混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能

混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能

內(nèi)容提要一、混凝土的物理力學(xué)性能二、鋼筋的物理力學(xué)性能三、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)與錨固學(xué)習(xí)目的一、掌握混凝土強(qiáng)度、變形指標(biāo)和耐久性規(guī)定二、掌握鋼筋品種、規(guī)格、力學(xué)性能及強(qiáng)度設(shè)計指標(biāo)三、理解鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能及保證可靠粘結(jié)和錨固的構(gòu)造措施2.1

混凝土的物理力學(xué)性能一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度1、混凝土強(qiáng)度等級（StrengthGrade）混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度

(CompressiveStrength)，它是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。混凝土的強(qiáng)度等級是用立方體的抗壓強(qiáng)度fcu,k來劃分的。

邊長150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（20±3℃，≥90%相對濕度）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（加載速度0.3~0.8N/mm2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度(CubeStrength)，用符號C表示。率C30：fcu,k=30N/mm2立方體抗壓強(qiáng)度fcu承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑強(qiáng)度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑壓力試件裂縫發(fā)展擴(kuò)張整個體系解體，喪失承載力另影響強(qiáng)度的因素還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等

單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度實驗方法：未采取減摩措施采取減摩措施后

《規(guī)范》根據(jù)強(qiáng)度范圍，從C15~C80共劃分為14個強(qiáng)度等級，級差為5N/mm2。

C50以上為高強(qiáng)混凝土。如采用200mm或100mm的立方體試件時，其換算系數(shù)分別取1.05和0.95。結(jié)構(gòu)對混凝土強(qiáng)度等級的要求:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于Ｃ20；當(dāng)采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于Ｃ25；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40，不應(yīng)低于Ｃ30。混凝土軸心抗壓強(qiáng)度fck立方體受壓不是處于單軸受力狀態(tài)！采用棱柱體，中間基本上是處于軸心受壓。

我國采用150mm×150mm×300mm棱柱體試件測得的強(qiáng)度作為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度fc承壓板試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×300非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×300換算系數(shù)0.95200×200×400換算系數(shù)1.05考慮到承壓板對試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度大于棱柱體抗壓強(qiáng)度，且有：fc=0.76fcu

(試驗結(jié)果)考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取fc=0.67fcu對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會等）采用的圓柱體試件（d=150,h=300），有fc'=0.79fcu

圓柱體抗壓強(qiáng)度混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度

fck與立方體強(qiáng)度的關(guān)系：

棱柱體抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度比值：小于等于C50時，取0.76；大于C50時：

考慮混凝土脆性的折減系數(shù)，小于C40時，不折減取1.0；大于C40時：

c1

和c2

的取值混凝土強(qiáng)度等級≤C40C45C50C55C60C65C70C75C80c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82c21.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87軸心抗拉強(qiáng)度試驗方法：直接拉伸、彎折和劈裂與立方體強(qiáng)度的關(guān)系直接受拉試驗ft考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，尺寸效應(yīng)，加荷速度等的影響，取ft=0.395fcu0.55劈裂試驗ftsddftsFFFF我國根據(jù)150mm立方體的劈裂與立方體抗壓試驗結(jié)果有：fts=0.19fcu3/4雙軸應(yīng)力下的強(qiáng)度1.01.01.21.2-0.2-0.22/fc1/fc拉壓/fc/fc0.20.1-0.10.00.61.0單軸抗拉強(qiáng)度單軸抗壓強(qiáng)度雙向正應(yīng)力下的強(qiáng)度曲線法向應(yīng)力和剪應(yīng)力下的強(qiáng)度曲線2.1.2.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度（實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。）1雙軸應(yīng)力狀態(tài)（1）雙向受拉（第一象限）

任意應(yīng)力比情況下，其強(qiáng)度均與單軸抗拉強(qiáng)度相近。

任意應(yīng)力比情況下，其強(qiáng)度均不超過相應(yīng)的單軸強(qiáng)度。并且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。（2）一軸受壓一軸受拉（第二、四象限）雙向受壓強(qiáng)度大于單向受壓強(qiáng)度，最大強(qiáng)度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3~0.6之間，約為(1.25~1.60)fc。（3）雙向受壓（第三象限）（構(gòu)件受剪或受扭時常遇到）2剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的復(fù)合受力情況▲混凝土的強(qiáng)度：拉-剪：抗拉、抗剪強(qiáng)度都降低；壓-剪：時，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大；時，抗剪抗壓強(qiáng)度均降低。

