鋼筋和混凝土材料的力學性能

1、混凝土結構混凝土結構第二章第二章 鋼筋和混凝土材料力學性能鋼筋和混凝土材料力學性能一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 1.1.鋼筋的應力鋼筋的應力- -應變曲線應變曲線ABBCDE上屈服點不穩(wěn)定下屈服點出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺CD段為強化段0.2%0.2標距有明顯流幅的鋼筋有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時的應力鋼筋受壓和受拉時的應力- -應變曲線幾乎相同應變曲線幾乎相同一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 1.1.鋼筋的應力鋼筋的應力- -應變曲線應變曲線ABBCDE0.2%0.2強度指標強度指標 明顯流幅的鋼筋：下屈服點對應明顯流幅的鋼筋：下屈服

2、點對應的強度作為設計強度的依據(jù)，因為，的強度作為設計強度的依據(jù)，因為，鋼筋屈服后會產(chǎn)生大的塑性變形，鋼鋼筋屈服后會產(chǎn)生大的塑性變形，鋼筋混凝土構件會產(chǎn)生不可恢復的變形筋混凝土構件會產(chǎn)生不可恢復的變形和不可閉合的裂縫，以至不能使用和不可閉合的裂縫，以至不能使用 無明顯流幅的鋼筋：殘余應變?yōu)闊o明顯流幅的鋼筋：殘余應變?yōu)?.2%0.2%時所對應的應力作為條件屈服強時所對應的應力作為條件屈服強度度 一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 1.1.鋼筋的應力鋼筋的應力- -應變曲線應變曲線強度指標的確定強度指標的確定強度強度隨機變量隨機變量強強度度標標準準值值根據(jù)統(tǒng)計資料，運用根據(jù)統(tǒng)計資料，運用數(shù)理統(tǒng)

3、計方法確定的數(shù)理統(tǒng)計方法確定的具有一定保證率（鋼具有一定保證率（鋼筋為筋為97.75%）的統(tǒng)計）的統(tǒng)計特征值：特征值：強度標準值強度標準值= =強度平強度平均值均值- -1.645均方差均方差概率密度材料強度強度平均值強度標準值一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 1.1.鋼筋的應力鋼筋的應力- -應變曲線應變曲線ABBCDE0.2%0.2變形指標變形指標l 伸長率：鋼筋拉斷后的伸長伸長率：鋼筋拉斷后的伸長與原長的比值與原長的比值l 冷彎要求：將直徑為冷彎要求：將直徑為d的鋼筋的鋼筋繞直徑為繞直徑為D的鋼輥彎成一定的角的鋼輥彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂度而不發(fā)生斷裂 一、鋼筋的強度和變形一、

4、鋼筋的強度和變形 2.2.鋼筋的成分、級別和品種鋼筋的成分、級別和品種按化學成分按化學成分碳素鋼（鐵、碳、碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、磷等硅、錳、硫、磷等元素）元素）低碳鋼（含碳量低碳鋼（含碳量0.25%）中碳鋼（含碳量中碳鋼（含碳量0.250.6%）高碳鋼（含碳量高碳鋼（含碳量0.61.4%）普通低合金鋼普通低合金鋼（另加硅、錳、（另加硅、錳、鈦、釩、鉻等）鈦、釩、鉻等）硅系硅系硅釩系硅釩系硅鈦系硅鈦系硅錳系硅錳系硅鉻系硅鉻系細晶粒鋼細晶粒鋼一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 2.2.鋼筋的成分、級別和品種鋼筋的成分、級別和品種鋼筋鋼筋熱軋鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光面鋼筋：熱軋光面鋼筋HPB

5、300，熱軋月牙紋變形鋼筋，熱軋月牙紋變形鋼筋HRB335、HRB400、 HRB500 ，余熱處理月牙紋變形鋼筋，余熱處理月牙紋變形鋼筋RRB400，細晶粒熱軋月牙紋變形鋼筋，細晶粒熱軋月牙紋變形鋼筋HRBF335、HRBF400、 HRBF500 冷拉鋼筋冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成熱處理鋼筋熱處理鋼筋：將：將HRB400、RRB400鋼筋通過加熱、淬火、回火鋼筋通過加熱、淬火、回火而成而成按加工按加工鋼絲鋼絲碳素鋼絲碳素鋼絲：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應力消除、矯正、回火處：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應力消除、矯正、回火處理而成理而成刻痕鋼絲刻

