第七章 钢筋与混凝土之间的粘结知识讲解

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钢筋和混凝土之间的粘结强度关系

钢筋和混凝土之间的粘结强度关系

钢筋和混凝土是建筑结构中常用的材料,它们之间的粘结强度关系对于结构的安全性和稳定性具有重要影响。

本文将就钢筋和混凝土之间的粘结强度关系展开讨论,以便读者更全面地了解这一重要的建筑工程知识。

一、介绍钢筋和混凝土1. 钢筋:钢筋是一种常用的建筑结构材料,其主要成分是碳素钢。

由于碳素钢具有良好的延展性和抗拉强度,因此在混凝土结构中被广泛应用于受拉区域,以增强混凝土的抗拉能力。

2. 混凝土:混凝土是一种由水泥、砂子和骨料按一定比例混合而成的建筑材料。

由于混凝土具有良好的抗压性能和耐久性,因此被广泛用于建筑结构的受压区域。

二、钢筋和混凝土之间的粘结强度3. 粘结机理:钢筋和混凝土之间的粘结强度取决于两者之间的粘结机理。

一般来说,粘结强度的形成是由于混凝土在钢筋表面形成的钝化氧化膜和钢筋表面形成的粘结胶结体共同作用的结果。

4. 影响粘结强度的因素:影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素包括混凝土质量、浇筑工艺、钢筋表面性质等。

混凝土的质量直接影响着混凝土内部的气孔和裂缝情况,进而影响着与钢筋的粘结质量。

5. 表面处理对粘结强度的影响:钢筋的表面处理对其与混凝土之间的粘结强度有着重要的影响。

一般来说,通过对钢筋进行喷丸清理或涂覆防锈剂等处理可以提高钢筋与混凝土之间的粘结强度。

三、提高钢筋和混凝土之间的粘结强度的方法6. 加强混凝土浇筑质量:提高混凝土的密实性和抗渗性,减少混凝土内部的气孔和裂缝对于提高粘结强度至关重要。

7. 优化钢筋表面处理工艺:采用合适的表面处理工艺可以提高钢筋表面的粗糙度和附着力,进而提高钢筋与混凝土之间的粘结强度。

8. 合理设计钢筋与混凝土的搭接方式:钢筋与混凝土的搭接方式直接影响着两者之间的粘结强度,合理设计搭接方式可以有效提高粘结强度。

9. 采用适当的粘结剂材料:在实际工程中,可以根据需要采用适当的粘结剂材料来提高钢筋与混凝土之间的粘结强度。

四、结论在建筑结构中,钢筋和混凝土之间的粘结强度关系直接关系到结构的安全性和稳定性。

钢筋与混凝土的黏结

钢筋与混凝土的黏结

1.1 黏结的作用及产生的原因
钢筋与混凝土这两种力学性能完全不同的材料之所以能够 在一起共同工作,除了两者具有相近的温度的线膨胀系数及混 凝土对钢筋具有保护作用以外,基本前提是两者间具有足够的 黏结强度,能够承受由于变形差(相对滑移)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黏结应力,黏结强 度则指黏结失效(钢筋被拔出或混凝土被劈裂)时的最大平均黏结 应力。钢筋与混凝土通过黏结应力来传递两者间的应力,共同 受力,协调变形。
试验表明,钢筋与混凝土之间产生黏结作用主要有以下三 方面的原因:
1.1 黏结的作用及产生的原因
(1)化学胶结力。水泥浆凝结时产生化学作用,使钢筋与 混凝土之间的接触面上产生化学吸附作用力。
(2)摩擦力。混凝土收缩将钢筋紧紧握裹,当两者出现滑 移时,在接触面上将出现摩擦力。接触面越粗糙,摩擦力越大。
1.2 影响黏结强度的因素
(4)浇筑位置。混凝土浇筑深度超过300 mm 时,由于混凝土的泌水下沉,气泡逸出,与顶部的 水平钢筋之间产生空隙层,从而削弱了钢筋与混凝 土之间的黏结作用。
(5)横向配筋及横向压力。横向钢筋的配置 可延缓裂缝的发展,侧向压力(如在梁的支承区的 下部)将进一步提高混凝土对钢筋的握裹作用。
(3)机械咬合力。钢筋的表面凹凸不平,与混凝土之间可 产生机械咬合力,其值占总黏结力的一半以上。 在这三种黏结力中化学胶结力一般很小,光面钢筋的黏结力以摩 擦力为 影响黏结强度的因素
影响钢筋与混凝土之间黏结强度的主要因素有以下几点: (1)混凝土的强度。混凝土的强度等级越高,则黏结强度 越大,但不成正比。 (2)钢筋的外观特征。变形钢筋由于表面凹凸不平,其黏 结强度高于光面钢筋。 (3)保护层厚度及钢筋的净距。如果钢筋外围的混凝土保 护层厚度太小,会使外围混凝土产生劈裂裂缝,降低黏结强度, 导致钢筋被拔出。所以在构造上必须保证一定的混凝土保护层厚 度和钢筋净距。

