鋼筋與混凝土的粘結(jié)解析課件

1、鋼筋與混凝土的粘結(jié)粘結(jié)一、粘結(jié)作用 鋼筋混凝土受力后會(huì)沿鋼筋和混凝土接觸面上產(chǎn)生剪應(yīng)力，通常把這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)應(yīng)力。 粘結(jié)應(yīng)力分為鋼筋端部的錨固粘結(jié)應(yīng)力和裂縫之間的局部粘結(jié)應(yīng)力。第1頁，共19頁。錨固粘結(jié)應(yīng)力，是指鋼筋伸入支座或支座負(fù)彎矩鋼筋在跨間截?cái)鄷r(shí)，必須具有足夠的錨固長(zhǎng)度，通過錨固長(zhǎng)度積累粘結(jié)力，如果錨固不良，鋼筋將在未充分發(fā)揮作用前就被拔出。SASlasSAS第2頁，共19頁。裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力是在相鄰兩個(gè)開裂截面之間產(chǎn)生的，鋼筋應(yīng)力的變化受到粘結(jié)應(yīng)力的影響，粘結(jié)應(yīng)力使相鄰兩裂縫之間混凝土參與受拉，局部粘結(jié)應(yīng)力的喪失會(huì)影響構(gòu)件的剛度的降低和裂縫的開展。lcrMMSASSASSS第3

2、頁，共19頁。二、粘結(jié)力的組成由四部分組成： 化學(xué)膠結(jié)力：這種力一般較小，只在鋼筋和混凝土界面存在，當(dāng)鋼筋受力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘結(jié)力就喪失了。 摩擦力：混凝土收縮后將鋼筋緊緊地握裹住，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對(duì)滑移時(shí)，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。 機(jī)械咬合力：這是鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力。 鋼筋端部的錨固力：指用在鋼筋端部彎鉤、彎折，以及在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機(jī)械作用來維持錨固力。各種粘結(jié)力中，化學(xué)膠結(jié)力較小；光面鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機(jī)械咬合力為主。第4頁，共19頁。三、粘結(jié)機(jī)理鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度通常采用標(biāo)準(zhǔn)抗拔試驗(yàn)獲得，鋼筋和混凝土之間的平均粘結(jié)

3、應(yīng)力為:AS100100自由端套管加荷端Fdl=5d(23)d第5頁，共19頁。21(s/mm)/(N/mm2)2124101230865476ABCD43123(s/mm)/(N/mm2)0ABC 光面鋼筋的- s曲線 變形鋼筋的- s曲線第6頁，共19頁。四、影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素 試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼筋的極限粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土抗拉強(qiáng)度近似成正比。 增大保護(hù)層厚度，保持一定的鋼筋間距，可以提高外圍混凝土的抗劈裂能力，有利于粘結(jié)強(qiáng)度的充分發(fā)揮。 鋼筋的直徑越大，粘結(jié)強(qiáng)度越?。慌c光圓鋼筋相比，變形鋼筋具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度。 橫向鋼筋（如梁中的箍筋）可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展，提高粘結(jié)強(qiáng)度。 澆筑混凝土?xí)r

4、，澆筑深度過大（超過300mm）時(shí)，會(huì)削弱鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用?；炷翉?qiáng)度保護(hù)層厚度和鋼筋的凈距鋼筋的直徑和外形橫向鋼筋澆筑混凝土?xí)r鋼筋的位置第7頁，共19頁。2.3.2 鋼筋的錨固和連接一、鋼筋的錨固鋼筋的錨固是指通過混凝土中鋼筋埋置段或機(jī)械措施將鋼筋所受的力傳給混凝土，使鋼筋錨固于混凝土而不滑出，包括直鋼筋的錨固、帶彎鉤或彎折鋼筋的錨固，以及采用機(jī)械措施的錨固等。 基本錨固長(zhǎng)度 ：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度作為鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度 。如下圖所示，可得平衡公式： Flad第8頁，共19頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在通常的保護(hù)層厚度和相應(yīng)的構(gòu)造條件下，考慮鋼筋的抗拉強(qiáng)度、外形系

