混凝土结构设计原理新规范钢筋和混凝土材料的基本性能.ppt

* * * * * * * * * * * * * 2.3.2 粘结应力的特点 粘结应力的特点 粘结应力分布的中心拔出试验 10d 10d 300 d 20 5d 5d 塑料套管 立方体试件 GB50152-92规定的立方体拔出试验 试验装置 百分表 试件 承压垫板 穿孔球铰 试验机垫板 2.0 τ(N/mm2) 加载端 150 100 50 0 0.5 1.0 1.5 0 100 200 300 (mm) σs(N/mm2) d=13mm光圆钢筋 粘结应力的特点 钢筋应力及粘结应力的分布 5 10 15 17.5kN 5 10 15 17.5kN 5 τ(N/mm2) 加载端 300 200 100 0 1 2 14 0 100 200 300 (mm) σs(N/mm2) d=13mm变形钢筋 3 10 5 15 20 25kN 变形钢筋粘结性能比光面钢筋好。 光圆钢筋应力峰值靠近加载端，粘结应力增长缓慢。 变形钢筋粘结应力分布长度缓慢增长，粘结应力峰值显著增大。 2.3.2 粘结应力的特点 2.3.3 粘结破坏机理 光圆钢筋的粘结破坏 粘结力的组成 化学胶着力：混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力；占的比例较小。 摩擦力：钢筋与混凝土接触面间的摩擦力 机械咬合力：钢筋表面粗糙不平的机械咬合力 2.3.3 粘结破坏机理 光圆钢筋的粘结破坏 ◆破坏过程 加载端滑移（oa） →中间部分滑移（ab） →自由端滑移（b） → 拔出前整体滑移（bc） ◆光圆钢筋的粘结作用，在出现相对滑移前主要取决于化学胶着力，发生滑称后则由摩擦力和机械咬合力提供。 ◆光圆钢筋拔出试验的破坏形态，为钢筋从混凝土中被拔出的剪切破坏，其破坏面就是钢筋与混凝土的接触面。 变形钢筋的粘结破坏 粘结力的组成仍为化学胶着力、摩擦力、 机械咬合力，但主要为 机械咬合力。 变形钢筋的τ-s曲线 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 10 20 30 40 τ(N/mm2) s (mm) 肋处混凝土局部挤压变形 出现内裂缝 径向裂缝到达试件表面 形成新 滑移面 劈裂裂缝 刮犁式破坏 劈裂式破坏 2.3.3 粘结破坏机理 变形钢筋的粘结破坏 劈裂式破坏的条件: 钢筋外围砼薄而且没有环向箍筋 刮犁式破坏的条件: 钢筋外围砼厚或有环向箍筋约束 刮犁式破坏模式 内部斜裂缝 斜向挤压力 径向分力 环向挤压力 径向裂缝 变形钢筋处的挤压力和内部裂缝 2.3.3 粘结破坏机理 2.3.4 影响粘结强度的因素 影响粘结强度的因素 混凝土强度:粘结强度大致与混凝土抗拉强度成线性关系 保护层厚度和钢筋净间距：二者越大，粘结强度越高 钢筋的外形：变形钢筋粘结强度高 横向配筋：提供侧向约束，延缓或阻止劈裂裂缝发展 侧向压应力：使摩擦力的机械咬合力增大 受力状态：重复荷载或反复荷载使粘结强度退化 2.3.5 钢筋的锚固和连接 钢筋的锚固设计 锚固长度，搭接长度，延伸长度 钢筋的锚固和连接的实质是粘结问题 ★钢筋锚固：通过混凝土中钢筋埋置段或机械措施，将钢筋所受力传递给混凝土，使钢筋埋置于混凝土而不被拔出。 锚固是钢筋如何将力传给混凝土的问题 直钢筋的锚固 带弯钩、弯折钢筋的锚固 机械锚固 （a）90°弯钩 （b）135°弯钩 （c）一侧贴焊锚筋 （d）两侧贴焊锚筋 （e）穿孔塞焊锚板 （f）螺栓锚头 ★锚固设计原理 强度极限状态—钢筋与混凝土之间的粘结应力达到粘结强度 主要适用于直钢筋的锚固问题 刚度极限状态—钢筋与混凝土之间的相对滑移增长过速的状态 主要适用于带弯钩和弯折钢筋的锚固问题 t s tu 强度极限状态 t s tu 刚度极限状态 最大粘接应力点 滑移速率变化点 2.3.5 钢筋的锚固和连接 ★受拉钢筋的锚固长度 临界锚固长度lacr d F 锚固极限状态时钢筋应力与屈服强度的比值。 平衡粘结强度tu 2.3.5 钢筋的锚固和连接 临界锚固长度lacr ★受拉钢筋的基本锚固长度 钢筋的外形系数，光面钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14。 受拉钢筋的 基本锚固长度lab 一般情况下受拉钢筋的锚固长度可取基本锚固长度； 当锚固条件不同或采取不同的埋置方式和构造措施时，可采用 确定其锚固长度。 ζa 为锚固长度的修正系数 2.3.5 钢筋的锚固和连接 锚固长度的修正系数ζa 对带肋钢筋，当直径大于25mm时，应取1.10， 当钢筋表面