6、痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強其與混凝土間的粘結力：在鋼絲表面刻痕，以增強其與混凝土間的粘結力鋼絞線鋼絞線：六根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起：六根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成：由低碳鋼冷拔而成一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 2.2.鋼筋的成分、級別和品種鋼筋的成分、級別和品種按表面形狀按表面形狀光圓鋼筋光圓鋼筋變形鋼筋變形鋼筋鋼筋的應用范圍鋼筋的應用范圍非預應力鋼筋：非預應力鋼筋：HPB235，HRB335， HRBF335， HRB400, HRBF400, RRB400, HRB500，HRBF500預應力鋼筋：碳素鋼絲，刻痕鋼絲

7、，鋼絞線，預應力鋼筋：碳素鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線， 熱處理鋼筋，冷拉鋼筋熱處理鋼筋，冷拉鋼筋一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 3.3.鋼筋的冷加工和熱處理鋼筋的冷加工和熱處理冷拉冷拉BKZZK殘余變形冷拉伸長率無時效經(jīng)時效K點的選擇：應力控制和應點的選擇：應力控制和應變控制變控制溫度的影響：溫度達溫度的影響：溫度達700C時時恢復到冷拉前的狀態(tài)，先焊恢復到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉后拉特性：只提高抗拉強度，不特性：只提高抗拉強度，不提高抗壓強度，強度提高，提高抗壓強度，強度提高，塑性下降塑性下降一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 3. 3. 鋼筋的冷加工和熱處理鋼筋的冷加工和熱處理冷

8、拔冷拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點和流幅屈服點和流幅冷拔既能提高抗拉強度又能冷拔既能提高抗拉強度又能提高抗壓強度提高抗壓強度一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 3. 3. 鋼筋的冷加工和熱處理鋼筋的冷加工和熱處理熱處理熱處理對特定鋼號的鋼筋進行淬火和回火處理對特定鋼號的鋼筋進行淬火和回火處理強度提高，塑性降低強度提高，塑性降低不降低強度的前不降低強度的前提下，消除由淬提下，消除由淬火產(chǎn)生的內(nèi)力，火產(chǎn)生的內(nèi)力，改善塑性和韌性改善塑性和韌性一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 4.4.鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛徐變徐變應力不變，隨時間的應力不變，隨時間的增

9、長應變繼續(xù)增加增長應變繼續(xù)增加松弛松弛長度不變，隨時間的長度不變，隨時間的增長應力降低增長應力降低對結構，尤其對結構，尤其是預應力結構，是預應力結構，產(chǎn)生不利的影產(chǎn)生不利的影響，需采取必響，需采取必要的措施要的措施一、鋼筋的強度和變形一、鋼筋的強度和變形 5.5.鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞重復荷載作用下，鋼筋的強度重復荷載作用下，鋼筋的強度0.5fc時，抗剪強度隨時，抗剪強度隨壓應力的增大而減小壓應力的增大而減小二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 2.2.復合受力狀態(tài)下混凝土的強度復合受力狀態(tài)下混凝土的強度三向受壓時的混凝土強度三向受壓時的混凝土強度1=fcc1=fcc2= 3= fLfL

10、-側向約束壓應力（加液壓）圓柱體試驗圓柱體試驗Lcccfff4有側向有側向約束時約束時的抗壓的抗壓強度強度無側向約束無側向約束時圓柱體的時圓柱體的單軸抗壓強單軸抗壓強度度二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能(MPa)fco0(10-3)abcd225201510546810混凝土強度提高加載速度減慢單軸受壓時的應力單軸受壓時的應力-應變關系應變關系作用是：峰作用是：峰值應力后，值應力后，吸收試驗機吸收試驗機的變形能，的變形能，測出下降段測出下降段二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能單軸受壓時的應