钢筋混凝土的粘结机理

钢筋混凝土的粘结机理

钢筋混凝土的粘结机理
钢筋混凝土是一种常见的建筑材料,其优点包括高强度、耐久性好、施工方便等。

而钢筋和混凝土的粘结是钢筋混凝土构件力学性能的关键因素之一。

本文将介绍钢筋混凝土的粘结机理。

钢筋混凝土的粘结机理主要由以下几个方面组成:
1. 界面微观结构:钢筋表面的氧化皮和混凝土表面的毛细孔是粘结界面的主要障碍。

当混凝土中的水分分子进入毛细孔时,水分子与钢筋表面的氧化皮反应,生成铁氢化合物和水。

这会导致钢筋与混凝土之间的粘结力增强。

2. 化学作用:钢筋表面的氧化皮与混凝土中的氢氧化物、矾酸盐和硅酸盐等化合物反应,形成化合物。

这些化合物可以填充毛细孔和裂缝,增强钢筋与混凝土之间的粘结。

3. 机械作用:钢筋和混凝土之间的摩擦力和锚固力也是粘结的重要因素。

锚固力是指混凝土侵入钢筋表面的长度,通常称为“锚嵌长度”。

锚固力与钢筋直径、混凝土强度、浇注质量以及钢筋与混凝土的界面形貌等因素有关。

4. 动态作用:钢筋混凝土受到荷载作用时,因产生的应力和应变使得钢筋与混凝土之间的粘结力发生变化。

在一定范围内,荷载作用可以提高钢筋与混凝土之间的粘结力。

但当荷载作用超过一定程度时,也可能导致粘结破坏。

综上所述,钢筋混凝土的粘结机理是一个复杂的过程,涉及到界面微观结构、化学作用、机械作用和动态作用等因素。

深入了解这些
因素,有助于提高钢筋混凝土构件的力学性能,保证其在工程中的可靠性和安全性。

混凝土与钢筋的黏结原理

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。

混凝土与钢筋之间的粘结机理

混凝土与钢筋之间的粘结机理

混凝土与钢筋之间的粘结机理一、引言混凝土与钢筋都是建筑工程中常见的材料。

混凝土在压力作用下具有较好的承载能力,而钢筋则能够承受拉力。

在建筑结构中,钢筋与混凝土的组合常被用于承受复杂的力学作用,如梁、柱、桥梁等。

而混凝土与钢筋之间的粘结性能则是保证整个结构稳定性和安全性的关键因素之一。

因此,对混凝土与钢筋之间的粘结机理进行深入的研究具有重要意义。

二、混凝土与钢筋之间的粘结机理1.混凝土的性质与结构混凝土是由水泥、砂、石料和水等原材料组成的一种人造材料。

混凝土的主要组成部分是水泥胶体和砂、石料骨料。

水泥胶体是混凝土的胶结物,具有较好的粘结性能。

砂、石料骨料则是混凝土的骨架,能够承受压力。

2.钢筋的性质与结构钢筋是由碳素钢制成的一种材料。

钢筋的主要特点是具有较高的强度和韧性。

在建筑结构中,钢筋通常被用于承受拉力。

3.混凝土与钢筋之间的粘结机理混凝土与钢筋之间的粘结机理可以分为以下几个方面:(1)机械粘结:混凝土与钢筋之间的机械粘结是由于混凝土在硬化过程中产生的收缩力和钢筋表面的粗糙程度所产生的。

