（一）钢筋与混凝土之间的黏结力
1.黏结力的组成
钢筋与混凝土能共同工作的基本前提是两者之间具有足够的黏结力。黏结力是指分布在钢筋与混凝土接触面上的剪应力，它起着在钢筋与混凝土之间传递应力的作用。钢筋与混凝土之间的黏结力主要由以下3个方面组成。
（1）化学胶结力。混凝土在结硬过程中因水化作用，在水泥胶体与钢筋间产生胶结力作用。这种力一般很小，当接触面发生相对滑移时，该力即消失。混凝土的强度等级越高，胶结力也越高。
（2）摩擦力。在混凝土凝结过程中及凝结以后，混凝土产生收缩，促使混凝土将钢筋紧紧裹住，钢筋与混凝土之间相互挤压，当钢筋和混凝土之间产生相对滑移趋势时，则此接触面上将产生摩擦力。该摩擦力的大小与混凝土的收缩量及钢筋粗糙程度有关，混凝土的收缩量越大，钢筋表面越粗糙，摩擦力就越大。
（3）机械咬合力。由于钢筋表面凹凸不平，混凝土和钢筋相互咬合，在钢筋与混凝土之间产生滑移趋势时，就存在机械咬合力。对于光面钢筋，由于其表面较光滑，故机械咬合力不大；对于变形钢筋，其与混凝土的咬合力较大，是黏结力的主要来源。
2.影响黏结力的主要因素
（1）钢筋表面形状。钢筋表面形状对钢筋与混凝土的黏结力有很大影响。变形钢筋的黏结能力明显高于光面钢筋。
（2）混凝土强度等级。钢筋和混凝土的黏结能力随着混凝土强度等级的提高而提高。
（3）保护层厚度。混凝土保护层对黏结能力也有重要影响。当混凝土保护层过薄时，保护层混凝土可能产生径向劈裂，减少钢筋与混凝土之间的咬合作用和摩擦作用，黏结能力就会降低。
另外，浇筑混凝土时钢筋的位置和钢筋间距对钢筋与混凝土之间的黏结力也有影响，设计时应符合相关规范的要求。
3.黏结力的测定
钢筋与混凝土之间的黏结应力可用拔出试验来测定。如图1-20所示，在混凝土试件中心埋置钢筋，并在试件外留出一段用于加荷。在加荷端拉拔钢筋，沿钢筋长度上就产生了黏结应力。黏结应力沿钢筋长度不是均匀分布的，而是如图1-20所示的曲线分布，最大黏结力τmax产生在距加荷端的某一距离处，设平均黏结应力为τ，则在钢筋被拉拔到临界状态时，根据受力平衡得
图1-20 钢筋拔出试验的黏结应力图
式中 P——极限拉拔力；
l——钢筋埋入混凝土的长度；
d——钢筋直径。
（二）钢筋的锚固与连接
1.钢筋的锚固
为了使钢筋和混凝土可靠地共同工作，设计时应使钢筋在混凝土中有足够的锚固长度la。根据当充分利用钢筋的强度（钢筋应力达到屈服强度fy）时，钢筋才被拔动的条件，可确定锚固长度la，即
《水工混凝土结构设计规范》规定，当计算中充分利用钢筋的拉抗强度时，受拉钢筋伸入支座的锚固长度不应小于表1-9中规定的数值；受压钢筋的锚固长度不应小于表1-9中所给数值的0.7倍。
表1-9 受拉钢筋的最小锚固长度la
注 1.d为钢筋直径。
2.HPB235级钢筋的最小锚固长度la值不包括弯钩长度。
当符合下列条件时，最小锚固长度应进行修正。
（1）当HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋的直径大于25mm时，其最小锚固长度应乘以修正系数1.1。
（2）HRB335级、HRB400级和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋，其最小锚固长度应乘以修正系数1.25。
（3）当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动（如滑模施工）时，其最小锚固长度应乘以修正系数1.10。
（4）当HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋在锚固区的间距大于180mm，混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍或大于80mm且配有箍筋时，其最小锚固长度应乘以修正系数0.8。
（5）除构造需要达到锚固长度外，当受力钢筋的实际配筋截面面积大于其设计计算截面面积时，如有充分依据和可靠措施，其最小锚固长度可乘以设计计算截面面积与实际配筋截面面积的比值。但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不应采用此项修正。
（6）构件顶层水平钢筋（其下浇筑的新混凝土厚度大于1m时）的最小锚固长度宜乘以修正系数1.2。
经上述修正后的最小锚固长度不应小于表1-9中所列数值的0.7倍，且不应小于250mm。
当HRB335级、HRB400级和RRB400级受拉钢筋锚固长度不能满足上述规定时，可在钢筋末端做弯钩[图1-21（a）]、加焊锚板[图1-21（b）]，或在末端采用贴焊锚筋[图1-21（c）]等附加锚固形式。贴焊的锚筋直径取与受力筋的直径d相同，锚筋长度可取为5d；弯钩的弯转角可取为135°，弯钩直段可取为5d。
图1-21 钢筋附加锚固的形式及构造要求
采用附加锚固后，最小锚固长度可按上述方法规定的la乘以附加锚固的折减系数0.7后取用，但需符合下列要求。
（1）纵向钢筋的侧向保护层厚度不小于3d。
（2）锚固长度范围内，箍筋间距不大于5d及100mm；箍筋直径不应小于0.25d，箍筋数量不少于3个；当纵向钢筋的混凝土保护层厚度不小于钢筋直径的5倍时，可不配置上述箍筋。
（3）附加锚固端头的搁置方向宜偏向截面内部或平置。
贴焊锚筋及做弯钩的锚固形式不用于受压钢筋的锚固。
为了保证光面钢筋黏结强度的可靠性，《水工混凝土结构设计规范》还规定绑扎骨架中的受力光圆钢筋应在末端做成180°弯钩，弯后的平直段长度不应小于3d（d为钢筋直径）。弯钩的形式与尺寸如图1-22所示。
带肋钢筋、焊接骨架和焊接网以及作为受压钢筋的光面钢筋可不做弯钩。
当板厚小于120mm时，板的上层钢筋可做成直抵板底的直钩。
2.钢筋的连接(www.xing528.com)
为了便于运输，出厂的钢筋除小直径的盘圆外，一般长度为6～12m，在使用过程中需要通过一定的连接方式将其接长至设计长度。钢筋的连接方式有绑扎搭接、机械连接和焊接。
图1-22 钢筋弯钩的形式与尺寸
图1-23 钢筋绑扎搭接接头
（1）绑扎搭接。绑扎搭接接头是在钢筋搭接处用铁丝绑扎而成，如图1-23所示。绑扎搭接接头是靠钢筋与混凝土之间的黏结力来传递钢筋之间的内力的，因此必须有足够的搭接长度。
当采用绑扎搭接接头时应注意以下要求。
