钢筋与混凝土粘结PPT

1、第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能Mechanical Properties ofReinforcement and Concrete2.3 钢筋与混凝土之间的粘结复习：钢筋与混凝土共同工作的条件: 钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力； 钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数。ss=0ss=常数一、粘结应力的定义钢筋与混凝土接触面上产生的沿钢筋纵向的剪应力 。粘结强度：粘结失效时的最大（平均）粘结应力。粘结强度的测试 实验表明，粘结锚固力可以由三部分得到：1、钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力，也称胶结力。（小）2、混凝土收缩，将钢筋紧紧握裹

2、而产生摩阻力。钢筋和混凝土之间挤压力越大、接触面的粗糙程度越大，则摩阻力就越大。（小）3、钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力，也称咬合力。变形钢筋具有横肋会产生咬合力。（大）二、粘结应力的组成 加弯钩弯折焊角钢焊短钢筋 直段光面钢筋的粘结能力来源于胶结和摩擦； 变形钢筋的粘结能力主要来源于摩擦力和机械咬合力。挤压力摩擦力三、钢筋的锚固与搭接 我国规范采用构造措施来保证混凝土与钢筋的粘结 因为粘结的破坏机理复杂、影响因素过多，目前尚无完整的粘结力计算理论构造措施有：1、对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；2、满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；3、在钢

3、筋的搭接接头范围内应加密箍筋；4、在钢筋端部设置箍筋；5、在浇筑大深度混凝土时应分层浇注或二次浇捣；6、钢筋表面有锈时能增加钢筋与混凝土之间的摩擦，所以，一般除重锈钢筋外，可不必除锈。 基本锚固长度：锚固钢筋的外形系数 依靠钢筋自身的性能无法满足锚固要求，采用机械锚固措施。机械锚固的形式 钢筋的搭接长度：受拉钢筋搭接长度修正系数 通过绑扎搭接、焊接或机械连接，将一根钢筋所受的力传给另一根钢筋。钢筋搭接接头的错开要求影响钢筋与混凝土粘结强度的主要因素:混凝土强度：混凝土强度愈高，粘结强度愈高保护层厚度和钢筋净间距横向配筋(如梁中的箍筋）钢筋表面和外形特征：变形钢筋明显优于光圆钢筋受力情况钢筋的位

4、置：钢筋距离混凝土表面愈近，粘结强度愈低锚固长度：锚固长度愈长，粘结强度愈高事故分析：钢筋锚固长度不够产生裂缝 美国一停车库为七层现浇长跨板结构，一边挑出3.35m，在拆模后不久发现每层在同一处产生裂缝。实际钢筋长度需要钢筋长度每层同处产生裂缝混凝土的强度有立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗拉强度。结构设计中要用到轴心抗压强度和抗拉强度两个强度指标。立方体抗压强度及其标准值（混凝土强度等级）只用作材料性能的基本代表值，其他强度均可与其建立相应的换算关系。混凝土的受压破坏实质是由垂直于压力作用方向的横向胀裂造成的，因而混凝土双轴受压和三轴受压时强度提高，而一向受压另一向受拉时强度降低。约束混凝土（

5、配有螺旋箍筋、普通箍筋的混凝土以及钢管混凝土等）就是用横向约束来提高混凝土的抗压强度和变形性能。小结混凝土物理力学性能的主要特征是：抗拉强度远低于抗压强度；应力-应变关系从一开始就是非线性，只是当应力很小时才近似的视为线弹性的；混凝土的强度和变形都与时间有明显的关系；初始微裂缝对混凝土的强度、变形和裂缝的形成和发展有重要影响。徐变和收缩对混凝土及预应力混凝土结构的性能有重要影响，设计时应予以重视。小结与普通混凝土相比，高强混凝土的弹性极限、与峰值应力相应的应变值 、荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度等均比较高。但高强混凝土在到达峰值应力以后，应力-应变曲线骤然下跌，表现出很大的脆性，其极

6、限应变也比普通混凝土低。因此，对于延性要求比较高的混凝土结构（如地震区的混凝土结构），不宜选用过高强度等级的混凝土。小结钢筋混凝土结构用的钢筋主要为热轧钢筋，它有明显的流幅（软钢）；预应力钢筋主要为钢绞线、消除应力钢丝和热处理钢筋，这类钢筋没有明显的流幅（硬钢）。钢筋有两个强度指标：屈服强度（软钢）或条件屈服强度（硬钢）；极限强度。结构设计时，一般用屈服强度或条件屈服强度作为计算的依据。钢筋还有两个塑性指标：延伸率和冷弯性能。混凝土结构要求钢筋应具有适当的屈强比和良好的塑性。小结将强度较低的热轧钢筋经过冷拉或冷拔等冷加工，提高了钢筋的强度（屈服强度和极限强度），但降低了塑性（屈服平台缩短或消失，极限应变减小）。经过冷拉的钢筋在受压时提前出现塑性应变，故受压屈服强度降低。冷拔可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。小结小结钢筋和混凝土之间的粘结是两种材料共同工作的基础。粘结强度一般由胶着力、摩擦力和咬合力组成，对于采用机械锚固措施（如末端带弯沟、末端焊锚板或贴焊锚筋等）的钢筋，尚应包括机械锚固力。光面钢筋的粘结破坏为钢筋被拔出的剪切破坏；变形钢筋当混凝土保护层很薄且无箍筋约束时，为沿钢筋纵向的劈裂破坏，反之，则为沿钢筋肋外径滑移面的剪切破坏。 小结 纵向受力钢筋的锚固长度，是以锚固强度极限状态或刚度极限状态为依