钢筋与混凝土共同工作的原理

一、钢筋分类

(1)按直径大小

钢丝(直径3~5mm)、细钢筋(直径6~10mm)、粗钢筋(直径大于22m)。

(2)按在结构中的作用

受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。

(3)按生产工艺及轧制外形

1. 热轧带肋钢筋

热轧带肋钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋。它的横截面通常为圆形,且表面带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋,当横肋的纵截面呈月牙形,且与纵肋不相交时,称为月牙形钢筋;当横肋的纵截面高度相等,且与纵肋相交时,称为等高肋钢筋Ⅱ、Ⅲ级带肋钢筋,采用月牙肋表面形状。

2.余热处理钢筋

余热处理钢筋是指将钢材热轧成型后立即穿水,进行表面冷却控制,然后利用芯部余热自身完成回火处理所得的成品钢筋,它也是带肋钢筋,目前仅有月牙钢筋,其钢筋表面及截面形状与热轧带肋钢筋相同,余热处理带肋钢筋的级别为Ⅲ级。

3.热轧光圆钢筋

4.普通低碳钢热轧圆盘条

二、钢筋符号

H、P、R、B、F、E分别为热轧(Hotrolled)、光圆(Plain)、带肋(Ribbed)钢筋(Bars)、细粒(Fine)、地震(Earthquake)5个词的英文首位字母。

预应力钢筋的符号

三、钢筋的力学性能

1.钢筋的拉伸试验

钢筋主要机械性能的各项指标是通过静力拉伸试验和冷弯试验来获得的。由静力拉伸试验得出的应力一应变曲线,是描述钢筋在单向均匀受拉下工作特性的重要方式,静力拉伸试验是由四个阶段组成的。

弹性阶段

材料在卸去外力后能恢复原状的性质,叫做弹性。

屈服阶段

在屈服阶段,钢筋的性质由弹性转化为塑性,如将外力卸去,试件的变形不能完全恢复。不能恢复的变形称为残余变形或称塑性变形。

强化阶段

钢筋拉试验过了第二阶段即屈服阶段以后,钢筋内部组织发生了剧烈的变化,重新建立了平衡,钢筋抵抗外力的能力又有了很大的增加。

颈缩阶段

当应力达到拉伸曲线的最高点C后,试件的薄弱截面开始显著缩小,产生颈缩现象,即进入颈缩阶段。由于试件颈缩处截面急剧缩小,能承受的拉力随着下降,塑性变形迅速增加,最后该处发生断裂。

2、冷弯性能

冷弯性能是指钢筋在经冷加工(即常温下加工)产生塑性变形时,对产生裂缝的抵抗能力。冷弯试验是测定钢筋在常温下承受弯曲变形能力的试验。试验时不应考虑应力的大小,而将直径为d的钢筋试件,绕直径为D的弯心(D规定有1d、3d、4d、5d)弯成180°或90°。然后检查钢筋试样有无裂缝、鳞落、断裂等现象,以鉴别其质量是否合乎要求,冷弯试验是一种较严格的检验,能揭示钢筋内部组织不均匀等缺陷。

四、钢筋的参数

普通钢筋在最大力下的总伸长率δgt不应小于下表中的数值

五、钢筋与混凝土共同工作的原理

混凝土与钢筋的粘结是指钢筋与周围混凝土之间的相互作用,主要包括沿钢筋长度的粘结与钢筋端部的锚固两种方式。混凝土与钢筋之间的粘结是二者形成整体、协调工作的基础。

1.粘结力

在受力时钢筋与混凝土接触面上产生剪应力以抵抗钢筋与混凝土相对位移,这种剪应力称为粘结力。粘结力包括:化学胶结力、摩阻力和机械咬合力构成粘结力。

光圆钢筋的粘结力主要是胶结力;

带肋钢筋粘结力主要来自摩阻力;

变形钢筋的粘结力以机械咬合力为主。

2.锚固

建筑大体分为三大结构体系:框架结构、剪力墙结构、砌体结构。

六大构件系统:基础、柱、梁、墙、板、楼梯。

构件无支座时:钢筋收头或封边,有支座时:在支座内锚固。

锚固长度的基本原则是:在钢筋受力屈服的同时正好发生锚固破坏。

锚固方式: 直锚、弯锚、机械锚固。

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