钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能及机理研究

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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

钢筋混凝土粘结滑移研究综述

钢筋混凝土粘结滑移研究综述钢筋混凝土粘结滑移是混凝土结构设计中的重要问题之一，它直接影响到结构的承载力、耐久性和安全性。

本文总结了近年来相关学者针对钢筋混凝土粘结滑移开展的研究成果，介绍了钢筋混凝土粘结滑移的定义、影响因素、测量方法和应用前景等。

钢筋混凝土是一种由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料。

由于钢筋和混凝土之间存在的物理和化学差异，使得它们在受力过程中容易产生粘结滑移现象。

粘结滑移不仅会降低结构的承载能力，还会导致结构的安全性下降。

因此，对钢筋混凝土粘结滑移进行深入研究具有重要的理论和实践意义。

钢筋混凝土粘结滑移是指钢筋与混凝土之间的界面发生相对滑动，导致钢筋无法充分发挥其强度，从而影响到结构的承载能力和安全性。

粘结滑移的影响因素主要包括：材料的物理和化学性质。

如钢筋的直径、表面状态、碳化程度，混凝土的强度、致密性、含水量等。

结构设计及施工因素。

如钢筋的布置、锚固长度、混凝土的养护等。

国内外相关学者提出了多种概念和假说，如化学吸附理论、机械锚固理论、界面滑动理论等，这些理论在一定程度上解释了粘结滑移的产生和发展过程。

钢筋混凝土粘结滑移的测量方法包括传统测量方法和数字测量方法。

传统测量方法主要有拔出试验、贯入试验和剪切试验等，数字测量方法主要有光纤Bragg光栅传感器、电阻应变片传感器和激光多普勒测速仪等。

各种方法的优缺点比较如下：传统测量方法操作简单，但精度较低，且无法进行实时监测。

数字测量方法精度较高，可进行实时监测，但操作复杂，成本较高。

钢筋混凝土粘结滑移在工程实践中有广泛的应用前景。

在现有结构加固和维护中，粘结滑移的研究可以为加固方案的选择和优化提供理论支持。

在新型材料和结构设计中，通过对粘结滑移的深入了解，可以更好地指导材料和结构设计，提高结构的安全性和耐久性。

未来，钢筋混凝土粘结滑移的研究将更加注重实时监测、预测和控制的方面，实现结构的安全性和耐久性的有效保障。

本文对钢筋混凝土粘结滑移的研究进行了综述，总结了近年来相关学者在此问题上的研究成果。

钢筋砼粘结锚固性能的试验研究

钢筋砼粘结锚固性能的试验研究钢筋混凝土结构在建筑工程中广泛应用，其性能与稳定性直接关系到建筑的使用寿命和安全性。

钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用是影响钢筋混凝土结构性能的关键因素之一。

因此，对钢筋砼粘结锚固性能进行深入的研究具有重要意义。

本文通过试验研究，对钢筋砼粘结锚固性能进行了探讨和分析，旨在为提高钢筋混凝土结构的性能和稳定性提供理论支持。

钢筋：选用某知名品牌的高强度钢筋，直径为16mm，抗拉强度为340MPa。

混凝土：采用C30标号的商品混凝土，原材料包括普通硅酸盐水泥、砂、石和水。

试件制作：制作一组立方体试件，尺寸为100mm×100mm×100mm，每组包含5个试件。

在制作过程中，确保钢筋放置在试件中心，并与表面保持垂直。

加载装置：采用万能试验机进行加载，通过顶部加载的方式对试件施加拉力。

测量与记录：在加载过程中，实时记录每个试件的钢筋位移和混凝土应力数据。

（1）随着钢筋位移的增加，混凝土应力逐渐增大。

这表明在加载过程中，混凝土对钢筋的约束作用逐渐增强。

（2）在相同钢筋位移条件下，混凝土应力表现出较好的一致性，说明试件之间的粘结锚固性能较为接近。

（1）钢筋位移与混凝土应力之间存在正相关关系，随着钢筋位移的增大，混凝土应力逐渐增加。

这表明在加载过程中，混凝土对钢筋的约束作用逐渐增强。

（2）试件之间的粘结锚固性能表现出较好的一致性，说明在相同加载条件下，试件之间的变形和受力情况相差不大。

本次试验研究虽然取得了一定的成果，但仍存在以下不足之处：（1）试件尺寸较小，未来可以考虑制作更大尺寸的试件，以更好地模拟实际结构中的钢筋混凝土构件。

（2）本次试验仅了加载过程中的表现，未涉及卸载后的性能。

因此，未来可以对卸载后的试件进行观察和分析，以评估粘结锚固性能的持久性。

