钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的_智慧工地

钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的_智慧工地
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钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的

试验表明,钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力,由四部分组成:

(1)化学胶结力: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,取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。当钢筋受力后变形,发生局部滑移后,粘着力就丧失了。

(2)摩擦力:混凝土收缩后,将钢筋紧紧地握裹住而产生的力,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。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: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。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。

(4)钢筋端部的锚固力:一般是用在钢筋端部弯钩、弯折,在锚固区焊接钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力。

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。

第三节钢筋和混凝土粘结强度对比试验.

第三节钢筋和混凝土粘结强度对比试验 第10.3.1条本节适用于直径大于10mm的各类非预应力钢筋的粘结强度对比试验,并根据对比试验结果评价钢筋和混凝土粘结性能。 第10.3.2条钢筋和混凝土的粘结强度应采用无横向钢筋的立方体中心拔出试件(简称拔出试件)确定。拔出试件应符合下列要求: 一、拔出试件应采用边长为10倍钢筋直径的混凝土立方体试件(图10.3.2)。钢筋放置在立方体的中轴线上,埋入部分长度和无粘结部分长度各为5d。钢筋伸出混凝土试件表面的长度:自由端为20mm,加载端应根据垫板厚度、穿孔球铰高度及加载装置的夹具长度确定,但不宜小于300mm; 二、钢筋表面不应有锈蚀、油污及不正常的横肋轧制标记,安装百分表的钢筋端面应加工成垂直于钢筋轴的平滑表面; 在混凝土中无粘结部分的钢筋应套上硬质的光滑塑料套管,套管末端与钢筋之间空隙应封闭; 三、试件的混凝土应采用普通骨料,粗骨料最大颗粒粒径不得大于1.25倍钢筋直径; 试件的混凝土强度等级为C30,混凝土立方体抗压强度允许偏差应为 ±3MPa。 四、拔出试件数量每组应制作六个。应同时制作混凝土立方体试件,每组三个,其振捣方法与养护条件应与拔出试件一致; 五、试件应在钢模或不变形的试模中成型。模板上应预留钢筋位置孔。宜用振动台振捣;

试件的浇注面应与钢筋纵轴平行。钢筋应与混凝土承压面垂直,并水平设置在模板内。钢筋的两纵肋平面应放置在水平面上; 六、试件应在标准养护室内进行养护。在试件龄期为28d时进行试验。 第10.3.3条试验装置承压垫板的边长不应小于拔出试件的边长,其厚度不应小于15mm。垫板中心孔径应为2倍钢筋直径(图10.3.3)。 第10.3.4条加载速度应根据各种钢筋的直径确定,每种钢筋施加荷载的速度应按下式计算: 式中V F——加载速度(kN/min); d——钢筋直径(mm)。 加载速度应均匀,不应施加冲击荷载。

钢筋混凝土原理与分析

页眉 《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记经过一个学期的课程学习,我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上,外加查阅的其它一些相关钢筋混凝土内容的学习资料,包括教材、专著及论文等,基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识,深化了原有的知识理论,形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中,贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分内容,因此,本报告后续内容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。 随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起,混凝土结构经历了很长时间的发展,现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑,为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中,我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及方法等。所涵盖的理论知识、学习方法以及思维方式都对作为结构工程方向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。 一、对《高等混凝土结构》课程的认知 在本科学习期间,有关钢筋混凝土结构的课程中,一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性,后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算方法、设计和构造要求等,较多地遵循结构设计规范的体系和方法,以完成结构设计为主要目标。 《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律,并以解决工程中出现的各种问题为目标,本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下,以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律,以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时,强调以试验结果为依据,着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和方法等。 本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据,其内容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成,受力性能复杂多变,因而课程的内容更为丰富。 钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支,必定服从结构工程学科的一般规律:从工程实践中提出要求或问题,通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律,揭示作用机理,建立物理模型和数学表达,确定计算方法和构造措施,再回到工程实践中进行验证,并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复,渐臻完善,最终为工程服务。 钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成,必定具有区别于单一材料结构(如钢结构、木结构等)的特殊性。所以,钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质,还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土,合理选用材料和配筋构造,以满足具体工程的特定要求。 总所周知,混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料,力学性能复杂,且随时间而变化,性能指标的离散性又大;而钢筋和混凝土的配合又呈多样性,更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今,钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果,

钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土的粘结 随着社会的发展,技术的进步,钢筋混凝土材料在住房、建筑、交通、军事、水利等领域被广泛应用,钢筋混凝土结构就是利用了钢筋的高抗拉强度和混凝土的高抗压强度,而钢筋和混凝土之间的足够粘结是保证两者共同受力的前提。目前,两者完美的结合,造就了许多建筑奇迹,满足了结构的高强性、耐久性、抗灾性、抗震性等实用要求,保证了结构的使用寿命和使用安全。同时,也给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化,让人们享受到安全舒适的生存环境。由此可见,钢筋和混凝土的粘结非常重要,下面从以下几个方面加以论述。 一、粘结力的作用 粘结力是指粘结剂与被粘结物体界面上分子间的结合力,粘结力使得钢筋和混凝土两种性质不同的材料在一起共同受力、共同工作,并承受构件因受荷在两种材料之间产生的剪应力,两者不至于发生滑移。如果粘结力失效,钢筋混凝土构件就会发生破坏。可见,粘结力的大小,直接影响着构件的稳定性和使用寿命。 二、粘结力的组成及粘结机理 钢筋和混凝土的粘结力由三部分组成: 1、化学胶结力 混凝土在硬化过程中,水泥胶体与钢筋之间产生的吸附