混凝土在硬化过程中会产生收缩力,而钢筋表面的粗糙程度会增加混凝土与钢筋之间的摩擦力,从而增强混凝土与钢筋之间的机械粘结力。

(2)化学粘结:混凝土与钢筋之间的化学粘结是由于水泥胶体中的化学物质与钢筋表面的氧化物反应所产生的。

水泥中含有的氢氧化钙和硅酸钙等化学物质能够与钢筋表面的氧化物反应,形成化学键,从而增强混凝土与钢筋之间的粘结力。

(3)静电粘结:混凝土与钢筋之间的静电粘结是由于混凝土中的电荷与钢筋表面的电荷相互作用所产生的。

混凝土中的电荷主要来自于水泥胶体中的氢氧化钙和硅酸钙等离子体,而钢筋表面的电荷则主要来自于钢筋表面的氧化物和水分子。

混凝土与钢筋之间的静电粘结能够增强混凝土与钢筋之间的粘结力。

三、影响混凝土与钢筋粘结的因素混凝土与钢筋之间的粘结性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1.混凝土的质量:混凝土的质量是影响混凝土与钢筋之间粘结性能的关键因素之一。

钢筋与混凝土之间的粘结作用

钢筋与混凝土之间的粘结作用

钢筋与混凝土之间的粘结作用
钢筋与混凝土之间的粘结作用是指在混凝土固化后,钢筋与混凝土之间形成的一种力学连接,使得钢筋与混凝土构成了一个整体。

这种连接是通过混凝土的黏着力和摩擦力实现的。

混凝土在固化的过程中会收缩,而钢筋不会收缩,这会导致钢筋与混凝土之间的应力差异,从而产生剪力和弯曲力。

如果钢筋与混凝土之间的粘结作用不够强,钢筋就会滑动或者分离,这会导致混凝土结构的破坏。

因此,为了保证混凝土结构的强度和稳定性,钢筋与混凝土之间的粘结作用是非常重要的。

在钢筋加工和混凝土浇筑的过程中,要注意加强钢筋与混凝土之间的黏着力和摩擦力,以确保混凝土结构的稳定和安全。

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钢筋与混凝土的粘结解读

钢筋与混凝土的粘结解读
的挤压力传递。肋前压应力的增大,使混凝土局部挤压,形成肋前破 碎区④。钢筋肋部对周围混凝土的挤压力,其横向分力在混凝土中产
生环向应力(图6-9(b))。当此拉应力超过混凝土的极限强度时,
试件内形成径向-纵向裂缝⑤。这种裂缝由钢筋表面沿径向往试件外 表发展,同时由加载端往自由端延伸。此后,裂缝沿纵向往自由端延
移时的应力值接近,但比值大大减小,钢筋的受力段和滑移段的长度也
较早地遍及钢筋的全埋长。 当平均粘结应力达极限粘结应力的0.4~0.5时,即曲线上的A点,钢筋
靠近加载端横肋的背面发生粘结力破坏,出现拉脱裂缝(图6-9(a))
。随即,此裂缝向后(拉力的反方向)延伸,形成表面纵向滑移裂缝。 荷载稍有增大,肋顶混凝土受钢筋肋部的挤压,使裂缝向前延伸,并转
6.1.1
粘结力的作用和组成
作用和分类
钢筋和混凝土构成一种组合结构材料的基本条件是:两者之
间有可靠的粘结和锚固。
三种钢筋的粘结和锚固状态:
无粘结,无锚具:梁在很小的荷载作用下就会发生脆性折断,钢
筋并不受力,与素混凝土无异(图6-1a);
无粘结,端部设锚具:梁在荷载作用下钢筋应力沿全长相等,承 载力有很大提高,但是受力如二铰拱,非“梁”的应力状态(图 6-1b ); 沿全长和端部粘结可靠:梁在荷载作用下钢筋应力随截面弯矩而 变化,符合“梁”的基本受力特点(图6-1c)。