（3）在本次试验中，我们采用了顶部加载的方式对试件进行加载。

未来可以考虑采用其他加载方式（如侧向加载），以评估不同加载条件下粘结锚固性能的变化情况。

混凝土论文-钢筋与混凝土黏结性能的影响因素

钢筋与混凝土黏结性能的影响因素辽宁工程技术大学建筑工程学院建工12-1 成建强摘要：钢筋与混凝土之间的黏结性能是钢筋混凝土结构锚固设计的重要依据。

黏结力是作用在钢筋与混凝土界面上的剪应力，因此受钢筋、混凝土及钢筋混凝土界面性能的影响。

根据现有研究，对混凝土原材料、强度、保护层厚度、钢筋外形特征、钢筋类型、试验方法等因素对钢筋与混凝土之间黏结性能包括破坏形式、黏结强度、滑移值等的影响进行了归纳总结，在此基础上提出了提高钢筋与混凝土间黏结性能的方法。

关键词：钢筋；混凝土；黏结；黏结强度；滑移；锚固Abstract: Bond properties between reinforcement and concrete is an important basis of reinforced concrete bonding design.Bonding force is acting on the shear stress on the steel rebar and concrete, so the performance of steel, concrete and reinforced concrete interface have effect on it.Accordingto the existing research，bond properties including failure mode，bond strength and slippage influenced by concrete raw materials，strength，concrete cover，external physical characteristic and type of reinforceme nt，bonding length，testing method，and so on was summarized.On this basis，way bonding enhancement was proposed.Key words: reinforced; concrete; bond; bonding strength; Slip; anchorage0 引言钢筋混凝土是现今使用最广泛的结构材料，利用钢筋和混凝土两者优点使结构能够很好地承受各种荷载工况的作用。

钢筋各类锚固长度之间的关系

钢筋各类锚固长度之间的关系1.引言1.1 概述钢筋锚固长度是指在混凝土结构中，将钢筋固定在混凝土中以增强结构的稳定性和承载能力所需的长度。

在建筑工程和土木工程中，钢筋锚固长度的选择是十分重要的，它直接关系到结构的安全性、施工的难易程度以及经济性的考虑。

钢筋锚固长度的定义与意义是我们研究的重点。

钢筋锚固长度是指钢筋的一段长度，通过将其埋入混凝土中，使钢筋与混凝土之间形成一种良好的黏结力，以便在受到荷载时，钢筋能够充分地发挥其加固作用。

通过钢筋的锚固作用，混凝土结构能够承受更大的荷载和力矩，提高结构的抗震性能和整体稳定性。

钢筋和混凝土的相互作用是理解钢筋锚固长度的关键。

钢筋与混凝土之间存在着一种特殊的相互作用关系，即黏结力。

通过钢筋与混凝土之间的黏结力，钢筋与混凝土有效地协同工作，将外部荷载均匀地传递到结构中各个部位。

这种相互作用可以增强结构的强度、刚度和稳定性，提高结构的整体性能。

不同类型锚固长度的选择与设计是针对不同情况下的特定要求而进行的。

在设计过程中，我们需要根据结构的荷载、使用环境、结构形式等综合考虑，选择合适的钢筋锚固长度。

不同类型的锚固长度包括直接锚固长度、弯曲锚固长度、搭接锚固长度等。

每一种类型的锚固长度都有其适用范围和设计要求，需要综合考虑结构的要求和可行性，确定最优的锚固长度。

总之，钢筋锚固长度是混凝土结构中不可或缺的一部分，它影响着结构的安全性、施工的难易程度以及经济性的考虑。

通过对钢筋锚固长度的研究和设计，我们能够优化结构的性能，提高结构的整体质量和使用寿命。

在这篇文章中，我们将深入探讨钢筋各类锚固长度之间的关系，以期为工程实践提供一定的指导和参考。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将从以下几个方面来探讨钢筋锚固长度之间的关系。