胶着作用,这种吸附作用力来自浇筑时水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透,以及水化过程中水泥晶体的生长和硬化,这种作用力一般比较小,仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用,当接触面发生相对滑移时,该力即消失。 2、摩阻力 由于混凝土凝固时的收缩,使钢筋周围的混凝土握裹在钢筋上,当钢筋和混凝土之间出现相对滑移的趋势,则此接触面上将产生摩阻力。 对于光圆钢筋表面轻度锈蚀有利于增加摩阻力,但摩阻作用也很有限;对于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小,机械咬合也不大,因此,光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的,为保证光面钢筋的锚固,通常需要在钢筋端部弯钩、弯折或焊短钢筋,以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。 3、机械咬合力 即钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力作用力,对于光圆钢筋这种咬合力来自表面的粗糙不平。将钢筋表面轧制出肋形成带肋钢筋,即变形钢筋,可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用,从而大大增加了粘结强度。 三、粘结问题的分类及相应的试验方法

钢筋混凝土原理和分析报告 第三版课后问题详解

思考与练习 1.基本力学性能 1-1 混凝土凝固后承受外力作用时,由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性,弹性模量值不同,界面接触条件各异等原因,即使作用的应力完全均匀,混凝土也将产生不均匀的空间微观应力场。在应力的长期作用下,水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土部发生应力重分布,粗骨料将承受更大的压应力。 在水泥的水化作用进行时,水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料,此收缩变形差使粗骨料受压,砂浆受拉,和其它应力分布。这些应力场在截面上的合力为零,但局部应力可能很大,以至在骨料界面产生微裂缝。 粗骨料和水泥砂浆的热工性能(如线膨胀系数)的差别,使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时,两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。由于混凝土是热惰性材料,温度梯度大而加重了温度应力。环境温度和湿度的变化,在混凝土部形成变化的不均匀的温度场和湿度场,影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度,产生相应的应力场和变形场,促使部微裂缝的发展,甚至形成表面宏观裂缝。混凝土在应力的持续作用下,因水泥凝胶体的粘性流动和部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增,使混凝土的变形加大,长期强度降低。 另外,混凝土部有不可避免的初始气孔和缝隙,其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区,其应力分布更复杂,应力值更高。 1-2 解:若要获得受压应力-应变全曲线的下降段,试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。 采用式(1-6)的分段曲线方程,则下降段的方程为: 20.8(1)x y x x = -+ ,其中c y f σ= p x εε= ,1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d c ct p f y E x σεε= =? 考虑切线模量的最大值,即 d d y x 的最大值: 222222 d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+

钢筋和混凝土的力学性能

钢筋和混凝土的力学性能 问答题参考答案 1.软钢和硬钢的区别是什么?应力一应变曲线有什么不同?设计时分别采用什么值作为依据? 答:有物理屈服点的钢筋,称为软钢,如热轧钢筋和冷拉钢筋;无物理屈服点的钢筋,称为硬钢,如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示,曲线可分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标:一是屈服强度,这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据,因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形,这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用,所以在设计中采用屈服强度 y f,一般用作钢筋的实际破坏强度。 钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前,应力应变按直线变化,钢筋具有明显的弹性性质,超过比例极限点以后,钢筋表现出越来越明显的塑性性质,但应力应变均持续增长,应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后,同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段,至钢筋被拉断。 设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据,一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值,通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝,条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋,则为0.9倍。为了简化运算,《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb,其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。

图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2. 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种?我国热轧钢筋的强度分为几个等级? 答:目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺,钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235(Q235,符号Φ,Ⅰ级)、热轧带肋钢筋HRB335(20MnSi ,符号,Ⅱ级)、热轧带肋钢筋HRB400(20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ,符号,Ⅲ级)、余热处理钢筋RRB400(K 20MnSi ,符号,Ⅲ级)。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3. 钢筋冷加工的目的是什么?冷加工方法有哪几种?简述冷拉方法? 答:钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度,以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外,其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶,冷加工钢筋的设计强度提高,而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。 冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成,冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后,屈服强度提高,但塑性降低,这种现象称为冷拉强化。冷拉后,经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高,这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系,温度过高(450℃以上)强度反而有所降低而塑性性能却有所增加,温度超过700℃,钢材会恢复到冷拉前的力学性能,不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化,要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后,能提高屈服强度、节约钢材,但冷拉后钢筋的塑性(伸长率)有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性,冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4. 什么是钢筋的均匀伸长率?均匀伸长率反映了钢筋的什么性质? 答:均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距;'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距;0b σ——实测钢筋拉断强度;s E ——钢筋弹性模量。 均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均(非局部区域)伸长率,客观反映钢筋的变形能力,是比较科学的指标。 5. 什么是钢筋的包兴格效应? 答:钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下,钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的,所以将这种当受拉(或受压)超过弹性极限而产生塑性变形后,其反向受压(或受拉)的弹性极限将显著降低的软化现象,称为包兴格效应。 6. 在钢筋混凝土结构中,宜采用哪些钢筋? 答:钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,应按下列规定采用:(1)普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋;(2)预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,也可采用热处理钢筋。 7. 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。 答:(1)对钢筋强度方面的要求 普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋,主要是

