六 钢筋与混凝土的粘结

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钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结随着社会的发展,技术的进步,钢筋混凝土材料在住房、建筑、交通、军事、水利等领域被广泛应用,钢筋混凝土结构就是利用了钢筋的高抗拉强度和混凝土的高抗压强度,而钢筋和混凝土之间的足够粘结是保证两者共同受力的前提。

目前,两者完美的结合,造就了许多建筑奇迹,满足了结构的高强性、耐久性、抗灾性、抗震性等实用要求,保证了结构的使用寿命和使用安全。

同时,也给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化,让人们享受到安全舒适的生存环境。

由此可见,钢筋和混凝土的粘结非常重要,下面从以下几个方面加以论述。

一、粘结力的作用粘结力是指粘结剂与被粘结物体界面上分子间的结合力,粘结力使得钢筋和混凝土两种性质不同的材料在一起共同受力、共同工作,并承受构件因受荷在两种材料之间产生的剪应力,两者不至于发生滑移。

如果粘结力失效,钢筋混凝土构件就会发生破坏。

可见,粘结力的大小,直接影响着构件的稳定性和使用寿命。

二、粘结力的组成及粘结机理钢筋和混凝土的粘结力由三部分组成:1、化学胶结力混凝土在硬化过程中,水泥胶体与钢筋之间产生的吸附胶着作用,这种吸附作用力来自浇筑时水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透,以及水化过程中水泥晶体的生长和硬化,这种作用力一般比较小,仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用,当接触面发生相对滑移时,该力即消失。

2、摩阻力由于混凝土凝固时的收缩,使钢筋周围的混凝土握裹在钢筋上,当钢筋和混凝土之间出现相对滑移的趋势,则此接触面上将产生摩阻力。

对于光圆钢筋表面轻度锈蚀有利于增加摩阻力,但摩阻作用也很有限;对于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小,机械咬合也不大,因此,光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的,为保证光面钢筋的锚固,通常需要在钢筋端部弯钩、弯折或焊短钢筋,以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。

3、机械咬合力即钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力作用力,对于光圆钢筋这种咬合力来自表面的粗糙不平。

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。

第2节 钢筋与混凝土的粘结

第2节  钢筋与混凝土的粘结

3.偶然荷载 在结构使用期间不一定出现,而一旦出现,其量值很大 且持续时间很短的荷载称为偶然荷载,如爆炸力,撞击力等。
二、荷载代表值:
定义:结构设计时,对于不同的荷载和不同的设计情况, 应赋予荷载不同的量值,该量值即荷载代表值。 1.荷载标准值 定义:荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概
率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。
以系数1.1。
④除构造需要的锚固长度外,当纵向受力钢筋的实际配
筋面积大于其设计计算面积时,如有充分依据和可靠
措施,其锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面 积的比值(有抗震设防要求及直接承受动力荷载的构 件除外)
当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或者机械锚固措施时,包括 弯钩和附加锚固端头在内的锚固长度可取为取基本锚固长度的 0.6倍。 采用弯钩或者机械锚固可以提高钢筋的锚固力,因此
直螺纹套筒接头
纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开。
钢筋机械连接接头连接区段的长度为 35d ( d 为纵向受力
钢筋的较小直径)。
位于同一连接区段内纵向受拉钢筋机械连接接头面积百
分率不宜大于50%,纵向受压钢筋可不受限制;在直接承 受动力荷载的结构构件中不应大于50%。
(3)焊接接头
纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。
正后的锚固长度不应小于计算值的0.6倍,且不应小于200mm:
la ζ a lab
①对带肋钢筋,当钢筋直径大于 25mm 时乘以系数 1.1 ,在锚 固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的 3倍时乘以系数 0.8 , 混凝土保护层厚度大于钢筋直径的5倍时乘以系数0.7。
②对环氧树脂涂层带肋钢筋乘以系数1.25。 ③当钢筋在混凝土施工中易受扰动(如滑模施工)时乘

钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结

无滑移理论的假定见下图:
即:裂缝所在截面与应力分布不受裂缝影响的截面之间的距 离S0等于混凝土保护层厚度c(引用了工程中常用的45度扩 散角的假定)
无滑移理论最大裂缝宽度计算公式:
max 2S0 s 2c s 2c s
Es kc
s
Es
其中引入的k为最大裂缝宽度的扩大倍数,由试验确定。 另外,由大量试验得出,混凝土的裂缝宽度与混凝土保护层厚度线性相关:
依据以上统计的试验数据,有以下裂缝计 算公式:
变形钢筋m 1.67c , max 3.3c 光圆钢筋m 1.89c , max 3.75c
为构件表面的计算平均应变,最大裂缝宽度 max 为离
散的裂缝宽度中出现频率为1把混凝土保护层厚度c作为影响裂 缝宽度的最重要因素之一,在c=15~80mm范围内相符度较 好,低于或者超过这个范围的,计算结果会偏小或偏大。
钢筋与混凝土的粘结
傅林峰 2013.12.2
+ 在钢筋混凝土结构中,钢筋和混凝土这两
种材料之所以能共同工作的基本前提是具 有足够的粘结力,能承担沿钢筋与混凝土 接触面上产生的剪应力,通常把这种剪应 力称为钢筋和混凝土之间的粘结应力
dT ddx
粘结作用一般分为以下三种: 1.附着粘结——由于附着力或毛细力的存在而产生,这种
假设:构件开裂后贯穿截面的裂缝宽度相同,即 在钢筋附件表面的裂缝宽度相等。
所以,裂缝宽度应该是裂缝间距范围内钢筋与混凝土的受拉伸长量差。
m ( s c )lm lm s (1 c / s ) lm s
引入裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数 = 代入得到m
+ 4.钢筋周围的约束条件
+ 5.横向配筋的影响