/fc/fc3、三向受壓狀態(tài)下混凝土的受力特點(diǎn)隨著側(cè)向壓力的增加，混凝土的強(qiáng)度和應(yīng)變都顯著提高總結(jié)：多向受壓雙向壓：強(qiáng)度提高；三向壓(約束受壓)：強(qiáng)度和延性明顯提高，雙向受拉:影響不大一拉一壓：強(qiáng)度降低剪壓或剪拉：剪拉：強(qiáng)度降低剪壓：壓應(yīng)力較?。嚎辜魪?qiáng)度隨壓應(yīng)力增加而增大；壓應(yīng)力較大：抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增加而降低(內(nèi)裂縫影響)。

/fc/fc0.20.1-0.10.00.61.0單軸抗拉強(qiáng)度單軸抗壓強(qiáng)度

一次短期荷載下

受力變形長期荷載下砼變形多次重復(fù)荷載下收縮變形

體積變形

膨脹變形溫度變形2.1.3、混凝土的變形1、一次短期加載下混凝土的變形性能(1)混凝土單軸受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線特征

混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是混凝土力學(xué)性能的一個重要方面，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論計算的基本依據(jù)。

混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線一般采用圓柱體或棱柱體試件的實驗測定，混凝土棱柱體在軸心受壓單軸加載下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系典型曲線有上升段和下降段兩部分組成。02468102030s(MPa)e×10-3BACEDA點(diǎn)以前，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對普通強(qiáng)度混凝土sA約為

(0.3~0.4)fc，對高強(qiáng)混凝土sA可達(dá)(0.5~0.7)fc。A點(diǎn)以后，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。達(dá)到B點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土sB約為0.8fc，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土sB可達(dá)0.95fc以上。達(dá)到C點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變增長速度明顯加快，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變

e0，約為0.002?？v向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變e=(2~3)e0，應(yīng)力s=(0.4~0.6)

fc。（2）應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的影響因素

影響混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線的因素很多，如混凝上強(qiáng)度、實驗方法以及組成材料的性質(zhì)和配合比等等。強(qiáng)度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。

混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征還與實驗時加載的速度有關(guān)，圖3-19給出了相同強(qiáng)度混凝土試件在不同的應(yīng)變速度下得到的應(yīng)力—應(yīng)變曲線?？梢钥闯觯瑧?yīng)變速度愈大，應(yīng)力峰值愈大，但達(dá)到應(yīng)力峰值的應(yīng)變降低了，而且曲線下降段也愈陡，延性愈差。(3)、混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線的數(shù)學(xué)模型美國人Hognestad

u=0.00380=0.002ocfcc0.15fc德國人Ruschu=0.00350=0.002ocfcc單軸受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型——中國規(guī)范u0ocfcc(4)、混凝土的變形模量原點(diǎn)彈性模量定義：過原點(diǎn)作切線的斜率取值：變形模量定義：原點(diǎn)和任意點(diǎn)作割線的斜率。關(guān)系：彈性特征系數(shù)

=1~0.5

切線模量：過任一點(diǎn)作切線的斜率為切線模量剪切模量：根據(jù)彈性模量和泊松比確定：

ccccep01cc1cc0cc0cccc11cc1cccc00◆彈性模量測定方法采用棱柱體試件，應(yīng)力上限取為0.5fc，重復(fù)加載5~10次。卸載為0存在殘余變形，最終曲線趨近于一條直線，該直線的斜率即為彈性模量。（1）徐變的概念2、荷載長期作用下混凝土的變形性能－－徐變▲凝膠體的塑性流動。▲裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展。（2）產(chǎn)生徐變的原因混凝土在荷載的長期作用下，其應(yīng)變或變形隨時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。應(yīng)變與時間的關(guān)系曲線（t0

時刻加載，t時刻卸載）t0elashcrela,ela,,cr,eteeeeee瞬時恢復(fù)應(yīng)變彈性后效殘余應(yīng)變加載瞬時應(yīng)變

收縮應(yīng)變

徐變

▲特點(diǎn)：開始快、以后慢；半年完成大部分、一年穩(wěn)定、三年終止（3）徐變與時間的關(guān)系▲不利影響：徐變會使結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）的變形增大（如撓度）

；引起預(yù)應(yīng)力損失；在長期高應(yīng)力作用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞?！欣绊懀?/p>

有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力；減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力；受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。（4）徐變對結(jié)構(gòu)的影響▲內(nèi)在因素：是混凝土的組成和配比。骨料的剛度（彈性模量）越大，體表比越大，徐變就越小;

