钢筋锚固搭接长度的确定裂缝计算模式

1、、锚固与搭接长度1、锚固1.1锚固原则如果钢筋在混凝土中没有可靠的锚固，构件将会提前破 坏。保证钢筋的锚固可靠，就是要钢筋屈服时仍未出现破坏。 通常是将钢筋在混凝土中延伸一段长度来实现锚固的，此延 伸长度称作为钢筋的锚固长度。最小锚固长度实际上为钢筋屈服时的传递长度，因此， 锚固长度的基本原则是：在钢筋受力屈服的同时正好发生锚 固破坏。1.2理论分析模型:直径2c的形截面混凝土试件内配置直径d的带肋钢筋假定：试件发生纵向劈裂即认为锚固失效；内压p引起的混凝土中拉应力线性分布。|CS/ / / /Ik平衡方程：ljpd = (2d)乞la则极限内压应力:J |得：P = (-a 2当5=力时，出

2、现纵向劈裂，锚固失效。当带肋钢筋的倾角45。时，钢筋肋与混凝土 间斜向挤压力的纵向分量和径向分量相等又:5Tu Pua环d 4.4c7fy/令 c= 2d当&2创寸，厶的数值比上式的数 值要小，因此，混凝土保护层厚 度较大时，用下式估算锚固长度 是偏安全的。1.3实用锚固长度计算公式上式难于直接应用工程实际，混凝土结构设计规范 (GB50010)中锚固长度计算公式I =adaf钢筋外形系数钢筋 类型光面钢 筋-带钩带肋 钢筋螺旋肋钢筋三股钢绞线七股钢绞线a0.160.140.130.160.172、钢筋的搭接构件中纵向受力钢筋如由于长度不够或其他原因时, 可将钢筋搭接一段长度，称为搭接长度。搭

3、接方式有：绑扎搭接；机械连接；焊接。搭接的原则：口受力钢筋接头设置在受力较小处；相邻绑扎接头宜错开，接头端面保持一定间距”2.1绑扎搭接接头基本概念j_ ！口搭接长度：IM连接区段：13/| 13, |同一连接区段：接头中心在同一连接区段内。口搭接接头面积百分比：同一连接区段内有接头的钢筋截面积与全部纵向钢筋面积比值。图中钢筋搭接接头面积百分比为50% o”2.1.1纵向受拉钢筋搭接长度搭接长度与搭接接头面积百分比有关。对于梁、板及墙类 构件不宜大于25%。确有必要时，根据情况放宽。受拉绑扎钢筋搭接长度按下式计算：纵向受拉钢筋锚固长度；搭接长度修正系数，按下表取用。搭接接头面积百分比（）255

4、01001.21.41.61”2.1.2纵向受压钢筋搭接长度构件中的纵向受压钢筋，当采用搭 接连接时，其受压搭接长度不应小于纵 向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且在任何 情况下不应小于200mm。2.2机械连接接头机械连接接头有套筒挤压连接技术、锥螺纹连接技术及 直螺纹连接技术等。口机械连接接头连接区段长度取为35d；口同一连接区纵向受拉钢筋接头面积百分比不宜大于50%,纵 向受压钢筋不受限制；口直接承受动力荷载的接头。面积百分比不宜大于50%； 口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 筋的最小保护层厚度的要求。2.3焊接接头纵向钢筋焊接接头应相互错开。连接区段长度35d,且 不

5、小于500mm；同一连接区焊接接头面积百分比，对于受拉钢筋接头， 不宜大于50%,受压钢筋接头面积百分比不受限制； 口需进行疲劳验算的构件，如吊车梁等，起纵向受拉钢筋 不得采用绑扎搭接接头，也不宜采用焊接接头，且严禁 在钢筋上焊有任何附件。1、裂缝宽度计算模式1粘结滑移理论该理论认为，当混凝土岀现裂缝以后，由于钢筋和混 凝土之间产生了相对滑移，变形不一致导致裂缝开展。因 此，钢筋伸长和混凝土伸长之差就是裂缝平均宽度乂6-空）_钢筋应变不均匀系数由于匚通常远远小于耳,可忽略 不计。由此得到：平均裂缝间距ac=ft(ax+Aas) As二由平衡条件：24 = ftA人込4 = Tmlfcrd7T

6、fA d-f，d yd Tm nd10+4 as) As则:s平均裂缝间距：C =1.5/；rTTZ j b。dV=k屮吕一Es P4AP平均裂缝间距公式为一通过原点的直线方程，而试验 表明，即使很大时，平均裂缝间距也不等于0,而 是趋于某一常数。在推导此式时，假定开裂截面混凝土拉应力是均匀分 布的，但实际的分布并非均匀，这说明粘结一滑移理论将 作为影响裂缝间距的唯一变量是不全面的。2无滑移理论该理论认为混凝土开裂后，混凝土与钢筋之间无相对 滑移，裂缝的发展宽度与裂缝量测点距最近一根钢筋表面的 距离C直接相关。裂缝随着保护层C增大而增大。无滑移理论 认为，裂缝的开展是由于外围混凝土的回缩。Br

7、oms与Base等人通过试验得出:C离钢筋越远裂缝宽度越大，主要由于钢筋与混凝 土之间存在粘结握裹，对混凝土的回缩起着约束作用。 但此作用有一定范围，离钢筋越近，混凝土收到约束越 大，回缩越小，裂缝越细。随着距离增大，约束作用减 弱，混凝土回缩增大。钢筋对混凝土回缩起约束作用的 范围称为钢筋的有效约束区。可见，随着混凝土保护层厚度增大，外表混凝土 比靠近内表混凝土受到的约束小，因此外表裂缝宽度要 大。3、粘结滑移与无滑移综合理论1971年日本的YGoto在轴心拉杆的钢筋周围预埋导管并用墨水注入，试验后剖开试件发现主裂缝附近变形钢筋 周围形成如图内部微裂。主裂缝附近粘结力遭到破坏，同时证明裂缝宽度在构件外表最 大。综合理论既考虑了混凝土 保护层厚度对裂缝的影响，也 考虑了钢筋和混凝土之间可能 岀现的滑移，比前2种更合理。0 = 1.1-0.65-Ptes我国混凝土结构设计规范（GB 50010）采用综合理论 进行裂缝宽度计算式如下：其中:%构件受力特征系数申 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，0.21.0pte 按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配 筋率；当 2 0.01 ,取 2=0.01 ；4 有效受拉混凝土截面