11、力單軸受壓時的應力-應變關系的數(shù)學模型應變關系的數(shù)學模型u=0.00380=0.002ocfcc0.15fc2011cccf0015. 01ucccfu=0.00350=0.002ocfcc2011cccf美國美國Hognestad模型模型德國德國Rsch模型模型二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能單軸受壓時的應力單軸受壓時的應力-應變關系的數(shù)學模型應變關系的數(shù)學模型（我國規(guī)范）（我國規(guī)范）u0ocfccncccf01122),50(6012,nnfnkcu時，取當5,010505 . 0002. 0kcuf5,10500033. 0kcuuf

12、二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能側向受約束時混凝土的變形特點側向受約束時混凝土的變形特點cu約束混凝土非約束混凝土ccfccfcEsecEc c0 2c0 sp cco環(huán)箍斷裂二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能軸向受拉時混凝土的應力應變關系軸向受拉時混凝土的應力應變關系tto t0 tu ftt(MPa)0 (mm)cr =0.00012試件：7619305mmfc = 44MPa43210.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06標距83mm理論模型！二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形

13、 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能重復荷載下混凝土的變形性能重復荷載下混凝土的變形性能pe包羅線與一次性加載時的應力-應變曲線相似二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能混凝土的彈性模量混凝土的彈性模量ccccep01原點切線模量（彈性模量）：原點切線模量（彈性模量）：拉壓相同拉壓相同ecctgE/0變形模量（割線模量、彈塑性模量）變形模量（割線模量、彈塑性模量）ccctgE/1切線模量切線模量cccddtgE cccecEEE受壓時，為受壓時，為0.41.0；受拉破壞時，受拉破壞時，為為0.5二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形

14、3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能混凝土的彈性模量的試驗方法混凝土的彈性模量的試驗方法（150150 300標準試件標準試件）c/fcc0.5510次此線和原點切線基本平行，取其斜率作為Ec)/(7 .342 . 2102,5mmNfEkcuc二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3. 3. 混凝土的變形性能混凝土的變形性能混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比和剪切模量l 混凝土的泊松比，在壓力較小時為混凝土的泊松比，在壓力較小時為0.150.18，接近破，接近破壞時可達壞時可達0.5以上，一般可取以上，一般可取0.2l 混凝土的剪切模量為混凝土的剪切模量為)1 (2cccEG

15、規(guī)范規(guī)范中取中取vc0.2，故，故Gc0.4Ec二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能長期荷載作用下混凝土的變形性能長期荷載作用下混凝土的變形性能-徐變徐變0.51.01.52.02.505101520253035(10-3)(月) c0.5fc，線性徐變，線性徐變 c0.8fc，非線性徐變，非線性徐變creeecrPl 原因之一，膠凝原因之一，膠凝體的粘性流動體的粘性流動l 原因之二，混凝原因之二，混凝土內(nèi)部微裂縫的土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展不斷發(fā)展徐變變形徐變變形加載瞬時變形加載瞬時變形殘余變形殘余變形卸載后彈卸載后彈性后效性后效卸載時恢卸載時恢

16、復變形復變形二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能影響徐變的因素影響徐變的因素 應力：應力： c0.5fc，徐變變形與應力成正比，徐變變形與應力成正比-線性徐變線性徐變 0.5fc c0.8fc，造成混凝土破壞，不穩(wěn)定，造成混凝土破壞，不穩(wěn)定 加荷時混凝土的齡期，越早，徐變越大加荷時混凝土的齡期，越早，徐變越大 水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大 骨料越硬，徐變越小骨料越硬，徐變越小 養(yǎng)護和使用條件下的溫濕度，受荷前養(yǎng)護溫度越高，濕養(yǎng)護和使用條件下的溫濕度，受荷前養(yǎng)護溫度越高，濕度越大，徐變越??；度越大，徐變越小

17、；加荷期間溫度越高，濕度越低，徐變加荷期間溫度越高，濕度越低，徐變越大越大 結構尺寸越小，徐變越大結構尺寸越小，徐變越大二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能混凝土的收縮混凝土的收縮（結硬過程中混凝土體積縮小的性質(zhì)）（結硬過程中混凝土體積縮小的性質(zhì)） 水泥品種：等級越高，收縮越大水泥品種：等級越高，收縮越大 水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大 骨料：骨料越硬，收縮越小骨料：骨料越硬，收縮越小 養(yǎng)護條件、制作方法、使用環(huán)境、體積與表面積的比值等養(yǎng)護條件、制作方法、使用環(huán)境、體積與表面積的比值等二

