建筑结构第二章第二讲分析.ppt

三、钢筋与混凝土之间的粘结三、钢筋与混凝土之间的粘结1.钢筋与混凝土的粘结作用钢筋与混凝土的粘结作用 钢筋与混凝土的粘结力，是保证钢筋和混凝土共钢筋与混凝土的粘结力，是保证钢筋和混凝土共同工作的必要条件，其在混凝土中的粘结锚固力有以同工作的必要条件，其在混凝土中的粘结锚固力有以下四个方面：下四个方面：钢筋和混凝土接触面上的粘结钢筋和混凝土接触面上的粘结化学吸附力，亦化学吸附力，亦称胶结力。这来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化称胶结力。这来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化，从而层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化，从而使水泥胶体与钢筋表面产生吸附胶着作用。这种化学使水泥胶体与钢筋表面产生吸附胶着作用。这种化学吸附力只能在钢筋和混凝土的界面处于原生状态时才吸附力只能在钢筋和混凝土的界面处于原生状态时才存在，存在，旦发生滑移，它就失去作用旦发生滑移，它就失去作用，其值很小，其值很小，不起明显作用。不起明显作用。钢筋与混凝土之间的摩阻力。由于混凝钢筋与混凝土之间的摩阻力。由于混凝土凝固时收缩使钢筋与混凝土接触面上土凝固时收缩使钢筋与混凝土接触面上产生正应力，因此，当钢筋和混凝土产生产生正应力，因此，当钢筋和混凝土产生相对滑移时相对滑移时(或有相对滑移的趋势时或有相对滑移的趋势时)，在钢，在钢筋和混凝土的界面上将产生摩阻力。光面筋和混凝土的界面上将产生摩阻力。光面钢筋与混凝土的粘结力主要靠摩阻力。钢筋与混凝土的粘结力主要靠摩阻力。钢筋与混凝土的钢筋与混凝土的咬合力咬合力。对于光面钢筋，咬合力是指表面粗。对于光面钢筋，咬合力是指表面粗糙不平而产生的咬合作用；对于带肋钢筋，咬合力是指带肋钢糙不平而产生的咬合作用；对于带肋钢筋，咬合力是指带肋钢筋肋间嵌入混凝土而形成的机械咬合作用，这是带肋钢筋与混筋肋间嵌入混凝土而形成的机械咬合作用，这是带肋钢筋与混凝土粘结力的主要来源。凝土粘结力的主要来源。机械锚固力机械锚固力弯钩、弯折及附加锚固措施所提供的粘结锚固作弯钩、弯折及附加锚固措施所提供的粘结锚固作用。用。raad劈裂裂缝ftft(a)挤压产生的咬合力(b)A-A剖面上的力图：1-18光面钢筋与混凝土的粘结强度（光面钢筋与混凝土的粘结强度（光面钢筋与混凝土的粘结强度（光面钢筋与混凝土的粘结强度（）主要取决于胶结力和摩）主要取决于胶结力和摩）主要取决于胶结力和摩）主要取决于胶结力和摩擦阻力。擦阻力。擦阻力。擦阻力。变形钢筋与混凝土的粘结强度（变形钢筋与混凝土的粘结强度（变形钢筋与混凝土的粘结强度（变形钢筋与混凝土的粘结强度（）主要取决于咬合力。）主要取决于咬合力。）主要取决于咬合力。）主要取决于咬合力。通过拔出试验按下式确定：通过拔出试验按下式确定：通过拔出试验按下式确定：通过拔出试验按下式确定：图：1-19ldTmax2.钢筋的锚固与连接钢筋的锚固与连接 (1)钢筋的锚固钢筋的锚固为为了了使使钢钢筋筋和和混混凝凝土土能能可可靠靠地地共共同同工工作作，钢钢筋筋在在混混凝凝土土中中必必须须有有可可靠的锚固。靠的锚固。受拉钢筋的锚固受拉钢筋的锚固当当计计算算中中充充分分利利用用钢钢筋筋的的强强度度时时，混混凝凝土土结结构构中中纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋的的锚锚固长度应按下列公式计算：固长度应按下列公式计算：普通钢筋：普通钢筋：预应力钢筋：预应力钢筋：式中式中la 受拉钢筋的锚固长度；受拉钢筋的锚固长度；fy、fpy普普通通钢钢筋筋、预预应应力力钢钢筋筋的的抗抗拉拉强强度度设设计计值值按按表表1-2、表、表1-3取用。