鋼筋混凝土原理和分析

1、鋼筋混凝土原理和分析鋼筋混凝土原理和分析（章節(jié)5.4.2至6.2.2）主講人：土木建筑學(xué)院 將鋼筋強(qiáng)力拉過硬質(zhì)合金的拔絲模，由于模子內(nèi)徑小于原鋼筋的直徑，將鋼筋強(qiáng)力拉過硬質(zhì)合金的拔絲模，由于模子內(nèi)徑小于原鋼筋的直徑，使鋼筋在拉力和橫向擠壓力的共同作用下縮小直徑（面積），長度延長，總使鋼筋在拉力和橫向擠壓力的共同作用下縮小直徑（面積），長度延長，總體積略有損失。原鋼材一般為直徑體積略有損失。原鋼材一般為直徑6mm6mm或或8mm8mm的盤條，每拔一次直徑減少的盤條，每拔一次直徑減少0.50.52.0mm2.0mm，經(jīng)數(shù)次拉拔后成為直徑，經(jīng)數(shù)次拉拔后成為直徑3 35mm5mm的鋼絲，稱作的鋼絲，稱

2、作冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲。 冷拔低碳鋼絲的應(yīng)力冷拔低碳鋼絲的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線如下應(yīng)變曲線如下: :5.4.2 冷拔產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形；產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形；金屬晶粒的變形和位移很大；金屬晶粒的變形和位移很大；大大提高了鋼材的強(qiáng)度；大大提高了鋼材的強(qiáng)度；極限延伸率有較大下降極限延伸率有較大下降 （5-12）5.5 徐變和松弛鋼筋與混凝土的粘結(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)6.1 粘結(jié)力的作用和組成 6.1.1作用和作用和分類分類根據(jù)混凝土構(gòu)件中鋼筋受力狀態(tài)不同，粘結(jié)應(yīng)力狀態(tài)可分作根據(jù)混凝土構(gòu)件中鋼筋受力狀態(tài)不同，粘結(jié)應(yīng)力狀態(tài)可分作兩類問題：兩類問題：1 1、鋼筋端部的錨固粘結(jié)、鋼筋端部的錨固粘結(jié)鋼筋端頭應(yīng)

3、力為零，鋼筋端頭應(yīng)力為零，在經(jīng)過不長的粘結(jié)距在經(jīng)過不長的粘結(jié)距離后，鋼筋的應(yīng)力能離后，鋼筋的應(yīng)力能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度。故達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度。故鋼筋的鋼筋的應(yīng)力差大，粘應(yīng)力差大，粘結(jié)應(yīng)力值高，分布變結(jié)應(yīng)力值高，分布變化大化大。若因錨固不足。若因錨固不足而發(fā)生滑動(dòng)，不僅強(qiáng)而發(fā)生滑動(dòng)，不僅強(qiáng)度不能充分利用且將度不能充分利用且將導(dǎo)致構(gòu)件開裂和承載導(dǎo)致構(gòu)件開裂和承載力下降，甚至提前失力下降，甚至提前失效。這稱為效。這稱為粘結(jié)破壞粘結(jié)破壞，屬嚴(yán)重的脆性破壞。屬嚴(yán)重的脆性破壞。2 2、裂縫間粘結(jié)、裂縫間粘結(jié)受拉構(gòu)件或梁受拉區(qū)混凝土受拉構(gòu)件或梁受拉區(qū)混凝土開裂后，裂縫截面上混凝土開裂后，裂縫截面上混凝土退出工作，使鋼

4、筋拉應(yīng)力增退出工作，使鋼筋拉應(yīng)力增大；但裂縫間截面上混凝土大；但裂縫間截面上混凝土仍承受一定拉力，鋼筋的應(yīng)仍承受一定拉力，鋼筋的應(yīng)力偏小。鋼筋應(yīng)力沿縱向發(fā)力偏小。鋼筋應(yīng)力沿縱向發(fā)生變化，其表面必有相應(yīng)的生變化，其表面必有相應(yīng)的粘結(jié)應(yīng)力分布。粘結(jié)應(yīng)力的粘結(jié)應(yīng)力分布。粘結(jié)應(yīng)力的存在，使混凝土內(nèi)鋼筋的平存在，使混凝土內(nèi)鋼筋的平均應(yīng)變或總變形小與鋼筋單均應(yīng)變或總變形小與鋼筋單獨(dú)受力時(shí)的相應(yīng)變形，有利獨(dú)受力時(shí)的相應(yīng)變形，有利于減小裂縫寬度和增大構(gòu)件于減小裂縫寬度和增大構(gòu)件的剛度，成為受拉剛化效應(yīng)的剛度，成為受拉剛化效應(yīng)。 所以，當(dāng)混凝土構(gòu)件因?yàn)閮?nèi)力變化、混凝土開裂或構(gòu)造需要等引起所以，當(dāng)混凝土構(gòu)件因?yàn)閮?nèi)

5、力變化、混凝土開裂或構(gòu)造需要等引起鋼筋應(yīng)力沿長度方向發(fā)生變化時(shí)，必須由周圍混凝土提供必要的粘結(jié)應(yīng)鋼筋應(yīng)力沿長度方向發(fā)生變化時(shí)，必須由周圍混凝土提供必要的粘結(jié)應(yīng)力。力。 另一方面，鋼筋和混凝土的粘結(jié)作用是個(gè)局部應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力和應(yīng)另一方面，鋼筋和混凝土的粘結(jié)作用是個(gè)局部應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力和應(yīng)變分布復(fù)雜，又有混凝土的局部裂縫和二者的相對(duì)滑移，構(gòu)件的平截面變分布復(fù)雜，又有混凝土的局部裂縫和二者的相對(duì)滑移，構(gòu)件的平截面假定不再適用。假定不再適用。6.1.2 6.1.2 組成組成粘結(jié)力粘結(jié)力化學(xué)粘著力（吸附力）化學(xué)粘著力（吸附力）：抗剪極限值取決于水泥的性質(zhì)：抗剪極限值取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度和鋼

6、筋表面的粗糙程度摩阻力摩阻力：取決于混凝土發(fā)生收縮或者荷載和反力等對(duì)鋼：取決于混凝土發(fā)生收縮或者荷載和反力等對(duì)鋼筋的徑向壓力，以及二者間的摩擦系數(shù)等筋的徑向壓力，以及二者間的摩擦系數(shù)等機(jī)械咬合力機(jī)械咬合力：其極限值受混凝土的抗剪強(qiáng)度控制：其極限值受混凝土的抗剪強(qiáng)度控制 其實(shí)，粘結(jié)力的三部分都與鋼筋表面的粗糙程度和銹蝕程度密切其實(shí)，粘結(jié)力的三部分都與鋼筋表面的粗糙程度和銹蝕程度密切相關(guān)，在試驗(yàn)中很難單獨(dú)測量或嚴(yán)格區(qū)分。相關(guān)，在試驗(yàn)中很難單獨(dú)測量或嚴(yán)格區(qū)分。6.2 試驗(yàn)方法和粘結(jié)機(jī)理6.2.1 6.2.1 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1 1、拉式試驗(yàn)、拉式試驗(yàn) 試件一般為棱柱形，鋼筋埋設(shè)在其中心，水平方向澆注混凝土。試驗(yàn)時(shí)，一端支承在帶孔的墊板上，試驗(yàn)機(jī)夾持外露鋼筋端施加壓力，直至鋼筋被拔出或