钢筋混凝土精 钢筋与混凝土的粘结性能ppt课件

2.3钢筋与混凝土之间的粘结性能2.3.1粘结的含义钢筋与混凝土之间足够的粘结是保证钢筋与混凝土之间连接应力和变形的基本前提。粘结应力通常指钢筋与混凝土界面之间的剪应力。粘结作用1，锚固粘结，2，裂缝间的粘结，2.3.2粘结力的组成钢筋与混凝土之间的粘结作用由三部分组成：(1)混凝土中水泥胶体与钢筋表面之间的粘结力；混凝土收缩挤压钢筋造成钢筋与混凝土之间的摩擦力；(3)机械咬合力。当钢筋与混凝土产生相对滑动时，胶结作用消失。摩擦力的大小取决于夹紧力和钢筋与混凝土表面之间的摩擦系数。对于光滑的钢筋，轻微的表面腐蚀有利于增加摩擦，但摩擦效果也有限。由于光滑钢筋表面自然凹凸程度小，机械啮合效果也小。因此，光滑钢筋与混凝土之间的粘结强度相对较低。为了保证光滑钢筋的锚固，通常需要在钢筋端部钩住、弯曲或焊接短钢筋，以防止钢筋和混凝土之间的较大相对滑动。从钢筋表面滚压出肋，形成带肋钢筋，即变形钢筋，可以显著增加钢筋与混凝土之间的机械接合，从而大大提高粘结强度。对于强度较高的钢筋，应制作变形钢筋，以保证钢筋与混凝土之间有足够的粘结强度，充分发挥钢筋的强度。变形钢筋受力后，其凸筋对混凝土产生斜向挤压力；其水平分量使钢筋周围的混凝土受到轴向拉伸和剪切，其径向分量使混凝土产生周向拉伸。轴向拉力和剪切力导致混凝土内部斜锥形裂缝，而周向拉力导致混凝土内部径向裂缝。当混凝土保护层与钢筋之间的距离较小时，径向裂缝会发展到构件表面，导致劈裂裂缝，机械咬合效应很快丧失，导致劈裂粘结失效。在钢筋周围设置横向钢筋(箍筋或螺旋钢筋)或增加混凝土保护层厚度(c/d)以提高粘结强度。如果钢筋周围有较多的横向钢筋或混凝土保护层(c/d)较大，且径向裂缝难以发展到构件表面，则肋前混凝土最终会在水平分力和剪力的作用下被压碎，导致沿肋外径圆柱面的剪切破坏，形成所谓的“刮梨”破坏，这是变形钢筋与混凝土之间粘结强度的上限。2.3.3粘结强度、拔出试验、粘结强度T:当粘结失效(钢筋拔出或混凝土开裂)时，钢筋和混凝土界面处的最大平均粘结应力，2.3.4影响粘结强度的影响因素，1。混凝土强度、混凝土保护层厚度、钢筋间距、横向钢筋应力、钢筋位置、钢筋表面形状、混凝土强度：光滑钢筋与变形钢筋的粘结强度随着混凝土强度的增加而增加，但与立方体强度fcu不成正比，而与抗拉强度ft成正比。保护层厚度和钢筋净间距：对于变形钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。因此，相对保护层厚度c/d越大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力越大，粘结强度越高。当c/d很大时，如果锚固长度不够，就会发生剪切“刮梨”破坏。同样，钢筋净距离S与钢筋直径D的比值s/d越大，粘结强度越高。横向钢筋：横向钢筋的存在限制了径向裂纹的发展，提高了粘结强度。由于开裂裂缝是沿钢筋方向产生的，其对钢筋腐蚀的影响大于弯曲垂直裂缝，这将严重降低构件的耐久性。，应力：侧向压力可以提高锚固范围内的粘结强度剪切力产生的斜裂缝会使锚固钢筋受到销栓作用，降低粘结强度受压钢筋会因直径增大而增加对混凝土的挤压，从而增加摩擦力反复荷载作用下钢筋的肋前后的混凝土会被压碎，导致咬入效应降低。钢筋位置：钢筋底面混凝土会发生沉淀收缩、离析和泌水，气泡溢出，导致两者之间出现脆空层，削弱粘结效果。钢筋的表面和形状特征：光滑的钢筋表面凹凸小，机械啮合小，粘结强度低。变形钢筋的螺纹筋优于月牙筋由于变形钢筋的形状参数不随直径成比例变化，筋的相对应力面积和较大直径的变形钢筋的粘结强度减小。另外，当钢筋表面涂有环氧树脂防腐时，钢筋表面比较光滑，粘结强度会降低。2.3.5钢筋的锚固和搭接，保证结构措施规范的粘结采用无粘结计算，用结构措施保证混凝土和钢筋的粘结。主要有以下几个方面：1 .对于不同等级的混凝土和钢筋，应保证最小搭接长度和锚固长度；2.必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层厚度的要求；3.箍筋应加密在钢筋的搭接接头内；4.钢筋末端应设置吊钩。另外：合理浇筑混凝土；正确处理钢筋腐蚀。第二，基本锚固长度规范是基于拔出试验确定的。以粘结强度tu与混凝土抗拉强度ft成正比，根据试验结果，以受拉钢筋的基本锚固长度为准，构件中钢筋的实际锚固长度应以钢筋的应力、保护层厚度、钢筋形式的影响等为依据。(1)当受拉钢筋为平行钢筋时，由于其表面积减小，在计算其基本锚固长度时，应采用平行钢筋的等效直径de(双平行钢筋de=1.4d，三平行钢筋DE=1.7D)；当月牙肋钢筋锚固区混凝土保护层厚度大于2天时，锚固长度可乘以保护层修正系数，但对于位于构件顶面混凝土中的水平钢筋，不进行保护层厚度修正。(3)当月牙肋钢筋端部采用图中所示的机械锚固措施时，锚固长度可乘以0.7的机械锚固修正系数。(4)受压钢筋的锚固长度不得小于受拉钢筋锚固长度的0.7倍；当锚固钢筋在混凝土施工(如滑模施工)中易受扰动时，锚固长度应乘以施工扰动系数1.1；6除结构要求的锚固长度外，当受力钢筋的实际钢筋面积大于其设计计算面积时，锚固长度可乘以设计计算面积与实际钢筋面积之比的钢筋余量修正系数，但不得小于最小锚固长度。对于承受动载荷并按抗震设计的结构，不考虑配筋余量修正系数。(3)钢筋搭接试验表明，影响搭接截面粘结强度tu的因素与拉拔试验的粘结强