18、、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能徐變對混凝土結構的影響徐變對混凝土結構的影響PAsPAs s1c1Pc2As s2P拆去，鋼拆去，鋼筋受壓混凝筋受壓混凝土受拉，可土受拉，可能會引起混能會引起混凝土開裂凝土開裂徐變徐變： s ， c 二、混凝土的強度和變形二、混凝土的強度和變形 3.3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能收縮對混凝土結構的影響收縮對混凝土結構的影響As收縮：收縮： 鋼筋受壓，鋼筋受壓， 混凝土受拉混凝土受拉As三、鋼筋與混凝土的粘結三、鋼筋與混凝土的粘結l鋼筋與混凝土共同工作的基礎鋼筋與混凝土共同工作的基礎足夠的足夠的粘結強度粘結

19、強度l 鋼筋與混凝土接觸面上的剪應力鋼筋與混凝土接觸面上的剪應力粘結應力粘結應力l 粘結應力粘結應力大小大小取決取決于鋼筋和混凝土之間于鋼筋和混凝土之間的的應變差（應變差（ s- c) )4/2dddxdsdxdds4三、鋼筋與混凝土的粘結三、鋼筋與混凝土的粘結 粘結應力使鋼筋發(fā)生應力變化粘結應力使鋼筋發(fā)生應力變化 沒有鋼筋應力的變化就不存在粘結應力沒有鋼筋應力的變化就不存在粘結應力l支座、節(jié)點支座、節(jié)點處存在錨固粘處存在錨固粘結應力，受拉結應力，受拉鋼筋在支座處鋼筋在支座處須有足夠的須有足夠的“錨固長度錨固長度（la)”)”鋼筋與混凝土的粘結作用由三部分組成：鋼筋與混凝土的粘結作用由三部分組

20、成：混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的膠結力膠結力；混凝土因收縮將鋼筋握緊而產(chǎn)生的鋼筋與混凝土間的混凝土因收縮將鋼筋握緊而產(chǎn)生的鋼筋與混凝土間的摩擦力摩擦力；機械咬合力。機械咬合力。當鋼筋與混凝土產(chǎn)生相對滑動后，膠結作用即喪失。當鋼筋與混凝土產(chǎn)生相對滑動后，膠結作用即喪失。摩擦力的大小取決于握裹力和鋼筋與混凝土表面的摩擦系數(shù)。摩擦力的大小取決于握裹力和鋼筋與混凝土表面的摩擦系數(shù)。 對于光面鋼筋，表面輕度銹蝕有利于增加摩擦力，但摩對于光面鋼筋，表面輕度銹蝕有利于增加摩擦力，但摩擦作用也很有限。擦作用也很有限。由于光面鋼筋表面的自然凹凸程度很小，機械咬合作用也由于光面鋼筋表面

21、的自然凹凸程度很小，機械咬合作用也不大。因此，不大。因此，光面鋼筋與混凝土的粘結強度是較低的光面鋼筋與混凝土的粘結強度是較低的。為保證光面鋼筋的錨固為保證光面鋼筋的錨固，通常需在鋼筋端部彎鉤、彎折或，通常需在鋼筋端部彎鉤、彎折或加焊短鋼筋以阻止鋼筋與混凝土間產(chǎn)生較大的相對滑動。加焊短鋼筋以阻止鋼筋與混凝土間產(chǎn)生較大的相對滑動。1355dD=4d(級鋼筋)5d(級鋼筋)5ddd5ddd將鋼筋表面軋制出肋形成將鋼筋表面軋制出肋形成帶肋鋼筋帶肋鋼筋，即變形鋼筋，可，即變形鋼筋，可顯著增加鋼筋與混凝土的機械咬合作用，從而大大增加顯著增加鋼筋與混凝土的機械咬合作用，從而大大增加了粘結強度。了粘結強度。對