钢筋与混凝土之间的粘结强度_概述说明

钢筋与混凝土之间的粘结强度_概述说明

钢筋与混凝土之间的粘结强度概述说明1. 引言1.1 概述钢筋与混凝土之间的粘结强度是混凝土结构中非常重要的一个参数。

粘结强度影响着混凝土梁、柱等构件的承载力和耐久性,而且也直接关系到整个混凝土结构的安全性和稳定性。

因此,了解钢筋与混凝土之间的粘结强度以及相关影响因素具有重要意义。

1.2 文章结构本文将首先介绍钢筋和混凝土各自的特性,分析它们在工程中的应用情况。

然后,我们将详细探讨钢筋与混凝土之间的粘结机理,包括物理和化学两种主要机制。

接着,我们将进一步讨论影响粘结强度的因素,如钢筋表面处理方法、混凝土配合比和浇筑工艺、环境条件和养护措施等。

最后,我们将提出一些提高粘结强度的实际措施和应用场景,并对未来发展进行展望。

1.3 目的本文旨在全面介绍钢筋与混凝土之间的粘结强度及其相关知识,为混凝土结构设计和建筑工程实践提供参考。

通过对粘结机理和影响因素的深入分析,希望能够提高对钢筋与混凝土粘结强度问题的理解,从而有效地应用于工程实践中,提升结构的安全性、耐久性和经济性。

此外,通过探索未来的发展方向,也能够促进该领域的研究进展和创新。

2. 钢筋与混凝土的特性2.1 钢筋的性质钢筋是一种具有高强度和韧性的金属材料,常用于加固混凝土结构。

其主要特性包括以下几个方面:首先,钢筋具有优异的拉伸强度。

相比于混凝土,钢筋在拉伸方向上能够承受更大的力量。

这使得钢筋成为抵抗混凝土结构中出现的拉应力和开裂问题的理想选择。

其次,钢筋还表现出良好的抗压能力。

虽然钢筋在受到压力时会失去拉伸强度,但它仍然具备相当高的抗压承载能力。

因此,在混凝土结构中使用钢筋可以有效地增强整体抗压试验。

此外,钢筋还具有较好的耐腐蚀性能。

由于混凝土结构通常暴露在潮湿环境下或者与化学物质接触,所以使用能够防止腐蚀作用对钢筋试验造成损害非常重要。

最后,值得注意的是,在不同类型和规格的钢筋中,其特性也会有所不同。

因此,在设计和选择钢筋时,必须根据具体项目的需求进行合理选择。

钢筋与混凝土之间的粘结作用

钢筋与混凝土之间的粘结作用

钢筋与混凝土之间的粘结作用
钢筋与混凝土之间的粘结作用是构成钢筋混凝土结构的重要力
学基础。

混凝土最大的特点是具有良好的压力性能,而钢筋则具有很好的拉力性能。

将两者结合在一起,可以充分发挥各自的优势,改善材料性能,提高结构的承载能力和抗震性能。

钢筋与混凝土之间的粘结作用主要是靠混凝土与钢筋之间的摩
擦力和化学键的相互作用实现的。

当钢筋埋入混凝土中时,混凝土会在钢筋表面形成一层较密实的硬壳,防止钢筋腐蚀,同时在钢筋表面与混凝土之间形成微小凸起和凹槽,增加了它们之间的摩擦力。

另外,在混凝土凝固后,水泥浆中的钙化合物和钢筋表面的氧化铁会产生化学键,进一步增强了钢筋与混凝土之间的粘结力。

钢筋与混凝土之间的粘结力大小与许多因素有关,比如混凝土强度、钢筋直径、混凝土与钢筋之间的覆盖层厚度等。

因此,在设计钢筋混凝土结构时,需要考虑这些因素的影响,并采取合适的措施来加强钢筋与混凝土之间的粘结力,以保证结构的安全性和可靠性。

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混凝土与钢筋之间的粘结机理

混凝土与钢筋之间的粘结机理

混凝土与钢筋之间的粘结机理一、引言混凝土与钢筋之间的粘结是混凝土结构中最基本的力学问题之一。

混凝土作为具有较好的压缩性能的材料,钢筋则具有较好的拉伸性能。

混凝土与钢筋之间的粘结质量直接影响混凝土结构的受力性能,是混凝土结构设计和工程实际应用中需要关注的重要问题。

本文将从混凝土与钢筋之间的粘结机理、影响粘结质量的因素以及提高粘结质量的措施三个方面进行探讨。

二、混凝土与钢筋之间的粘结机理混凝土与钢筋之间的粘结机理是混凝土结构设计中的基础性问题。

混凝土与钢筋之间的粘结是因为混凝土在硬化过程中与钢筋表面发生化学反应,使得钢筋与混凝土之间产生粘结力。

具体来说,混凝土在硬化过程中,水泥石与水发生水化反应,形成了水化产物,这些产物与钢筋表面的氧化物、氢氧化物等物质发生反应,形成了一层新的物质,称为钢筋与混凝土之间的粘结界面。