5、數(shù)和適當(dāng)?shù)目煽慷?，錨固長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 其中 指錨固鋼筋的外形系數(shù)，按表取用。 錨固長(zhǎng)度的修正：當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋直徑大于25mm時(shí)，錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1。HRB335、HRB400和RRB400級(jí)涂環(huán)氧樹脂鋼筋，其錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.25。第9頁，共19頁。鋼筋在施工中易受擾動(dòng)（如滑模施工），錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1。當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋保護(hù)層厚度大于鋼筋直徑的3倍且配置有箍筋時(shí)，錨固長(zhǎng)度可乘以修正系數(shù)0.8。經(jīng)過上述修正，錨固長(zhǎng)度不得小于計(jì)算錨固長(zhǎng)度的0.7倍，且不應(yīng)小于250mm，這是錨固長(zhǎng)度的最低限值。第10頁

6、，共19頁。 鋼筋的機(jī)械錨固：D = 4d1355ddd5dddd5d(a)末端帶135 彎鉤(b)末端與鋼板穿孔塞焊(c)末端與短鋼筋雙面貼焊返回第11頁，共19頁。 受壓鋼筋的錨固：受壓鋼筋的錨固長(zhǎng)度可取為受拉錨固長(zhǎng)度 的0.7倍。二、鋼筋的連接當(dāng)鋼筋長(zhǎng)度不夠，或需要采用施工縫或后澆帶等構(gòu)造措施時(shí)，鋼筋就需要連接。鋼筋連接的目的是通過混凝土中兩根鋼筋的連接，將一根鋼筋所受的力傳給另一根鋼筋。 連接的基本要求：保證接頭區(qū)域應(yīng)有足夠的承載力、剛度、延性、恢復(fù)性能以及疲勞性能。 鋼筋連接的基本類型：受力鋼筋的連接方式分三個(gè)類型：搭接、機(jī)械連接和焊接。第12頁，共19頁。 鋼筋連接設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

7、： 接頭應(yīng)盡量設(shè)置在受力較小處； 在同一受力鋼筋上宜少設(shè)連接接頭； 接頭位置應(yīng)互相錯(cuò)開； 在鋼筋連接區(qū)域應(yīng)采取必要的構(gòu)造措施； 機(jī)械連接接頭能產(chǎn)生較牢固的連接力，所以應(yīng)優(yōu)先采用機(jī)械 連接。 鋼筋連接的措施：幾個(gè)概念：連接區(qū)段、鋼筋搭接接頭面積百分率、縱向受拉鋼 筋的搭接長(zhǎng)度 ll 。第13頁，共19頁。 綁扎搭接措施：1）當(dāng)受拉鋼筋直徑 及受壓鋼筋的直徑 時(shí)，不宜采用綁扎搭接接頭；軸心受拉和小偏心受拉桿件（如桁架和拱的拉桿），一旦連接失效，后果嚴(yán)重，因此，其縱向鋼筋不得采用綁扎搭接接頭。ll1.3ll第14頁，共19頁。2）應(yīng)控制搭接接頭面積百分率，對(duì)梁類、板類及墻類構(gòu)件，不宜大于25%;對(duì)柱類構(gòu)件，不宜大于50%。3）在任何情況下，縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長(zhǎng)度均不應(yīng)小于300mm；受壓縱向鋼筋的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度的0.7倍，且在任何情況下，搭接長(zhǎng)度均不應(yīng)小于200mm。4)為了防止缺乏側(cè)向約束，導(dǎo)致縱向受力鋼筋劈裂分離，應(yīng)規(guī)定搭接區(qū)的構(gòu)造措施。如在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋。第15頁，共19頁。 機(jī)械連接措施： 鋼筋機(jī)械接頭