首先，在引言部分概述了本篇文章的主要内容和目的。

接下来，正文部分将重点介绍钢筋锚固长度的定义与意义，以及钢筋与混凝土之间的相互作用。

随后，我们将探讨不同类型锚固长度的选择与设计。

有关钢筋与混凝土之间粘结性能的探究

有关钢筋与混凝土之问粘结性能的探究董二卫冯仲齐严峥嵘(西安建筑科技大学，陕西西安710055)喃要]粘结问题是钢筋混凝土结构中的一个重要问题，对这个问题的深入研究，不仅对钢筋的锚固、搭接和细部构造等工程设计问题有实用价值，而且对钢筋混凝土结构的非线性分析、结构抗震分析等也有重要的理论意义。

【关键词]钢筋；混凝土；粘结～滑移；粘结问题1概述近年，伴随我国经济持续高速增长，建筑业作为国民经济支柱产业得到了长足发展。

目前我国建筑主要为钢筋混凝土结构形式，因此随着建筑业的发展，钢筋和混凝土的消耗量也在逐年递增。

在钢筋和混凝土应用过程中，除材料强度外，我们还应该考虑材料延性、裂缝控制等其它性能。

钢筋与混凝土的粘结其实是钢筋与外围混凝土之间一种复杂的相互作用，借助这种作用来传递两者间的应力、协调变形、保证共同工作。

这种作用实质上是钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向的剪应力，即所谓粘结应力，有时也简称粘结力。

而粘结强度则是指粘结失效(钢筋被拔出或混凝土被劈裂)时的最大粘结应力。

粘结性能的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低。

2粘结力的组成钢筋和混凝土两种性能不同的材料组成的组合结构之所以能够有效的结合在一起而共同工作，其基本条件是两者之间具有可靠的粘结和锚固，所谓钢筋和混凝土之间的粘结应力指的是两者接触面处的剪应力，它是一种复杂的相互作用。

一般认为这种作用来自三个方面：1)钢筋与混凝土之间的胶结力。

主要是指混凝土中的水泥凝胶体与钢筋表面形成的化学力即为胶结力，其主要与钢筋表面的粗糙程度和水泥的性能有关。

2)钢筋与混凝土之间的摩擦力。

摩擦力是由于混凝土在凝结硬化的过程中产生的对钢筋的握裹挤压作用，我们称此法向力为握裹力。

一般情况下，挤压力越大，接触面积越粗糙，则摩擦力越大。

3)钢筋与混凝土之间的机械咬合力。

机械咬合力对于光面钢筋，主要是由于表面凹凸不平产生的。

对带肋钢筋，主要是由于在钢筋表面突出的横肋之间嵌入混凝土而形成的。

钢筋和混凝土的共同工作原理探讨

钢筋和混凝土的共同工作原理探讨王宝儒摘要 :从钢筋和混凝土的粘结机理、受力过程出发 ,介绍了钢筋和混凝土的工作过程及其影响粘结因素 ,以增强钢筋和混凝土的粘结力 ,提高钢筋混凝土构件的受力性能 ,从而使工程技术水帄得到进一步提高。

关键词 :钢筋 ,混凝土 ,粘结 ,工作原理中图分类号 : TU375文献标识码 :A而保证了在荷载的作用下共同变形。

螺纹钢筋的粘结强度比光面钢筋大 ,所以对光面钢筋的端头往往要做弯钩 ,而螺纹钢筋则不需要。

由材料的物理力学性能我们知道 ,钢筋和混凝土具有不同的性质。

钢筋具有很强的抗拉强度 ,混凝土则具有很高的抗压强度 , 其抗拉强度仅是抗压强度的 1/ 10 左右 ,是一种脆性材料 ,但是这两种材料的弹性模量比较接近。

钢筋和混凝土的密切结合 ,充分发挥了各自的受力特点 ,共同作为整体承受外力。

在进行结构受力计算时 ,根据 G B 5001022002 混凝土结构设计规范第 7. 1. 2 条规定不考虑混凝土的抗拉强度 ,构件的拉应力则全部由钢筋来承担。