这个界面既包括化学反应形成的水化产物,也包括物理上的机械锚固。

三、影响粘结质量的因素混凝土与钢筋之间的粘结质量会受到多种因素的影响,包括混凝土本身的性质、钢筋的表面形态和钢筋与混凝土之间的界面形态等。

1.混凝土本身的性质混凝土本身的性质是影响混凝土与钢筋之间粘结质量的重要因素之一。

混凝土中水泥的种类、水灰比、骨料的类型和粒径等因素都会影响混凝土与钢筋之间的粘结质量。

一般来说,水灰比越小,混凝土的强度越高,混凝土与钢筋之间的粘结质量也会更好。

2.钢筋的表面形态钢筋表面的形态也会影响混凝土与钢筋之间的粘结质量。

钢筋表面的锈蚀、氧化等物质会影响粘结质量,而表面处理可有效提高粘结质量。

例如,钢筋表面的喷砂、喷丸处理等可去除钢筋表面的锈蚀、氧化等物质,提高钢筋与混凝土之间的粘结质量。

3.钢筋与混凝土之间的界面形态钢筋与混凝土之间的界面形态也是影响粘结质量的重要因素之一。

界面形态主要包括钢筋的直径、表面形态和混凝土中骨料的粒径等。

钢筋直径越大,混凝土与钢筋之间的粘结面积也就越大,粘结质量也会更好。

而骨料的粒径过大或过小,都会影响混凝土与钢筋之间的粘结质量。

混凝土与钢筋的粘结

混凝土与钢筋的粘结

混凝土与钢筋的粘结混凝土与钢筋的粘结是建筑工程中非常重要的一环。

它决定了混凝土结构的稳定性和强度,直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。

在本文中,将介绍混凝土与钢筋的粘结机理、粘结性能测试以及影响粘结性能的因素,并探讨如何提高混凝土与钢筋的粘结强度。

一、混凝土与钢筋粘结机理混凝土与钢筋的粘结是由于化学和物理相互作用而产生的。

当混凝土凝固后,水泥胶体开始逐渐硬化,形成坚固的胶凝体。

同样的,钢筋表面与混凝土中的水泥胶体发生反应,并形成了一层胶体粘结层。

这层胶体粘结层将混凝土和钢筋牢固地粘合在一起,使其成为一个整体。

二、粘结性能测试方法为了评估混凝土与钢筋的粘结性能,常用的测试方法有剪切试验和拉伸试验。

1.剪切试验:剪切试验是测定混凝土与钢筋粘结强度的常用方法。

一般采用双剪试验或剪切铰接试验。

在这些试验中,混凝土试块上面安装有两根钢筋,底部则安装一个刚度较高的支撑装置。

通过对试块施加剪切力,观察混凝土与钢筋的粘结强度。

2.拉伸试验:拉伸试验是测定混凝土与钢筋粘结性能的另一种方法。

拉伸试验通常使用拉伸试件,其两端固定有一根或多根钢筋。

通过施加拉力,在观察试件的破坏形态和力学性能的基础上,评估混凝土与钢筋之间的粘结性能。

三、影响混凝土与钢筋粘结的因素混凝土与钢筋粘结性能受多种因素的影响。

其中包括混凝土本身的性质、钢筋表面状态以及施工工艺等。

1.混凝土本身的性质:混凝土的强度、含水量和孔隙结构等对粘结性能有重要影响。

强度越高、孔隙结构越密实的混凝土,其与钢筋之间的粘结强度越高。

2.钢筋表面状态:钢筋表面的氧化皮、锈蚀和油污等会降低与混凝土的粘结性能。

因此,在施工前对钢筋进行清洁处理可以提高粘结性能。

3.施工工艺:施工中的坍落度、振捣浇筑和养护等工艺措施也会影响混凝土与钢筋的粘结性能。

合理的施工操作能够提高粘结性能,确保混凝土充分包覆钢筋。

四、提高混凝土与钢筋粘结强度的方法为了提高混凝土与钢筋的粘结强度,可以采取以下措施:1.优化混凝土配方:在设计混凝土配合比时,可以选择高强度胶结材料,增加胶结剂和细集料的粘结性能,以提高混凝土与钢筋的粘结强度。

钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结
筋(箍筋或螺旋钢筋 )或增加混凝土的保 护层厚度(c/d),可提高粘结强度。
7.2 钢筋与混凝土的粘结

The concrete will be component of
如果钢筋周围的横 向钢筋较多或混凝土 的保护层(c/d)较 大,径向裂缝很难发 展达到构件表面,则 肋前部的混凝土在水 平分力和剪力作用下 最终将被挤碎,发生 沿肋外径圆柱面的剪 切破坏,形成所谓的 “刮梨式”破坏.
7.2 钢筋与混凝土的粘结
7.2
钢筋与混凝土的粘结
◆ When the distance between the cover and the bar is small the radial crack will stretch to the surface of the member and the mechanical bearings will lost quickly ,and split , bond failure will appear. 当混凝土保
5d 135° 4d(Ⅱ级钢筋) D= 5d(Ⅲ级钢筋) 5d d d 5d
d d
7.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。

对与强度较高的钢筋,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。
7.2
钢筋与混凝土的粘结

The rust on the surface of the plain round bar will increase friction although it is so limited. Bond between the plain round bar and concrete is low because of friction interlock between bar surface deformations and concrete is small. Usually we can bend or solder a short reinforcement at the end of a reinforcement in order to resist too much slip between reinforcement and concrete ,and then ensure the anchor of the plain round bar.

混凝土与钢筋之间的粘结性能研究

混凝土与钢筋之间的粘结性能研究

混凝土与钢筋之间的粘结性能研究一、前言混凝土和钢筋是混凝土结构中最基本的两个材料,它们之间的粘结性能对于保证混凝土结构的力学性能及使用寿命有着至关重要的作用。

本文旨在对混凝土与钢筋之间的粘结性能进行研究,以期为混凝土结构的设计和施工提供有益的参考。

二、混凝土与钢筋之间的粘结机理混凝土与钢筋之间的粘结机理主要有两种:机械锚固和化学锚固。

机械锚固是指混凝土通过摩擦力和钢筋表面的凹凸不平相互作用,使钢筋得到固定的一种方式;化学锚固是指在混凝土中添加一种粘结剂,使其与钢筋表面发生化学反应,从而形成一层致密的化学粘结层,提高钢筋与混凝土之间的粘结强度。

