第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能-2(2013)

粘结与锚固

一、粘结作用与粘结机理1.粘结作用裂缝出现前的粘结作用P P

M 2 M 1+ΔM 2 M1 T2≈= T1=γ shγ shγ sh

M1 M2=M1+ΔM T2=T1+ΔT

τT1 M1Δx

ΔMΔT=γ sh

梁中粘结应力的分布与 M2=M1+ΔM V的分布规律相同；实际上由于微裂缝的存在分布规律还要变化钢筋的周长实际分布

VΔM 1ΔTτ===Δxμ sΔxγ s hμ sγ s hμ s

σstτ

理想分布

一、粘结作用与粘结机理2.粘结作用裂缝出现后的粘结作用P P

两种粘结作用

T

保证钢筋和混凝土共同工作

锚固粘结

缝间粘结

改善钢筋混凝土的耗能性能

一、粘结作用与粘结机理2.粘结机理

粘附力光圆钢筋摩擦力机械咬合力(钢筋表面不平、微锈时可显著提高咬合力)

有滑移时粘附力即消失

钢筋受力较大时粘结力主要由此两部分组成

一、粘结作用与粘结机理2.粘结机理

粘附力变形钢筋摩擦力机械咬合力主要作用

一、粘结作用与粘结机理3.粘结试验搭接长度

搭接长度试验半梁试验拔出试验延伸长度

延伸长度试验

一、粘结作用与粘结机理4.粘结破坏形态光圆钢筋

钢筋拔出

一、粘结作用与粘结机理4.粘结破坏形态变形钢筋径向分量纵向分量

构件纵向开裂

一、粘结作用与粘结机理4.粘结破坏形态变形钢筋径向分量纵向分量

混凝土撕裂

混凝土局部挤碎

刮出式破坏

二、钢筋与混凝土间粘结强度一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间的平均粘结强度拔出拉力

lc

τu=钢筋周长

Tuμ s lcTu埋置长度

混凝土强度浇注位置(水平浇注、竖向浇注)

影响因素钢筋的外形特征保护层厚度和钢筋的净距

三、锚固、搭接长度1.锚固长度的理论分析

原则

钢筋屈服时正好发生锚固破坏

对象

以直径为2c的混凝土试件内配直径为d的变形钢筋为例

假定

纵裂发生在刮出式破坏以前

三、锚固、搭接长度1.锚固长度的理论分析假定由于p引起的混凝土中的拉应力按线形分布la d p

la p d= (2c' d )

σt2

la

c' 1 p= ( )σ t d 2当σt=ft时，锚固破坏

σtc′ c′ d

σt

c' 1 pu= ( ) f t d 2

三、锚固、搭接长度1.锚固长度的理论分析当变形钢筋肋倾角为45º时p la

σtd

σt

τ u= puπd 2 f y/ 4 df y Tuτu===μ s laπdla 4la

fy la= d ( 4c' 2) f t d

三、锚固、搭接长度1.锚固长度的理论分析fy la= d ( 4 c ' 2) f t d令c'= 2d

la=

fy6 ft

d

当c′>2d时，la的数值比上式的数值要小。

2c′

三、锚固、搭接长度2.实用锚固长度的计算公式基本锚固长度(GB50010):la

la=αν

fy ft

d

对不同的情况还要作修正

锚固钢筋的外形系数，见教材相关表对上式作修正可得搭接长度

la=ζ

ld