学习情境1 材料准备与进场验收_4（课件）-《建筑结构》同步教学（建工版）

学习情境1 材料准备与进场验收 1.4 钢筋与混凝土的 相互作用—粘结力 1.4 钢筋与混凝土的相互作用—粘结力 1.4.1粘结力的概念 　1.概念　　 　　钢筋与混凝土能够在一起工作，除了二者的温度线膨胀系数相近以外，还有一个主要原因是钢筋和混凝土之间存在着粘结力。通常把钢筋与混凝土接触面单位截面面积上的剪应力称为粘结力。 2.组成 粘结力主要由三部分组成。 一是因为混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力。 二是因为混凝土颗粒的化学作用产生的胶合力。 三是由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。 其中机械咬合力约占总粘结力的一半以上，变形钢筋的机械咬合力要大大高于光面钢筋的机械咬合力。此外，钢筋表面的轻微锈蚀也增加它与混凝土的粘结力。 当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。摩擦力的大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。 粘结强度的测定通常采用拔出试验方法，将钢筋一端埋入混凝土中，在另一端施力将钢筋拔出。 1.4.2粘结力的测定 1.试验结论： 1)最大粘结应力在离开端部的某一位置出现，且随拔出力的大小而变化，粘结应力沿钢筋长度是曲线分布的。 2)钢筋埋入长度越长，拔出力越大；但埋入长度过大时，则其尾部的粘结应力很小，基本不起作用。 3)粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大。 4)变形钢筋的粘结强度高于光面钢筋，而在光面钢筋末端做弯钩可以大大提高拔出力。 1.4.2粘结力的测定 5)混凝土浇筑深度过大时，由于混凝土的泌水下沉气泡逸出，使其与“顶部”水平钢筋之间产生空隙层，从而削弱钢筋与混凝土的粘结力；混凝土保护层太薄，可能使钢筋与混凝土因产生径向劈裂裂缝而使粘结强度降低；钢筋间距太小，可能出现水平劈裂而使整个保护层脱落，使粘结强度显著降低。 梁中的箍筋可以延缓径向劈裂裂缝向构件表面发展，并可限制到达构件表面的劈裂裂纹缝宽度，从而提高粘结强度。 1.4.2粘结力的测定 2.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、钢筋表面和外形特征、受力情况及锚固长度。 1)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，而与抗拉强度 ft 成正比。 2)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也越大，粘结强度越高。 当c/d 很大时，若锚固长度不够，则产生剪切“刮梨式”破坏。同理，钢筋净距s与钢筋直径d 的比值s/d 越大，粘结强度也越高。 3)横向配筋：横向钢筋的存在限制了径向裂缝的发展，使粘结强度得到提高。 ● 由于劈裂裂缝是顺钢筋方向产生的，其对钢筋锈蚀的影响比受弯垂直裂缝更大，将严重降低构件的耐久性。 ● 因此应保证不使径向裂缝到达构件表面形成劈裂裂缝。所以，保护层应具有一定的厚度，钢筋净距也应保证。 ● 配置横向钢筋可以阻止径向裂缝的发展。因此对于直径较大钢筋的锚固区和搭接长度范围，均应增加横向钢筋。 ● 当一排并列钢筋的数量较多时，也应考虑增加横向钢筋来控制劈裂裂缝的发生。 4)钢筋表面和外形特征。 ● 光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。 ● 月牙肋和螺纹肋变形钢筋，前者肋的相对受力面积（挤压混凝土的面积与钢筋截面积的比值）较小，粘结强度比螺纹钢筋低一些。 ● 由于变形钢筋的外形参数不随直径成比例变化，对于直径较大的变形钢筋，肋的相对受力面积减小，粘结强度也有所减小。 ● 此外，当钢筋表面为防止锈蚀涂环氧树脂时，钢筋表面较为光滑，粘结强度也将有所降低。 5)受力情况。 ● 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，导致咬合作用降低。 6)锚固长度。 ● 拔出试验的锚固长度较短时，粘结应力在锚固长度范围分布比较均匀，平均粘结应力较高，测得的粘结强度较高。 ● 锚固长度较大时，则平均粘结强度较小，但总粘结力随锚固长度的增加而增大。 ● 当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度充分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度la。 我国规范用规定构造措施的方法来保证钢筋和混凝土的粘结力。 构造措施规定了钢筋的最小搭接长度和锚固长度；规定了钢筋的最小间距和混凝土保护层