三、影响混凝土与钢筋之间粘结性能的因素1.混凝土强度:混凝土的强度对其与钢筋之间的粘结性能有着直接的影响。

一般来说,混凝土的强度越高,其与钢筋之间的粘结强度越大。

2.钢筋表面形状:钢筋表面的粗糙程度也是影响混凝土与钢筋之间粘结性能的重要因素。

表面粗糙的钢筋可以增加混凝土与钢筋之间的摩擦力,从而提高粘结强度。

3.混凝土与钢筋之间的锚固长度:锚固长度是指混凝土中能够有效固定钢筋的长度。

锚固长度越大,粘结强度也越高。

4.混凝土的配合比:混凝土的配合比也会影响其与钢筋之间的粘结性能。

过多的水泥会导致混凝土的收缩,从而削弱钢筋与混凝土之间的粘结强度。

5.养护条件:养护条件也是影响混凝土与钢筋之间粘结性能的因素之一。

充分的养护可以保证混凝土的强度和密实性,提高其与钢筋之间的粘结强度。

四、混凝土与钢筋之间的粘结性能测试方法1.拉拔试验:拉拔试验是一种常用的测试混凝土与钢筋之间粘结性能的方法。

该方法通过施加拉力来破坏混凝土与钢筋之间的粘结,从而得出粘结强度。

2.剪切试验:剪切试验是一种通过施加剪力来测试混凝土与钢筋之间粘结性能的方法。

该方法可以更真实地模拟混凝土结构中发生的受力状态,因此被广泛应用。

3.梁试验:梁试验是一种通过制作混凝土梁来测试其与钢筋之间粘结性能的方法。

该方法可以模拟实际的混凝土结构受力状态,因此能够更全面地评估混凝土与钢筋之间的粘结性能。

钢筋与混凝土之间的粘结作用

钢筋与混凝土之间的粘结作用

钢筋与混凝土之间的粘结作用
钢筋与混凝土之间的粘结作用是指钢筋利用混凝土表面附着力,将钢筋与混凝土紧密连接起来的现象。

这种粘结作用是钢筋与混凝土合成结构的基础,其强度的好坏直接影响着合成结构的整体性能。

其主要原因有以下几个:
1. 重力作用:混凝土自身的重力对钢筋形成压力,从而使钢筋与混凝土之间的粘结更加牢固。

2. 摩擦力作用:混凝土表面的毛细孔和孔隙能够抓住钢筋表面的凸起部分,从而形成阻力和摩擦力,增加粘结力。

3. 成分变化作用:混凝土凝固后,水分逐渐蒸发,混凝土会发生收缩变化,这时候就会产生负压,让钢筋与混凝土更加紧密地结合在一起。

总之,钢筋与混凝土之间的粘结作用是混凝土结构能够承受外力的基础,因此在混凝土结构的设计和施工中需要特别注意钢筋与混凝土之间的粘结强度问题。

钢筋和混凝土之间的粘结力的组成

钢筋和混凝土之间的粘结力的组成

钢筋和混凝土之间的粘结力的组成钢筋和混凝土是建筑构件中最常用的材料之一,它们之间的粘结力是保证构件稳定和强度的重要体现。

本文将会介绍钢筋和混凝土之间的粘结力的组成部分,包括静力粘结力、微观粘结力和化学粘结力。

静力粘结力是指混凝土从外部施加的压力使钢筋与混凝土粘结的力。

在混凝土浇筑过程中,混凝土将流进钢筋的空隙中,填满了几乎所有的孔隙。

然后,混凝土会在钢筋周围的围墙中形成许多凸起和凹槽。

这两个部分的接触面积越大,它们之间的静力粘结力也就越大。

微观粘结力是指混凝土和钢筋之间的微观连接。

当混凝土硬化后,会形成一种结晶状态,形成了无数的微小孔隙和花岗岩石粒。

这些小孔隙和球状物可以与钢筋表面形成一个小突起。

当两个表面接触时,这些小突起形成了许多小孔隙和小孔,可以将钢筋固定在混凝土中。

这种连接力是微观力学作用的产物。

化学粘结力是指混凝土表面的胶体颗粒与钢筋表面的物质进行反应,形成粘结。

混凝土的主要成分是水泥、水、石灰和砂石,其中的胶体颗粒和钢筋表面的氧化物和氢氧化物等化学物质可以相互反应,形成一定的化学键。

虽然化学键的粘附力不同于静力粘结和微观粘结力,但在
整个粘结系统中起着重要的作用。

这种化学反应形成的粘接力强度是基于化学性质的。

总之,钢筋和混凝土之间的粘结力是由静力粘结力、微观粘结力和化学粘结力三个部分组成的。

每种粘结力因素的影响程度会受到多个方面的影响,包括混凝土浇筑质量、钢筋表面的处理、混凝土硬化等。

这些因素决定了构件的粘结质量和强度,关乎着建筑的稳定与安全,因此在建筑施工过程中应重视和注意到这种粘结。

钢筋与混凝土的粘结就计算.doc

钢筋与混凝土的粘结就计算.doc

钢筋与混凝土的粘结就计算.doc范本一:一:钢筋与混凝土的粘结力计算1.1 引言钢筋与混凝土的粘结力是混凝土结构的重要参数之一,影响着结构的承载力和耐久性。

本文档旨在介绍钢筋与混凝土粘结力计算的相关内容。

1.2 粘结力计算的基本原理钢筋与混凝土的粘结力是由表面摩擦力和化学粘结力两部分组成。

表面摩擦力由钢筋和混凝土的粗糙接触面积和表面摩擦系数决定;化学粘结力则是指钢筋的锈蚀与氧化物与混凝土间的发挥作用产生的粘结力。

1.3 粘结力计算公式根据相关研究和实验数据,钢筋与混凝土的粘结力可以通过以下公式计算:粘结力 = 表面摩擦力 + 化学粘结力1.3.1 表面摩擦力的计算表面摩擦力 = 钢筋与混凝土的粗糙接触面积 × 表面摩擦系数1.3.2 化学粘结力的计算化学粘结力 = 钢筋的锈蚀与氧化物与混凝土间的发挥作用产生的粘结力1.4 粘结强度的影响因素钢筋与混凝土的粘结力受到以下因素的影响:1.4.1 温度1.4.2 钢筋直径1.4.3 表面处理方式1.4.4 温度变化1.4.5 湿度1.4.6 混凝土强度1.4.7 钢筋锈蚀程度二:附件本文档涉及的附件包括:粘结力计算示例、粘结力实验数据表等。

三:法律名词及注释1. 粘结力:指钢筋与混凝土之间的粘结强度。

2. 表面摩擦力:由钢筋与混凝土的粗糙接触面积和表面摩擦系数决定的粘结力。

3. 化学粘结力:指钢筋的锈蚀与氧化物与混凝土间的发挥作用产生的粘结力。

范本二:一:钢筋与混凝土的粘结力计算1.1 概述钢筋与混凝土的粘结力是混凝土结构设计和施工中重要的参数之一,直接影响结构的承载性能和耐久性。

本文档旨在提供钢筋与混凝土粘结力计算的详细步骤和方法。

1.2 粘结力计算理论基础钢筋与混凝土的粘结力主要由表面摩擦力和化学粘结力两部分组成。

表面摩擦力取决于钢筋和混凝土的接触面积和表面摩擦系数,而化学粘结力则是由钢筋的锈蚀产生的。

1.3 粘结力计算公式根据研究和实验数据,钢筋与混凝土的粘结力可通过以下公式计算:粘结力 = 表面摩擦力 + 化学粘结力1.3.1 表面摩擦力的计算表面摩擦力 = 钢筋与混凝土的接触面积 × 表面摩擦系数1.3.2 化学粘结力的计算化学粘结力 = 钢筋锈蚀产生的粘结力1.4 粘结力影响因素钢筋与混凝土的粘结力受以下因素的影响:1.4.1 温度1.4.2 钢筋直径1.4.3 表面处理方式1.4.4 温度变化1.4.5 湿度1.4.6 混凝土强度1.4.7 钢筋锈蚀程度二:附件本文档涉及的附件包括:粘结力计算实例、相关实验数据表等。