22、與強度較高的鋼筋，均需作成變形鋼筋，以保證鋼對與強度較高的鋼筋，均需作成變形鋼筋，以保證鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結強度使鋼筋的強度得以充筋與混凝土間具有足夠的粘結強度使鋼筋的強度得以充分發(fā)揮。分發(fā)揮。變形鋼筋受力后，其凸出的肋對混凝土產(chǎn)生變形鋼筋受力后，其凸出的肋對混凝土產(chǎn)生斜向擠壓力斜向擠壓力，其水平分力使鋼筋周圍的混凝土軸向受拉、受剪，徑向其水平分力使鋼筋周圍的混凝土軸向受拉、受剪，徑向分力使混凝土產(chǎn)生分力使混凝土產(chǎn)生環(huán)向拉力環(huán)向拉力。軸向拉力和剪力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部軸向拉力和剪力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部斜向錐形裂縫斜向錐形裂縫，環(huán)向拉力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)向拉力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部徑向裂縫徑向裂縫。

23、當混凝土保護層和鋼筋間距當混凝土保護層和鋼筋間距較小時，徑向裂縫可發(fā)展達到較小時，徑向裂縫可發(fā)展達到構件表面，產(chǎn)生劈裂裂縫，機構件表面，產(chǎn)生劈裂裂縫，機械咬合作用將很快喪失，產(chǎn)生械咬合作用將很快喪失，產(chǎn)生劈裂式粘結破壞劈裂式粘結破壞。在鋼筋周圍配置在鋼筋周圍配置橫向鋼筋橫向鋼筋（箍筋或螺旋鋼筋）或增加混（箍筋或螺旋鋼筋）或增加混凝土的凝土的保護層厚度保護層厚度（c/d），可提高粘結強度。），可提高粘結強度。鋼筋如果鋼筋周圍的橫向鋼筋較多或混凝土的保護層（如果鋼筋周圍的橫向鋼筋較多或混凝土的保護層（c/dc/d）較大，徑向裂縫很難發(fā)展達到構件表面，則肋前部的混凝土較大，徑向裂縫很難發(fā)展達到構件表

24、面，則肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下最終將被擠碎，發(fā)生沿肋外徑圓柱在水平分力和剪力作用下最終將被擠碎，發(fā)生沿肋外徑圓柱面的剪切破壞，形成所謂的面的剪切破壞，形成所謂的“刮梨式刮梨式”破壞，破壞，“刮梨式刮梨式”破壞是變形鋼筋與混凝土粘結強度的上限。破壞是變形鋼筋與混凝土粘結強度的上限。u粘結強度粘結強度 Bond Strength dlAdlFssuFd自由端加載端套管1005d23d拔出試驗拔出試驗 Pull out test粘結強度粘結強度 u ：粘結破壞：粘結破壞（鋼筋拔出（鋼筋拔出或混凝土劈裂）時鋼筋與混凝土界或混凝土劈裂）時鋼筋與混凝土界面上的最大平均粘結應力面上的最大平均粘結

25、應力影響粘結強度的主要因素影響粘結強度的主要因素 Influence factors混凝土強度、保護層厚度和鋼筋凈間距、橫向配筋、鋼筋表面混凝土強度、保護層厚度和鋼筋凈間距、橫向配筋、鋼筋表面和外形特征、受力情況及錨固長度和外形特征、受力情況及錨固長度 混凝土強度混凝土強度：光面鋼筋和變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強光面鋼筋和變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強度的提高而增加，度的提高而增加，但并不與立方體強度但并不與立方體強度fcu成正比成正比，而與抗拉強，而與抗拉強度度 ft 成正比。成正比。保護層厚度和鋼筋凈間距保護層厚度和鋼筋凈間距：對于變形鋼筋，粘結強度主要取對于變形鋼筋，粘結強度主要取決于

26、劈裂破壞。因此相對保護層厚度決于劈裂破壞。因此相對保護層厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結強度越高。破壞的能力也越大，粘結強度越高。當當c/d 很大時，若錨固長度很大時，若錨固長度不夠，則產(chǎn)生剪切不夠，則產(chǎn)生剪切“刮梨式刮梨式”破壞。破壞。同理，鋼筋凈距同理，鋼筋凈距s與鋼筋直與鋼筋直徑徑d 的比值的比值s/d 越大，粘結強度也越高。越大，粘結強度也越高。 混凝土強度混凝土強度：光面鋼筋和變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強光面鋼筋和變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強度的提高而增加，度的提高而增加，但并不與立方體強度但并不與立方體強度fcu成正比成正比，而與抗拉強

