§2.3 钢筋与混凝土粘结 2.3.1 粘结力的定义 定义：当钢筋于混凝土之间产生相对变形（滑移），在钢筋和混凝土的交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力，此作用力称为粘结力。

钢筋与混凝土共同工作的原理： 钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝出现前的应力分布

钢筋在支座中的锚固长度 (a)梁；(b)屋架；(c) 柱 钢筋混凝土梁中σs、σc和τ的分布

1.3.2 粘结力的组成 1.粘结力组成 （1）化学胶结力 （2）摩擦力 （3）机械咬合力 （4）端部锚固力

直段光面钢筋的粘结力主要来自于化学胶结力和摩擦力。 1.光面钢筋的粘结性能 直段光面钢筋的粘结力主要来自于化学胶结力和摩擦力。 光面钢筋的τ-s曲线 钢筋的拔出试验

光而钢筋的粘结强度较低，τu=(0.4～1.4)ft，到达最大粘结应力后，加荷端滑移急剧增大。曲线出现下降段、试件的破坏是钢筋徐徐被拔出的剪切破坏 ，滑移可达数毫米。

3.变形钢筋的粘结性能 　　变形钢筋的粘结效果比光面钢筋的好得多， 化学胶合力和摩擦力仍然存在，机械咬合力是变形钢筋粘结力的重要组成部分。 变形钢筋和混凝土的机械咬合作用

变形钢筋的τ-sl曲线

变形钢筋外围混凝土的内裂缝

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 变形钢筋的粘结破坏形态 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 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

（1）混凝土的强度等级：钢筋的粘结强度均随混凝土的强度提高而提高 4. 影响粘结的因素 （1）混凝土的强度等级：钢筋的粘结强度均随混凝土的强度提高而提高 ◆不同强度混凝土的粘结应力和相对滑移的关系

（2）混凝上保护层c和钢筋之间净距离越大，劈裂抗力越大，因而粘结强度越高，但当l/d＞5时，τu与ft,s不再增长，也就是说粘结强度不由壁裂破坏来决定，而是沿钢筋外径圆柱面上发生剪切破坏。

（3）横向钢筋限制了纵向裂缝的发展，可使粘结强度提高，因而在钢筋锚固区和搭接长度范围内，加强横向钢筋(则箍筋加密等)可提高混凝土的粘结强度。

（4）钢筋端部的弯钩、弯折及附加锚固措施（如焊钢筋和焊钢板等）可以提高的锚固粘接能力。 （5）侧向压力约束粘接强度也有提高作用。

2.3.3 增加粘结锚固的构造措施 光面钢筋端部做弯钩： 手工 弯钩：

机械弯钩：

钢筋表面带肋； 纵向钢筋端部焊横向钢筋； 纵向钢筋端部加箍筋； 采用高强混凝土； 弯起钢筋端部加水平锚固段； 在纵向钢筋端部焊锚板； 将钢筋焊在预埋件上。

◆保证粘结的其他构造措施 (1)对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度； (2)为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求； (3)在钢筋的搭接接头内应加密箍筋； (4)为了保证足够的粘结在钢筋端部应设置弯钩； (5)对大深度混凝土构件应分层浇筑或二次浇捣； (6)一般除重锈钢筋外，可不必除锈。

补充：粘结的锚固长度和搭接长度 试验

平均粘结应力 粘结锚固长度 式中　F—钢筋的拉力；ｄ—钢筋的直径；ｌ—粘结的长度。 光面钢筋 带肋钢筋 由 和钢筋强度可推算出基本锚固长度

钢筋的基本锚固长度取决于钢筋的强度及混凝土抗拉强度，并与钢筋的外形有关。 普通钢筋基本锚固长度 按下列公式计算： 钢筋抗拉强度设计值 钢筋外形系数 钢筋直径 混凝土轴心抗拉强度设计值 0.14 0.16 带肋钢筋 光面钢筋 钢筋类型

课程小结 1．掌握钢筋与混凝土粘结力的定义 2．掌握粘结力的组成 3．掌握影响粘结强度的因素 4．掌握保证粘结的构造措施 5．了解轴心受力构件粘结性能、徐变、收缩的应力分析

本章总结 1、钢筋力学性能的基本指标主要有屈服强度、延伸率和强屈比。 2、根据钢筋的应力-应变关系特点，可分为有明显屈服点钢筋和无明显屈服点钢筋。有明显屈服点钢筋以屈服应力作为强度指标；无明显屈服点钢筋以条件屈服点应力作为强度指标。 3、钢筋混凝土的变形性能采用均匀延伸率来反映。均匀延伸率是指达到最大应力时的应变。

4、混凝土主要强度指标有：立方体强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度。立方体强度不代表实际构件中混凝土的受力状况，仅用来作为划分混凝土的强度等级。轴心抗压强度和轴心抗拉强度的平均值可分别根据换算公式(2-4)和公式(2-6)，由混凝土立方体强度的平均值计算得到。 5、混凝土的破坏机理是由于内部微裂缝的发展导致横向变形增大，并最终因微裂缝连通而导致破坏。对横向变形加以约束，即限制微裂缝的发展，可提高混凝土的抗压强度，且可显著提高混凝土的变形能力。混凝土在复杂应力状态下的强度规律也可以由破坏机理得到解释。

6、混凝土单轴受压应力-应变关系曲线，包括上升段和下降段。它反映了混凝土受力全过程的重要力学特征，是混凝土构件应力分析和建立承载力及变形计算理论的依据。 7、混凝土的变形包括弹性变形和塑性变形，计算弹塑性变形时应采用变形模量。 8、混凝土的收缩随时间增长，且不可回复。最终收缩变形约为（2～5）×10-4 。当收缩变形受到约束会引起混凝土的开裂。

9、混凝土的徐变变形随时间增长，且不可回复。当其它条件相同时，徐变变形主要取决于初始应力。初始应力小于0 9、混凝土的徐变变形随时间增长，且不可回复。当其它条件相同时，徐变变形主要取决于初始应力。初始应力小于0.5fc时为线性徐变，即徐变变形与初始变形的比值为常数，该比值称为徐变系数。最终徐变系数约为2～4。 10、钢筋与混凝土的粘结是两种材料结合在一起共同工作的基本前提，也是钢筋混凝土构件配筋构造的基础。 11、钢筋混凝土构件中钢筋应力存在变化的区段就有粘结应力。反之，没有粘结应力就不会使钢筋应力产生变化。

12、粘结作用分为：锚固粘结和裂缝间粘结。锚固粘结不足将导致钢筋强度得不到充分发挥，严重影响构件的承载力。裂缝间粘结应力影响裂缝的分布和开展。 13、粘结力由胶结力、摩擦力和机械咬合力三部分组成。光面钢筋主要取决于摩擦力；变形钢筋主要取决于机械咬合力。 14、粘结强度采用拔出试验测定。当锚固长度达到某一限值la时，拔出端钢筋可达到屈服强度。

15、影响粘结强度和粘结-滑移性能的主要因素有：混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面和外形特征、受力情况及锚固长度。 16、考虑到材料性能的离散性，《规范》材料强度标准值应具有不小于95%保证率。 17、材料强度设计值等于材料强度标准值除以材料强度分项系数。《规范》规定在工程结构承载力计算中应采用材料强度设计值，以保证实际工程的安全可靠度。