钢筋混凝土钢筋与混凝土的粘结性能

钢筋混凝土钢筋与混凝土的粘结性能

钢筋混凝土钢筋与混凝土的粘结性能在建筑领域中,钢筋混凝土是一种被广泛应用的结构材料,其优异的性能使得各种建筑物和基础设施得以稳固矗立。

而钢筋与混凝土之间的粘结性能,则是钢筋混凝土结构能够正常工作的关键因素之一。

要理解钢筋与混凝土的粘结性能,首先得明白它们各自的特性。

混凝土是一种由水泥、骨料、水等混合而成的复合材料,具有较高的抗压强度,但抗拉强度较低。

而钢筋则具有出色的抗拉强度。

当这两种材料结合在一起时,就形成了既能抗压又能抗拉的钢筋混凝土结构。

那么,钢筋与混凝土是如何粘结在一起的呢?这主要依靠它们之间的化学胶着力、摩擦力和机械咬合力。

化学胶着力是指在混凝土凝固初期,水泥浆体中的水泥颗粒与钢筋表面产生的化学吸附作用。

这种力在粘结的初期起着重要作用,但随着时间的推移和环境的变化,其作用会逐渐减弱。

摩擦力则是由于钢筋与混凝土接触面之间的相对滑动趋势而产生的阻力。

当外力试图使钢筋与混凝土发生相对滑动时,这种摩擦力会起到抵抗作用。

然而,摩擦力的大小取决于接触面的粗糙程度以及所受的压力大小。

机械咬合力是钢筋与混凝土粘结性能中最为重要的部分。

它是通过钢筋表面的变形(如肋纹、弯钩等)与混凝土之间的相互嵌锁而产生的。

这些变形能够有效地阻止钢筋与混凝土之间的相对滑动,从而大大提高了粘结强度。

影响钢筋与混凝土粘结性能的因素众多。

首先是钢筋的表面特征。

钢筋表面的粗糙程度、肋纹的形状和间距等都会对粘结性能产生影响。

一般来说,表面粗糙且肋纹间距合理的钢筋能够提供更好的粘结效果。

混凝土的强度也是一个关键因素。

高强度的混凝土能够提供更大的握裹力,从而增强与钢筋的粘结性能。

同时,混凝土的保护层厚度也不容忽视。

足够的保护层厚度不仅可以保护钢筋免受外界环境的侵蚀,还能提高粘结性能。

此外,钢筋的锚固长度同样重要。

锚固长度不足会导致粘结强度不够,从而影响结构的安全性。

而锚固长度过长,则会造成材料的浪费。

钢筋与混凝土粘结性能的好坏直接关系到钢筋混凝土结构的安全性和可靠性。

混凝土与钢筋的粘结原理及影响因素

混凝土与钢筋的粘结原理及影响因素

混凝土与钢筋的粘结原理及影响因素一、引言混凝土结构中,钢筋的粘结性能是保证结构整体性能的重要因素。

钢筋与混凝土之间的粘结作用是指混凝土与钢筋之间的力学相互作用,将其紧密结合成为一个整体。

粘结强度的大小不仅直接影响结构的承载力和变形能力,而且也会影响结构的耐久性能。

因此,深入了解混凝土与钢筋的粘结原理及影响因素对于保证结构的安全性和耐久性具有重要意义。

二、混凝土与钢筋的粘结原理混凝土与钢筋之间的粘结作用是建立在混凝土表面的附着力和混凝土与钢筋之间的摩擦力之上的。

具体来说,混凝土与钢筋之间的粘结作用可以分为以下两个方面:1、混凝土表面的附着力当钢筋混凝土受到外力作用时,混凝土表面与钢筋之间的粘结作用起到了重要的作用。

混凝土表面的附着力是指混凝土与钢筋之间的表面摩擦力、化学反应力和物理吸附力等。

其中,表面摩擦力是最主要的一种附着力,是由于混凝土表面粗糙度和钢筋表面的变形所产生的。

混凝土表面的粗糙度越大,摩擦力就越大,从而提高了钢筋与混凝土表面的附着力。

此外,混凝土表面与钢筋之间的化学反应力和物理吸附力也会对钢筋与混凝土表面的附着力产生影响。

2、混凝土与钢筋之间的摩擦力混凝土与钢筋之间的摩擦力是指混凝土表面与钢筋之间的摩擦力。

它是由于钢筋表面与混凝土表面之间的相互作用所产生的。

当钢筋混凝土结构受到外力作用时,钢筋与混凝土之间的摩擦力会增加,从而提高钢筋与混凝土之间的粘结强度。

三、影响混凝土与钢筋粘结的因素混凝土与钢筋之间的粘结强度受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1、混凝土的强度混凝土的强度是影响混凝土与钢筋之间粘结强度的主要因素之一。

混凝土的强度越高,其与钢筋之间的粘结强度就越大。

2、钢筋的形状和表面状态钢筋的形状和表面状态也会对混凝土与钢筋之间的粘结强度产生影响。

钢筋的形状包括钢筋的直径、肋筋的高度和间距等。

钢筋的表面状态包括表面粗糙度和表面锈蚀程度等。

一般来说,钢筋的表面越光滑,与混凝土之间的附着力就越小,与混凝土之间的摩擦力就越小,从而影响了混凝土与钢筋之间的粘结强度。

钢筋与混凝土的粘结解析

钢筋与混凝土的粘结解析

• 机械连接措施: 钢筋机械接头连接区段的长度为35d(d为纵向受力钢筋的 较大直径)。
• 焊接连接措施:
钢筋焊接接头连接区段的长度为35d(d为纵向受力钢筋的 较大直径)且不小于500mm。
钢筋在施工中易受扰动(如滑模施工),锚固长度应乘以修正系 数1.1。
当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋保护层厚度大于钢筋直
径的3倍且配置有箍筋时,锚固长度可乘以修正系数0.8。
经过上述修正,锚固长度不得小于计算锚固长度的0.7倍,且不 应小于250mm,这是锚固长度的最低限值。
钢筋的机械锚固:
M σSAS τ

lcr σSAS
M
σS
σS
裂缝间的局部粘结应 力是在相邻两个开裂 截面之间产生的,钢 筋应力的变化受到粘 结应力的影响,粘结 应力使相邻两裂缝之 间混凝土参与受拉, 局部粘结应力的丧失 会影响构件的刚度的 降低和裂缝的开展。
二、粘结力的组成
由四部分组成: 化学胶结力:这种力一般较小,只在钢筋和混凝土界面存 在,当钢筋受力后变形,发生局部滑移后,粘结力就丧失了。 摩擦力:混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住,当钢筋和混 凝土产生相对滑移时,在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。 机械咬合力:这是钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械 咬合作用而产生的力。 钢筋端部的锚固力:指用在钢筋端部弯钩、弯折,以及在 锚固区焊接钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力。
5d 135 ° D = 4d d
(a)末端带135 °弯 钩
d 5d d d d (b)末端与钢板穿孔塞焊
5d
(c)末端与短钢筋双面贴焊
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受压钢筋的锚固: 受压钢筋的锚固长度可取为受拉锚固长度 la 的0.7倍。

混凝土与钢筋的粘结原理

混凝土与钢筋的粘结原理

混凝土与钢筋的粘结原理混凝土与钢筋的粘结是指在混凝土中加入钢筋,在混凝土固化后,钢筋与混凝土形成一种牢固的结合状态。

这种结合状态是由于混凝土与钢筋之间存在一种粘结力,也称为黏着力。

混凝土与钢筋的粘结是混凝土结构的重要保证,它能够将混凝土与钢筋紧密地结合在一起,使混凝土结构具有足够的强度和刚度,从而保证建筑物的安全性和稳定性。

混凝土与钢筋的粘结原理主要包括以下几个方面:1.化学反应混凝土与钢筋之间存在一种化学反应,即水泥基材料与钢筋表面氧化层中的氧化铁化合物发生反应,生成一种新的化合物,称为钢筋表面的水化产物。

