作用为主要作用？答：混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力；钢筋与混凝土接触面上的摩擦力；钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合作用。
摩擦力和机械咬合力3、带肋钢筋的粘结破坏形态有哪些？答：径向分量——沿钢筋的纵轴方向产生劈裂裂缝；纵向分量——根部的混凝土撕裂，混凝土局部被挤碎；混凝土强度较低时，带肋钢筋整体被拔出，刮出式的破坏。
4、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的主要因素有哪些？答：混凝土强度，浇筑位置，保护层厚度及钢筋净距离，横向配筋及侧向压应力等。
5、确定基本锚固长度的原则是什么？如何确定钢筋的基本锚固长度？答：原则：保证钢筋在混凝土中锚固可靠，就是要求钢筋屈服时仍未出现锚固破坏。
在钢筋受力屈服的同时正好发生锚固破坏。
6、对水平浇筑的钢筋混凝土梁，其顶部钢筋与混凝土件的粘结强度和底部钢筋与混凝土件的粘结强度相比有何区别？为什么？答：顶部的要小于底部。
原因是底部要承受着较大的拉力。
7、两根钢筋在混凝土搭接时是否允许钢筋并拢？为什么？答：不允许。
搭接区一段的钢筋通过与混凝土之间的粘结将其所受的力穿给另外一段的钢筋。
8、钢筋传递长度l tr和锚固长度l a之间的区别和联系是什么？答：传递长度：钢筋通过粘结作用把加于骑上的拉力传递给混凝土所需的粘结长度。
锚固长度：将钢筋在混凝土中延伸一段长度来实现钢筋与混凝土之间的锚固的。
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10
一、粘结作用与粘结机理
5. 粘结破坏形态
变形钢筋
径向分量
纵向分量
混凝土撕裂
混凝土局部挤碎
刮出式破坏
11
二、钢筋和混凝土间粘结强度
一般用拔出试验测出钢筋与混凝土 间的平均粘结强度
拔出拉力 100 钢 筋
100
Tu u slc
钢筋周长 埋置长度
自由 端
lc=5d 套 管
混凝土强度 浇注位置（水平浇注、竖向浇注）
混凝土结构基本原理
第三章 粘结与锚固
同济大学土木工程学院 顾祥林
gxl@
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
P P
M 2 M1 M M1 T2 T1 sh sh sh
裂缝出现前的粘结作 用
M1 M2=M1+M T2=T1+T
M T sh
粘附力 变形钢筋 摩擦力 机械咬合力
主要作用
5
一、粘结作用与粘结机理
3.
4. 粘结试验
x x
T s ltr
Ass2
ltr
Ass1
⊿x
s=T/As T
s
A s1 s 2 s
xs
s As xs
x 0
2~3d
影响因素
钢筋的外形特征 保护层厚度和钢筋的净距
Tu
12
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
原则
钢筋屈服时正好发生锚固破坏
对象
以直径为2c的混凝土试件内配 直径为d的变形钢筋为例
假定
纵裂发生在刮出式破坏以前
13
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
假定由于p引起的混凝土中的拉应 力按线形分布
Bearing stresses
18
谢谢！
19
la d p
la p d (2c'd )
t
2
la
c' 1 p ( ) t d 2
当t=ft时，锚固破坏
t
c′ c′ d
t
c' 1 pu ( ) f t d 2
14
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
当变形钢筋肋倾角为45º 时
p la
t
d
t
u pu
T1 M1
梁中粘结应力的分布与 M2=M1+M V的分布规律相同； 实际上由于微裂缝的存 在分布规律还要变化 钢筋的周长 实际分布
x
T M 1 V x s x s h s s h s
st
理想 分布
2
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
裂缝出现后的粘结作 用
2c
16
三、锚固、搭接长度
2. 实用计算公式
基本锚固长度（GB50010）：
la
fy ft
d
对不同的情况还要作修正
锚固钢筋的外形系数，见 教材表3-1 对上式作修正可 得搭接长度
ll la
la
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三、锚固、搭接长度
3. 端部带弯钩钢筋的锚固
0.4 la Gap T
s
T
15d
d 2 f y / 4 df y Tu u s la dla 4la
fy la d ( 4c ' 2) f t d
15
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
fy la d ( 4c ' 2) f t d
令c' 2d
la
fy 6 ft
d
当c′>2d时，la的数值比上式的数值要小
d s As dx s
7
一、粘结作用与粘结机理
4. 粘结试验
搭接长度 自由 端 lc=5d 套 管
2~3d
搭接长度试验 半梁试验
延伸长度
拔出试验 延伸长度试验
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一、粘结作用与粘结机理
5. 粘结破坏形态
光圆钢筋
钢筋拔出
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一、粘结作用与粘结机理
5. 粘结破坏形态
变形钢筋
径向分量 纵向分量
构件纵向开裂
P
P
两种粘结作用
T
保证钢筋和混 凝土共同工作
锚固粘结
缝间粘结
改善钢筋混凝 土的耗能性能
3
一、粘结作用与粘结机理
2. 粘结机理
粘附力
有滑移时粘附力即消失
光圆钢筋
摩擦力 机械咬合力
（钢筋表面不 平、微锈时可 显著提高咬合 力）
钢筋受力较大时粘 结力主要由此二部 分组成
4
一、粘结作用与粘结机理
2. 粘结机理