取用。对应对应规范规范表表4.2.3-1、4.2.3-2；ft混混凝凝土土轴轴心心抗抗拉拉强强度度设设计计值值，按按表表1-5采采用用。当当混混凝土强度大于凝土强度大于C40时，按时，按C40取用。取用。对应对应规范规范表表4.1.4；d 钢筋的公称直径；钢筋的公称直径；钢筋的外形系数，按表钢筋的外形系数，按表1-7取用。取用。对应对应规范规范表表9.3.1。表表1-7 钢筋的外形系数钢筋的外形系数钢筋类型钢筋类型光面钢筋光面钢筋带肋钢筋带肋钢筋刻痕钢筋刻痕钢筋螺旋肋钢筋螺旋肋钢筋三股钢绞线三股钢绞线七股钢七股钢绞线绞线0.160.140.190.130.160.17 注：光面钢筋系指HPB235级钢筋，其末端应做180o弯钩，弯后平直长度不应小于3d，但作受压钢筋时，可不做弯钩；带肋钢筋系指HRB335、HRB400级钢筋和RRB400级钢筋及余热处理钢筋。当符合下列条件时，锚固长度应加以修正：当符合下列条件时，锚固长度应加以修正：对于直径大于对于直径大于25mm的的HPB335、HRB400和和RRB400时，时，其锚固长度应取计算结果乘以修正系数其锚固长度应取计算结果乘以修正系数1.1 为了减少锚固长度，可在受拉钢筋末端采用机械锚固措施。为了减少锚固长度，可在受拉钢筋末端采用机械锚固措施。对于对于HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋，当采用机械锚固级钢筋，当采用机械锚固措施时，其锚固长度（包括附加锚固端头在内）可取按公式措施时，其锚固长度（包括附加锚固端头在内）可取按公式计算的锚固长度的计算的锚固长度的0.7倍。详见倍。详见 规范规范9.3.1和和9.3.2条条P114、P115la锚固长度D=4dd5d1350(a)末端带1350弯钩dd5d（b）末端与钢板穿孔塞焊dd5dd（c）末端与短钢筋双面贴焊图：1-20 钢筋机械锚固的形式及构造要求采用机械锚固措施时，在锚固长度范围内的箍筋不采用机械锚固措施时，在锚固长度范围内的箍筋不应少于应少于3个，其直径不应小于锚固钢筋直径的个，其直径不应小于锚固钢筋直径的0.25倍；倍；间距不应小于锚固直径的间距不应小于锚固直径的5倍。当锚固钢筋的混凝土倍。当锚固钢筋的混凝土保护层厚度不小于钢筋公称直径的保护层厚度不小于钢筋公称直径的5倍时，可不配置倍时，可不配置上述箍筋。上述箍筋。受压钢筋的锚固受压钢筋的锚固当当计计算算中中充充分分利利用用纵纵向向钢钢筋筋的的受受压压强强度度时时，其其锚锚固固长度不应小于受拉钢筋锚固长度的长度不应小于受拉钢筋锚固长度的0.7倍。倍。必必须须注注意意，对对于于光光面面钢钢筋筋（受受拉拉或或受受压压），其其末末端端均均应应做做180o标标准准弯弯钩钩。焊焊接接骨骨架架、焊焊接接网网中中的的光光面面钢筋可不做弯钩。钢筋可不做弯钩。(2)(2)钢筋的连接钢筋的连接 钢筋的接头可分为三种：绑扎搭接、机械连接或焊接。钢筋的接头可分为三种：绑扎搭接、机械连接或焊接。接头宜设在受力较小处，同一根钢筋上宜少设接头。接头宜设在受力较小处，同一根钢筋上宜少设接头。绑扎搭接绑扎搭接 绑扎搭接的工作原理是通过钢筋与混凝土之间的粘结强绑扎搭接的工作原理是通过钢筋与混凝土之间的粘结强度来传递内力的。因此，钢筋的绑扎接头要有足够的搭接长度来传递内力的。因此，钢筋的绑扎接头要有足够的搭接长度。度。