混凝土收缩及钢筋锚固粘结.docx

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1、混凝土收缩及钢筋锚固粘结混凝土的收缩普通混凝土的最终收缩值一般取为310(-4)o水泥用量愈多、水灰比愈大，收缩愈大。骨料的弹性模量愈大，级配好，密实度大，混凝土捣制愈密实，则收缩愈小。因此加强养护、减少水灰比，加强振捣是减小收缩的有效措施。用高标号水泥制成的混凝土收缩大。另外，使用环境温、湿度大时，收缩减小。混凝土体积与表面积的比值大时，收缩小。当混凝土的收缩受到阻碍时，混凝土中将产生拉应力,从而会引起表面的或内部的收缩裂缝。在预应力混凝土中，收缩还会产生预应力损失。钢筋与混凝土的粘结钢筋与其周围混凝土之间的相互作用称为钢筋与混凝上的粘结，包括粘结力(应力)与相对滑移。粘结的重要性在于它是钢

2、筋与混凝土变形一致，共同受力的保证，如是粘结遭到破坏，就会使构件变形增加，裂缝剧烈开展甚至提前破坏。在重复荷载特别是强烈地震的作用下，很多结构的破坏往往是由于粘结破坏及锚固失效所引起的。1粘结力的组成钢筋与混凝土的粘结通常是用拉拔钢筋试验来进行的。粘结力主要是由胶着力、摩擦力、机械咬合力三部分组成的。一、胶着力混凝土在结硬过程中，水泥胶体与钢筋间会产生吸附胶着力。混凝土强度等级愈高，胶着力愈大。在拉拔钢筋试验中，加载初期，胶着力几乎承担了全部拉拔力，随着拉拔力的增大，加载端附近开始丧失胶结力，并出现滑移；当钢筋的自由端也有滑移时，胶着力全部丧失。二、摩擦力混凝土收缩对钢筋产生正压力随着胶着力的

3、丧失，钢筋与周围混凝土有相对滑移趋势时,在接触面上就出现摩擦力。刚开始滑移时摩擦力最大,而后逐渐减小。三、机械咬合力由于钢筋表面粗糙不平而产生的机械咬合作用。胶着力在粘结力中所占比例较小，光圆钢筋的粘结很大程度上取决于钢筋的表面状况。试验表明，表面锈蚀的光圆钢筋的粘结力比新轧制的光圆钢筋的大得多。钢筋用时放在露天锈一下。变形钢筋的粘结力除胶着力和摩擦力外，最主要的是机械咬合力，即混凝土对钢筋表面横肋的斜向挤压力形成了钢筋在混凝土中的滑移阻力。此斜向挤压力可分解成沿钢筋轴线的纵向水平力与沿径向的分力。纵向水平力使肋间状凸出的混凝土承受弯剪；径向分力对钢筋是径向压力，增大了摩擦力，而钢筋对其外围挤

4、压则产生向外的张力，在混凝土中产生环向拉应力。当钢筋的拉拔力增大到一定程度，两个分力都会使钢筋周围的混凝土产生裂缝。最终可能出现钢筋与包裹混凝土间产生较大的相对滑移而被拔出；或者当钢筋外围的混凝土较薄时、混凝土可能会发生突然崩裂而损坏。为了保证可靠粘结，混凝土规范对钢筋的锚固弯钩搭接长度作了规定。钢筋的锚固长度。钢筋混凝土结构中，钢筋主要承受拉力，因此钢筋的锚固长度是以拉伸锚固长度1a为基本锚固长度的。钢筋表面单位面积上的粘结力称为粘结应力，它在钢筋埋入长度上是不均匀分布的，为了使钢筋不被拔出，就必须有一定的埋入长度使钢筋能通过粘结应力把拉拔力传递给混凝土，此埋入长度就是钢筋的拉伸锚固长度Ia

