混凝土与钢筋的粘结
混凝土与钢筋的粘结
混凝土与钢筋的粘结在建筑领域中，混凝土与钢筋的粘结是一个至关重要的概念。
它就像是建筑结构中的“隐形胶水”，将混凝土和钢筋紧紧地结合在一起，共同承担着建筑物的重量和各种荷载。
如果没有良好的粘结性能，建筑物的安全性和稳定性就会大打折扣。
要理解混凝土与钢筋的粘结，我们首先得从混凝土和钢筋这两种材料的特性说起。
混凝土是一种由水泥、骨料（如砂、石子）、水等按一定比例混合而成的人造石材。
它具有抗压强度高、耐久性好、成本相对较低等优点，但它的抗拉强度却很低。
而钢筋则具有很高的抗拉强度和良好的延展性。
当混凝土和钢筋结合在一起时，它们的优点得到了互补，从而形成了一种能够承受各种复杂荷载的结构材料。
那么，混凝土与钢筋是如何粘结在一起的呢？这主要依靠以下几种作用。
化学胶结力是其中之一。
在混凝土硬化的过程中，水泥浆体中的化学成分会与钢筋表面发生化学反应，形成一种化学键，从而将钢筋与混凝土粘结在一起。
不过，这种化学胶结力相对较弱，而且在外界环境的影响下（如高温、高湿等）容易受到破坏。
摩擦力也是粘结的重要因素。
当钢筋受到外力作用而试图在混凝土中滑动时，钢筋与混凝土之间的摩擦力会阻止这种滑动。
这种摩擦力的大小取决于钢筋表面的粗糙度、混凝土的强度以及钢筋与混凝土之间的接触压力等因素。
机械咬合力在粘结中发挥着关键作用。
钢筋表面通常会有一些肋纹或变形，这些肋纹和变形会嵌入到混凝土中，形成一种类似于“钩子”的作用，从而大大提高了粘结强度。
然而，混凝土与钢筋的粘结性能并不是一成不变的，它会受到多种因素的影响。
混凝土的强度是一个重要因素。
一般来说，混凝土强度越高，其与钢筋的粘结强度也会相应提高。
这是因为高强度的混凝土能够更好地抵抗钢筋在受力时产生的局部挤压和拉拔。
钢筋的表面形状和直径也会对粘结产生影响。
带有肋纹的钢筋比光滑的钢筋具有更好的粘结性能，因为肋纹能够增加机械咬合力。
同时，钢筋的直径越大，其与混凝土的接触面积也越大，但相对而言，单位面积上的粘结应力会有所降低。
第2节 钢筋与混凝土的粘结
3.偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大 且持续时间很短的荷载称为偶然荷载,如爆炸力，撞击力等。
二、荷载代表值:
定义：结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况， 应赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。 1.荷载标准值 定义：荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概
率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。
以系数1.1。
④除构造需要的锚固长度外，当纵向受力钢筋的实际配
筋面积大于其设计计算面积时，如有充分依据和可靠
措施，其锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面 积的比值（有抗震设防要求及直接承受动力荷载的构 件除外）
当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或者机械锚固措施时，包括 弯钩和附加锚固端头在内的锚固长度可取为取基本锚固长度的 0.6倍。 采用弯钩或者机械锚固可以提高钢筋的锚固力，因此
直螺纹套筒接头
纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开。
钢筋机械连接接头连接区段的长度为 35d （ d 为纵向受力
