2.3.4 影响粘结强度的因素
主要影响因素有混凝土强度、保护层厚度及钢筋净间距、横向配筋及侧向压应力,以及浇筑混疑土时钢筋的位置等。
(l) 混凝土强度:光圆钢筋及变形钢筋的粘绍强度都随混凝土强度等级的提高而提高。
图2-30 不同强度混凝土的粘结应力和相对滑移关系
(2) 保护层厚度:钢筋外围的混凝土保护层太薄,可能使外围混凝土因产生径向劈裂而使粘结强度降低。增大保护层厚度,保持一定的钢筋间距,可以提高外围混凝土的抗劈裂能力,有利于粘结强度的充分发挥。
(3) 钢筋净间距:混凝土构件截面上有多根钢筋并列在一排时,钢筋间的净距对粘结强度有重要影响,钢筋净间距过小,外围混凝土将发生水平劈裂,形成贯穿整个梁宽的劈裂裂缝,造成整个混凝土保护层剥落,粘结强度显著降低。一排钢筋的根数越多,净间距越小,粘结强度降低的就越多。
(4) 横向配筋:横向钢筋(如梁中的箍筋)可以限制混凝土内部裂缝的发展,提高粘结强度。横向钢筋还可以限制到达构件表面的裂缝宽度,从而提高粘结强度。
(5) 侧向压应力:在直接支承的支座处,如梁的简支端,钢筋的锚固区受到来自支座的横向压应力,横向压应力约束了混凝土的横向变形,使钢筋与混凝土间抵抗滑动的摩阻力增大,因而可以提高粘结强度。
(6) 浇筑混疑土时钢筋的位置:浇筑混凝土时,深度过大(超过300mm),钢筋底面的混凝土会出现沉淀收缩和离析泌水,气泡逸出,使混凝土与水平放置的钢筋之间产生强度较低的疏松空隙层,从而会削弱钢筋与混凝土的粘结作用。
另外,钢筋表面形状对粘结强度也有影响,变形钢筋的粘结强度大于光圆钢筋。
2.2.5 钢筋的锚固与搭接
1. 保证粘结的构造措施
《混凝土结构设计规范》采用不进行粘结计算,用构造措施来保证混凝土与钢筋粘结。保证粘结的构造措施有如下几个方面:
(1) 保证最小搭接长度和锚固长度;
(2) 满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求;
(3) 钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋;
(4) 钢筋端部应设置弯钩。
(5) 在浇注大深度混凝土构件时,应分层浇注或二次浇捣。
(6) 一般除重锈钢筋外,可不必除锈。
2.基本锚固长度
《混凝土结构设计规范》规定纵向受拉钢筋的锚固长度作为钢筋的基本锚固长度La ,它与钢筋强度、混凝土抗拉强度、钢筋直径及外形有关,可按式(5-27)计算:
La = α(fy/ft)d
式中 La —— 受拉钢筋的锚固长度;
fy —— 钢筋抗拉强度设计值;
ft —— 混凝土轴心抗拉强度设计值;当混凝土强度等级高于C40时,按C40取值;
d —— 钢筋的公称直径;
α—— 锚固钢筋的外形系数,详见表5-1
钢筋的锚固可采用机械锚固的形式,主要有弯钩、贴焊钢筋及焊锚板等。采用机械锚固可以减少锚固长度。锚固长度修正系数(折减系数)为0.7。
3. 钢筋的搭接
钢筋长度不够时,或需要采用施工缝或后浇带等构造措施时,钢筋就需要搭接。搭接是指将两根钢筋的端头在一定长度内并放,并采用适当的连接将一根钢筋的力传给另一根钢筋。
(1) 钢筋搭接的原则: ①接头应设置在受力较小处;②同一根钢筋上应尽量少设接头;③机械连接接头能产生较牢固的连接力,所以应优先采用机械连接。
(2) 搭接长度
受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度按下式计算:
L1=ζLa (2-23)
式中,ζ为受拉钢筋搭接长度修正系数,它与同一连接区段内搭接钢筋的截面面积有关,详见表5-3。
对于受压钢筋的搭接接头及焊接骨架的搭接,也应满足相应的构造要求,以
保证力的传递。
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