第七章 钢筋与混凝土之间的粘结

第七章钢筋与混凝土之间的粘结 §7.1 概述 钢筋与混凝土的粘结是钢筋与其周围一定影响范围内混凝土的一 种相互作用,它是这两种材料共同工作的前提之一,也是对钢筋混凝土构件的承载力、刚度以及裂缝控制起重要影响的因素之一。粘结的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低和破坏。随着有限元法在钢筋混凝土结构非线性中的应用,钢筋与混凝土之间粘结和滑移的研究更显重要。 7.1.1 粘结应力及其分类 1.粘结应力的定义 粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力。它并非真正的钢筋表面上某点剪应力值,而是一个名义值(对于变形钢筋而言),是指在某个计算范围(变形钢筋的一个肋的区段)内剪应力的平均值,且对于变形钢筋来说,钢筋的直径本身就是名义值。 2.粘结应力分类 ·弯曲粘结应力 由构件的弯曲引起钢筋与混凝土接触面上的剪应力。可近似地按材料力学方法求得。由于在混凝土开裂前,截面上的应力不会太大,所以一般不会引起粘结破坏,对结构构件的力学性能影响不大。 该粘结主要体现混凝土截面开裂前钢筋与混凝土的协同工作机理。其大小与弯曲粘结应力及截面的剪力分布有关,即对于未开裂截面,弯曲粘结应力的分布规律与剪力分布相同。 ·锚固粘结应力 钢筋的应力差较大,粘结应力值高,分布变化大,如果锚固不足则会发生滑动,导致构件开裂和承载力下降。粘结破坏是一种脆性破坏。

·裂缝间粘结应力 开裂截面的钢筋应力,通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递,使未开裂截面的混凝土受拉,也使得混凝土内的钢筋平均应变或总变形小于钢筋单独受力时的相应变形,有利于减小裂缝宽度和增大构件的刚度,此即“受拉刚化效应”。 裂缝间粘结应力属于局部粘结应力范围。该粘结应力数值的大小反映了受拉区混凝土参与工作的程度。局部粘结应力应变分布复杂,存在着混凝土的局部裂缝和两者之间的相对滑移,平截面假定不再符合,且影响因素较多,如剪切破坏、塑性铰的转动能力以及结构中的弹塑性分析等。 7.1.2 研究现状 由于影响钢筋与混凝土之间粘结作用的因素较多,且差异性较大,较难给出理想的、普遍共同接受的计算理论。目前,还没有比较完整的、有充分论据的粘结滑动理论。各国规范处理方法各不相同,另外一方面,笼统的构造要求大大忽视了对粘结问题的进一步的研究。 7.1.3 研究的重要性 ·工程实践上的重要性——钢筋的锚固、搭接和细部构造; ·理论上的重要性——剪切破坏、裂缝宽度、塑性铰转动能力以及弹塑性分析问题的源头; ·有限元方法在钢筋混凝土结构中应用的要求,需给出粘结应力与相对滑动的数学模式; ·钢筋混凝土结构的动力反应,尤其是在大变形下的粘结性能的研究,在很大程度上取决于构件的连接部位的恢复力特性,粘结退化是使节点区强度丧失和刚度降低的主要原因。

混凝土结构构件受力性能全过程分析

混凝土结构构件受力性能全过程分析 ---以强柱弱梁设计原则的框架结构为例1.先科普一下,为什么希望框架结构的破坏遵循“强柱弱梁”的模式呢?如下图所示(红点表示塑性铰),左边为“强柱弱梁”模式(即梁铰机制),框架结构中的梁端首先屈服,形成塑性铰,耗散地震输入能量,保护框架柱。理论上,当梁端都出铰且柱底也出铰时,结构形成可变机构,这预示着结构的倾倒。而在与之相对的“柱铰机制”中,某一薄弱楼层上的框架柱端部全部出铰,结构随着倒塌。两者相比,在倒塌前,梁铰机制的破坏更加充分的调动了结构中各个部分的能力,整体性较好,有利于控制损伤,避免倒塌。因此在能力设计法中将梁铰机制(或者允许出现梁柱铰混合机制)作为框架结构的预期破坏模式,于是有了所谓的“强柱弱梁”的设计概念。 2.强柱弱梁(strong column and weak beam)指的是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求。用以提高结构的变形能力,防止在强烈地震作用下倒塌。“强柱弱梁”不仅是手段,也是目的,其手段表现在人们对柱的设计弯矩人为放大,对梁不放大。其目的表现在调整后,柱的抗弯能力比之前强了,而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时,梁端可以先于柱屈服。节点处梁端实际受弯承载力Maby和柱端实际受弯承载力Macy之间满足: ∑Mc= η∑Mb(Mc>Mb)。研究表明,要真正实现“强柱弱梁”,《抗震规范》第6. 2. 2 条中的系数η不小于1. 5。即便如此,目前各国抗震设计都不能实现完全的梁铰机制,在实际结构中,完全“梁铰机制”很难实现,更多的是形成梁、柱铰同时存在的“混合铰机制”。 3.除了力的传递要求其他优点:是因为梁铰分散在各层,即塑性变形分散在各层,不至于形成倒塌机构,而柱铰集中在一层,塑性变形集中,该层成为薄弱层后,易形成倒塌机构; 梁铰的数量远多于柱铰的数量,在同样大小的塑性变形和耗能要求下,对梁铰的塑性转动能力

