1、第二章 混凝土結構材料的物理力學性能2.1砼的物理力學性能材料的力學性能指標包括：強度指標和變形性能指標。本節內容一、混凝土的組成結構二、單向受力狀態下的混凝土強度（重點）三、復合受力狀態下的混凝土強度四、混凝土的變形性能2.1.1 混凝土的組成結構普通混凝土是由水泥、砂子和石子三種材料及水按一定配合比拌合，經過凝固硬化后做成的人工石材。1、混凝土結構分為三種基本類型：微觀結構：即水泥石結構，由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學性能取決于水泥的化學礦物成分、粉磨細度、水灰比和硬化條件亞微觀結構：即混凝土中的水泥砂漿結構；可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組分體系

2、，砂子和水泥石的結合面是薄弱面。對于水泥砂漿結構，除上述決定水泥石結構的因素外，砂漿配合比、砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質含量是重要控制因素宏觀結構：即砂漿和粗骨料兩組分體系。與亞微觀結構有許多共同點，因為這時可以把水泥砂漿看作基相，粗骨料分布在砂漿中，砂漿與粗骨料的結合面也是薄弱面。2、混凝土的內部結構特點a) 混凝土是一種復雜的多相復合材料。其組份中的砂、石、水泥膠塊中的晶體、未水化的水泥顆粒組成了混凝土中錯綜復雜的彈性骨架，主要用它來承受外力，并使混凝土具有彈性變形的特點；b) 水泥膠塊中的凝膠、孔隙和結合界面初始微裂縫等，在外荷載作用下則使混凝土產生塑性變形

3、。c) 混凝土結構中的孔隙、界面微裂縫等先天缺陷，往往是混凝土受力破壞的起源，而微裂縫在受荷時的發展對混凝土的力學性能起著極為重要的影響。、單向受力狀態下的混凝土強度用途：是進行鋼筋混凝土結構構件強度分析、建立強度理 論公式的重要依據。1、立方體抗壓強度 混凝土強度等級立方體抗壓強度是最主要和最基本的指標?；炷恋膹姸鹊燃壥且罁炷亮⒎襟w抗壓強度標準制fcuk確定的。（1）測定方法：以邊長150mm立方體標準試件，在標準條件下（20±3，90%濕度）養護28天，用標準試驗方法（加載速度0.150.3N/mm2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的抗壓強度值，用符號C表示，C

4、30表示fcu,k=30N/mm2 現規范根據強度范圍，從C15C60共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2。C50以上為高強混凝土，（2）實驗方法對混凝土立方體抗壓強度的影響a) 箍（機頭）影響b) 尺寸影響c) 加載速度影響C30時，取每秒鐘0.30.5Nmm2；混凝土強度等級高于或等于C30時，取每秒鐘0.50.8Nmm2，d) 混凝土齡期影響混凝土的抗壓極限強度隨著試驗時混凝土的齡期逐漸增長，開始時強度增長的速度較快，后來逐漸減緩。（3）尺寸效應隨著受壓截面的增大，混凝土立方體抗壓強度值減小。2、混凝土軸心抗壓強度（混凝土的棱柱體強度fc ，是其基本力學性能之一）混凝土的抗壓強度不

5、僅與試件的尺寸有關，而且也同它的形狀有關?；炷两Y構的實際情況，受壓構件往往不是立方體，而是棱柱體，所以采用棱柱體試件(高度大于邊長的試件稱為棱柱體)比立方體試件能更好地反映混凝土的實際抗壓能力。軸心抗壓強度采用棱柱體試件測定，棱柱體試件高寬比一般h/b=2-3，我國通常取150mm×150mm×450mm的棱柱體試件，也常用100×100×300試件。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度。棱柱體抗壓強fck度和立方體抗壓強度fcu,k的關系（統計平均值）考慮到實際結構構件制作、養護、受力情況與試件的差異，并主要照顧到多年來采用的數值等因素，

6、規范中取用 式中：為棱柱體強度與立方體強度的比值，對混凝土強度等級為C50以下的取0.76；對C80取0.82，中間按直線內插計算。為高強度混凝土的脆性折減系數，對C40及以下取1.0，對C80取0.87，中間按內插計算，0.88為考慮實際構件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數。美國、日本、加拿大等國家，采用圓柱體（直徑150mm，高300 mm）標準試件測定的抗壓強度來劃分強度等級，符號記為 fc'。圓柱體強度與我國標準立方體抗壓強度的換算關系為，3.混凝土受壓破壞機理粗骨料抗壓強度為90Nmm2；砂漿抗壓強度為48Nmm2 ；由這兩種材料組成的混凝土抗壓強度只有24 Nmm