5、以钢筋为截离体，由力的平衡条件知F=JE*d*1a*w*tb式中：F为钢筋的拉拔力，d为钢筋直径，w*tb为粘结应力的平均值。钢筋的锚固要求一般用1a/d来表达，若取F=71d4*fy,w*tb是与混凝土抗拉设计强度ft有关的值，则可得1a/d=a*fy/ft式中：fy锚固钢筋的抗拉强度设计值ft一锚固区混凝土抗拉强度设计值a一锚固钢筋的外形系数。用一个系数综合其它相关影响。混凝土规范规定的1a/d值在20-50之间，与混凝土强度等级和钢筋种类有关。在任何情况下纵向受拉钢筋的锚固长度不应小于250mmo对于受压钢筋由于钢筋受压时会侧向膨胀，对混凝土产生挤压，增加了粘结力，所以它的锚固长度可以短

6、些。钢筋的弯钩为了保证可靠粘结与锚固，绑扎骨架中受拉的光圆钢筋末端应做半圆弯钩。变形钢筋及焊接骨架中的光圆钢筋由于粘结性好，可不做弯钩。当钢筋长度不够需要接长时有三种方法：绑扎搭接、焊接、机械连接。绑扎搭接是在钢筋搭接处用铁丝绑扎而成，混凝土规范颁定了搭接长度11受拉钢筋的1112Iafi300mm;受压钢筋的11=0.851a且200mm光圆钢筋搭接不计弯钩长度，未进行有效搭接。轴心受拉或小偏心受拉以及承受振动的构件中的钢筋接头，不得采用绑扎搭接。易松开造成受力传递不有效。直径受拉d22mm的受拉钢筋或d32mm的受压钢筋的接头，不采用绑扎搭接。钢筋的接头宜优先采用焊接或机械连接。有明显屈服

7、点的钢筋，它的抗拉强度标准值或设计值都是以屈服强度为依据的，虽然钢筋屈服后强度会提高，但由于裂缝、变形都已经很大，价值不大，所以在设计计算中是不考虑钢筋进入硬化阶段后强度的提高的，但在验收钢筋时仍需检查其极限抗拉强度值。没有明显屈服点的钢筋是以0.2作为条件屈服点的，即钢筋拉应力达到0.2以后卸载的话其残余变形为0.2%。通常.2约为抗拉极限强度值的80%o锚固长度就是钢筋混凝土结构中，梁、板、柱、墙等结构构件的受力钢筋，伸入支座和基础中的长度。受拉钢筋基本锚固长度1ab、1abe,当d25mm采用受拉钢筋基本锚固长度表（1ab）,当d25mm,1a=1ab*系数ao为了方便查表，制成受拉钢筋

8、锚固长度表，以d是否大于25mm,将同一强度钢筋锚固长度分成2歹I。受拉钢筋锚固长度1a=1ab*系数a非抗震基本锚固长度修正系数：特殊情况带肋钢筋公称直径25mm:表中25mm数值乘以修正系数1.1o带肋钢筋表面涂层环氧树脂：表中数值乘以1.25,长一些可防止表面涂层破坏。带肋钢筋在施工中易受扰动：表中数值乘以11,锚固要长一些。受拉钢筋抗震锚固长度1ae=1a*系数。抗震锚固长度修正系数：一、二级抗震1ae:相对Ia表中数值乘以系数1.15得到。受拉钢筋基本锚固长度1ab、1abe注明：四级抗震时，1ae=1abe抗震设计受拉钢筋基本锚固长度1abe,选择钢筋种类，抗震等级及碎强度查表，确

9、定锚固长度。1aE=1abE*系数a,1aE=1a*系数aE=1ab*系数a*系数aE,1abE=1ab*系数aE三级抗震：1ab*修正系数1.05（系数aE）四级抗震：修正系数1,1abe=1ab（受拉基本锚固长度）。一、二级抗震：1ab*修正系数1.15I1a当为环氧树脂涂层带肋钢筋时z1ab应乘以1.25o2 .1a当纵向受拉钢筋在施工过程中易受扰动时，Iab表中数据尚应乘以113 .当锚固长度范围内纵向受力钢筋周边保护层厚度为3d、5d（d为锚固钢筋的直径）时，表中数据可分别乘以0.8.0.7;中间时按内插值。1aE=1a*系数aE1abE=1ab*系数aE锚固长度1a=1ab*系数a1aE=1a*系数aE=1ab*系数a*系数aE1aE=1abE*系数a。