2.3.4 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素
主要影響因素有混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度及鋼筋凈間距、橫向配筋及側(cè)向壓應(yīng)力,以及澆筑混疑土?xí)r鋼筋的位置等。
(l) 混凝土強(qiáng)度:光圓鋼筋及變形鋼筋的粘紹強(qiáng)度都隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而提高。
圖2-30 不同強(qiáng)度混凝土的粘結(jié)應(yīng)力和相對(duì)滑移關(guān)系
(2) 保護(hù)層厚度:鋼筋外圍的混凝土保護(hù)層太薄,可能使外圍混凝土因產(chǎn)生徑向劈裂而使粘結(jié)強(qiáng)度降低。增大保護(hù)層厚度,保持一定的鋼筋間距,可以提高外圍混凝土的抗劈裂能力,有利于粘結(jié)強(qiáng)度的充分發(fā)揮。
(3) 鋼筋凈間距:混凝土構(gòu)件截面上有多根鋼筋并列在一排時(shí),鋼筋間的凈距對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有重要影響,鋼筋凈間距過小,外圍混凝土將發(fā)生水平劈裂,形成貫穿整個(gè)梁寬的劈裂裂縫,造成整個(gè)混凝土保護(hù)層剝落,粘結(jié)強(qiáng)度顯著降低。一排鋼筋的根數(shù)越多,凈間距越小,粘結(jié)強(qiáng)度降低的就越多。
(4) 橫向配筋:橫向鋼筋(如梁中的箍筋)可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展,提高粘結(jié)強(qiáng)度。橫向鋼筋還可以限制到達(dá)構(gòu)件表面的裂縫寬度,從而提高粘結(jié)強(qiáng)度。
(5) 側(cè)向壓應(yīng)力:在直接支承的支座處,如梁的簡(jiǎn)支端,鋼筋的錨固區(qū)受到來自支座的橫向壓應(yīng)力,橫向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向變形,使鋼筋與混凝土間抵抗滑動(dòng)的摩阻力增大,因而可以提高粘結(jié)強(qiáng)度。
(6) 澆筑混疑土?xí)r鋼筋的位置:澆筑混凝土?xí)r,深度過大(超過300mm),鋼筋底面的混凝土?xí)霈F(xiàn)沉淀收縮和離析泌水,氣泡逸出,使混凝土與水平放置的鋼筋之間產(chǎn)生強(qiáng)度較低的疏松空隙層,從而會(huì)削弱鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用。
另外,鋼筋表面形狀對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度也有影響,變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度大于光圓鋼筋。
2.2.5 鋼筋的錨固與搭接
1. 保證粘結(jié)的構(gòu)造措施
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用不進(jìn)行粘結(jié)計(jì)算,用構(gòu)造措施來保證混凝土與鋼筋粘結(jié)。保證粘結(jié)的構(gòu)造措施有如下幾個(gè)方面:
(1) 保證最小搭接長(zhǎng)度和錨固長(zhǎng)度;
(2) 滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求;
(3) 鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋;
(4) 鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。
(5) 在澆注大深度混凝土構(gòu)件時(shí),應(yīng)分層澆注或二次澆搗。
(6) 一般除重銹鋼筋外,可不必除銹。
2.基本錨固長(zhǎng)度
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度作為鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度La ,它與鋼筋強(qiáng)度、混凝土抗拉強(qiáng)度、鋼筋直徑及外形有關(guān),可按式(5-27)計(jì)算:
La = α(fy/ft)d
式中 La —— 受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度;
fy —— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
ft —— 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于C40時(shí),按C40取值;
d —— 鋼筋的公稱直徑;
α—— 錨固鋼筋的外形系數(shù),詳見表5-1
鋼筋的錨固可采用機(jī)械錨固的形式,主要有彎鉤、貼焊鋼筋及焊錨板等。采用機(jī)械錨固可以減少錨固長(zhǎng)度。錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)(折減系數(shù))為0.7。
3. 鋼筋的搭接
鋼筋長(zhǎng)度不夠時(shí),或需要采用施工縫或后澆帶等構(gòu)造措施時(shí),鋼筋就需要搭接。搭接是指將兩根鋼筋的端頭在一定長(zhǎng)度內(nèi)并放,并采用適當(dāng)?shù)倪B接將一根鋼筋的力傳給另一根鋼筋。
(1) 鋼筋搭接的原則: ①接頭應(yīng)設(shè)置在受力較小處;②同一根鋼筋上應(yīng)盡量少設(shè)接頭;③機(jī)械連接接頭能產(chǎn)生較牢固的連接力,所以應(yīng)優(yōu)先采用機(jī)械連接。
(2) 搭接長(zhǎng)度
受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長(zhǎng)度按下式計(jì)算:
L1=ζLa (2-23)
式中,ζ為受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度修正系數(shù),它與同一連接區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋的截面面積有關(guān),詳見表5-3。
對(duì)于受壓鋼筋的搭接接頭及焊接骨架的搭接,也應(yīng)滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求,以
保證力的傳遞。
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