与前述试件无区别。在试件混凝土出现裂缝后,横向筋约束了裂缝的 开展,提高了抗阻力,τ-S曲线斜率稍高。当荷载接近极限值时,钢 筋肋对周围混凝土挤压力的径向分力也将产生径向-纵向裂缝⑤,但开 裂时的应力和相应的滑移量都有很大提高。 径向-纵向裂缝⑤出现后,横向筋的应力剧增,限制此裂缝的扩展 ,试件不会被劈开,抗拔力可继续增大。钢筋滑移的大量增加,使肋 前的混凝土破碎区不断扩大,而且沿钢筋埋长的各肋前区依次破碎和 扩展,肋前挤压力的减小形成了τ-S曲线的下降段。最终,钢筋横肋 间的混凝土咬合齿被剪断,钢筋连带肋间充满着的混凝土碎末一起缓 缓地被拔出(R点)。此时,沿钢筋肋外皮的圆柱面上有摩擦力,试件 仍保有一定的残余抗拔力。这类试件的极限粘结强度远大于光圆钢筋 的相应值。

钢筋与混凝土之间的黏结

钢筋与混凝土之间的黏结

钢筋与混凝土之间的黏结
1.1 黏结力的组成
钢筋和混凝土的黏结力包含了水泥胶体对钢筋的化学胶结力、钢筋与混凝土之间的摩擦 力、钢筋表面凹凸不平与混凝土的机械咬合力,钢筋端部在混凝土内的锚固作用。
1)化学胶结力 2)摩擦力 3)机械咬合力 4)钢筋端部的锚固力
钢筋与混凝土之间的黏结
1.2 黏结机理
1.光面钢筋的黏结性能
变形钢筋拔出试验的τ-sl 曲线
钢筋与混凝土之间的黏结
1.3 影响黏结性能的因素
影响黏结力的因素有很多,主要有混凝土强度、保护层厚度、钢筋净间距、钢筋表面形 状、横向配筋、侧向压应力和浇筑位置等。
1)混凝土强度 2)保护层厚度和钢筋的净距 3)横向配筋 4)钢筋的外形、直径和表面状态 5)侧向压应力 6)浇筑混凝土时钢筋的位置
工程结构
钢筋与混凝土之间的黏结
钢筋与混凝土能够结合在一起共同工作,主要有两个因素:一是二者具有相近的线膨胀系 数;二是由于混凝土硬化后,钢筋与混凝土之间产生了良好的黏结力。在钢筋和混凝土有相对变 形(滑移)时,就会在钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力,这种力称为钢筋 和混凝土的黏结力。
工程结构
光面钢筋的黏结力主要来自于化学 胶结力和摩擦力。黏结强度通常采用标准 抗拔试验(如图所示)来测定,钢筋和混凝土 之间的平均黏结应力为
钢筋的拔出试验
钢筋与混凝土之间Biblioteka 黏结2.变形钢筋的黏结性能
变形钢筋的黏结效果比光面钢筋好 得多,化学胶结力摩擦力仍然存在,钢筋表 面凹凸不平的机械咬合力是变形钢筋黏结 强度的主要来源。变形钢筋和光面钢筋的 主要区别是钢筋表面具有不同形状的横肋 或斜肋。变形钢筋受拉时,肋的凸缘挤压周 围混凝土,大大地提高了其间的机械咬合力, 改变了黏结受力机理,有利于钢筋在混凝土 中的黏结锚固性能。
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第七章钢筋与混凝土之间的粘结第七章钢筋与混凝土之间的粘结§7.1 概述钢筋与混凝土的粘结是钢筋与其周围一定影响范围内混凝土的一种相互作用,它是这两种材料共同工作的前提之一,也是对钢筋混凝土构件的承载力、刚度以及裂缝控制起重要影响的因素之一。