27、，而與抗拉強度度 ft 成正比。成正比。保護層厚度和鋼筋凈間距保護層厚度和鋼筋凈間距：對于變形鋼筋，粘結強度主要取對于變形鋼筋，粘結強度主要取決于劈裂破壞。因此相對保護層厚度決于劈裂破壞。因此相對保護層厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結強度越高。破壞的能力也越大，粘結強度越高。當當c/d 很大時，若錨固長度很大時，若錨固長度不夠，則產(chǎn)生剪切不夠，則產(chǎn)生剪切“刮梨式刮梨式”破壞。破壞。同理，鋼筋凈距同理，鋼筋凈距s與鋼筋直與鋼筋直徑徑d 的比值的比值s/d 越大，粘結強度也越高。越大，粘結強度也越高。影響粘結強度的主要因素影響粘結強度的主要因素 Influ

28、ence factors混凝土強度、保護層厚度和鋼筋凈間距、橫向配筋、鋼筋表面混凝土強度、保護層厚度和鋼筋凈間距、橫向配筋、鋼筋表面和外形特征、受力情況及錨固長度和外形特征、受力情況及錨固長度橫向配筋橫向配筋：橫向鋼筋的存在限制了徑向裂縫的發(fā)展，使粘結橫向鋼筋的存在限制了徑向裂縫的發(fā)展，使粘結強度得到提高。強度得到提高。 由于劈裂裂縫是順鋼筋方向產(chǎn)生的，其對鋼筋銹蝕的影響由于劈裂裂縫是順鋼筋方向產(chǎn)生的，其對鋼筋銹蝕的影響比受彎垂直裂縫更大，將嚴重降低構件的耐久性。比受彎垂直裂縫更大，將嚴重降低構件的耐久性。 因此應保證不使徑向裂縫到達構件表面形成因此應保證不使徑向裂縫到達構件表面形成劈裂裂縫劈

29、裂裂縫。所。所以，保護層應具有一定的厚度，鋼筋凈距也應保證。以，保護層應具有一定的厚度，鋼筋凈距也應保證。 配置橫向鋼筋可以阻止徑向裂縫的發(fā)展配置橫向鋼筋可以阻止徑向裂縫的發(fā)展。因此對于直徑較。因此對于直徑較大鋼筋的錨固區(qū)和搭接長度范圍，均應增加橫向鋼筋。大鋼筋的錨固區(qū)和搭接長度范圍，均應增加橫向鋼筋。 當一排并列鋼筋的數(shù)量較多時，也應考慮增加橫向鋼筋來當一排并列鋼筋的數(shù)量較多時，也應考慮增加橫向鋼筋來控制劈裂裂縫的發(fā)生?？刂婆蚜芽p的發(fā)生。鋼筋表面和外形特征鋼筋表面和外形特征： 光面鋼筋表面凹凸較小，機械咬合作用小，粘結強度低。光面鋼筋表面凹凸較小，機械咬合作用小，粘結強度低。 月牙肋和螺紋

30、肋變形鋼筋，前者肋的相對受力面積（擠月牙肋和螺紋肋變形鋼筋，前者肋的相對受力面積（擠壓混凝土的面積與鋼筋截面積的比值）較小，粘結強度壓混凝土的面積與鋼筋截面積的比值）較小，粘結強度比螺紋鋼筋低一些。比螺紋鋼筋低一些。 由于變形鋼筋的外形參數(shù)不隨直徑成比例變化由于變形鋼筋的外形參數(shù)不隨直徑成比例變化，對于直，對于直徑較大的變形鋼筋，肋的相對受力面積減小，粘結強度徑較大的變形鋼筋，肋的相對受力面積減小，粘結強度也有所減小。也有所減小。 此外，當鋼筋表面為防止銹蝕涂環(huán)氧樹脂時，鋼筋表面此外，當鋼筋表面為防止銹蝕涂環(huán)氧樹脂時，鋼筋表面較為光滑，粘結強度也將有所降低。較為光滑，粘結強度也將有所降低。（N

