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钢筋和混凝土的力学性能..ppt

发布:2019-01-04约1.14万字共90页下载文档
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§2.1 钢筋 §2.2 混凝土 §2.3 钢筋与混凝土的粘结 混凝土的收缩 混凝土在空气中结硬时,体积要缩小,混凝土的收缩量可达3×10-4;混凝土的收缩是一种随时间而增长的变形,结硬初期收缩变形发展较快,两周完成收缩的1/4,一个月完成1/2,三个月后增长缓慢,一般2年后趋于稳定,最终收缩应变ε约为(2~5)×10-4。 影响混凝土收缩的因素 水泥用量越多、水灰比越大,收缩就越大。骨料的级配好、弹性模量高,可减小混凝土的收缩。此外,水泥品种、混凝土的密实度、构件的体表比等都会对混凝土的收缩有影响。 收缩的不利影响 梁板或其他构件,由于养护不好,在使用前就可能因混凝土收缩而产生裂缝;整片大面积的混凝土地面或楼面,在施工后就可能因混凝土的收缩而产生裂缝;在预应力混凝土结构中,混凝土的收缩会导致预应力的损失。收缩也对超静定结构(如拱)产生不利的内力,导致钢筋混凝土结构出现过大裂缝,造成不利影响。 混凝土的膨胀 在水中结硬时,则体积膨胀。 混凝土的膨胀特性对混凝土构件往往是有利的,故一般不予考虑。 收缩和膨胀是在混凝土不受力的情况下而产生的变形,一般来说,收缩值比膨胀值大得多。 通过粘结力钢筋和混凝土传递二者之间的应力,使钢筋和混凝土变形协调、共同工作。粘结应力分为钢筋端部的锚固粘结应力和裂缝之间的局部粘结应力。 钢筋混凝土受力后,钢筋与混凝土之间出现变形差(相对滑移),会沿钢筋和混凝土接触面上存在剪应力,称为粘结应力。 通过粘结力钢筋和混凝土传递二者之间的应力,使钢筋和混凝土变形协调、共同工作。 钢筋和混凝土粘结的类型 是指钢筋伸入支座或支座负弯矩钢筋在跨间截断时,必须具有足够的锚固长度。 按钢筋所处部位和所起作用不同受压、受拉、支座、节点及钢筋截断时,锚固长度各异。 1锚固粘结应力 锚固粘结 anchorage 7.2 钢筋与混凝土的粘结 裂缝之间的局部粘结应力,是指相邻两个开裂截面之间产生的钢筋拉力,通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递,使未开裂的混凝土受拉。 2局部粘结应力 粘结力组成 ----混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力,来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化。 ----混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住,当钢筋和混凝土产生相对滑移时,在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。 1化学胶结力 2摩擦力 取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。这种力一般很小,只在钢筋和混凝土界面存在,当接触面发生相对滑移时就消失,仅在局部无滑移区内起作用。 ----钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力,即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力,取决于混凝土的抗剪强度。 各种粘结力中,化学胶结力较小;光面钢筋以摩擦力为主;变形钢筋以机械咬合力为主。 它取决于混凝土发生收缩、荷载和反力等对钢筋的径向压应力、钢筋和混凝土之间的粗糙程度等。钢筋和混凝土之间的挤压力越大、接触面越粗糙,则摩擦力越大。 3机械咬合力 变形钢筋的横肋会产生这种咬合力,它的咬合作用往往很大,是变形钢筋粘结力的主要来源,是锚固作用的主要成份。 1光面钢筋的粘结破坏 光面钢筋的粘结力主要是化学胶结力、摩擦力和钢筋表面凹凸不平的机械咬合力。 粘结机理 粘结强度通常采用标准抗拔试验(如图2-35) 钢筋和混凝土之间的平均粘结应力 2变形钢筋的粘结破坏 粘结强度仍由化学胶结力、摩擦力和钢筋表面凹凸不平的机械咬合力组成,但主要是钢筋表面突出肋与混凝土之间的机械咬合力。变形钢筋和光圆钢筋的主要区别是钢筋表面具有不同形状的横肋或斜肋。 钢筋的锚固是指通过混凝土中钢筋埋置段或机械措施将钢筋所受的力传给混凝土,使钢筋锚固于混凝土而不滑出,包括直钢筋的锚固、带弯钩或弯折钢筋的锚固,以及采用机械措施的锚固等。 锚固抗力等于钢筋屈服强度fy时,相应的锚固长度就是临界锚固长度lcra,这是保证受力钢筋直到屈服也不会发生锚固破坏的最小长度。钢筋屈服后强化,随锚固长度的延长,锚固抗力还能增长,到锚固抗力等于钢筋拉断强度fu时,相应的锚固长度就是极限锚固长度l ua。 影响粘结强度的因素 (1)混凝土强度 (2)保护层厚度和钢筋的净距 (3)钢筋的直径和外形 (4)横向箍筋 (5)横向压应力 (6)浇筑混凝土时钢筋位置 1、试验的方法 ----试件两端因受承受钢板与试件端面间横向摩擦力的作
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