在理论上受拉区的钢筋离中性轴越远 ,则其所能承受的外部弯矩也越大 ,这样钢筋发挥的效率就越高。

一般来说 ,无论是梁还是板 ,受拉区的钢筋总是尽量放置在受拉区一侧接近混凝土边缘。

如果放置错误或钢筋保护层过厚 ,轻则降低构件的承载力 , 重则会发生施工质量事故。

当然 ,受拉区钢筋也非越靠近混凝土边缘越好 ,如果钢筋保护层厚度过小 ,构件受拉区混凝土受力出现轻微裂缝或经过时间的推移构件表面的混凝土将逐渐碳化 ,钢筋极易与空气及水分接触 ,从而导致钢筋氧化、锈蚀 ,握固在钢筋周围的混凝土逐渐脱落 ,钢筋与混凝土之间的粘结力逐渐失去 , 更多的混凝土暴露在空气中 ,加速了钢筋的氧化锈蚀 ,钢筋的受力断面减小 ,抗拉强度降低 ,最终构件受到破坏。

适当的混凝土保护层厚度 ,可以有效的保证钢筋与水泥混凝土共同作用 ,避免钢筋遭受外界空气中酸碱等有害物质的侵犯 ,使构件长期有效的处于正常的受力状态 ,还可以保证混凝土构件的外观质量。

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。

第七章钢筋与混凝土之间的粘结

第七章钢筋与混凝土之间的粘结§7.1 概述钢筋与混凝土的粘结是钢筋与其周围一定影响围混凝土的一种相互作用，它是这两种材料共同工作的前提之一，也是对钢筋混凝土构件的承载力、刚度以及裂缝控制起重要影响的因素之一。

粘结的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低和破坏。

随着有限元法在钢筋混凝土结构非线性中的应用，钢筋与混凝土之间粘结和滑移的研究更显重要。

7.1.1 粘结应力及其分类1．粘结应力的定义粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

它并非真正的钢筋表面上某点剪应力值,而是一个名义值(对于变形钢筋而言)，是指在某个计算围(变形钢筋的一个肋的区段)剪应力的平均值，且对于变形钢筋来说，钢筋的直径本身就是名义值。

2．粘结应力分类·弯曲粘结应力由构件的弯曲引起钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

可近似地按材料力学方法求得。

由于在混凝土开裂前，截面上的应力不会太大，所以一般不会引起粘结破坏，对结构构件的力学性能影响不大。

该粘结主要体现混凝土截面开裂前钢筋与混凝土的协同工作机理。

其大小与弯曲粘结应力及截面的剪力分布有关，即对于未开裂截面，弯曲粘结应力的分布规律与剪力分布相同。

·锚固粘结应力钢筋的应力差较大，粘结应力值高，分布变化大，如果锚固不足则会发生滑动，导致构件开裂和承载力下降。

粘结破坏是一种脆性破坏。

·裂缝间粘结应力开裂截面的钢筋应力，通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递，使未开裂截面的混凝土受拉，也使得混凝土的钢筋平均应变或总变形小于钢筋单独受力时的相应变形，有利于减小裂缝宽度和增大构件的刚度，此即“受拉刚化效应”。