31、/mm2）受力情況受力情況： 在錨固范圍內(nèi)存在在錨固范圍內(nèi)存在側壓力側壓力可提高粘結強度可提高粘結強度 剪力產(chǎn)生的斜裂縫剪力產(chǎn)生的斜裂縫則會使錨固鋼筋受到銷栓作用而降低則會使錨固鋼筋受到銷栓作用而降低粘結強度粘結強度 受壓鋼筋由于直徑增大會增加對混凝土的擠壓受壓鋼筋由于直徑增大會增加對混凝土的擠壓，從而使，從而使摩擦作用增加摩擦作用增加 受反復荷載作用的鋼筋受反復荷載作用的鋼筋，肋前后的混凝土均會被擠碎，肋前后的混凝土均會被擠碎，導致咬合作用降低導致咬合作用降低錨固長度錨固長度： 拔出試驗的拔出試驗的錨固長度較短錨固長度較短時，粘結應力在錨固長度范圍時，粘結應力在錨固長度范圍分布比較均勻，平均

32、粘結應力較高，測得的粘結強度較分布比較均勻，平均粘結應力較高，測得的粘結強度較高高 錨固長度較大時錨固長度較大時，則平均粘結強度較小，但總粘結力隨，則平均粘結強度較小，但總粘結力隨錨固長度的增加而增大錨固長度的增加而增大 當錨固長度增加達到一定值，鋼筋受拉達到屈服（強度當錨固長度增加達到一定值，鋼筋受拉達到屈服（強度充分發(fā)揮）時未產(chǎn)生粘結破壞，該臨界情況的錨固長度充分發(fā)揮）時未產(chǎn)生粘結破壞，該臨界情況的錨固長度稱為稱為基本錨固長度基本錨固長度la， dAflusya dlAdlFssudlAfsydfuy41dffltya6.3 鋼筋的錨固和搭接鋼筋的錨固和搭接一、基本錨固長度一、基本錨固長度

33、 規(guī)范規(guī)范是以拔出試驗為基礎確定是以拔出試驗為基礎確定基本錨固長度基本錨固長度的。取粘結的。取粘結強度強度 u與混凝土抗拉強度與混凝土抗拉強度 ft 成正比，并根據(jù)試驗結果，取鋼筋成正比，并根據(jù)試驗結果，取鋼筋受拉時的基本錨固長度為，受拉時的基本錨固長度為，dffltya表 7-1 錨固鋼筋的外形系數(shù)鋼筋類型光面鋼筋帶肋鋼筋三面刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲三股鋼絞線七股鋼絞線鋼筋外形系數(shù)0.160.140.190.130.160.17注：1、光面鋼筋系指 HPB235 級熱軋鋼筋；帶肋鋼筋系指 HRB335、HRB400、RRB400級熱軋鋼筋及熱處理鋼筋 構件中鋼筋的實際錨固長度應根據(jù)鋼筋的受力情況、

34、保護層構件中鋼筋的實際錨固長度應根據(jù)鋼筋的受力情況、保護層厚度、鋼筋形式等的影響，采用厚度、鋼筋形式等的影響，采用基本錨固長度基本錨固長度la乘以以下修正乘以以下修正系數(shù)，并不小于系數(shù)，并不小于最小錨固長度，也不小于最小錨固長度，也不小于0.7la和和250mm。錨固鋼筋的保護層厚度修正系數(shù)保護層厚度2d3d4d5d修正系數(shù)0.90.80.750.7當受拉鋼筋采用并筋形式時，由于其表面積減小，計算其基當受拉鋼筋采用并筋形式時，由于其表面積減小，計算其基本錨固長度時應采用并筋的本錨固長度時應采用并筋的等效直徑等效直徑de（雙并筋（雙并筋de=1.4d，三并，三并筋筋de=1.7d）；）；當月牙肋

35、鋼筋錨固區(qū)混凝土當月牙肋鋼筋錨固區(qū)混凝土保護層厚度大于保護層厚度大于2d時，錨固長度時，錨固長度可乘以可乘以保護層修正系數(shù)保護層修正系數(shù)，但對位于構件頂面混凝土中的水平鋼但對位于構件頂面混凝土中的水平鋼筋，不進行保護層厚度修正。筋，不進行保護層厚度修正。受拉鋼筋的最小錨固長度(mm)鋼筋類型光面鋼筋帶肋鋼筋三面刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲三股鋼絞線七股鋼絞線最小錨固長度20d25d100d80d90d100d當當月牙肋鋼筋末端采用圖示機械錨固措施時，錨固長度可乘以月牙肋鋼筋末端采用圖示機械錨固措施時，錨固長度可乘以機械錨固修正系數(shù)機械錨固修正系數(shù)0.7。1355dD=4d(級鋼筋)5d(級鋼筋)5ddd