钢筋与混凝土粘结——滑移关系

钢筋与混凝土粘结——滑移关系 混凝土与钢筋间粘结滑移性能向来作为钢筋混凝土结构的重要使用参考依据 ,它是钢筋与混凝土共同协调工作的基础和前提,正因为他们之间的界面存在相互的粘结力 ,促使两种材料能够实现应力的传递 ,从而实现承受外部荷载的作用,这足以显示它对钢筋混凝土结构的重要性。目前关于普通混凝土与钢筋间的粘结滑移性能进行了大量的研究,并已出台了相应的国家规范标准,而再生混凝土作为一种新型的绿色环保材料 ,其应用于实际工程前,还有许多性能有待研究解决,再生混凝土与钢筋间的粘结滑移性能就是其中亟待解决的问题之一。且再生混凝土区别于普通骨料混凝土之处在于其骨料采用废弃混凝土破碎产生,再生骨料与水泥砂浆的界面情况远远复杂于普通骨料 ,然而粘结滑移性能恰恰是钢筋与再生混凝土两种材料界面之间的相作用,由于骨料界面的差异导致它们之间粘结界面的差异是必然的,这就更增加了对两种材料间粘结滑移性能研究的必要。钢筋与混凝土间粘结锚固性能是混凝土结构工作的前提和基础 ,目前关于再生骨料混凝土与钢筋间的粘结性能,国内外仅仅进行了一些简单的拉拔试验研究。在对再生骨料混凝土与钢筋之间的粘结强度进行了试验研究,得出的结论认为与普通混凝土的差异不大;通过试验发现再生骨料混凝土与纵向钢筋的粘结强度远大于与横向钢筋的粘结强度与其他试验结论较为接近,认为再生骨料混凝土与钢筋间的粘结强度较普通混凝土稍低。 考虑不同再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率、强度、保护层厚度等因素对再生混凝土一钢筋间的粘结滑移进行试验,发现随着再生粗骨料取代率的增加,粘结性能有所提高,且在60%达到最大;相反,随着再生细骨料取代率的增加,粘结性能有所降低。但以上试验研究均统一采用基于平均粘结应力假设的简单拉拔试验进行试探性研究,即假设认为钢筋在再生混凝土中锚固段内的粘结应力处处相等 ,显然这并不完全符合实际钢筋受力状况。通过钢筋内贴片试验方法,完成了18个锈前钢筋—再生混凝土试块的拉拔试验,分别研究了再生骨料取代率、钢筋种类、混凝土抗压强度对其粘结滑移性能的影响,同时对钢筋在再生混凝土中长锚和短锚两种情况下其粘结应力分布的差异进行了研究分析,最后通过量测的钢筋应力理论推导钢筋在再生混凝土中的粘结位置函数,从而确定其粘结一滑移本构关系。并得出以下结论:

钢筋混凝土原理及分析

《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记 经过一个学期的课程学习,我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上,外加查阅的其它一些相关钢筋混凝土容的学习资料,包括教材、专著及论文等,基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识,深化了原有的知识理论,形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中,贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分容,因此,本报告后续容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一面作细致展开,其他容知识仅作一概括。 随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起,混凝土结构经历了很长时间的发展,现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑,为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中,我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及法等。所涵盖的理论知识、学习法以及思维式都对作为结构工程向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。 一、对《高等混凝土结构》课程的认知 在本科学习期间,有关钢筋混凝土结构的课程中,一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性,后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算法、设计和构造要求等,较多地遵循结构设计规的体系和法,以完成结构设计为主要目标。 《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律,并以解决工程中出现的各种问题为目标,本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下,以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律,以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时,强调以试验结果为依据,着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和法等。 本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据,其容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成,受力性能复杂多变,因而课程的容更为丰富。 钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支,必定服从结构工程学科的一般规律:从工程实践中提出要求或问题,通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律,揭示作用机理,建立物理模型和数学表达,确定计算法和构造措施,再回到工程实践中进行验证,并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复,渐臻完善,最终为工程服务。 钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成,必定具有区别于单一材料结构(如钢结构、木结构等)的特殊性。所以,钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质,还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土,合理选用材料和配筋构造,以满足具体工程的特定要求。 总所知,混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料,力学性能复杂,且随时间而变化,性能指标的离散性又大;而钢筋和混凝土的配合又呈多样性,更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今,钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果,建立了相应的计算法和构造措施,可以解决工程问题。但是,还缺乏一个完善的、统一的理论法来概括和解决普遍的工程问题。 考虑到混凝土材性和钢筋混凝土构件性能的这些特点,应遵循以下原则:

基于abaqus中cohesive element 对钢筋混凝土粘结性能的研究[整理]

基于abaqus中cohesive element 对钢筋混凝土粘结性能 的研究[整理] 基于abaqus中cohesive element 对钢筋混凝土粘结性能的研究 摘要:考虑到钢筋与混凝土界面受力的复杂性,基于用来模拟三种裂缝和失效的零厚度界面单元,采用分离式模型,引入内聚力黏结模型,并以文献中的拉拔试验结果为参照,利用abaqus中cohesive element单元建立起钢筋拉拔试验的计算模型。通过与文献中试验结果的比较,结果符合较好,验证了该计算模型的合理性。关键词:钢筋混凝土粘结;拉拔试验;黏结单元;数值模拟 0.引言 混凝土结构中,钢筋与混凝土这两种材料之所以能够共同作用、承担外荷载,其中一个很重要的原因是混凝土硬化后与钢筋之间形成了良好的粘结。尽管对粘结试验的研究已有一百多年的历史,国内外的学者发表了为数众多的试验和理论资料,但是由于影响粘结的因素很多破坏的机理复杂,以及试验技术方面的原因等,目前粘结问题还没有得到很好的解决。关于粘结的机理还不能提出一套比较完整的、有充分论据的粘结滑移理论。由于试验中存在诸多不确定性,数值模拟在钢筋混凝土粘结性能分析中也逐渐重视起来,自上世纪六十年代美国学者把有限元引入钢筋混凝土结构的分析以来,有限元已经成为对混凝土问题进行研究的一种典型的数值模拟方法,目前有限元模拟主要有以下三种分析模型:l)分离式模型;2)组合式模型;3)整体式模型。 由于整体式模型不能反映钢筋混凝土这种非均质材料的微观受力机理,而组合式模型假定钢筋与混凝土粘结可靠而不产生相对位移,这又与实际的微观机理不符,因此对粘结性能的研究只能采用分离式模型。

高层混凝土结构中主要受力部位的裂缝分析及控制

安全管理编号:LX-FS-A61905 高层混凝土结构中主要受力部位的 裂缝分析及控制 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写:_________________________ 审批:_________________________ 时间:________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

高层混凝土结构中主要受力部位的 裂缝分析及控制 使用说明:本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性,导向性的规划,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。 混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝,从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。 本文就高层建筑结构的几个主要受力部位在混凝土施工中容易产生裂缝的原因进行分析,并从设计与施工两方面提出裂缝的控制措施。

钢筋与混凝土粘结性能的分析

钢筋与混凝土粘结性能的分析 摘要:从钢筋与混凝土之间粘结性能的粘结机理、影响因素和粘结应力-滑移本构关系等三个方面进行了分析和探讨。 关键词:钢筋混凝土粘结机理影响因素粘结强度 1、引言 混凝土结构是目前应用最为广泛的工程结构形式之一。钢筋与混凝土结构之间的粘结是保证两种材料形成整体、共同工作的基础,对于混凝土结构构件的受力性能、破坏形态、计算假定、承载能力、裂缝和变形等有着重要的影响。一直以来,粘结问题是结构工程技术人员关注的热点问题之一。本文主要从粘结机理、影响因素和粘结应力-滑移本构关系等三个方面进行分析和研究,以期深入理解、把握钢筋与混凝土之间的粘结性能,提出提高粘结能力的建议。2、粘结机理 钢筋和混凝土是两种性能不同的材料组成的组合结构材料,其能够共同工作的基本要素是两者之间的粘结锚固作用。所谓钢筋和混凝土之间的粘结应力指的是两者接触面上的剪应力,由钢筋与混凝土之间的粘着力、摩阻力和咬合力三部分组成[1][2]。 (1)粘着力。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,其抗剪极限值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度和清洁度。当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后,粘着力就丧失了[1]。 (2)摩阻力。周围混凝土对钢筋的摩阻力,当混凝土的粘着力破坏

