1.鋼筋與混凝土的粘結(jié)
鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力,主要由三部分組成:
(1)鋼筋與混凝土接觸面由于化學(xué)作用產(chǎn)生的粘結(jié)力;
(2)由于混凝土硬化時(shí)收縮,對(duì)鋼筋產(chǎn)生握裹作用。由于握裹作用及鋼筋表面粗糙不平,在接觸面上引起摩阻力;
(3)對(duì)光面鋼筋,由于其表面粗糙不平產(chǎn)生咬合力;對(duì)變形鋼筋,由于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而形成的機(jī)械咬合作用。
綜上所述,光面鋼筋和變形鋼筋粘結(jié)機(jī)理的主要差別在于,光面鋼筋粘結(jié)力主要來(lái)自膠著力和摩阻力,而變形鋼筋的粘結(jié)力主要來(lái)自機(jī)械咬合作用。
2.鋼筋錨固長(zhǎng)度
(1)影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素
1)混凝土的強(qiáng)度。粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土強(qiáng)度的提高而提高,與混凝土的抗拉強(qiáng)度近似成正比。
2)保護(hù)層厚度、鋼筋間距。保護(hù)層太薄、鋼筋間距太小,將使粘結(jié)強(qiáng)度顯著降低。
3)鋼筋表面形狀。變形鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度大于光面鋼筋。
4)橫向鋼筋。如梁中配置的鋼箍可以提高粘結(jié)強(qiáng)度。
(2)錨固長(zhǎng)度
1)當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí),受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算:
普通鋼筋
式中 la——受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度;
fy、fpy——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按《混凝土規(guī)范》表4.2.3-1、4.2.3-2采用;
ft——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按《混凝土規(guī)范》表4.1.4采用;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——鋼筋的外形系數(shù),按表11-34取用。
注:光面鋼筋系指HPB235級(jí)鋼筋,其末端應(yīng)做180º彎鉤,彎后平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于3d,但作受壓鋼筋時(shí)可不做彎鉤;帶肋鋼筋系指HRB335級(jí)、HRB400級(jí)鋼筋及RRB400級(jí)余熱處理鋼筋。 當(dāng)符合下列條件時(shí),計(jì)算的錨固長(zhǎng)度應(yīng)進(jìn)行修正:
a.當(dāng)HBB 335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋的直徑大于25mm時(shí),其錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1。
b.HRB 335、HRB 400和RRB400級(jí)的環(huán)氧樹脂涂層鋼筋,其錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.25;
c.當(dāng)鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動(dòng)(如滑模施工)時(shí),其錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1;
d.當(dāng)HRB 335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋在錨固區(qū)的混凝土保護(hù)層厚度大于鋼筋直徑的3倍且配有箍筋時(shí),其錨固長(zhǎng)度可乘以修正系數(shù)0.8;
e.除構(gòu)造需要的錨固長(zhǎng)度外,當(dāng)縱向受力鋼筋的實(shí)際配筋面積大于其設(shè)計(jì)計(jì)算面積時(shí),如有充分依據(jù)和可靠措施,其錨固長(zhǎng)度可乘以設(shè)計(jì)計(jì)算面積與實(shí)際配筋面積的比值。但對(duì)有抗震設(shè)防要求及直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,不得采用此項(xiàng)修正。
f.當(dāng)采用驟然放松預(yù)應(yīng)力鋼筋的施工工藝時(shí),先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)從距構(gòu)件末端0.25ltr處開始計(jì)算,此處ltr為預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度,按《混凝土規(guī)范》第6.1.9條確定。
經(jīng)上述修正后的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于按公式(11—155)、 (11-156)計(jì)算錨固長(zhǎng)度的0.7倍,且不應(yīng)小于250mm。
2)當(dāng)HRB 335級(jí)、HRB400級(jí)和RRB400級(jí)縱向受拉鋼筋末端采用機(jī)械錨固措施時(shí), 包括附加錨固端頭在內(nèi)的錨固長(zhǎng)度可取為按公式(11—155)計(jì)算的錨固長(zhǎng)度的0.7倍。
機(jī)械錨固的形式及構(gòu)造要求宜按圖11-64采用。
采用機(jī)械錨固措施時(shí),錨固長(zhǎng)度范圍內(nèi)的箍筋不應(yīng)少于3個(gè),其直徑不應(yīng)小于縱向鋼筋直徑的0,25倍,其間距不應(yīng)大于縱向鋼筋直徑的5倍。當(dāng)縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不小于鋼筋公稱直徑的5倍時(shí),可不配置上述箍筋。
3)當(dāng)計(jì)算中充分利用縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí),其錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于《混凝土規(guī)范》第9.3.1條規(guī)定的受拉錨固長(zhǎng)度的0.7倍。
4)對(duì)承受重復(fù)荷載的預(yù)制構(gòu)件,應(yīng)將縱向非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋末端焊接在鋼板或角鋼上,鋼板或角鋼應(yīng)可靠地錨固在混凝土中。鋼板或角鋼的尺寸應(yīng)按計(jì)算確定,其厚度不宜小于lOmm。