粘结的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低和破坏。

随着有限元法在钢筋混凝土结构非线性中的应用,钢筋与混凝土之间粘结和滑移的研究更显重要。

7.1.1 粘结应力及其分类1.粘结应力的定义粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

它并非真正的钢筋表面上某点剪应力值,而是一个名义值(对于变形钢筋而言),是指在某个计算范围(变形钢筋的一个肋的区段)内剪应力的平均值,且对于变形钢筋来说,钢筋的直径本身就是名义值。

2.粘结应力分类·弯曲粘结应力由构件的弯曲引起钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

可近似地按材料力学方法求得。

由于在混凝土开裂前,截面上的应力不会太大,所以一般不会引起粘结破坏,对结构构件的力学性能影响不大。

该粘结主要体现混凝土截面开裂前钢筋与混凝土的协同工作机理。

其大小与弯曲粘结应力及截面的剪力分布有关,即对于未开裂截面,弯曲粘结应力的分布规律与剪力分布相同。

·锚固粘结应力仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢139钢筋的应力差较大,粘结应力值高,分布变化大,如果锚固不足则会发生滑动,导致构件开裂和承载力下降。

粘结破坏是一种脆性破坏。

·裂缝间粘结应力开裂截面的钢筋应力,通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递,使未开裂截面的混凝土受拉,也使得混凝土内的钢筋平均应变或总变形小于钢筋单独受力时的相应变形,有利于减小裂缝宽度和增大构件的刚度,此即“受拉刚化效应”。

裂缝间粘结应力属于局部粘结应力范围。

该粘结应力数值的大小反映了受拉区混凝土参与工作的程度。

局部粘结应力应变分布复杂,存在着混凝土的局部裂缝和两者之间的相对滑移,平截面假定不再符合,且影响因素较多,如剪切破坏、塑性铰的转动能力以及结构中的弹塑性分析等。

7.1.2 研究现状由于影响钢筋与混凝土之间粘结作用的因素较多,且差异性较大,较难给出理想的、普遍共同接受的计算理论。

目前,还没有比较完整的、有充分论据的粘结滑动理论。

各国规范处理方法各不相同,另外一方面,笼统的构造要求大大忽视了对粘结问题的进一步的研究。

7.1.3 研究的重要性·工程实践上的重要性——钢筋的锚固、搭接和细部构造;·理论上的重要性——剪切破坏、裂缝宽度、塑性铰转动能力以及弹塑性分析问题的源头;·有限元方法在钢筋混凝土结构中应用的要求,需给出粘结应力与相对滑动的数学模式;仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢140·钢筋混凝土结构的动力反应,尤其是在大变形下的粘结性能的研究,在很大程度上取决于构件的连接部位的恢复力特性,粘结退化是使节点区强度丧失和刚度降低的主要原因。

§7.2 粘结性能试验7.2.1 试验方法结构中钢筋粘结部位的受力状态复杂,很难准确模拟。

根据试验性质以及获取数据的内容,分为静力试验方法和动力试验方法。

1.静力试验方法图7-1 拔出试验的·拔出试验最初的试验方法,将钢筋埋置于混凝土中心。

由于加载端混凝土受到混凝土的局部挤压,与结构中钢筋端部附近的应力状态差别大,影响了试验结果的真实性。

因此,将其改为试件加载端的局部钢筋与周围混凝土脱空的试件。

但是,螺纹钢筋采用这种试验方法时,试件常发生劈裂破坏。

所以,又设置横向钢筋(螺旋箍筋)以改善其性仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢141能。

