[工學(xué)]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理新講稿20xx902第二章-資料下載頁
2025-02-22 00:49本頁面
【正文】 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) 。 機(jī)械咬合力： 由于鋼筋表面凹凸不平而產(chǎn)生的 。 ▲ 首先 膠結(jié)力發(fā)揮作用。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。 ▲ 然后 主要由摩擦力發(fā)揮作用。 （一）粘結(jié)力的構(gòu)成 ▲當(dāng)摩擦力不能阻止兩者間的相對(duì)滑動(dòng)時(shí)： 對(duì)于光面鋼筋 ，粘結(jié)就遭到破壞； 對(duì)于帶肋鋼筋 ，其后主要由機(jī)械咬合力發(fā)揮作用， 最后 機(jī)械咬合力 不能阻止兩者間的相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，粘結(jié)遭到破壞。 （二）光面鋼筋的粘結(jié) 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。 由于光面鋼筋表面的自然凹凸程度很小，因此機(jī)械咬合作用也很小。 光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度較低，通常需在鋼筋端部增設(shè)彎鉤。 手工彎鉤 機(jī)械彎鉤 （三）帶肋鋼筋的粘結(jié) 肋的作用： 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。 肋的形式： 人字紋、月牙紋和螺紋。 （四）帶肋鋼筋與砼間機(jī)械咬合作用的受力機(jī)理 斜向擠壓力 水平分力 徑向分力 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。 水平分力 使鋼筋周圍的混凝土軸向受拉、受剪，并使混凝 土產(chǎn)生內(nèi)部 斜向錐形裂縫 。 徑向分力 使混凝土中產(chǎn)生環(huán)向拉力，并使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部徑向裂縫 。 徑向裂縫發(fā)展到構(gòu)件表面，產(chǎn)生劈裂裂縫，機(jī)械咬合作用很快 喪失，產(chǎn)生 劈裂式粘結(jié)破壞。 （混凝土保護(hù)層和鋼筋間距較小時(shí)發(fā)生） S2C S2C 若肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下被擠碎，發(fā)生沿 肋外徑圓柱面的剪切破壞，即形成 “ 刮梨式 ” 粘結(jié)破壞 。（在鋼筋周圍的橫向鋼筋較多或混凝土的保護(hù)層厚度（ c/d） 較大時(shí)發(fā)生） 。 5 、 “ 刮梨式 ” 粘結(jié)破壞 是變形鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的上限。 鋼筋 可知，在鋼筋周圍配置 橫向鋼筋 （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。 五、粘結(jié)強(qiáng)度 Bond Strength （一） 拔出試驗(yàn) Pull out test 錨固長(zhǎng)度拔出試驗(yàn) dlAdlF ssu ???? ?? 鋼筋屈服時(shí)未被拔出的最小埋長(zhǎng)稱受拉鋼筋的 基本錨固長(zhǎng)度。 粘結(jié)強(qiáng)度拔出試驗(yàn) Fd自由端加載端套管1005 d2~3 d粘結(jié)強(qiáng)度 tu ： 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 。 dlAdlF ssu ???? ??（二）基本錨固長(zhǎng)度計(jì)算公式的推導(dǎo) dlAdlF ssu ???? ?? dAflusya ?? ?? dffltya ??（三）影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素 混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度和鋼筋凈間距、橫向配筋、鋼 筋表面和外形特征、受力情況及錨固長(zhǎng)度 。 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 ， 粘結(jié)強(qiáng)度越高 。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。 （ 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。 ） 橫向配筋：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。 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 fcu成正比，而 與 抗拉 強(qiáng)度 ft 成正比。 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。 ▲ 月牙肋和螺紋肋變形鋼筋，前者肋的相對(duì)受力面積 （擠壓混凝土的面積與鋼筋截面積的比值） 較小， 粘結(jié)強(qiáng)度比螺紋鋼筋低一些 。 ▲ 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。 受力情況 ▲ 存在側(cè)壓力 可 提高 粘結(jié)強(qiáng)度； ▲ 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； 錨固長(zhǎng)度 ▲ 錨固長(zhǎng)度較短時(shí) ，粘結(jié)應(yīng)力在錨固長(zhǎng)度范圍分布比較均 勻，平均粘結(jié)應(yīng)力較高，測(cè)得的 粘結(jié)強(qiáng)度較高； ▲ 錨固長(zhǎng)度較大時(shí) ，則平均 粘結(jié)強(qiáng)度較小 ，但總粘結(jié)力隨 錨固長(zhǎng)度的增加而增大； ▲ 錨固長(zhǎng)度達(dá)到某一值時(shí) ，鋼筋受拉屈服但未產(chǎn)生粘結(jié)破壞，該臨界情況的錨固長(zhǎng)度稱為 基本錨固長(zhǎng)度 la。 ▲ 受壓鋼筋直徑增大 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 。 （一）鋼筋連接的類型： 搭接；機(jī)械連接和焊接。 （二）鋼筋搭接區(qū)的受力性能 六 鋼筋的連接 試驗(yàn)表明， 影響 搭接區(qū)段的粘結(jié)強(qiáng)度 ?u的因素 與拔出試驗(yàn)的粘結(jié)強(qiáng)度的因素基本相同，但由于鋼筋凈間距的減小使得劈裂裂縫更早出現(xiàn)，粘結(jié)強(qiáng)度降低。因此《規(guī)范》取 搭接長(zhǎng)度為錨固長(zhǎng)度乘與一個(gè)大于 1的系數(shù)。 （三）鋼筋搭接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)度： ll （四）同一連接區(qū)段內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率 要求 對(duì)梁、板、墻：不宜 25%,不應(yīng) 50%。 對(duì)板、墻：不宜 25%。 對(duì)柱：不宜 50%。 l ll （五）縱向受拉鋼筋的搭接長(zhǎng)度 ll ll =z la GB500102022表 縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度修正系數(shù) z 縱向 鋼筋搭接接頭面積百分率（ %） ?25 50 100 z ▲ 在任何情況下，受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于 300mm。 （六）縱向受壓鋼筋的搭接長(zhǎng)度 取縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度的 ，即 ， 且在任何 情況下不應(yīng)小于 200mm。 （七）搭接區(qū)的箍筋要求 直徑： ?較大縱筋直徑的 ； 間距： ?較小縱筋直徑的 5倍，且不應(yīng)大于 100mm.(受拉搭接 ） ?較小縱筋直徑的 10倍，且不應(yīng)大于 200mm.(受壓搭接 ） 錐螺紋鋼筋連接 擠壓鋼筋連接
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