这种水化产物能够填充钢筋表面的毛细孔和微缝,增加了混凝土与钢筋之间的黏着力。

2.机械钩爪效应混凝土与钢筋之间的粘结还与钢筋的表面形状有关。

钢筋表面通常采用齿形、螺旋形等形状,这些形状能够在混凝土中形成许多机械钩爪,从而增加了混凝土与钢筋之间的摩擦力和黏着力。

3.表面张力效应混凝土与钢筋之间的粘结还与混凝土表面张力有关。

在混凝土表面形成的水分子会形成一种表面张力,这种表面张力能够吸引钢筋表面的水化产物,从而增加了混凝土与钢筋之间的黏着力。

4.应力分布效应混凝土与钢筋之间的粘结还与应力分布有关。

在混凝土中,由于混凝土的强度与应力分布有关,因此在钢筋周围形成的应力场也会影响混凝土与钢筋之间的黏着力。

当钢筋受到拉伸应力时,混凝土与钢筋之间的黏着力会增加;当钢筋受到压缩应力时,混凝土与钢筋之间的黏着力会减少。

总之,混凝土与钢筋的粘结是多种因素综合作用的结果,包括化学反应、机械钩爪效应、表面张力效应和应力分布效应等。

了解混凝土与钢筋的粘结原理对于混凝土结构的设计和施工具有重要意义,能够帮助工程师更好地保证混凝土结构的安全性和稳定性。

钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结是混凝土结构中至关重要的一个方面。

它直接影响到混凝土结构的强度、刚度和耐久性。

本文将探讨钢筋与混凝土的粘结机制、影响粘结性能的因素以及提高粘结性能的方法。

一、粘结机制钢筋与混凝土的粘结主要通过两种机制实现:机械粘结和化学粘结。

1. 机械粘结:当钢筋镶入混凝土中时,两者之间会存在一定的摩擦力和阻力。

这种摩擦力和阻力可以防止钢筋在混凝土中滑动或剥离,从而实现粘结。

2. 化学粘结:在混凝土浇筑过程中,水泥与钢筋表面发生化学反应,形成一层钙化物。

这层钙化物具有良好的粘结性能,能够牢固地将钢筋与混凝土粘结在一起。

二、影响粘结性能的因素钢筋与混凝土的粘结性能受到许多因素的影响,包括以下几个方面:1. 钢筋的表面形态:钢筋表面的光滑程度和粗糙度会直接影响粘结性能。

表面光滑的钢筋粘结性较差,而表面粗糙的钢筋具有更好的粘结性能。

2. 钢筋的直径和强度:较大直径和较高强度的钢筋通常具有更好的粘结性能,因为它们提供了更大的接触面积和更高的抗拉能力。

3. 混凝土的配合比和强度:适宜的混凝土配合比以及足够的强度可以提高钢筋与混凝土的粘结性能。

较高的水灰比和过高的强度会导致粘结性能下降。

4. 环境条件:环境温度和湿度也会对粘结性能产生影响。

较高的温度和相对湿度有助于混凝土的早期硬化,提高粘结性能。

三、提高粘结性能的方法为了提高钢筋与混凝土的粘结性能,可以采取以下方法:1. 表面处理:对于表面光滑的钢筋,可以采用钢丝刷、喷砂等方法进行表面处理,增加钢筋的粗糙度,提高粘结性能。

2. 锚固长度:增加钢筋的锚固长度可以提高粘结性能。

在设计和施工过程中,应根据具体情况确定合适的锚固长度。

3. 优化配合比和强度:合理设计混凝土的配合比和强度可以提高粘结性能。

根据结构的要求和使用环境,选择适合的水灰比和混凝土强度等级。

4. 控制施工工艺:在混凝土施工过程中,应控制好浇筑、振捣和养护等环节,保证混凝土质量和粘结性能。

混凝土结构中钢筋与混凝土的粘结技术规程

混凝土结构中钢筋与混凝土的粘结技术规程

混凝土结构中钢筋与混凝土的粘结技术规程一、前言钢筋与混凝土的粘结是混凝土结构中最重要的一环,关系到混凝土结构的稳定性和安全性。

因此,本技术规程旨在规范混凝土结构中钢筋与混凝土的粘结技术,确保混凝土结构的质量和安全。

二、材料准备1. 钢筋钢筋应符合国家标准,具有良好的表面光洁度和机械性能。

2. 混凝土混凝土应符合国家标准,具有适当的强度和工作性能。

3. 粘结剂粘结剂应符合国家标准,具有良好的粘结性能和耐久性能。

4. 其他材料其他材料应符合国家标准,具有良好的质量和性能。

三、粘结性能测试方法1. 钢筋表面形态检查钢筋表面应平整光洁,不应有铁锈、油污、尘土等杂质。

检查方法为目视检查。

2. 钢筋拉伸试验采用万能试验机进行拉伸试验,测定钢筋的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率等指标。

3. 混凝土抗压强度试验采用压力机进行试验,测定混凝土的抗压强度。

4. 混凝土与钢筋的粘结性能试验采用拉拔试验法进行试验,测定混凝土与钢筋的粘结强度和滑移性能。

四、施工要求1. 钢筋的加工和安装(1)钢筋的加工应符合国家标准,尺寸误差不得超过规定范围。

(2)钢筋的安装应符合设计要求,钢筋的间距和纵向配筋应符合设计要求。

2. 混凝土的浇筑和养护(1)混凝土的浇筑应按照设计要求进行,不得出现泥浆分层、流动性差等现象。

(2)混凝土的养护应按照设计要求进行,养护时间不得少于规定时间。

3. 粘结剂的选用和使用(1)粘结剂应选用符合国家标准的产品。

(2)粘结剂的使用应按照生产厂家的使用说明进行。

4. 粘结层的厚度和均匀性(1)粘结层的厚度应符合设计要求,不得超过规定范围。

(2)粘结层的均匀性应符合设计要求,不得出现厚薄不匀等现象。

5. 粘结层的表面处理(1)粘结层的表面应平整光洁,不得有杂质、起砂、起皮等现象。

(2)粘结层的表面处理应符合设计要求,不得破坏粘结层的结构和性能。

五、质量控制1. 施工前的检查在施工前应对钢筋、混凝土和粘结剂进行检查,确保符合国家标准和设计要求。

钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的

钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的

钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的建筑试验表明,钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力,由四部分组成:
(1)化学胶结力:混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力,来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化,取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。

当钢筋受力后变形,发生局部滑移后,粘着力就丧失了。

(2)摩擦力:混凝土收缩后,将钢筋紧紧地握裹住而产生的力,当钢筋和混凝土产生相对滑移时,在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。

它取决于混凝土发生收缩、荷载和反力等对钢筋的径向压应力、钢筋和混凝土之间的粗糙程度等。

钢筋和混凝土之间的挤压力越大、接触面越粗糙,则摩擦力越大。

(3)机械咬合力:钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力,即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力,取决于混凝土的抗剪强度。

