焊接钢筋网在混凝土板中的粘结和搭接长度

焊接钢筋网在混凝土板中的

粘结和搭接长度

马庆臣巴川

（唐山开滦建设集团，河北唐山063000）

提要本文通过分析钢筋混凝土构件的拔出实验数据，结合现行规范锚固长度的计算公式，推导出焊接钢筋网搭接长度计算公式，并用单向板试验予以验证

关键字粘结，搭接长度，焊接钢筋网

Bond strength and splice zone of welded wire fabric

in reinforced concrete slabs

Abstract In this paper,the equations for the spice zone of welded wire mesh were derived by analyzing the test data of reinforced concrete members and referring to the calculation formulas for the anchorage length in the current specifications.And also,several one-way slabs were tested in order to verify the results.

Keywords bond,reinforced concrete slab,splice zone,welded wire mesh

1 引言

2焊接钢筋网搭接性能试验

这批试件共做了八块板，板中受力筋为ф8@150，分布筋为ф6@200和ф5@200，板厚

d

b s

b L D P πμ=

(1)

式中:µb ——粘结应力，对于焊有横向钢筋的T 形筋构件，包括横筋剪力折算部分； P s ——纵筋滑移时的拔出荷载； D b ——纵筋的名义直径； L d ——有效埋置长度。

拔出试验中钢筋应力σ的计算公式如下：

b

A P

=

σ (2) 式中 P ——施加荷载；

A b ——纵筋横截面积。

表l 为第一批试件的试验结果，其中每一试件号为三个完全相同试件的平均值，从试验数据中可以看到，当混凝土立方强度、钢筋直径、钢筋抗拉强度等条件均相同时,焊有横向钢筋的构件，其钢筋应力及极限粘结应力均大于埋置光圆直筋的构件，增大范围为40.7％—189.7％，而钢筋强度发挥程度，直筋为21.9％—56.2％，T 形筋为63.7％—81.9％。

表1

表2为第二批试件，同样，每一试件号为三个完全相同试件的平均值。从表2中可以看到，其它条件相同时，如果焊有横向钢筋，钢筋应力及极限粘结应力均大于埋置光圆钢筋的构件，增大范围23.3％—69.8％：而钢筋强度发挥程度，光圆直筋为57.4％—73.8％，T 形钢筋为91％—97.5％。 而对于其他一些因素，如混凝土强度，钢筋直径、钢筋强度等变化时，虽然钢筋应力及极限粘结应力也有变化，但变化的幅度较小且规律不很明显，由此可见，光圆钢筋上焊有的横向钢筋在锚固中起着很重要的作用。

将表2和表1进行比较可以看出，随着埋置深度的增加，相同形式的钢筋，强度发挥程度增大，但平均极限粘结应力有所减小，横向钢筋所提供的粘结应力所占比例也有所减小。

表2

4搭接长度的理论推导

焊接钢筋网的搭接设计，是在假定的混凝土破坏模型下进行的，并假定没有发生主筋拉坏和焊点剪开。因此，搭接传递的荷载是通过纵向搭接的粘结和搭接在最外端的 横向钢筋之间的混凝土由剪力传递的，考虑到《钢筋混凝土用焊接钢筋网征求意见稿》中规定焊点抗

剪力不小于150N ／mm 2，根据普通钢筋混凝土构件中直筋锚固长度的计算公式[1]

:

59.1218.0,-≥'s

t y d f f c d D l (3) 将公式(3)所求出的锚固长度再减去横向钢筋承担的剪力所折算的长度，即得

s

t s t y d cf nd

f f c d D l ,,9

.3259.1218.0--≥' (4) 式中 l d ˊ——搭接长度(mm)；

D --- 钢筋名义直径(mm)； C---混凝土保护层厚度(mm)；

f y ——钢筋屈服强度(N ／mm 2

)； f t,s ——混凝土劈拉强度 )/(19.02,43

mm N f f cu s t =

f cu ——混凝土立方强度(N ／mm 2

)： n ——搭接长度内横向钢筋根数：

在参考文献[3]中，给出了防止混凝土开裂的最外横向钢筋搭接长度的表达式，它是基于试验结果，极限强度设计概念和考虑搭接有效性的数学展开得到的，表达式为

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡-'=D l f f d l c y s 085.3ρ (5)

式中 l s ——最外层横向钢筋搭接长度(in)；

ρ——纵向配筋率；

d ——钢筋截面的有效高度(in)； f y ——钢筋屈服强度(Psi);

f c ˊ——混凝土抗压强度(Psi)； l 0——纵向搭接的总长度(in)； D ——钢筋的名义直径(in)。

参考文献[3]指出，用公式(5)算出的最外横向钢筋搭接长度不小于2in(51mm)。 根据公式(4)，(5)我们可以取搭接长度

表3

表4

下面我们将这六块板的承载能力和变形能力的试验值与B-4和B—8两块无接头的板的试验值进行比较。

由表4可以看到，由于B-1和B-5搭接长度小于计算值，使得开裂荷载较无接头板 B-4，B-8小38.2％和33.3％，而极限承载力降低了32.1％和45.4％，这表明，如果搭接长度满足不了要求，构件承载力将降低很多，极其危险。

B-2，B—3，B—6及B-7的开裂荷载和极限承载力与无接头板B-4，B—8的值近似相等，最大误差仅有5.7％。考虑混凝土的离散性和板的制作误差等，它是可以忽略的。

图5为B-1，B—2，B—3及B—4的P-Δ曲线，在图5(a)中我们可以看到，B-2，B-3和B—4变形能力相差无几，而B—1在开裂后变形增长很快，当荷载达到180.OkN时，即已进入下降段，变形急剧增加而破坏。图5(b)为B-5---B-8的P-Δ曲线，同样显示了B-5变形能力与其他板的差距。

由此可见，焊接钢筋网搭接长度必须满足要求，至少搭接一目以上，才能保证安全可靠。