钢筋的较小直径）。
位于同一连接区段内纵向受拉钢筋机械连接接头面积百
分率不宜大于50%，纵向受压钢筋可不受限制；在直接承 受动力荷载的结构构件中不应大于50%。
（3）焊接接头
纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。
正后的锚固长度不应小于计算值的0.6倍，且不应小于200mm：
la ζ a lab
①对带肋钢筋，当钢筋直径大于 25mm 时乘以系数 1.1 ，在锚 固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的 3倍时乘以系数 0.8 ， 混凝土保护层厚度大于钢筋直径的5倍时乘以系数0.7。
②对环氧树脂涂层带肋钢筋乘以系数1.25。 ③当钢筋在混凝土施工中易受扰动（如滑模施工）时乘
钢筋与混凝土的粘结
无滑移理论的假定见下图：
即：裂缝所在截面与应力分布不受裂缝影响的截面之间的距 离S0等于混凝土保护层厚度c（引用了工程中常用的45度扩 散角的假定）
无滑移理论最大裂缝宽度计算公式：
max 2S0 s 2c s 2c s
Es kc
s
Es
其中引入的k为最大裂缝宽度的扩大倍数，由试验确定。 另外，由大量试验得出，混凝土的裂缝宽度与混凝土保护层厚度线性相关：
依据以上统计的试验数据，有以下裂缝计 算公式：
变形钢筋m 1.67c , max 3.3c 光圆钢筋m 1.89c , max 3.75c
为构件表面的计算平均应变，最大裂缝宽度 max 为离
散的裂缝宽度中出现频率为1把混凝土保护层厚度c作为影响裂 缝宽度的最重要因素之一，在c=15~80mm范围内相符度较 好，低于或者超过这个范围的，计算结果会偏小或偏大。
钢筋与混凝土的粘结
傅林峰 2013.12.2
+ 在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土这两
种材料之所以能共同工作的基本前提是具 有足够的粘结力，能承担沿钢筋与混凝土 接触面上产生的剪应力，通常把这种剪应 力称为钢筋和混凝土之间的粘结应力
dT ddx
粘结作用一般分为以下三种： 1.附着粘结——由于附着力或毛细力的存在而产生，这种
假设：构件开裂后贯穿截面的裂缝宽度相同，即 在钢筋附件表面的裂缝宽度相等。
所以，裂缝宽度应该是裂缝间距范围内钢筋与混凝土的受拉伸长量差。
m ( s c )lm lm s (1 c / s ) lm s
引入裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数 = 代入得到m
+ 4.钢筋周围的约束条件
+ 5.横向配筋的影响
混凝土与钢筋的粘结
混凝土与钢筋的粘结
基本锚固长度
l
钢筋的基本锚固长度取决 于钢筋的强度及混凝土抗 拉强度，并与钢筋的外形 有关。《规范》规定纵向
f y 受拉钢筋的锚固长度作为 d钢 筋 的 基 本 锚 固 长 度 ， 其
f 计算公式为： t
小结
01
钢筋：钢筋的成份、种类 和级别，钢筋的应力应变 曲线，钢筋的塑性性能， 钢筋的冷加工。
2.3 混凝土与钢筋的粘结
01 变形钢筋与混凝土之间的机械咬合作用主要是由于变 形钢筋肋间嵌入混凝土而产生的。
02 变形钢筋和混凝土的机械咬合作用
混凝土与钢筋的粘结
影响粘结的因素 影响钢筋与混凝土粘结强度的因素很多，主要有混凝土强度、保护层厚度及钢筋净间
距、横向配筋及侧向压应力，以及浇筑混凝土时钢筋的位置等。
1. 光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度都随混凝土强度等级的提高而提高，但不与立方体强度成正比。 2. 变形钢筋能够提高粘结强度。 3. 钢筋间的净距对粘结强度也有重要影响。
