鋼筋混凝土鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能

鋼筋混凝土鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能粘結(jié)的作用1、錨固粘結(jié)2、裂縫間粘結(jié)2.3.2粘結(jié)力的組成鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由三部分組成：⑴混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的膠結(jié)力；⑵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；⑶機(jī)械咬合力。當(dāng)鋼筋與混凝土產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)后，膠結(jié)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)?！魧?duì)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?！粲捎诠饷驿摻畋砻娴淖匀话纪钩潭群苄。瑱C(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(duì)滑動(dòng)。◆將鋼筋表面軋制出肋形成帶肋鋼筋，即變形鋼筋，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?！魧?duì)與強(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(duì)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。因此相對(duì)保護(hù)層厚度c/d越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結(jié)強(qiáng)度越高?！簟肮卫媸健逼茐氖亲冃武摻钆c混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的上限?！袷芊磸?fù)荷載作用的鋼筋，肋前后的混凝土均會(huì)被擠碎，導(dǎo)致咬合作用降低《規(guī)范》是以拔出試驗(yàn)為基礎(chǔ)確定基本錨固長(zhǎng)度的。《規(guī)范》是以拔出試驗(yàn)為基礎(chǔ)確定基本錨固長(zhǎng)度的。4影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素◆環(huán)向拉力使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部徑向裂縫。●配置橫向鋼筋可以阻止徑向裂縫的發(fā)展。在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋；當(dāng)c/d很大時(shí)，若錨固長(zhǎng)度不夠，則產(chǎn)生剪切“刮梨式”破壞。因此對(duì)于直徑較大鋼筋的錨固區(qū)和搭接長(zhǎng)度范圍，均應(yīng)增加橫向鋼筋。鋼筋混凝土鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能◆當(dāng)混凝土保護(hù)層和鋼筋間距較小時(shí)，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。◆如果鋼筋周圍的橫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

拔出試驗(yàn)Pullouttest粘結(jié)強(qiáng)度t

：粘結(jié)破壞（鋼筋拔出或混凝土劈裂）時(shí)鋼筋與混凝土界面上的最大平均粘結(jié)應(yīng)力2.3.4影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素

Influencefactors1.混凝土強(qiáng)度混凝土保護(hù)層厚度鋼筋間距橫向鋼筋受力情況鋼筋位置鋼筋表面形狀◆

混凝土強(qiáng)度：光面鋼筋和變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度均隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，但并不與立方體強(qiáng)度f(wàn)cu成正比，而與抗拉強(qiáng)度f(wàn)t成正比。◆保護(hù)層厚度和鋼筋凈間距：對(duì)于變形鋼筋，粘結(jié)強(qiáng)度主要取決于劈裂破壞。因此相對(duì)保護(hù)層厚度c/d

越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結(jié)強(qiáng)度越高。當(dāng)c/d

很大時(shí)，若錨固長(zhǎng)度不夠，則產(chǎn)生剪切“刮梨式”破壞。同理，鋼筋凈距s與鋼筋直徑d的比值s/d

越大，粘結(jié)強(qiáng)度也越高?！魴M向配筋：橫向鋼筋的存在限制了徑向裂縫的發(fā)展，使粘結(jié)強(qiáng)度得到提高。

●由于劈裂裂縫是順鋼筋方向產(chǎn)生的，其對(duì)鋼筋銹蝕的影響比受彎垂直裂縫更大，將嚴(yán)重降低構(gòu)件的耐久性。

●因此應(yīng)保證不使徑向裂縫到達(dá)構(gòu)件表面形成劈裂裂縫。所以，保護(hù)層應(yīng)具有一定的厚度，鋼筋凈距也應(yīng)保證。

●配置橫向鋼筋可以阻止徑向裂縫的發(fā)展。因此對(duì)于直徑較大鋼筋的錨固區(qū)和搭接長(zhǎng)度范圍，均應(yīng)增加橫向鋼筋。

●當(dāng)一排并列鋼筋的數(shù)量較多時(shí)，也應(yīng)考慮增加橫向鋼筋來(lái)控制劈裂裂縫的發(fā)生?！羰芰η闆r：

●

在錨固范圍內(nèi)存在側(cè)壓力可提高粘結(jié)強(qiáng)度

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剪力產(chǎn)生的斜裂縫則會(huì)使錨固鋼筋受到銷栓作用而降低粘結(jié)強(qiáng)度

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受壓鋼筋由于直徑增大會(huì)增加對(duì)混凝土的擠壓，從而使摩擦作用增加

●

受反復(fù)荷載作用的鋼筋，肋前后的混凝土均會(huì)被擠碎，導(dǎo)致咬合作用降低◆鋼筋位置：鋼筋底面的混凝土出現(xiàn)沉淀收縮和離析泌水，氣泡溢出，是兩者間產(chǎn)生酥松空隙層，削弱粘結(jié)作用。◆鋼筋表面和外形特征：

●光面鋼筋表面凹凸較小，機(jī)械咬合作用小，粘結(jié)強(qiáng)度低。

●變形鋼筋螺紋肋優(yōu)于月牙肋

●由于變形鋼筋的外形參數(shù)不隨直徑成比例變化，對(duì)于直徑較大的變形鋼筋，肋的相對(duì)受力面積減小，粘結(jié)強(qiáng)度也有所減小。

●此外，當(dāng)鋼筋表面為防止銹蝕涂環(huán)氧樹脂時(shí)，鋼筋表面較為光滑，粘結(jié)強(qiáng)度也將有所降低。2.3.5鋼筋的錨固與搭接一、保證粘結(jié)的構(gòu)造措施《規(guī)范》采用不進(jìn)行粘結(jié)計(jì)算，用構(gòu)造措施來(lái)保證混凝土與鋼筋粘結(jié)的方法。有以下幾個(gè)方面：1.對(duì)不同等級(jí)混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長(zhǎng)度和錨固長(zhǎng)度；2.必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層厚度的要求；3.在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋；4.鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。此外：合理澆筑混凝土；正確對(duì)待鋼筋的銹蝕。二、基本錨固長(zhǎng)度《規(guī)范》是以拔出試驗(yàn)為基礎(chǔ)確定基本錨固長(zhǎng)度的。取粘結(jié)強(qiáng)度tu與混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)t成正比，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，取鋼筋受拉時(shí)的基本錨固長(zhǎng)度為，構(gòu)件中鋼筋的實(shí)際錨固長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鋼筋的受力情況、保護(hù)層厚度、鋼筋形式等的影響，采用基本錨固長(zhǎng)度la乘以以下修正系數(shù)，并不小于最小錨固長(zhǎng)度，也不小于0.7la和250mm。⑴當(dāng)受拉鋼筋采用并筋形式時(shí)，由于其表面積減小，計(jì)算其基本錨固長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)采用并筋的等效直徑de（雙并筋de=1.4d，三并筋de=1.7d）；⑵當(dāng)月牙肋鋼筋錨固區(qū)混凝土保護(hù)層厚度大于2d時(shí)，錨固長(zhǎng)度可乘以保護(hù)層修正系數(shù)，但對(duì)位于構(gòu)件頂面混凝土中的水平鋼筋，不進(jìn)行保護(hù)層厚度修正。⑶當(dāng)月牙肋鋼筋末端采用圖示機(jī)械錨固措施時(shí)，錨固長(zhǎng)度可乘以機(jī)械錨固修正系數(shù)0.7。⑷受壓鋼筋的錨固長(zhǎng)度不宜小于受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度的0.7倍；⑸當(dāng)錨固鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動(dòng)時(shí)（如滑