变形钢筋的横肋会产生这种咬合力,它的咬合作用往往很大,是变形钢筋粘结力的主要来源,是锚固作用的主要成份。

(4)钢筋端部的锚固力:一般是用在钢筋端部弯钩、弯折,在锚固区焊接钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力。

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六钢筋与混凝土的粘结6.1 概述钢筋与混凝土的粘结是钢筋与外围混凝土之间的一种复杂的相互作用,通过它传递二者间的应力,协调变形,是钢筋与混凝土两种材料组成的复合构件共同工作的基本前提。

粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力,实际上钢筋外围混凝土的应力及变形状态要复杂得多。

粘结力使钢筋应力沿钢筋长度而变化;反之,没有钢筋应力的变化,就不存在有粘结应力。

粘结应力按作用性质分为两类:(1)锚固粘结应力。

钢筋伸入支座(图6-1a)或在跨间切断时(图6-1b),必须有足够的“锚固长度”(或延伸长度),通过这段长度上粘结应力的积累,才能使钢筋中建立起所需的拉力;(2)裂缝附近的局部粘结应力。

开裂截面的钢筋拉力,通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递,使未开裂截面混凝土受拉(图6-1c)。

局部粘结应力的大小,反映受拉区混凝土参与工作的程度。

如梁中受力钢筋的锚固粘结不足,会出现较大的滑动,导致构件提前破坏,降低梁的抗弯及抗剪强度。

局部粘结应力的退化和丧失,使裂缝宽度增大,刚度降低。

粘结徐变是长期荷载作用下裂缝宽度增长的主要原因之一。

经受多次重复荷载的钢筋混凝土梁,可能由于锚固粘结疲劳使强度降低,或粘结应力的退化使裂缝和变形增大。

总之,在承载能力和使用极限状态下,钢筋强度能利用多少取决于粘结的有效程度。

光圆钢筋粘结的主要问题是强度低,不大的粘结应力下即可能产生较大的相对滑动。

高强度变形钢筋带来了的问题是外围混凝土的劈裂成为粘结破坏的主要危险。

高强度、大直径变形钢筋具有节约钢材、便于施工等优点,各国都相继推广使用。

但粘结性能是发挥其强度的关键,这就促使人们对各种类型钢筋的粘结进行广泛的研究。

粘结试验迄今已有百余年的历史,发表了众多的试验资料,但由于影响粘结的因素很多,破坏机理复杂,以及试验技术方面的原因等,目前粘结的某些基本问题还没有得到很好地解决。

特别是与钢筋混凝土其他领域的进展相比,人们对钢筋与混凝土粘结的了解还很不够,提不出一套比较完整的、有充分论据的粘结滑动理论。

这一状况集中反映在各国钢筋混凝土结构规范对粘结问题的两种全然不同的处理方法。

很多国家要求对粘结应力进行计算,但所采用的计算公式显然是不合理的,粘结强度的取值标准也不一致,另一种是对粘结应力完全不计算,只是在试验基础上给出非常笼统的构造要求。

与钢筋混凝土结构的发展很不适应。

钢筋混凝土结构的粘结问题,不仅在工程实践上很重要(如钢筋的锚固,搭接和细部构造),而且理论上也具有重要意义。

钢筋混凝土构件在钢筋屈服后,由于钢筋与混凝土间出现较大的相对滑动,就局部范围来看,平截面假定已不再适用。

钢筋混凝土特有的一些问题,如剪切破坏、裂缝宽度、塑性铰转动能力以及弹塑性分析等问题,解决起来之所以比较困难,很重要的一个原因是平截面关系被打乱。

此外,有限元方法在钢筋混凝土结构的应用,需要建立粘结连系—粘结键,要求给出粘结应力与相对滑动间的数学模式。

近年来有关地震灾害的调查表明,强震下很多钢筋混凝土结构毁于粘结锚固破坏。

钢筋混凝土结构的动力反应,很大程度上取决于构件连接部位的恢复力特性,粘结退化是节点区强度丧失和刚度降低的主要原因。

大变形反复循环荷载作用下的粘结性能,与单调荷载下的粘结有本质的不同,这方面还只进行了有限的试验研究,很多问题缺乏明确的答案。

6.2粘结的性质1 粘结应力分布图6-2a 为测定粘结强度的拨出试件。

在混凝土柱体的中心埋设钢筋, 在钢筋的伸出端施加拉力,通过承压板将反力传至混凝土。

尽管拨出试验的受力状态与实际结构中的锚固条件不完全相符,至今仍是评价钢筋粘结性能基本试验方法。

沿钢筋长度粘结应力的分布,可由二点间钢筋的应力差除以接触面积近似地计算。

为此,须量测钢筋的应变分布。

为使应变的量测不破坏钢筋与混凝土接触面的粘结,常用图6-2b 在钢筋内埋设应变片的方法。

为保证精度,测点尽可能多些,但截面开槽不能过大,用1~3mm 标距应变片和小直径(φ手=0.3~0.35mm)的引出线,两半钢筋用环氧树脂粘结,可避免电焊过热影响应变片,同时又具有很好的密封性能。

图6-3为测得的拨出试件的钢筋应力g σ及粘结应力τ的分布图形。

可看出应力分布的特征:(l)光圆钢筋的钢筋应力g σ曲线为凸形;变形钢筋的g σ曲线σ,随距离的增大而迅速减小,即变形钢筋的应力传递比光圆钢呈凹形。

变形钢筋的应力g筋更快。

(2)加荷初期光圆钢筋粘结应力τ图形的峰值及长度,均随荷载增长而增大(图6-3c),由于有效埋长的增大,应力图形的峰值从加荷端开始向内移,中期τ的峰值增长减缓,有效埋长却显著的增加,应力图形的峰值移至中间,后期当有效埋长到达自由端不再增大时,应力峰值移向自由端,且随荷载的增大峰值急剧增大,预示着粘结强度即将耗尽,破坏时τ的分布接近于三角形。

变形钢筋粘结应力的峰值,大部分加荷过程中均在加荷端附近,随荷载的增长,有效埋长缓慢的增长,而应力峰值显著增大,仅在接近破坏时,应力峰值的位置才有较明显内移(图6—3b)。

2 粘结机理1)光圆钢筋的粘结强度由三部分组成;(1)混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力,(2)钢筋与混凝土接触面间的摩擦力,(3)钢筋表面粗糙不平的机械咬合作用。