规范规范规定规定：纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度：纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内应根据位于同一连接区段内(1.3(1.3ll)的搭接钢筋面积百分率按的搭接钢筋面积百分率按下列公式计算，但任何情况下均不应小于下列公式计算，但任何情况下均不应小于300mm300mm。式中式中 ll 受拉钢筋的搭接长度；受拉钢筋的搭接长度；la受拉钢筋的锚固长度，按前面公式计算。受拉钢筋的锚固长度，按前面公式计算。纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋搭搭接接长长度度修修正正系系数数，按按表表1-8的的规规定定取取用用。对应对应规范规范公式公式9.4.3和表和表9.4.3纵向钢筋搭接接头面积（纵向钢筋搭接接头面积（%）（在（在1.3l l的搭接区段内）的搭接区段内）25 50 100 1.21.41.6表表1-8 纵向钢筋搭接长度修正系数纵向钢筋搭接长度修正系数1.3llll图：1-21同一区段内纵向钢筋绑扎接头 轴轴心心受受拉拉及及小小偏偏心心受受拉拉杆杆件件的的纵纵向向受受力力钢钢筋筋不不得得采采用用绑绑扎扎搭搭接接接接头头。当当受受拉拉钢钢筋筋直直径径d d28mm28mm及及受受压压钢钢筋筋的的直直径径d d32mm32mm时时，不不宜宜采采用用绑绑扎扎搭搭接接接接头头。构构件件中中的的纵纵向向受受压压钢钢筋筋，当当采采用用搭搭接接连连接接时时，其其受受压压搭搭接接长长度度不不应应小小于于规规范范规规定定的的纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋搭搭接接长长度度的的0.70.7倍倍，且且在在任任何何情情况况下下不不应应小小于于200mm200mm。在在纵纵向向受受力力钢钢筋筋搭搭接接长长度度范范围围内内应应配配置置箍箍筋筋，其其直直径径不不应应小小于于搭搭接接钢钢筋筋较较大大直直径径的的0.25倍倍。当当钢钢筋筋受受拉拉时时，箍箍筋筋间间距距不不应应大大于于搭搭接接钢钢筋筋较较小小直直径径的的5倍倍，且且不不应应大大于于100mm；当当钢钢筋筋受受压压时时，箍箍筋筋间间距距不不应应大大于于搭搭接接钢钢筋筋较较小小直直径径的的10倍倍，且且不不应应大大于于200mm。当当受受压压钢钢筋筋直直径径d25mm时时，尚尚应应在在搭搭接接接接头两个端面外头两个端面外100mm范围内设置两个箍筋。范围内设置两个箍筋。机械连接或焊接机械连接或焊接 指指通通过过连连接接件件用用机机械械的的方方法法把把钢钢筋筋连连接接在在一一起起。机机械械连连接接接接头头能能产产生生较较牢牢固固的的连连接接力力，具具有有工工艺艺操操作作简简便便、接接头头性性能能可可靠靠、连连接接速速度度快快、节节省省钢钢材材和和能能源源、施施工工安安全全等等特特点点，所所以以应应优优先先采采用用机机械械连连接接。但但要要求求连连接接件件的的保保护护层层厚厚度度不不应应小小于于纵纵向向受受力力钢钢筋筋最最小小保保护护层层厚厚度度，连连接接件件的的之之间间净净距距不不应应小小于于25mm，当当采采用用焊焊接接接接头头时时，上上述述机机械械连连接接或或焊焊接接接接头头也也应应相相互互错错开开，要要求求用用绑绑扎扎接接头头，但但其其接接头头连连接接区区段段长长度度均均取取为为35d（d为为纵纵筋筋的的较较大大直直径径），位位于于同同一一连连接接区区段段内内的的纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋接接头头面面积积百百分分率率均均不不应应大大于于50%，受受压压钢钢筋筋可可不不受受限制。限制。锥螺纹钢筋连接锥螺纹钢筋连接挤压钢筋连接挤压钢筋连接本讲结束！本讲结束！