裂缝间粘结应力属于局部粘结应力围。

该粘结应力数值的大小反映了受拉区混凝土参与工作的程度。

局部粘结应力应变分布复杂，存在着混凝土的局部裂缝和两者之间的相对滑移，平截面假定不再符合，且影响因素较多，如剪切破坏、塑性铰的转动能力以及结构中的弹塑性分析等。

型钢混凝土粘结滑移研究现状及基本问题

1.6
75%Pu
1.4
30%Pu
粘结应力/MPa
沿型钢锚固长度上的变化，
1.2
1.0
并在试验中通过在型钢翼
0.8
缘密布电阻应变片的方法（见图1.3），根据粘结应力与型钢翼缘应力的相互关系，得出粘结应力的分布规律（见图1.4）。
图1.3 Roeder推出试验方案
0.6 0.4 0.2 0.0
0 100 200 300 400 500 600 700
• 西安建筑科技大学李红进行了四组钢板拉拔梁式试件的试验，试验考虑了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍率和纵向配钢率四个因素对粘结强度的影响。通过试验结果的统计回归，提出了型钢混凝土的平均粘结强度、极限粘结强度和残余粘结强度的计算公式，并通过对比计算，得出钢板与混凝土的粘结强度较小，相当于光圆钢筋60%和螺纹钢筋的30%的结论。
型钢与混凝土粘结滑移本构关系的研究
• 在有限元分析中应该给出沿型钢混凝土锚固长
度变化的粘结滑移本构关系曲线，但由于型钢混
凝土连接面上的内部滑移比较难测定，因此，大
多数试验和研究中都是采用型钢混凝土平均粘结
应力与型钢混凝土外部（加载端或自由端）的滑
SPl
S
移之间的 S 关系曲线（图1.6）。
S
重庆建筑大学通过型钢混凝土推出试验，并
件
构
土的粘结性能，在设计中主要考虑型钢混凝土之间的粘结作用，采取合理的设计计算理论，减少（或尽量避免）剪力连接件的
连接材料剪切连接件
设置，显然会大大简化施工并减小施工费用并极大地缩短现场图1.1 型钢混凝土结构的构成示意图
施工工期，在经济上定将取得显而易见的效益。

钢筋混凝土粘结性能分析

钢筋混凝土粘结性能分析摘要：钢筋混凝土是由钢筋与混凝土这两种特性完全不同的材料组成，其作为一种非均质的整体材料，必须保证钢筋与混凝土之间有可靠的粘结和锚固。

只有两者之间有可靠地粘结，才能在钢筋与混凝土交界面处实现应力传递，从而建立起结构承载所必须的工作应力。

关键词：钢筋；混凝土；粘结性一、粘结机理对钢筋同混凝土间粘结机理的研究，一般借助拉拔实验进行。

由于钢筋表面形状的不同，光圆钢筋与变形钢筋同混凝土间的极限粘结强度相差很大，并且粘结机理、钢筋滑移量及破坏形态也各有不同。

1、光圆钢筋的粘结机理由于钢筋同混凝土间的胶着强度很小，在小钢筋应变下，就足以产生使胶着力失效的局部滑动。

一旦出现相对滑移，钢筋同混凝土脱开，粘结力就有摩擦咬合作用来承担。

在加载过程中，相对滑动由加载端逐步向自由端发展，胶着长度不断变小，应力峰值内移，最终钢筋被拔出，而混凝土一般不发生劈裂或破碎，呈剪切破坏形态。

当相对埋长较大，且混凝土强度较高时，钢筋也可能在粘结破坏之前就已经屈服。

对光圆钢筋，由于其化学胶着力很小，其粘结强度即取决于摩擦咬合作用。

虽然轻度的表面锈蚀有利于增加钢筋同混凝土间的摩擦力，但其增大作用也很有限；同时，光圆钢筋表面的自然凹凸度很小，其机械咬合作用也不大，因此光圆钢筋同混凝土间的粘结强度也较低，是其粘结的主要问题。

因此很多国家采用给定位移量下的粘结应力将其作为光圆钢筋的容许粘结应力，并规定光圆钢筋一般不允许单独作为受力钢筋，且通常需在钢筋端部设置弯钩，增大锚固强度，以防止钢筋同混凝土间产生过大的相对滑移。

2、变形钢筋的粘结机理对变形钢筋来说，其粘结性能同光圆钢筋有很大区别，由于纵横肋的存在，改变了钢筋同混凝土间相互作用的方式，大大改善了粘结效用。

虽然胶着力与摩擦力作用仍然存在，但变形钢筋的粘结强度主要取决于横肋同混凝土间的机械咬合作用。

由变形钢筋的拔出实验可知，其受力变形过程共可分为五个阶段：（1）微滑移段初始加载时，粘结应力较小，化学胶着力起着主要作用；加载端的滑移量很小，且自由端的滑移尚未发生，可知化学胶着破坏及滑移尚未扩展至自由端。

锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能

锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能1 引言自钢筋混凝土发明以来，由于其良好的性能故而在土木工程领域得到了广泛的应用。

但由于钢筋混凝土耐久性不足导致了很多严重的问题，这些问题日益引起人们的重视。

影响钢筋混凝土耐久性最主要的因素便是钢筋的锈蚀。

此外，它还对钢筋混凝土的粘结性能有着很大的影响。

本文在查阅大量前人研究成果的基础上，对锈蚀变形钢筋与混凝土的粘结性能的影响进行了总结和回报，加强对锈蚀钢筋与混凝土的认识。

2 从化学角度来阐述钢筋锈蚀机理由于钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀过程从本质上说是一个化学反应，更准确的说是电化学反应，所以从化学的角度阐述钢筋锈蚀的机理。

钢筋混凝土结构中使用的钢材主要成分是铁(Fe)，还有如C、S、Ti、Si、Mn 等元素。

自然界中，高纯度的单质铁极易发生锈蚀。

新鲜的钢筋混凝土结构中，钢筋不易发生锈蚀。

原因是混凝土孔隙水溶液含有Ca(OH)2，呈高碱性(pH可达14左右)，使得在钢筋表面形成一层致密的钝化膜以Fe3O4为主、并含有Si-O键的黑色氧化膜，即钝化膜(Passive Film)。

它能有效防止钢筋的锈蚀。

但当pH<11.5时，即混凝土空隙水溶液碱性降低时，钝化膜开始变不稳定。

当pH<9.88时，钝化膜生成困难或者已生成的逐渐破坏，从而导致钢筋的锈蚀。

造成混凝土孔隙水溶液pH值降低的原因有三种：一是混凝土的中性化，主要是碳化；二是Cl-的渗透，Cl-对混凝土结构具有很强腐蚀性。

目前，常用含有Cl-的早强剂、除冰剂，还有富含大量氯离子的海砂的不当使用；三是杂散电流的影响。

钢筋锈蚀的反应式如下式所示：阳极反应：Fe - 2e → Fe2+阴极反应：O2+ 2H2O+ 4e→ 4OH-阳极继续发生二次化学反应，反应式如下式所示：Fe2++ 2OH-→ Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O → 4Fe(OH)3↓在氧气和水的存在的情况下，钢筋表面的铁原子变成离子溶于水中，从而在钢筋表面形成红色铁锈，严重时铁锈将引起混凝土开裂。

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。

钢筋与混凝土共同工作原理的认识

钢筋与混凝土共同工作原理的认识【摘要】钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理、力学性能完全不同的材料所组成。

混凝土的抗压能力较强而抗拉能力却很弱。

钢材的抗拉和抗压能力都很强。

为了充分利用材料的性能以及降低造价，把混凝土和钢筋这两种材料结合在一起共同工作，使混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，以满足工程结构的使用要求。

【关键词】钢筋混凝土强度和变形极限强度冷加工绪论本论文研究钢筋与混凝土的共同工作原理，第一章为绪论，第二章介绍钢筋工程，第三章介绍混凝土工程，第四章论述二者共同工作原理。