1）钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍最小搭接长度，凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头，均属于同一连接区段（图1-24）。
图1-24 同一连接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头
2）位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率：梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%；柱类构件，不宜大于50%。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，梁类构件不应大于50%；板类、墙类及柱类构件，可根据实际情况放宽。
同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。
3）纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的最小搭接长度应根据位于同一搭接长度范围内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算，即
式中 l1——纵向受拉钢筋的搭接长度，mm；
la——纵向受拉钢筋的最小锚固长度，mm，按表1-9取用；
ζ——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数，按表1-10取用。
表1-10 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数ζ
在任何情况下，纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度均不应小于300mm。
4）受压钢筋的搭接接头面积百分率不宜超过50%。纵向受压钢筋的搭接长度不应小于按式（1-11）计算值的0.7倍，且不应小于200mm。
5）梁、柱的绑扎骨架中，在绑扎接头的搭接长度范围内，当钢筋受拉时，其箍筋间距不应大于5d，且不应大于100mm；当钢筋受压时，箍筋间距不应大于10d，且不应大于200mm。在此，为搭接钢筋中最小直径。箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。
6）当受压钢筋直径d＞25mm时，还应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。
由于搭接接头仅靠黏结应力传递钢筋内力，可靠性较差，《水工混凝土结构设计规范》规定以下情况不应采用绑扎搭接接头。
1）轴心受拉及小偏心受拉构件（如桁架和拱的拉杆）以及承受振动的构件的纵向受力钢筋，不应采用绑扎搭接接头。
2）双面配置受力钢筋的焊接骨架，不应采用绑扎搭接接头。
3）当受拉钢筋直径d＞28mm，或受压钢筋直径d＞32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。
（2）机械连接。机械连接是指在钢筋接头采用螺旋或挤压套筒连接，如图1-25所示。近年来，采用机械方式进行钢筋连接的技术已很成熟。
当采用机械连接时，应注意以下要求。
1）纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d（d为纵向受力钢筋的较大直径），凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。
2）在受力较大处设置机械连接接头时，位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%。纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。
3）直接承受动力荷载的结构构件中的机械连接接头，位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50%。
4）机械连接接头连接件的混凝土保护层厚度宜满足纵向受力钢筋最小保护层厚度的要求。连接件之间的横向净间距不宜小于25mm。
（3）焊接。焊接有闪光对焊、搭接焊和帮条焊，如图1-26所示。当采用焊接连接时，应注意以下要求。
图1-25 钢筋机械连接示意图
1—上钢筋；2—下钢筋；3—套筒（存凹螺旋）
1）纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。钢筋焊接接头连接区段的长度为35d（d为纵向受力钢筋的较大直径）且不小于500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的焊接接头均属于同一连接区段。
2）位于同一连接区段内纵向受力钢筋的焊接接头面积百分率，对于纵向受拉钢筋接头，不应大于50%。纵向受压钢筋接头、装配式构件连接处及临时缝处的焊接接头钢筋可不受此比值限制。
3）钢筋直径d≤28mm的焊接接头，宜采用闪光对焊或搭接焊；当d＞28mm时，宜采用帮条焊，帮条截面面积不应小于受力钢筋截面面积的1.2倍（HPB235级钢筋）或1.5倍（HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋）。不同直径的钢筋不应采用帮条焊。搭接焊和帮条焊接头宜采用双面焊缝，钢筋的搭接长度不应小于5d。当施焊条件困难而采用单面焊缝时，其搭接长度不应小于10d。当采用双面焊缝或单面焊缝焊接HPB235级钢筋时，则其搭接长度可分别为4d和8d。
4）直接承受动力荷载的钢筋混凝土构件，不宜采用焊接接头，严禁在钢筋上焊任何附件（端部锚固除外）。
当直接承受吊车荷载的钢筋混凝土吊车梁、屋面梁及屋架下弦的纵向受拉钢筋必须采用焊接接头时，应符合下列规定。
a.必须采用闪光接触对焊，并去掉接头的毛刺及卷边。
图1-26 钢筋焊接接头示意图
b.同一连接区段内纵向受拉钢筋焊接接头面积百分率不应大于25%，此时，焊接接头连接区段的长度应取为45d（d为纵向受力钢筋的较大直径）。
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