2.3 混凝土与钢筋的粘结
影响粘结的因素 Ｄ.横向钢筋可以限制混凝土内部裂缝的发展，提高粘结强度。 Ｅ.在直接支撑的支座处，横向压应力约束了混凝土的横向变形，
可以提高粘结强度。 Ｆ.浇筑混凝土时钢筋所处的位置也会影响粘结强度。
2.3 混凝土与钢筋的粘结
钢筋的锚固与搭接 ◆保证粘结的构造措施 (1)对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度； (2)为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距
和混凝土保护层最小厚度的要求； (3)在钢筋的搭接接头内应加密箍筋； (4)为了保证足够的粘结在钢筋端部应设置弯钩； (5)对大深度混凝土构件应分层浇筑或二次浇捣； (6)一般除重锈钢筋外，可不必除锈。
混凝土与钢筋的粘结性能及其影响因素
混凝土与钢筋的粘结性能及其影响因素一、概述混凝土与钢筋的粘结性能是混凝土结构的一个重要性能指标，对于混凝土结构的安全可靠性和使用寿命具有重要的影响。
本文将围绕混凝土与钢筋的粘结性能及其影响因素展开讨论。
二、混凝土与钢筋的粘结机理混凝土与钢筋的粘结机理主要包括物理作用和化学作用两种。
1. 物理作用混凝土与钢筋的物理作用主要是由于混凝土与钢筋之间的摩擦力和粘着力引起的。
当钢筋进入混凝土时，混凝土会填充钢筋表面的凹槽和孔隙，钢筋表面形成了一层混凝土的粘着层，这层粘着层可以有效地增加混凝土与钢筋的粘着力。
2. 化学作用混凝土与钢筋的化学作用主要是由于混凝土中的碱性物质和钢筋表面的氧化铁层之间的化学反应。
混凝土中的碱性物质可以与钢筋表面的氧化铁层反应，生成一层铁盐，这层铁盐能够有效地增加混凝土与钢筋的粘着力。
三、混凝土与钢筋的粘结性能指标混凝土与钢筋的粘结性能指标主要包括粘结强度、粘结刚度、粘结变形和粘结失效模式等。
1. 粘结强度粘结强度是指混凝土与钢筋之间的抗剪强度或剥离强度。
它是评价混凝土与钢筋粘结性能的重要指标。
粘结强度越大，表明混凝土与钢筋的粘着力越强。
2. 粘结刚度粘结刚度是指混凝土与钢筋之间的刚度。
它是评价混凝土与钢筋粘结性能的重要指标之一。
粘结刚度越大，表明混凝土与钢筋之间的刚度越大，粘着层越厚。
3. 粘结变形粘结变形是指混凝土与钢筋之间的相对变形。
它是评价混凝土与钢筋粘结性能的重要指标之一。
粘结变形越小，表明混凝土与钢筋之间的相对变形越小，粘着层越均匀。
4. 粘结失效模式粘结失效模式是指混凝土与钢筋之间的粘着层失效的方式。
它是评价混凝土与钢筋粘结性能的重要指标之一。
粘结失效模式主要包括滑移失效、剥离失效、破坏失效等。
四、影响混凝土与钢筋粘结性能的因素影响混凝土与钢筋粘结性能的因素很多，主要包括混凝土强度、钢筋直径、粘着层厚度、钢筋表面状态和环境温度等。
1. 混凝土强度混凝土强度是影响混凝土与钢筋粘结性能的主要因素之一。
混凝土与钢筋的粘结
混凝土与钢筋的粘结混凝土与钢筋的粘结是建筑工程中非常重要的一环。
它决定了混凝土结构的稳定性和强度，直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。
在本文中，将介绍混凝土与钢筋的粘结机理、粘结性能测试以及影响粘结性能的因素，并探讨如何提高混凝土与钢筋的粘结强度。
一、混凝土与钢筋粘结机理混凝土与钢筋的粘结是由于化学和物理相互作用而产生的。
当混凝土凝固后，水泥胶体开始逐渐硬化，形成坚固的胶凝体。
同样的，钢筋表面与混凝土中的水泥胶体发生反应，并形成了一层胶体粘结层。
这层胶体粘结层将混凝土和钢筋牢固地粘合在一起，使其成为一个整体。