首先对钢筋与混凝土作如下简介。

钢筋是配置在钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土构件中的钢条或钢丝的总称。

按生产加工工艺分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、钢丝。

按外形分为光圆钢筋和变形钢筋（有螺纹，人字形和月牙形）。

按物理性能分为有明显物理屈服点的软钢和无明显物理屈服点的硬钢。

混凝土是一种人工石材，按表观密度分为普通混凝土、重混凝土、轻混凝土。

混凝土结构是在19世纪中期开始得到应用的，在工程中最初仅在最简单的结构物如拱、板以及基础中作为抗压结构使用。

在20世纪70年代以来混凝土结构有了较大发展，很多国家已把高强钢筋及高强混凝土应用于大跨度，重型，高层结构中。

如今钢筋混凝土作为世界上运用最广泛的建筑材料，其工作原理及安全性是建筑科学研究的重点，因此在这里研究二者的共同工作原理。

钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理、力学性能完全不同的材料所组成。

混凝土的抗压能力较强而抗拉能力却很弱。

钢材的抗拉和抗压能力都很强。

钢筋混凝土构件除了能够合理利用钢筋和混凝土两种材料的性能外，还有其他优点[3]：如耐久件，耐火性，整体性，可模性和节约钢材等。

钢筋工程钢筋作为钢筋混凝土结构中的一部分，主要承受拉应力。

钢筋与混凝土粘结——滑移关系

钢筋与混凝⼟粘结——滑移关系钢筋与混凝⼟粘结——滑移关系混凝⼟与钢筋间粘结滑移性能向来作为钢筋混凝⼟结构的重要使⽤参考依据 ,它是钢筋与混凝⼟共同协调⼯作的基础和前提,正因为他们之间的界⾯存在相互的粘结⼒ ,促使两种材料能够实现应⼒的传递 ,从⽽实现承受外部荷载的作⽤,这⾜以显⽰它对钢筋混凝⼟结构的重要性。

⽬前关于普通混凝⼟与钢筋间的粘结滑移性能进⾏了⼤量的研究,并已出台了相应的国家规范标准,⽽再⽣混凝⼟作为⼀种新型的绿⾊环保材料 ,其应⽤于实际⼯程前,还有许多性能有待研究解决,再⽣混凝⼟与钢筋间的粘结滑移性能就是其中亟待解决的问题之⼀。

且再⽣混凝⼟区别于普通⾻料混凝⼟之处在于其⾻料采⽤废弃混凝⼟破碎产⽣,再⽣⾻料与⽔泥砂浆的界⾯情况远远复杂于普通⾻料 ,然⽽粘结滑移性能恰恰是钢筋与再⽣混凝⼟两种材料界⾯之间的相作⽤,由于⾻料界⾯的差异导致它们之间粘结界⾯的差异是必然的,这就更增加了对两种材料间粘结滑移性能研究的必要。

钢筋与混凝⼟间粘结锚固性能是混凝⼟结构⼯作的前提和基础 ,⽬前关于再⽣⾻料混凝⼟与钢筋间的粘结性能,国内外仅仅进⾏了⼀些简单的拉拔试验研究。

在对再⽣⾻料混凝⼟与钢筋之间的粘结强度进⾏了试验研究,得出的结论认为与普通混凝⼟的差异不⼤；通过试验发现再⽣⾻料混凝⼟与纵向钢筋的粘结强度远⼤于与横向钢筋的粘结强度与其他试验结论较为接近,认为再⽣⾻料混凝⼟与钢筋间的粘结强度较普通混凝⼟稍低。

考虑不同再⽣粗⾻料取代率、再⽣细⾻料取代率、强度、保护层厚度等因素对再⽣混凝⼟⼀钢筋间的粘结滑移进⾏试验,发现随着再⽣粗⾻料取代率的增加,粘结性能有所提⾼,且在60%达到最⼤；相反,随着再⽣细⾻料取代率的增加,粘结性能有所降低。

但以上试验研究均统⼀采⽤基于平均粘结应⼒假设的简单拉拔试验进⾏试探性研究,即假设认为钢筋在再⽣混凝⼟中锚固段内的粘结应⼒处处相等 ,显然这并不完全符合实际钢筋受⼒状况。

通过钢筋内贴⽚试验⽅法,完成了18个锈前钢筋—再⽣混凝⼟试块的拉拔试验,分别研究了再⽣⾻料取代率、钢筋种类、混凝⼟抗压强度对其粘结滑移性能的影响,同时对钢筋在再⽣混凝⼟中长锚和短锚两种情况下其粘结应⼒分布的差异进⾏了研究分析,最后通过量测的钢筋应⼒理论推导钢筋在再⽣混凝⼟中的粘结位置函数,从⽽确定其粘结⼀滑移本构关系。

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。