36、5ddd受壓鋼筋的錨固長度不宜小于受拉鋼筋錨固長度的受壓鋼筋的錨固長度不宜小于受拉鋼筋錨固長度的0.7倍；倍；當錨固鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動時（如滑模施工），當錨固鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動時（如滑模施工），錨固長度應乘以錨固長度應乘以施工擾動系數(shù)施工擾動系數(shù)1.1；除構造需要的錨固長度外，除構造需要的錨固長度外，當受力鋼筋的實際配筋面積大于其當受力鋼筋的實際配筋面積大于其設計計算面積時，設計計算面積時，錨固長度可乘以設計計算面積與實際配筋面積錨固長度可乘以設計計算面積與實際配筋面積比值的比值的配筋余量修正系數(shù)配筋余量修正系數(shù)，但不得小于最小錨固長度。承受動力，但不得小于最小錨固長度

37、。承受動力荷載和按抗震設計的結構，不考慮配筋余量修正系數(shù)。荷載和按抗震設計的結構，不考慮配筋余量修正系數(shù)。錨固區(qū)箍筋要求錨固區(qū)箍筋要求規(guī)范規(guī)范規(guī)定在受力鋼筋錨固長度范圍內(nèi)規(guī)定在受力鋼筋錨固長度范圍內(nèi)箍筋的直徑箍筋的直徑不小于不小于0.25d（或（或0.25de），），箍筋間距箍筋間距不大于不大于10d，采用機械錨固措施時不應大，采用機械錨固措施時不應大于于5d，在錨固長度范圍內(nèi)箍筋的數(shù)量不少于三個。當錨固鋼筋的，在錨固長度范圍內(nèi)箍筋的數(shù)量不少于三個。當錨固鋼筋的混凝土保護層厚度大于混凝土保護層厚度大于5d（或（或5de）時，箍筋配置要求可放松。）時，箍筋配置要求可放松。2、簡支支座錨固要求、簡

38、支支座錨固要求支座處有橫向壓應力，使粘結作用支座處有橫向壓應力，使粘結作用得到改善。因此支座處的錨固長度得到改善。因此支座處的錨固長度las可比基本錨固長度可比基本錨固長度la減小。減小。光面鋼筋末端應設置標準彎鉤。當光面鋼筋末端應設置標準彎鉤。當伸入支座的錨固長度不符合要求時，伸入支座的錨固長度不符合要求時，可在鋼筋端部加焊錨固鋼板或?qū)摽稍阡摻疃瞬考雍稿^固鋼板或?qū)摻詈附釉诹憾祟A埋件上。筋焊接在梁端預埋件上。當當V0.7ftbh0時，時，las5d當當V0.7ftbh0時，時，las0.35la錨固區(qū)箍筋要求錨固區(qū)箍筋要求規(guī)范規(guī)范規(guī)定在受力鋼筋錨固長度范圍內(nèi)規(guī)定在受力鋼筋錨固長度范圍內(nèi)箍筋

39、的直徑箍筋的直徑不小于不小于0.25d（或（或0.25de），），箍筋間距箍筋間距不大于不大于10d，采用機械錨固措施時不應大，采用機械錨固措施時不應大于于5d，在錨固長度范圍內(nèi)箍筋的數(shù)量不少于三個。當錨固鋼筋的，在錨固長度范圍內(nèi)箍筋的數(shù)量不少于三個。當錨固鋼筋的混凝土保護層厚度大于混凝土保護層厚度大于5d（或（或5de）時，箍筋配置要求可放松。）時，箍筋配置要求可放松。2、簡支支座錨固要求、簡支支座錨固要求支座處有橫向壓應力，使粘結作用支座處有橫向壓應力，使粘結作用得到改善。因此支座處的錨固長度得到改善。因此支座處的錨固長度las可比基本錨固長度可比基本錨固長度la減小。減小。當當V0.7ftbh0時，時，las5d當當V0.7ftbh