水灰比越小，水泥用量越少，徐變也越小。▲環(huán)境影響：包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。（5）影響徐變的因素3、混凝土在重復(fù)荷載作用下的變形性能－疲勞（1）重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線▲疲勞破壞的特征：裂縫小而變形大一次重復(fù)加載下加載：隨應(yīng)力增加應(yīng)變增加卸載：不重復(fù)加載軌跡，有彈性后效和殘余變形

破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線fcf321疲勞強(qiáng)度<fcfcf的確定原則：100×100×300或150×150×450的棱柱體試塊承受200萬次（或以上）循環(huán)荷載時發(fā)生破壞的最大壓應(yīng)力值多次重復(fù)加載下

峰值小于疲勞強(qiáng)度：每循環(huán)成環(huán)，面積逐漸減少，至直線；

峰值大于疲勞強(qiáng)度：開始與小應(yīng)力的相似；成直線后，凸凹方向改變，斜率降低，裂縫和變形嚴(yán)重

混凝土疲勞破壞：因荷載重復(fù)作用而引起的破壞

混凝土疲勞強(qiáng)度：疲勞破壞需要的重復(fù)荷載的最小應(yīng)力峰值

（2）混凝土疲勞強(qiáng)度試驗▲標(biāo)準(zhǔn)試件：150×150×300或150×150×450mm

的棱柱體▲200萬次▲荷載應(yīng)力大小，即疲勞應(yīng)力比值是影響疲勞強(qiáng)度大小的關(guān)鍵因素

▲混凝土疲勞強(qiáng)度fcf

fcf=gr

fc4、混凝土的收縮、膨脹和溫度變形收縮：混凝土在空氣中結(jié)硬時體積縮小干燥失水，水泥用量，水灰比，骨料級配，彈性模量，體積/表面積不利影響：(1)收縮變形收外部或內(nèi)部的約束時，將使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起開裂；(2)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失；(3)對跨度敏感的超靜定結(jié)構(gòu)會引起不利內(nèi)力。膨脹：混凝土在水中或處于飽和濕度下結(jié)硬時體積增大溫度變形：熱脹冷縮2

鋼筋的物理力學(xué)性能一、鋼筋的品種（柔性鋼筋，勁性鋼筋）鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光圓鋼筋HPB300，熱軋帶肋鋼筋HRB335、HRB400，HRB500,細(xì)晶粒熱軋鋼筋HRBF335、HRBF400，HRBF500冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機(jī)械拉伸而成余熱處理鋼筋RRB400：鋼筋通過加熱、淬火、預(yù)熱處理而成1、按加工方法不同分類鋼絲碳素鋼絲：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應(yīng)力消除、矯正、回火處理而成刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強(qiáng)其與混凝土間的粘結(jié)力鋼絞線：若干根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成鋼絲，中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為800~1200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為1470~1860MPa；鋼絲的直徑3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.5~15.2mm。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。

熱處理鋼筋是將特定強(qiáng)度的熱軋鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。熱軋鋼筋

HotRolledSteelReinforcingBarHPB300、HRB335級、HRBF335、HRB400級、HRBF400、RRB400級、HRB500、HRBF500HPBHotrolledPlainBarHRBHotrolledRibbedBarRRBRolledRibbedBar屈服強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn)值=鋼材廢品限值，保證率為97.73%)HPB300級：fy=300N/mm2HRB335級、HRBF335級：fy=335N/mm2

HRB400級、RRB400級、HRBF400級：fy=400N/mm2HRB500級、HRBF500級：fy=500N/mm2按表面形狀光圓鋼筋帶肋鋼筋鋼筋的應(yīng)用范圍非預(yù)應(yīng)力鋼筋：HPB300,HRB335，HRB400，RRB400，HRB500HRBF335,HRBF400,HRBF500預(yù)應(yīng)力鋼筋：碳素鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋2.鋼筋的形狀及應(yīng)用范圍鋼筋的品種熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋光圓鋼筋：6,8,10,12,14,16,18,20,22帶肋鋼筋：6,8,10,12,14,16,18,20,22，25,28,32,36,40,503.鋼筋的常用直徑AB’BCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺CD段為強(qiáng)化段標(biāo)距有明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同二、鋼筋的強(qiáng)度和變形（拉伸試驗）1.鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線0.2%0.2標(biāo)距無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同AB’BCDE0.2%0.2（2）剛材的強(qiáng)度指標(biāo)1.屈服強(qiáng)度；設(shè)計時鋼材允許達(dá)到的最大應(yīng)力*明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)B對應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度的依據(jù)，因為，鋼筋屈服后會產(chǎn)生大的塑性變形，鋼筋混凝土構(gòu)件會產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形和不可閉合的裂縫，以至不能使用