后发挥作用[1]。如果垂直于钢筋作用有压力,则在产生极小的移动时,就会在钢筋和混凝土之间引起摩擦力,这种横向压力取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力,以及二者间的摩擦系数等。由于钢筋表面的粗糙度,摩擦系数μ可高达0.3~0.6,生锈的圆钢与新扎的圆钢以及冷拔钢丝的表面粗糙度相差可达36倍[3]。挤压力越大,接触面越粗糙,则摩擦力越大。 (3)咬合力。钢筋表面粗糙不平,或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用,即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力产生的剪切粘结,是最有效和最可靠的粘结方式。为了充分利用这种粘结,通常在钢筋表面轧制肋条来实现[4]。依靠钢筋与混凝土间的粘结应力,也即两者接触面上的剪应力,使得钢筋和混凝土两种性质完全不同的材料,在钢筋混凝土结构中共同工作。这种关系使得两种材料间相互传递力,实现弥补各自的缺点,发挥各自的优点。 3、主要影响因素 钢筋和混凝土的粘结性能及其各项特征值,受到许多因素的影响而变化。 3.1 混凝土强度 随着混凝土强度提高,钢筋与混凝土的粘结力提高,且粘结力的提高与混凝土劈裂强度成正比。变形钢筋的粘结强度fb主要取决于混凝土的抗拉强度ft;混凝土振捣越密实,粘结强度也越高[4];此外,养护条件的好坏亦对对粘结强度有很大的关系,养护条件好,粘结强度能够得到更大的提高。同时,混凝土的组分也影响粘结强

基于abaqus中cohesiveelement对钢筋混凝土粘结性能的研究[整理]

中cohesive element 对钢筋混凝土粘结性能基于abaqus 的研究[ 整理] 基于abaqus 中cohesive element 对钢筋混凝土粘结性能的研究摘要: 考虑到钢筋与混凝土界面受力的复杂性,基于用来模拟三种裂缝和失效 的零厚度界面单元,采用分离式模型,引入内聚力黏结模型,并以文献中的拉拔试 验结果为参照,利用abaqus 中cohesive element 单元建立起钢筋拉拔试验的计算 模型。通过与文献中试验结果的比较,结果符合较好,验证了该计算模型的合理 性。关键词:钢筋混凝土粘结; 拉拔试验; 黏结单元; 数值模拟 0. 引言混凝土结构中,钢筋与混凝土这两种材料之所以能够共同作用、承担外荷载, 其中一个很重要的原因是混凝土硬化后与钢筋之间形成了良好的粘结。尽管对粘结 试验的研究已有一百多年的历史,国内外的学者发表了为数众多的试验和理论资 料,但是由于影响粘结的因素很多破坏的机理复杂,以及试验技术方面的原因等, 目前粘结问题还没有得到很好的解决。关于粘结的机理还不能提出一套比较完整 的、有充分论据的粘结滑移理论。由于试验中存在诸多不确定性,数值模拟在钢筋 混凝土粘结性能分析中也逐渐重视起来,自上世纪六十年代美国学者把有限元引入 钢筋混凝土结构的分析以来,有限元已经成为对混凝土问题进行研究的一种典型的 数值模拟方法,目前有限元模拟主要有以下三种分析模型:l) 分离式模型;2) 组合式 模型;3) 整体式模型。 由于整体式模型不能反映钢筋混凝土这种非均质材料的微观受力机理,而组合 式模型假定钢筋与混凝土粘结可靠而不产生相对位移,这又与实际的微观机理不 符,因此对粘结性能的研究只能采用分离式模型。

钢筋混凝土原理和分析

钢筋混凝土原理和分析 钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理—力学性能完全不同的材料所组成。混凝土的抗压能力较强而抗拉能力却很弱。钢材的抗拉和抗压能力都很强。为了充分利用材料的件能,把混凝土和钢筋这两种材料结合在一起共同工作,使混凝土主要承受压力,钢筋上要承受拉力,以满足工程结构的使用要求。 一混凝土结构的发展简况及其应用 钢筋混凝土是在19世纪中叶开始得到应用的,由于当时水泥和混凝土的质量都很差,同时设计计算理论尚未建立,所以发展比较缓慢。直到19世纪末,随着生产及建设的发展需要.钢筋混凝土的试验工作、计算理论、材料及施工技术均得到了较快的发展。目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。在工程应用方面,钢筋混凝土最初仅在最简单的结构物如拱、板等中使用,随着水泥和钢铁工业的发展.混凝土和钢材的质量不断改进,强度逐步提高。20世纪20年代以后,混凝土和钢筋的强度有了提高,出现了装配式钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和壳体空间结构,构件承载力开始按破坏阶段计算,计算理论开始考虑材料的塑性。20世纪50年代以后,高强混凝土和高强钢筋的出现使钢筋混凝土结构有了飞速的发展。装配式混凝土、泵送商品混凝土等工业化的生产结构,使钢筋混凝土结构的应用范围不断扩大。 近20年来,随着生产水平的提高,试验的深入,计算理论研究的发展,材料及施工技术的改进,新型结构的开发研究,混凝土结构的应用范围在不断的扩大,已经从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础工程扩大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核电站安全壳等领域,并已开始构思和实验用于月面建筑。随着轻质高强材料的使用,在大跨度、高层建筑中的混凝土结构越来越多。近年来,随着高强度钢筋、高强度高性能混凝土以及高性能外加剂和混合材料的研制使用,高强高性能混凝土的应用范围不断扩大,钢纤维混凝土和聚合物混凝土的研究和应用有了很大的发展。还有,轻质混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土以及利用工业废渣的“绿色混凝土”,不但改善了混凝土的性能而且对节能和保护环境具有重要的意义。此外,防射线、耐磨、耐腐蚀、防渗透、保温等特殊的混凝土以及智能型混凝土及结构也正在研究中。

