高等筋溷凝土结构6粘结与锚固.ppt

第六章第六章 粘结与锚固粘结与锚固粘结作用与粘结机理裂缝出现前的粘结作用PPM2=M1+MM1T2=T1+TT1xM2=M1+MM1理想分布实际分布st梁中粘结应力的分布与V的分布规律相同；实际上由于微裂缝的存在分布规律还要变化钢筋的周长PP裂缝出现后的粘结作用T两种粘结作用锚固粘结保证钢筋和混凝土共同工作缝间粘结改善钢筋混凝土的耗能性能粘结试验拔出试验搭接长度延伸长度半梁试验搭接长度试验延伸长度试验粘结破坏形态光圆钢筋钢筋拔出◆◆光圆钢筋与变形钢筋具有不同的粘结机理，其粘结作用主要由三部光圆钢筋与变形钢筋具有不同的粘结机理，其粘结作用主要由三部分组成：分组成： v（１）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）一（１）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对滑移时，该力即消失相对滑移时，该力即消失 v（２）混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩阻力２）混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩阻力 v（３）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（３）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬合力）。

对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平咬合力）对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平v（（4）钢筋端部的锚固力钢筋端部的锚固力粘结破坏形态变形钢筋纵向分量径向分量构件纵向开裂粘结破坏形态变形钢筋纵向分量径向分量混凝土撕裂混凝土局部挤碎刮出式破坏◆ ◆ ◆ ◆ 变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力斜向挤压力(bearing pressure) ◆ ◆ ◆ ◆ 其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，径向其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，径向分力使混凝土产生分力使混凝土产生环向拉力环向拉力(radial tension)◆ ◆ ◆ ◆ 轴向拉力和剪力使混凝土产生内部轴向拉力和剪力使混凝土产生内部斜向锥形裂缝斜向锥形裂缝◆ ◆ ◆ ◆ 环向拉力使混凝土产生内部环向拉力使混凝土产生内部径向裂缝径向裂缝In a deformed bar, bond is produced by the wedging effect of bar ribs in concrete.◆◆◆◆ 当混凝土保护层和钢筋间距较小时，径向当混凝土保护层和钢筋间距较小时，径向裂缝可发展达到构件表面，产生劈裂裂缝，裂缝可发展达到构件表面，产生劈裂裂缝，机械咬合作用将很快丧失，产生机械咬合作用将很快丧失，产生“劈裂式劈裂式”粘结破坏粘结破坏.◆◆在钢筋周围配置横向钢筋（箍筋或螺旋钢在钢筋周围配置横向钢筋（箍筋或螺旋钢筋筋 ）或增加混凝土的保护层厚度（）或增加混凝土的保护层厚度（c/d），），可提高粘结强度。

可提高粘结强度Influence factors (影响粘结强度的主要因素影响粘结强度的主要因素)混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面和混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面和外形特征、受力情况及锚固长度外形特征、受力情况及锚固长度.7.2 钢筋与混凝土的粘结(1)(1) 混凝土强度混凝土强度：光面钢筋和变形钢筋的粘结强度均随混凝土强：光面钢筋和变形钢筋的粘结强度均随混凝土强度的提高而增加，但并不与立方体强度度的提高而增加，但并不与立方体强度fcu成正比，而与抗拉强成正比，而与抗拉强度度 ft 成正比2) (2) 保保护护层层厚厚度度和和钢钢筋筋净净间间距距：：对对于于变变形形钢钢筋筋，，粘粘结结强强度度主主要要取取决决于于劈劈裂裂破破坏坏因因此此相相对对保保护护层层厚厚度度c/d 越越大大，，混混凝凝土土抵抵抗抗劈劈裂破坏的能力也越大，粘结强度越高裂破坏的能力也越大，粘结强度越高 当当c/d 很很大大时时，，若若锚锚固固长长度度不不够够，，则则产产生生剪剪切切“刮刮梨梨式式”破破坏坏同同理理，，钢钢筋筋净净距距s与与钢钢筋筋直直径径d 的的比比值值s/d 越越大大，，粘粘结结强强度度也也越越高。

高(3) (3) 横横向向配配筋筋：：横横向向钢钢筋筋的的存存在在限限制制了了径径向向裂裂缝缝的的发发展展，，使使粘粘结强度得到提高结强度得到提高 ● ● 由由于于劈劈裂裂裂裂缝缝是是顺顺钢钢筋筋方方向向产产生生的的，，其其对对钢钢筋筋锈锈蚀蚀的的影影响响比受弯垂直裂缝更大，将严重降低构件的耐久性比受弯垂直裂缝更大，将严重降低构件的耐久性 ● ● 因因此此应应保保证证不不使使径径向向裂裂缝缝到到达达构构件件表表面面形形成成劈劈裂裂裂裂缝缝所所以，保护层应具有一定的厚度，钢筋净距也应保证以，保护层应具有一定的厚度，钢筋净距也应保证 ● ● 配配置置横横向向钢钢筋筋可可以以阻阻止止径径向向裂裂缝缝的的发发展展因因此此对对于于直直径径较较大钢筋的锚固区和搭接长度范围，均应增加横向钢筋大钢筋的锚固区和搭接长度范围，均应增加横向钢筋 ● ● 当当一一排排并并列列钢钢筋筋的的数数量量较较多多时时，，也也应应考考虑虑增增加加横横向向钢钢筋筋来来控制劈裂裂缝的发生控制劈裂裂缝的发生7.2 钢筋与混凝土的粘结7.2 钢筋与混凝土的粘结环氧涂层钢筋环氧涂层钢筋7.2 钢筋与混凝土的粘结(5) (5) 受力情况受力情况：： ● ● 在锚固范围内存在侧压力可提高粘结强度在锚固范围内存在侧压力可提高粘结强度 ● ● 剪力产生的斜裂缝则会使锚固钢筋受到销栓作用而降低剪力产生的斜裂缝则会使锚固钢筋受到销栓作用而降低粘结强度粘结强度 ● ● 受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压，从而使受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压，从而使摩擦作用增加摩擦作用增加 ● ● 受反复荷载作用的钢筋，肋前后的混凝土均会被挤碎，受反复荷载作用的钢筋，肋前后的混凝土均会被挤碎，导致咬合作用降低导致咬合作用降低7.2 钢筋与混凝土的粘结lTu一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间的平均粘结强度钢筋周长埋置长度拔出拉力影响因素混凝土强度浇注位置（水平浇注、竖向浇注）钢筋的外形特征保护层厚度和钢筋的净距锚固长度的理论分析原则钢筋屈服时正好发生锚固破坏对象以直径为2c的混凝土试件内配直径为d的变形钢筋为例假定纵裂发生在刮出式破坏以前锚固长度的理论分析假定由于p引起的混凝土中的拉应力按线形分布dccdptt当t=ft时，锚固破坏la当变形钢筋肋倾角为45º时dpttla2c当c>2d时，la的数值比上式的数值要小la基本锚固长度（GB50010）：锚固钢筋的外形系数对不同的情况还要作修正对上式作修正可得搭接长度。