二、粘结性能测试方法为了评估混凝土与钢筋的粘结性能，常用的测试方法有剪切试验和拉伸试验。
1.剪切试验：剪切试验是测定混凝土与钢筋粘结强度的常用方法。
一般采用双剪试验或剪切铰接试验。
在这些试验中，混凝土试块上面安装有两根钢筋，底部则安装一个刚度较高的支撑装置。
通过对试块施加剪切力，观察混凝土与钢筋的粘结强度。
2.拉伸试验：拉伸试验是测定混凝土与钢筋粘结性能的另一种方法。
拉伸试验通常使用拉伸试件，其两端固定有一根或多根钢筋。
通过施加拉力，在观察试件的破坏形态和力学性能的基础上，评估混凝土与钢筋之间的粘结性能。
三、影响混凝土与钢筋粘结的因素混凝土与钢筋粘结性能受多种因素的影响。
其中包括混凝土本身的性质、钢筋表面状态以及施工工艺等。
1.混凝土本身的性质：混凝土的强度、含水量和孔隙结构等对粘结性能有重要影响。
强度越高、孔隙结构越密实的混凝土，其与钢筋之间的粘结强度越高。
2.钢筋表面状态：钢筋表面的氧化皮、锈蚀和油污等会降低与混凝土的粘结性能。
因此，在施工前对钢筋进行清洁处理可以提高粘结性能。
3.施工工艺：施工中的坍落度、振捣浇筑和养护等工艺措施也会影响混凝土与钢筋的粘结性能。
合理的施工操作能够提高粘结性能，确保混凝土充分包覆钢筋。
四、提高混凝土与钢筋粘结强度的方法为了提高混凝土与钢筋的粘结强度，可以采取以下措施：1.优化混凝土配方：在设计混凝土配合比时，可以选择高强度胶结材料，增加胶结剂和细集料的粘结性能，以提高混凝土与钢筋的粘结强度。
钢筋混凝土课件 钢筋与混凝土的粘结性能
2.3.3 粘结强度 Bond Strength 拔出试验 Pull out test
N dl
粘结强度 ：粘结破坏（钢筋拔出或
混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界面 上的最大平均粘结应力
2.3.4 影响粘结强度的主要因素 Influence factors
1. 混凝土强度 2. 混凝土保护层厚度 3. 钢筋间距 4. 横向钢筋 5. 受力情况 6. 钢筋位置 7. 钢筋表面形状
搭接接头的百分率超过25% y（%） ≤25 50
100
时，搭接长度按下式计算，
但不小于300mm。
zy
1.2
5d
D= 5d(Ⅲ级钢筋) d
d
d
d 5d
◆ 将钢筋表面轧制出肋形成带肋钢筋，即变形钢筋，可 显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而大大增加 了粘结强度。
◆ 对与强度较高的钢筋，均需作成变形钢筋，以保证钢 筋与混凝土间具有足够的粘结强度使钢筋的强度得以充 分发挥。
◆ 变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力， ◆ 其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，径向分 力使混凝土产生环向拉力。 ◆ 轴向拉力和剪力使混凝土产生内部斜向锥形裂缝， ◆ 环向拉力使混凝土产生内部径向裂缝。
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。
◆ 对于光面钢筋，表面轻度锈蚀有利于增加摩擦力，但摩擦 作用也很有限。
◆ 由于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小，机械咬合作用也 不大。因此，光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的。
◆ 为保证光面钢筋的锚固，通常需在钢筋端部弯钩、弯折或 加焊短钢筋以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。