钢筋混凝土原理和分析第三版课后答案

思考与练习 1. 基本力学性能 1- 1 混凝土凝固后承受外力作用时,由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性,弹性模量值不同,界面接触条件各异等原因,即使作用的应力完全均匀,混凝土内也将产生不均匀的空间微观应力场。在应力的长期作用下,水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土内部发生应力重分布,粗骨料将承受更大的压应力。 在水泥的水化作用进行时,水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料,此收缩变形差使粗骨料受压,砂浆受拉,和其它应力分布。这些应力场在截面上的合力为零,但局部应力可能很大,以至在骨料界面产生微裂缝。 粗骨料和水泥砂浆的热工性能(如线膨胀系数)的差别,使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时,两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。由于混凝土是热惰性材料,温度梯度大而加重了温度应力。环境温度和湿度的变化,在混凝土内部形成变化的不均匀的温度场和湿度场,影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度,产生相应的应力场和变形场,促使内部微裂缝的发展,甚至形成表面宏观裂缝。混凝土在应力的持续作用下,因水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增,使混凝土的变形加大,长期强度降低。 另外,混凝土内部有不可避免的初始气孔和缝隙,其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区,其应力分布更复杂,应力值更高。 1- 2

解:若要获得受压应力-应变全曲线的下降段,试验装置的总线刚度应超过试件 下降段的最大线刚度。 采用式(1-6 )的分段曲线方程,贝U 下降段的方程为: y 0.8(x x 1)2 x ,其中 y 试件下降段的最大线刚度为: E -t,max - 5687.5N/mm 2 100 亦 189.58kN/mm >150kN/mm L 300mm 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度,因而不能获得受压应力 应变全曲线(下降段)。 1-3 解:计算并比较混凝土受压应力- 应变全曲线的以下几种模型:(x : , y f -) 混凝土的切线模量E ct - d dy f c dx p 考虑切线模量的最大值,即 月的最大值: Qdx 0.8(x 1)2 x x(1.6x 0.6) [0.8( x 1)2 x]2 0^ (x 22 1) 2 ,x 1 [0.8( x 1)2 x]2 0,即: 2 1.6(x 1)(1.6x 0.6) 2 3 [0.8( x 1)2 x]3 [0.8( x 1)2 x]2 1.6(x 2 1)(1.6x 0.6) 1.6x[0.8(x 1)2 x] 整理得: 0.8x 3 2.4x 0.6 0 , x 1 ;解得:x 1.59 dy dx max dy dx x 1.59 E ct,max d_ d max 0.8 (1.592 1) [0.8 (1.5于 1) 1.59]2 0.35 dy dx max p - 0.35 5687.5N/mm 2 1.6 10 3

钢筋混凝土原理和分析读书报告

钢筋混凝土原理和分析 读书报告

强度和变形的一般规律 钢筋混凝土原理和分析读书报告混凝土的多轴强度是指试件破坏时三向主应力的最大值: 用 f1, f2,f3 表示,相应的峰值主应变为:ε1p,ε2p,ε3p。符号规则为: 0000 国内外发表的混凝土多轴试验资料已为数不少,但由于所用的三轴试验装置、试验方法、试件的形状和材料等都有很大差异,混凝土多轴性能的试验数据有较大离散性。尽管如此,混凝土的多轴强度和变形随应力状态的变化仍有规律可循,且得到普遍的认同。 4.3.1二轴应力状态 1.二轴受压(C/C, σ1 =0) 混凝土在二轴拉/压应力不同组合下的强度试验结果如图。 混凝土二轴抗压强度对比图。 混凝土的二轴抗压强度( f3 )均超过其单轴抗压强度( fc ):C/C 随应力比例的变化规律为: σ2 /σ3 =0~0. 2 f3随应力比的增大而提高较快;

σ2 /σ3 =0. 2 - 0. 7 f3变化平缓,最大抗压强度为(1. 25~1. 60) fc,发生在σ2 /σ3 =0.3~0.6之间,σ2 /σ3 =0. 7~1. 0 f3随应力比的增大而降低。 σ2 /σ3 = 1 (二轴等压) fcc=(1.15~1.35) fc 1混凝土二轴受压的应力-应变曲线为抛物线形,有峰点和下降段,与单轴受压的应力-应变全曲线相似。 2试件破坏时,最大主压应力方向的强度f3和峰值应变ε3p,大于单轴受压的相应值(f c,εp ); 3初始斜率随应力比σ 2 / σ3增大;双轴压状态下的抗拉延性比单轴压状态下大得多;