(三种试件图7-1所示)·梁式试验梁式试验(图7-2)是为了更好地模拟梁端锚固粘结性能状态。

由于拔出试验不能反映钢筋锚固区域存在弯矩和剪力共同作用的影响。

梁式试验试件梁端无粘结,中央为10d 的粘结区域,使粘结应力分布更为均匀。

这两类试件的对比试验结果表明:材料和粘结长度相同的试件,拔出试验比梁式试验得到的平均粘结强度高,其比值约为1.1-1.6。

除了钢筋周围混凝土应力状态差别外,后者的混凝土保护层较薄也是主要原因。

图7-2 梁式试验的仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢142仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢143无论哪种试验,试验中均需要量测钢筋的拉力、拉力极限值以及钢筋加载端和自由端与混凝土的相对滑移量。

必要时,需要在钢筋内部埋置应变片,以准确量测钢筋的应变。

按试验相邻电测点的钢筋应力差计算相应的粘结应力,从而得到粘结应力的分布规律。

此外,还可以通过在裂缝处涂上诸如红色墨水以观察粘结裂缝的发展规律。

·局部粘结-滑移试验钢筋混凝土结构非线性分析需要建立钢筋与混凝土在接触面上的力和滑移的物理模型,即局部粘结应力和局部滑移的本构关系。

但是,通常的粘结试验得到的只是平均粘结应力与试件加载端或自由端的关系,并不代表试件内部的S τ-关系。

图7-3 粘结试验装仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢144目前,采用两种局部粘结-滑移试验:一种是短埋长的拔出试验,一种是埋长较长的拉伸试验,如图7-4所示。

短埋长试验是为了使量测的平均粘结应力及自由端具有局部对应关系,使得粘结应力τ及滑动量S 沿埋长分布接近于均匀,可近似地代表均布S τ-关系。

(a )短埋长的拔出试验装置 (b )长埋长的拔出试验装置仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢145当钢筋与混凝土有较大的粘结长度时,一般情况下钢筋与混凝土的应变s ε和c ε沿试件长度上是变化的。

因此,钢筋的位移x g ∆,及与钢筋接触面上的混凝土位移x h ∆,以及钢筋与混凝土之间的相对滑移x S =x g ∆-x h ∆ 沿试件长度方向上也是变化的。

如果能够直接量测试件内部的钢筋与混凝土在接触面上的相对滑动量x S ,则局部粘结应力x τ与局部滑移x S 的关系便不难得出。

但是应该指出,在不会过分地破坏粘结的条件下,量测试件内部的相对滑动量x S 的问题,目前还没有可靠的解决方法。

另外一种途径是通过测定钢筋及混凝土的应变分布,利用系数关系间接地得出x S :00x xx sx c S dx dx εε=-⎰⎰2.动力试验方法·梁柱节点试验梁柱节点试验可较为真实地模拟在轴向力和剪力作用下局部粘结滑移关系。

量测的结果有的以粘结应力-滑移关系体现,有的以梁端弯矩和转角来体现。

·Tassios 装置图7-5 拉伸试件中的应变及位移分布在其静力加载装置基础上改装而成,可以测得局部粘结应力与相对滑移之间的关系,但是不能考虑轴向力的影响。

综上所述,用于粘结-滑移的试验装置众多,都具有自己的特点,没有形成一个共同认可的标准试验装置,阻碍了各个试验数据之间的对比,不利于粘结作用的深入研究。

7.2.2 拔出试验的粘结和滑移拔出试验在钢筋拔出过程中,钢筋的应力不断增加,而粘结应力的峰值却不断地后移,即从加载端逐渐地退出工作,图7-6是Amstutz 的试验曲线。

应该指出,实际的钢筋应变不是光滑的,因而由钢筋反算的粘结应力:4sxd ddxστ-=(式中d 为钢筋的直径)也不是光滑的。

在变形钢筋中,由于肋的咬合作用以及次生斜裂缝出现,混凝土的拉应力沿杆长也必然是不连续的,当钢筋上所贴的应变片越长,间距越大,这一不连续性越被掩盖。

此外,在一定的埋长下,自由端的滑移比加载端要小得多。

图7-6 拔出试验中钢筋仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢146目前拉伸试验是为了模拟构件主裂缝的间距,因而较短。

