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钢筋与混凝土的粘结机理及影响因素研究
4、保护层厚度
5、混凝土浇筑方向
6、横向配筋 横向配置钢筋,可有效延缓径向内裂的发展、限制劈裂裂缝的开 展,从而使粘结强度得以提高。因此,对于较大直径钢筋的锚固区段 以及搭接长度范围内,均应设置一定数量的横向钢筋,以提高构件的 粘结强度。 7、钢筋锈蚀度 钢筋轻度锈蚀情况下,由于锈蚀物向周围混凝土渗透,从而加强 了钢筋和混凝土之间的粘结作用。但当粘结强度增加至一定程度后, 随着钢筋锈蚀程度的增加,粘结强度降低。 8、其他因素 能够影响混凝土本身质量和强度的各种因素,如制作过程中的塌 落度、混凝土养护条件、浇筑时钢筋所在位置等,均会对钢筋同混凝 土间的粘结性能产生一定的影响。
2、变形钢筋的粘结机理 对变形钢筋来说,其粘结性能同光圆钢筋有很大区别,由于纵横肋的 存在,改变了钢筋同混凝土间相互作用的方式,大大改善了粘结效用。虽 然胶着力与摩擦力作用仍然存在,但变形钢筋的粘结强度主要取决于横肋 同混凝土间的机械咬合作用。
二、 粘结强度的影响因素
粘结强度的主要影响因素可以归纳为如下几点: 1、钢筋直径和表面形状 由于钢筋所受拉力与截面积成正比,粘结面积与截面周长成正比,分析可 知相对粘结面积与钢筋直径成反比。对于直径较小的钢筋,其相对粘结面积较 大,与混凝土结合较好,产生的粘结强度也相应较高。也就是说,粘结强度是 随着钢筋直径的增加而减小的,故在截面设计时,在满足设计要求的情况下, 应尽量采用较小直径的钢筋。 钢筋的外形对粘结强度的影响较大,在其他条件差别不大时,变形钢筋的 粘结强度要高于光圆钢筋。且在给定滑移量的情况下,粘结应力随着变形钢筋 横肋高度及倾斜角度的增加、肋间距的减小而增大。 2、混凝土的强度 当混凝土的强度提高时,钢筋同混凝土间的化学胶结力及机械咬合力也随 之增大,同时混凝土抗拉强度的提高也使得试件的內裂和劈裂应力增大,从而 使得极限粘结强度提高,即粘结强度是随着混凝土强度的增加而增大的。
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钢筋混凝土是由钢筋与混凝土这两种特性完全不同的材料组成, 其作为一种非均质的整体材料,必须保证钢筋与混凝土之间有可靠的 粘结和锚固。只有两者之间有可靠地粘结,才能在钢筋与混凝土交界 面处实现应力传递,从而建立起结构承载所必须的工作应力。
一、粘结机理
对钢筋同混凝土间粘结机理的研究,一般借助拉拔实验进行。由 于钢筋表面形状的不同,光圆钢筋与变形钢筋同混凝土间的极限粘结 强度相差很大,并且粘结机理、钢筋滑移量及破坏形态也各有不同。
钢筋与混凝土的粘结机理 及影响因素研究
姓名: 刘健平 专业: 结构工程 学号:120130261
目录
一、粘结机理
1.光圆钢筋的粘结机理 2.变形钢筋的粘结机理
二、影响因素
1.钢筋直径和表面形状 2.混凝土的强度 3.配筋率 4.保护层厚度 5.混凝土浇筑方向 6.横向配筋 7.钢筋锈蚀度 8.其他因素
3、配筋率 对于配筋率较小的构件,粘结作用对其荷载-挠度曲线的影响较小,钢筋屈 服;对于配筋率较大的构件,粘结作用主要对其荷载-挠度曲线的后期刚度影 响较大,钢筋不屈服。由此可知,对于配筋率较小的构件,粘结作用的影响可 以忽略,而对于配筋率较大的构件,粘结作用影响构件的受力性能,不能被忽 略。 保护层厚度对粘结强度的影响一般是通过相对保护层厚度来表示的。随着 c/d的增加,粘结强度与混凝土抗拉强度的比值增大,即粘结强度提高。但当 c/d大至一定程度时,粘结强度与混凝土抗拉强度的比值是趋于不变的。 对于平位浇筑,即钢筋为水平布置,混凝土浇筑方向为垂直向的情况,由 于钢筋下面的混凝土下沉及泌水,与钢筋不能紧密接触,故粘结强度降低。
1、光圆钢筋的粘结机理 由于钢筋同混凝土间的胶着强度很小,在小应变下,就足以产生 使胶着力失效的局部滑动。一旦出现相对滑移,钢筋同混凝土脱开, 粘结力就有摩擦咬合作用来承担。在加载过程中,相对滑动由加载端 逐步向自由端发展,胶着长度不断变小,应力峰值内移,最终钢筋被 拔出,而混凝土一般不发生劈裂或破碎,呈剪切破坏形态。当相对埋 长较大,且混凝土强度较高时,钢筋也可能在粘结破坏之前就已经屈 服。对光圆钢筋,由于其化学胶着力很小,其粘结强度即取决于摩擦 咬合作用。 虽然轻度的表面锈蚀有利于增加钢筋同混凝土间的摩擦力,但其 增大作用也很有限;同时,光圆钢筋表面的自然凹凸度很小,其机械 咬合作用也不大,因此光圆钢筋同混凝土间的粘结强