发布时间 : 星期四 文章钢筋与混凝土材料的力学性能更新完毕开始阅读
长度范围内粘结应力的积累。
对于存在锚固粘结应力的地方，必须保证足够的锚固长度，必要时采取机械锚固措施，避免产生脆性粘结破坏。 ◆ 裂缝间粘结
轴心受拉构件开裂前，粘结应力仅发生在构件端部； 开裂后（见图2-28），粘结应力发生在裂缝截面两侧； 粘结应力可以减小裂缝宽度、提高构件的刚度。
图2-28 裂缝间粘结应力
2.3 钢筋与混凝土的粘结（续-2） 粘结的机理 ◆ 粘结作用的组成
※ 水泥胶体与钢筋表面的胶结力
——当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失 ※ 混凝土与钢筋间的摩擦力
——取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数 ※ 机械咬合力
——变形钢筋可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用 对于光面钢筋，摩擦作用和机械咬合作用都很有限。为保证光面钢筋的锚固，通常需在钢筋端部设置弯钩（图
2-29）。 图2-29 光面钢筋的端部弯钩 ◆ 机械咬合作用的受力机理 请看图2-30！
21
图2-30 变形钢筋外围混凝土的内裂缝
※ 变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力
※ 水平分力（轴向拉力和剪力）使产生内部斜向锥形裂缝，径向分力（环向拉力）使产生内部径向裂缝。
◆ 变形钢筋的粘结破坏形态
当混凝土保护层、钢筋间距较小时，径向裂缝可发展达到构件表面，且相互贯通，产生劈裂式粘结破坏（见图2-31a）。
图2-31 粘结破坏形态
当混凝土保护层厚度较大或者配置有横向钢筋时，径向裂缝的发展受到限制，肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下最终将被挤碎，产生所谓 \刮犁式\的剪切型粘结破坏（见图2-31b）。
2.3 钢筋与混凝土的粘结（续-3） 粘结强度
◆ 粘结强度的测定
设拔出力为F，则以粘结破坏（钢筋拔出或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界面上最大平均粘
结应力作为粘结强度
，即
22
(2-19)
式中, d——钢筋直径; l——钢筋锚固长度或埋长。
图2-32a所示的拔出试验主要用于测定锚固长度。试验中粘结应力分布地不均匀，加上张拉端局部应力的影响，故不能准确测定粘结强度
。
图2-32 拔出试验
图2-32b所示的拔出试验在张拉端设置了(2~3)d长的套管，可避免张拉端局部应力的影响；有粘结的锚固长度仅为5d，其上粘结应力分布较均匀，由此测定的粘结强度◆ 粘结强度的主要影响因素 混凝土强度
试验表明，粘结强度与混凝土抗拉强度保护层厚度
相对保护层厚度c/d越大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力也越大，粘结强度越高。 钢筋净间距
钢筋的粘结破坏形态还与钢筋净距s有关（见图2-33)。 ※ 当钢筋净距较大时（s>2c），可能是保护层劈裂； ※ 当钢筋净距较小时（s<2c），可能沿钢筋连线劈裂，导致
粘结强度降低。 图2-33 横向配筋
横向钢筋的存在限制了径向裂缝的发展，阻止了劈裂破坏的发生，使粘结强度得到提高。 钢筋表面特征和外形特征
※ 光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。
※ 变形钢筋肋的相对受力面积（挤压混凝土的面积与钢筋截面积的比值）越大，其粘结强度
23
较为准确。
成正比。
越大。 受力情况
※ 若在锚固范围内存在侧压力，则可增大钢筋与混凝土界面的摩擦力，从而提高粘结强度； ※ 若在锚固范围内存在剪力，则其产生的斜裂缝会使锚固钢筋受到销栓作用而降低粘结强度；
※ 受反复荷载作用的钢筋，肋前肋后的混凝土会被挤碎，导致咬合作用降低，从而降低粘结强度。 锚固长度
※ 锚固长度越短，粘结应力分布越均匀，平均粘结应力较高；反之亦然。但总粘结力随锚固长度的增加而增大。
※ 当锚固长度增加到一定值，钢筋受拉达到屈服时未产生粘结破坏，该临界锚固长度称为基本锚固长度la。
将式（2-18）中的换成 ,可得 (2-20)
此外，对混凝土质量和强度有影响的因素，如混凝土的坍落度、浇筑质量、养护条件和扰动等，以及混凝土浇筑方向、钢筋在构件中的位置等，都对粘结强度产生一定影响。 2.3 钢筋与混凝土的粘结（续-4） 粘结应力-相对滑移关系
◆ 钢筋混凝土分析中的三大基本物理关系 ※ 钢筋应力-应变(※ 混凝土应力-应变(
--)关系 )关系
※ 粘结应力-相对滑移（η-s）关系 ——全面反映了钢筋与混凝土的粘结性能 ◆ τ-s关系的测定
一般采用粘结强度拔出试验测定η- s关系。试验中可同时量测加载端和自由端的滑移，一般自由端滑移比加载端要滞后（见图2-34）。
24