*無明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時所對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度,隨著冶金系統(tǒng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量的提高，在相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定屈服強(qiáng)度σ0.2不得小于極限抗拉強(qiáng)度σb的85%（0.85σb）。因此，實際應(yīng)用中可取極限抗拉強(qiáng)度σb的85%作為條件屈服點(diǎn)強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度有明顯流幅的鋼材：取屈服點(diǎn)的應(yīng)力；無有明顯流幅的鋼材：取條件屈服強(qiáng)度。

極限強(qiáng)度：材料能承受的最大應(yīng)力，反映安全儲備屈強(qiáng)比：屈服強(qiáng)度/極限強(qiáng)度冷彎性能是判斷鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)*冷彎要求：將直徑為d的鋼筋繞直徑為D的鋼輥彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂

沖擊韌性(缺口韌性)：評定帶有缺口的鋼材在沖擊荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)。(3)鋼材的塑性指標(biāo)伸長率（延伸率）截面收縮率：拉斷后面積縮小率冷彎性能：以冷彎的角度來衡量sss=Essys,hfysss=Essys,hfyfs,us,us,usss=Essyfys,hfs,u有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋三、鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型1、雙直線模型——適用于長流幅軟鋼2、三折線模型——適用于短流幅軟鋼3、雙斜線模型——適用于無明顯流幅硬鋼重復(fù)荷載作用下，鋼筋的強(qiáng)度<靜載作用下的強(qiáng)度規(guī)定的應(yīng)力幅度內(nèi)，經(jīng)一定次數(shù)的重復(fù)荷載后，發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值稱為疲勞強(qiáng)度。對鋼筋用疲勞應(yīng)力幅來表示其疲勞強(qiáng)度。試驗方法單根鋼筋的軸拉疲勞鋼筋埋入混凝土中重復(fù)受拉或受彎2.2.5.鋼筋的疲勞疲勞破壞：在動荷載反復(fù)、周期性作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后突然脆性斷裂。疲勞破壞特點(diǎn)：包括裂紋形成，緩慢發(fā)展和迅速斷裂三個過程沒有明顯的變形，脆性破壞疲勞強(qiáng)度低于靜荷載作用下的極限強(qiáng)度

由鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻和應(yīng)力分布不均引起強(qiáng)度要求：屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，抗震設(shè)計時還要求有一定的屈強(qiáng)比塑性要求：伸長率和冷彎要求可焊性：評價鋼筋焊接后的接頭性能的指標(biāo)。與混凝土的粘結(jié)性2.2.6.混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的要求提倡高強(qiáng)、高性能鋼筋。一、粘結(jié)的意義作用：保證力的相互傳遞，是共同工作的基本條件

包括裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力和鋼筋端部錨固粘結(jié)應(yīng)力單元分析：假設(shè)：一端力T，另端為T+dT根據(jù)平衡條件：分析結(jié)果

應(yīng)力變化大，粘結(jié)力大；變化小，粘結(jié)小；當(dāng)鋼筋應(yīng)力沒有變化時，粘結(jié)應(yīng)力等于零

鋼筋直徑越大，粘結(jié)力越大

2.3

混凝土與鋼筋的粘結(jié)PP裂縫出現(xiàn)后的粘結(jié)作用T兩種粘結(jié)作用錨固粘結(jié)保證鋼筋和混凝土共同工作縫間粘結(jié)改善鋼筋混凝土的耗能性能1.粘結(jié)作用有關(guān)的設(shè)計問題鋼筋端部的錨固錨固長度過長時靠近鋼筋尾部粘結(jié)應(yīng)力很小，甚至為0裂縫間應(yīng)力的傳遞裂縫截面：混凝土拉力為零離開一段距離：混凝土有拉力兩條裂縫中間：混凝土拉力最大