● 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。
混凝土与钢筋的黏结原理
混凝土与钢筋的黏结原理一、概述混凝土与钢筋是构成混凝土结构的两个主要材料，它们的黏结性能直接影响着混凝土结构的安全性和使用寿命。
因此，混凝土与钢筋的黏结原理是混凝土结构设计和施工的重要基础。
二、混凝土与钢筋的接触面形态混凝土与钢筋的黏结性能受到接触面形态的影响。
接触面分为平面接触面和表面不平整接触面两种情况。
平面接触面是指混凝土与钢筋的接触面为平面，表面不平整接触面是指混凝土与钢筋的接触面为不平整表面。
三、黏结原理1. 机械锚固机械锚固是指由于钢筋表面和混凝土之间的摩擦力而产生的黏结力。
混凝土与钢筋的黏结力主要是由机械锚固产生的。
机械锚固的主要作用是防止钢筋滑移，使钢筋与混凝土共同工作。
2. 化学锚固化学锚固是指由于钢筋表面与混凝土之间的化学反应而产生的黏结力。
混凝土与钢筋的黏结力主要是由化学锚固产生的。
化学锚固的主要作用是在混凝土与钢筋之间形成化学键，增加钢筋与混凝土的黏结力。
3. 水化产物锚固水化产物锚固是指由于水泥水化产物在钢筋表面与混凝土之间的形成而产生的黏结力。
混凝土与钢筋的黏结力主要是由水化产物锚固产生的。
水化产物锚固的主要作用是在混凝土与钢筋之间形成钙硅石等水化产物，增加钢筋与混凝土的黏结力。
四、影响黏结力的因素1. 钢筋直径钢筋的直径越大，黏结力越大。
2. 钢筋表面状态钢筋表面的粗糙度越大，黏结力越大。
3. 混凝土强度混凝土强度越大，黏结力越大。
4. 覆盖层厚度覆盖层厚度越大，黏结力越小。
5. 钢筋数量钢筋数量越多，黏结力越大。
五、黏结力的计算方法常用的黏结力计算方法有哈克斯公式和ACI公式。
其中，哈克斯公式是根据机械锚固原理推导出来的，ACI公式则是综合考虑了机械锚固、化学锚固和水化产物锚固的影响因素。
六、结论混凝土与钢筋的黏结原理是混凝土结构设计和施工的重要基础。
黏结力的大小受到多种因素的影响，需要根据具体情况进行计算和设计。
在实际工程中，应注意控制钢筋的表面状态、混凝土的强度等因素，以保证混凝土与钢筋的黏结性能，提高混凝土结构的安全性和使用寿命。
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1、钢筋的受拉锚固长度计算
表2-1
锚固钢筋外形系数
钢筋类型 光圆钢筋 带肋钢筋 0.16 0.14 螺旋肋钢丝 三股钢绞线 0.13 0.16 七股钢绞线 0.17
2、受拉钢筋的锚固
（1）受拉钢筋的锚固长度
（2）锚固区的横向构造钢筋
当锚固钢筋的保护层厚 度不大于5d时，锚固长 范围内应配置直径不小 于d/4的横向构造钢筋
2.3 混凝土与钢筋的粘结
制作单位：合肥工业大学勘查一班 制作者：刘一民、马许平
2.3.3 粘结应力-滑移关系
2.3.3 粘结应力-滑移关系
钢筋与混凝土的粘结性能主要是由两者之 间的粘ห้องสมุดไป่ตู้应力τ与对应的相对滑移曲线s的τs曲线来反映
2.3.3 粘结应力-滑移关系
2.3.4 钢筋的锚固
1、钢筋的受拉锚固长度计算
3、锚固措施
3、锚固措施
3、锚固措施
（c）一侧贴焊锚筋 （d）两侧贴焊锚筋
3、锚固措施
（e）穿孔塞焊锚板 （f）螺栓锚头
3、受压钢筋的锚固
混凝土结构中的纵向受压钢筋，当计算时 充分利用其抗压强度时，锚固长度不应小 于相应受拉锚固长度的70%。 受压钢筋不应采用末端弯钩和一侧贴焊钢 筋的锚固措施 受压钢筋锚固长度范围内的横向构造钢筋 及受拉钢筋的相同 梁，板中纵向受力钢筋在支座处的锚固及 钢筋的连接将在第四章4，6中讲述。