1两个受力方向的峰值应变ε2p,ε3p随应力比例(σ2/σ3 )而变化; 2ε3p的变化曲线与二轴抗压强度的曲线相似,最大应变值发生在σ2/σ3≈0.25处,应变ε3p在数值上最大; 因为:σ2/σ3 =0.5~1.0σ2/σ3 =0~0.2 3只有σ2/σ3≈0.25左右,由于σ2值适中,限制了该方向的拉断,又不致引起σ3方向的突然崩碎,从而使σ3方向的峰值应变值ε3p最大。 4而ε2p由单轴受压(σ2/σ3=0)时的拉伸逐渐转为压缩变形,至二轴等压(σ2/σ3 =1)时达最大压应变ε2p= ε3p,近似直线变化。 1混凝土二轴受压的体积应变(εv≈ε1+ε2+ε3)曲线也与单轴

高层混凝土结构中受力部位的裂缝分析及控制

高层混凝土结构中受力部位的裂缝分析及控制 发表时间:2018-11-14T16:32:07.007Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第20期作者:黄俊 [导读] 相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。 黄俊 中建八局第一建设有限公司福建泉州 362000 摘要:混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝,从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。 关键词:高层混凝土结构;受力部位裂缝;控制; 混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的控制措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件的安全、稳定地工作。 一、高层混凝土结构中受力部位的裂缝分析 1.大体积基础混凝土板。高层建筑中随着高度的不断增加,地下室愈做愈深,底板也愈来愈厚,厚度在3m 以上的底板已屡见不鲜。高层建筑中基础底板为主要的受力结构,整体要求高,一般一次性整体浇筑。国内外大量实践证明,各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大,集聚在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,这样在混凝土内部产生压应力,在外表面产生拉应力,由于此时混凝土的强度低,有可能产生表面裂缝。在降温阶段新浇混凝土收缩因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。升温阶段快,混凝土弹性模量低,徐变的影响大,所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。差值过大时,将在混凝土内部产生裂缝,最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述二类裂缝问题,必须进行合理的温度控制。混凝土温度控制的主要目的是使因温差产生的拉应力小于同期混凝土抗拉强度的标准值,并有一定的安全系数。为计算温差,就要事先计算混凝土内部的最高温度,它是混凝土浇筑温度、实际水化热温升和混凝土散热温度的总和。混凝土内部的最高温度大多发生在浇筑后的3~7 天。可采用合理选用材料,降低水泥水化热,优化混凝土集料的配合比,控制水灰比,减少混凝土的干缩,具体控制措施见后。如有可能,减少浇筑长度,增加养护时间减少降温速率以相应减少松驰系数对控制贯穿裂缝也有一定的意义。 2.地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析。地下室墙板的裂缝产生与基础大体积混凝土裂缝产生的原因有相同之处,即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点:一是墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小,产生表面裂缝的机率小。四是养护困难,散热快、降温速率大,混凝土的松驰徐变优势难以利用,在气温骤变季节尤应注意。要考虑底板及外墙(兼作围护情况下)紧靠土体,受环境温差小,而被它们约束的墙板及周边楼板在施工过程中基本同外界温度同步变化。若底板墙板施工间隔过长、外墙兼作围护时,则在计算混凝土收缩时应注意约束体与被约束体的收缩期不同,收缩量也不相同。 3.高强混凝土裂缝分析。目前高层建筑中已广泛使用C40~C60 中高强混凝土,随着材料科学的迅速发展,C80~C120的高强混凝土在具体工程中已有应用。由于高强混凝土采用的配合比设计多为低水灰比、高标号水泥、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。高强混凝土由于其水泥用量大多在450~600kg/m3),是普通混凝土的1.5~2 倍。这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通混凝土,出现收缩裂缝的机率也大于普通混凝土。高强混凝土因采用高标号水泥且用量大,这样在混凝土硬化过程中,水化放热量大,将加大混凝土的最高温升,从而使混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下,很有可能导致温度收缩裂缝。由于高强混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5 倍,在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。 二、裂缝的控制措施 1.设计措施。增配构造筋提高抗裂性能,配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3~0.5%之间。避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下,后浇缝间距20~30m,保留时间一般不小于60 天。如不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况作设计变更。 2.施工措施。严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1~1.5%以下)。细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。根据工程特点,可以利用混凝土后期强度,这样可以减少用水量,减少水化热和收缩。加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上,混凝土的现场试块强度不低于C5。采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。根据具体工程特点,采用UEA 补偿收缩混凝土技术。对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰,掺量15%~50%。 3.改善边界约束和构造设计 (1)避免应力集中。孔洞周围、变断面转角部位、转角处等由于温度变化和混凝土收缩,会产生应力集中而导致裂缝。为此,可在孔洞四周配斜向钢筋或钢筋网片;对变断面处作局部处理使断面逐渐过渡,同时增配抗裂钢筋,这对防止裂缝是有益的。 (2)设置缓冲层。在主高低板交接处、底板地梁处等,可用30-50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔离,以缓冲基础收缩时的侧向压力。 (3)合理地分段施工。当混凝土结构的尺寸很大时,可合理地采用“后浇带”分段进行浇筑。采用“后浇带”分段施工时,结构被分成若

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