二、粘結(jié)力的組成化學(xué)吸附摩擦機(jī)械咬合附加咬合等作用彎鉤彎折焊角鋼焊短鋼筋三、鋼筋的錨固鋼筋基本錨固長度：受拉鋼筋的錨固長度且不小于200mm修正系數(shù)，P332.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能2.3.1粘結(jié)的意義◆鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結(jié)是保證鋼筋與混凝土共同受力、變形的基本前提。◆粘結(jié)應(yīng)力通常是指鋼筋與混凝土界面間的剪應(yīng)力。錨固粘結(jié)裂縫間粘結(jié)粘結(jié)的作用1、錨固粘結(jié)錨固粘結(jié)應(yīng)力受拉鋼筋，在支座處必須要有足夠的錨固長度，才能通過在錨固長度上粘結(jié)應(yīng)力的積累，使鋼筋中建立能發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度的應(yīng)力。2、裂縫間粘結(jié)梁開裂后，混凝土開裂前承受的拉力通過粘結(jié)應(yīng)力傳遞給鋼筋，從而使裂縫處鋼筋應(yīng)力增大，這種粘結(jié)應(yīng)力稱為局部粘結(jié)應(yīng)力，其作用是使裂縫之間的混凝土參與受拉。2.3.2粘結(jié)力的組成粘結(jié)力的組成：（１）化學(xué)膠結(jié)力：鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（２）摩擦力：混凝土收縮后將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力（３）機(jī)械咬合力：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（4）鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊短鋼筋、短角鋼等方法來提供錨固力◆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。◆由于光面鋼筋表面的自然凹凸程度很小，機(jī)械咬合作用也不大。因此，光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是較低的?！魹楸ＷC光面鋼筋的錨固，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。當(dāng)鋼筋與混凝土產(chǎn)生相對滑移后，膠結(jié)作用喪失?！魧摻畋砻孳堉瞥隼咝纬蓭Ю咪摻睿醋冃武摻?，可顯著增加鋼筋與混凝土的機(jī)械咬合作用，從而大大增加了粘結(jié)強(qiáng)度。◆對于強(qiáng)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(jié)強(qiáng)度使鋼筋的強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。◆變形鋼筋受力后，其凸出的肋對混凝土產(chǎn)生斜向擠壓力，◆其水平分力使鋼筋周圍的混凝土軸向受拉、受剪，徑向分力使混凝土產(chǎn)生環(huán)向拉力。◆軸向拉力和剪力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部斜向錐形裂縫，◆環(huán)向拉力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部徑向裂縫?！舢?dāng)混凝土保護(hù)層和鋼筋間距較小時，徑向裂縫可發(fā)展達(dá)到構(gòu)件表面，產(chǎn)生劈裂裂縫，機(jī)械咬合作用將很快喪失，產(chǎn)生劈裂式粘結(jié)破壞?！粼阡摻钪車渲脵M向鋼筋（箍筋或螺旋鋼筋）或增加混凝土的保護(hù)層厚度（c/d），可提高粘結(jié)強(qiáng)度?！羧绻摻钪車臋M向鋼筋較多或混凝土的保護(hù)層（c/d）較大，徑向裂縫很難發(fā)展達(dá)到構(gòu)件表面，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)生沿肋外徑圓柱面的剪切破壞，形成所謂的“刮梨式”破壞，◆“刮梨式”破壞是變形鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的上限。2.3.3粘結(jié)強(qiáng)度BondStrength

粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系τ-s曲線（與粘結(jié)應(yīng)力對應(yīng)的變形是鋼筋與混凝土之間的相對滑移）圖2-26τ-s曲線(a)光圓鋼筋的τ-s曲線；(b)帶肋鋼筋的τ-s曲線4、影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素混凝土的強(qiáng)度鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度均隨混凝土的強(qiáng)度提高而提高。保護(hù)層厚度和鋼筋凈間距混凝土保護(hù)層厚度和鋼筋之間凈距離越大，劈裂抗力越大，粘結(jié)強(qiáng)度越高。橫向鋼筋橫向鋼筋限制了徑向裂縫的發(fā)展，可使粘結(jié)強(qiáng)度提高。鋼筋表面和外形特征鋼筋端部的彎鉤，彎折及附加錨固措施（如焊鋼筋和焊鋼板等）可以提高錨固粘結(jié)能力保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造措施鋼筋之間的距離和混凝土保護(hù)層不能太小在同等鋼筋面積的條件下，宜優(yōu)先采用小直徑的變形鋼筋，來增加局部粘結(jié)作用和減少裂縫寬度。光面鋼筋粘結(jié)性能差，應(yīng)在鋼筋末端設(shè)彎鉤，增大其錨固粘結(jié)能力。要有足夠的錨固和搭接長度。鋼筋的錨固和搭接長度與混凝土的強(qiáng)度，鋼