粘结强度在滑动前主要取决于化学胶着力,发生滑动后则取决于摩擦力和与钢筋表面状况有关的咬合力。

拨出试验中,混凝土与钢筋的变形是反向的。

开始加荷时,加荷端即可测得钢筋与混凝土的相对位移(图6-4),在40~60%极限荷载以前,加荷端滑动与粘结应力近乎直线关系。

混凝土与钢筋的胶着强度很小,不大的钢筋应变足以产生使胶着力破坏的局部滑动。

随着荷载的增大,相对滑动逐渐向自由端发展,胶着长度减小,应力峰值内移(图6-5b)。

一旦出现滑动,钢筋与混凝土脱开,粘结力即由摩擦咬合作用负担。

胶着力破坏的发展使τ-S曲线愈来愈表现出非线性的特征。

当自由端出现滑动时,整个钢筋埋长上的胶着全部失效,但荷载仍可继续增长。

热轧圆钢的初始滑动荷载约相当于极限荷载的80%。

产生初始滑动后,粘结应力峰值已移至自由端,荷载的进一步增长,完全由应力峰值的增大来提供。

因为混凝土中压应力分布的拱的作用,在自由端处压应力线与钢筋垂直,使摩擦阻力增大(图6-6),而加荷端钢筋由于横向变形截面缩小,以及混凝土的横向拉伸变形增大,摩擦阻力减小,因此,粘结应力图形近于三角形分布。

当自由端滑移达0.1m m~0.2mm时,平均粘结应力达最大值(图6-4),此时加荷端及自由端滑移急剧增大,进入完全塑性状态。

随滑移增大,荷载逐渐减小,τ-S曲线出现下降段,是因为混凝土细颗粒被磨平,摩擦阻力减小所致。

l/光圆钢筋拨出试验的破坏形态均为钢筋自混凝土中拨出的剪切破坏。

如相对埋长d 较大,混凝土具有一定的强度,则可能是在粘结破坏以前钢筋已达屈服。

光圆钢筋的粘结强度主要为摩擦阻力及机械咬合力的组合,这种阻力与钢筋表面状况有关。

Rehm量测了不同锈蚀程度的钢筋表面的粗糙度;暴露在大气中受到严重锈蚀的钢筋表面的凸凹可达0.08~0.1mm以上,平均粘结强度τ=0.14R;未经锈蚀的新轧制的钢筋表面凸凹为0.03mm,粘结强度τ=0.04R,二者之比,达3倍以上。

试验表明,钢筋表面状况不同,自由端初始滑动荷载与极限荷载的比值也不同:热轧圆钢为80~85%;而表面光滑的冷拔钢筋可达100%,即一旦钢筋全长发生滑动,残余摩擦阻力很小,已达极限荷载。

2)变形钢筋改变了钢筋与混凝土间相互作用的方式,极大地改善了粘结作用,虽然胶着力和摩擦力仍然存在,但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。

初加荷时,胶着力在起作用。

随着荷载的增大,胶着力破坏钢筋开始滑动,这时,肋对混凝土的挤压力以及钢筋与周围混凝土间的摩擦力,构成了滑动阻力。

如图6-7肋的斜向挤压力产生楔的作用,挤压力的径向分力使外围混凝土环向受拉。

Rehm以及许多研究者的大量试验表明:当肋侧面与钢筋纵轴形成的角度α≤30°时,钢筋与混凝土相对位移的产生是由于二者间沿肋斜面上的滑移,滑动阻力主要为摩擦力,相对滑动较大,当α>45°时,相对滑动与α角的大小无关,均较α<30°时为小(图6-8)。

因为当α>45°时,滑动的产生主要为肋根部混凝土的局部挤压变形。

随荷载增大,混凝土逐渐被挤压成粉末,将密实地嵌固在肋的根部。

这个过程中斜向挤压力的作用方向也在不断地调整。

当嵌固在肋根部的混凝土粉末物与钢筋纵轴的倾斜角为30°~40°时,形成新的滑移面(图6-9b)。

因此,α>45°时相对滑动与α基本无关。

钢筋肋对混凝土的斜向挤压力不仅使混凝土被挤碎,同时使外围混凝土出现如图6-9a 内部斜裂缝及径向裂缝。

后藤用注入红墨水的方法,观测到内部斜裂缝。

内裂缝的出现和发展使钢筋有可能沿新的滑移面产生较大的相对滑动,因而τ-S曲线的斜率发生改变(图6-10a中Aτ)。

随荷载增大内裂缝向纵深及试件表面发展,滑动增大,因而使肋与混凝土更为挤紧,挤压力及摩擦力增大,只是τ的增长较S的增长为缓慢,τ-S曲线的斜率继续减小。

随挤压力的增大,混凝土横向拉应变ε相应增大(图6-10aτ-ε曲线)。

当径向裂缝到达试件表面,加荷端出现纵向劈裂裂缝(图6-10a中οτ),这时混凝土应变达开裂的极限拉应变。

图6-11为相应于图6-10试件的立方体劈拉试验测得的混凝土σ-ε曲线,劈拉开裂时的lε≈τ以后,相对滑动显著增大,τ-S曲线的斜率更为平缓。

虽然荷载(260~270)×10-6,到达ο仍能增长,但劈裂裂缝很快向自由端发展,达到一定长度后,发生突然脆性破坏,到达极限τ。

破坏时试件被崩裂为2~3块,伴有爆裂声,混凝土劈开面上留有钢筋的肋印,粘结应力u拨出的钢筋的肋间,嵌有锥状的混凝土粉末物,如图6-15。

埋长较大的拨出试件中,混凝土挤碎并出现内裂缝从加荷端逐步向自由端发展的。

随参与受力的肋的增多,有效粘结长度增大(图6-3b)。

加荷端劈裂裂缝的出现并不表明粘结强度的耗尽,而是表明加荷端处粘结遭到局部破坏,粘结应力图形的峰值内移。

埋长越大,加荷端劈裂裂缝出现相对越早,τ应力峰值的内移就越多,劈裂部分的粘结应力就越小,试件的平均粘结强度就越低(图6-12)。

当混凝土的横向变形受到约束时,(如混凝土保护层过大,有侧向压应力,或配有横向钢筋时)变形钢筋的粘结破坏是另一种型式。

内裂缝出现前(τ≤A τ),横向钢筋的存在对τ-S 曲线并无明显的影响,这时横向钢筋中应力还很小,基本上不起作用。

图6-0中配筋试件A Φ12-①-1的A τ与无筋试件A Φ12-1-3者非常接近,其所以略高是由于l R 的提高。

但内裂缝出现以后,其发展则由于横向钢筋的约束而受到限制,有横向配筋试件τ>A τ, τ-S 曲线的斜率比无横向配筋者更陡一些,同时开裂粘结应力οτ比无横向配筋者有较大的提高,到达οτ时的相对滑动也显著增大。

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