钢筋在梁端拉伸后,试件中点应是不动点。

由于试件较短,钢筋应力一开始沿长度的差别就不那么大,但粘结应力最大值则随着肋左混凝土退出工作而向内移动。

§7.3 粘结机理7.3.1 粘结力的组成粘结力主要是由三部分组成:1.胶结力混凝土水化产生的凝胶体对钢筋表面产生化学胶结力。

这种胶结力一般很小,仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用,一旦接触面发生相对滑动时,该力立即消失,且不可恢复。

2.摩阻力混凝土硬化时体积收缩,将产生裹紧钢筋的摩阻力。

这种摩阻力的大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。

对钢筋产生的垂直于摩擦面的正压力越大,接触面的粗糙程度越大,摩阻力就越大。

3.机械咬合力钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生机械咬合力。

对于光圆钢筋,表面的自然凹凸程度较小,这种作用力较小,因此它与混凝土的粘结强度是较低的,需要设置弯钩以阻止钢筋与混凝土之间产生较大的相对滑动;对于变形钢筋,肋的存在可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用,从而大大增加粘结强度,这是它粘结组成的很大一部仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢147图7-7 变形钢筋的粘结分。

其实,粘结力的三个部分都与钢筋表面的粗糙度和锈蚀程度密切相关,在试验中很难单独量测或严格区分。

而且,在钢筋的不同受力阶段,随着钢筋滑移的发展、荷载(应力)的加卸载等原因,各部分粘结作用也有变化。

对于光圆钢筋,其粘结力主要来自前两项;而变形钢筋的粘结力三项都包括,其中第三项占大部分。

二者的差别,可以用订入木料中的普通钉和螺丝钉的差别来解释。

7.3.2 光圆钢筋与混凝土的粘结一般认为,光圆钢筋与混凝土的握裹强度由水泥凝胶体和钢筋表面的化学粘结所组成。

但是即使在低应力下也将产生相当大的滑移,并可能破坏混凝土和钢筋间的这种粘结。

一旦产生这样的滑移,握裹力将主要取决于钢筋表面的粗描程度和埋置长度内钢筋横向尺寸的变化。

如图7-8所示光圆钢筋应力s σ、粘结应力τ以及加载端和自由端滑移量的试验曲线。

从中可以知道:(1)随着拉拔力的增大,粘结应力图形的峰值由加载端向内部移动,临近破坏时,移至自由端附近,同时粘结应力图形的长度(有效埋长)也达到了自由端,钢筋的应力渐趋均匀;(2)当荷载达到/0.40.6u ττ=后,钢筋的受力段和滑移段继续扩展,加载端的滑移(l S )明显成曲线增长,但自由端无滑移。

粘结应力不仅分布区延伸,峰点加快向自由端漂移,其形状也由峰点右偏曲线转为左偏曲线;(3)当8.0/=u ττ时,钢筋的自由端开始滑动,加载端的滑移发展迅速,此时滑移段已遍及钢筋全埋长,粘结应力的峰点很靠近自由端。

加载端附近的粘结破坏严重,粘结应力已很小,钢筋的应力接近均匀;(4)当自由端的滑移为0.10.2f S mm =时,试件的荷载达到最大值u N ,即达到钢筋的极限粘结强度。

此后,钢筋的滑移(l S 和(a ) S τ-曲线 (b ) 应力和滑移分布f S )急速增大,拉拔力由钢筋表面的摩阻力和残存的咬合力承担,周围混凝土被碾碎,阻抗力下降,形成曲线的下降段。

上述是针对短埋长的试件,其破坏形式是钢筋从混凝土中被徐徐拔出;如果是长埋长的试件,其破坏形式是钢筋受拉屈服,而钢筋不被拔出。

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