7、2，其原因必須從混凝土受壓破壞的機理來剖析：混凝土內部是多層次的二相復合結構，在未受荷前由于收縮、濕熱體積變化等原因就已存在初始的微裂縫，在外力作用下，混凝土的破壞過程是裂縫不斷產生、擴展和失穩的過程?；炷疗茐牡娜齻€階段I. 3040極限抗壓強度以內：此時只在試件內骨料和漿體結合面的某些孤立點上產生拉應力集中，當拉應力超過結合面粘結強度時，這些點就開裂，從而緩和了應力集中并恢復平衡。II. 極限強度的7090：裂縫緩慢穩定地發展著，若停止加載，裂縫擴展也就中止，所以也叫做穩定裂縫擴展階段。由于不可恢復的變形明顯增加，橫向變形系數增大，其應力約為極限強度的7090，通常稱為臨界應力。III.破

8、壞階段：此后進入不穩定裂縫擴展階段，即第階段，裂縫數量和寬度均急劇增加，有的砂漿裂縫與粘結裂縫已連在一起，成為連續裂縫，應力再增加，混凝土內裂縫大量傳播發展，骨料與水泥石之間的粘結作用基本喪失，大體連成與受荷作用方向平行的通縫，使混凝土被斷裂成若干分離的小柱體，應力達到極限抗壓強度此過程可概括為：微裂縫的形成；裂縫擴展階段；裂縫貫穿階段?；炷恋暮暧^破壞是裂縫累積的過程，是內部結構局部損傷到連續性遭受破壞(裂縫貫通)而導致整個體系解體而喪失承載能力的過程，決非組成相(粗骨料、砂漿)自身強度的耗盡。4.混凝土的抗拉強度是混凝土基本力學性能指標之三，用符號 ft 表示?；炷翗嫾_裂、裂縫、變形，

9、以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關?；炷凛S心抗拉強度比立方強度小很多，只有立方強度的11718，由于軸心受拉試驗對中困難，常采用立方體或圓柱體劈拉試驗測定混凝土的抗拉強度。復合受力狀態下的混凝土強度實際結構中，混凝土很少處于單向受力狀態。更多的是處于雙向或三向受力狀態。如剪力和扭矩作用下的構件、彎剪扭和壓彎剪扭構件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。1 雙軸應力狀態。在一軸受壓一軸受拉狀態下，任意應力比情況下均不超過其相應單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應力或壓應力的增加而減小。雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發生在兩個壓應力之比為0.3 0.6之間，約為(1

10、.251.60 )fc。雙軸受壓狀態下混凝土的應力-應變關系與單軸受壓曲線相似，但峰值應變均超過單軸受壓時的峰值應變。2。三軸應力狀態三軸應力狀態有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側壓條件進行。3。局部抗壓強度局部受壓強度fcl 比軸心抗壓強度 fc 大很多，也是因為局部受壓面積以外的混凝土對局部受壓區域內部混凝土微裂縫產生了較強的約束。2.1.4 混凝土的變形性能混凝土的變形分為兩類：一類稱為混凝土的受力變形；另一類稱為混凝土的體積變形。混凝土的受力變形：1一次短期加荷的變形：混凝土單軸受力時的應力-應變關系反映了混

11、凝土受力全過程的重要力學特征，是分析混凝土構件應力、建立承載力和變形計算理論的必要依據，也是利用計算機進行非線性分析的基礎。混凝土單軸受壓應力-應變關系曲線，常采用棱柱體試件來測定。在普通試驗機上采用等應力速度加載，達到軸心抗壓強度fc時，試驗機中集聚的彈性應變能大于試件所能吸收的應變能，會導致試件產生突然脆性破壞，只能測得應力-應變曲線的上升段。采用等應變速度加載，或在試件旁附設高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機內集聚的應變能，可以測得應力-應變曲線的下降段。（1）不同混凝土強度的應力應變，強度等級越高，線彈性段越長，峰值應變也有所增大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結很強，密實性好，微

12、裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。（圖2-10）(2)混凝土受壓應力應變曲線關系的數學模型Rusch的建議曲線Hognestad建議的應力-應變曲線規范應力-應變關系上升階段：，下降階段：，(3)混凝土三向受壓的變形特點如果混凝土試件橫向處于約束狀態，不但可以提高它的抗壓強度，還可以大大提高其延性。工程上可以通過設置密排螺旋筋或箍筋來約束混凝土。箍筋的作用：1 螺旋箍筋約束對強度和變形能力均有很大提高2 矩形箍筋約束對強度的提高不是很顯著，但對變形能力有顯著改善影響箍筋作用的因素： 箍筋與內部混凝土的體積比； 箍筋的屈服強度； 箍筋間距與核心截面直徑或邊長的比值

13、； 箍筋直徑與肢距的比值； 混凝土強度，對高強混凝土的約束效果差一些因此，了解混凝土的破壞機理，不僅可以解釋各種不同試驗混凝土強度的差別，還可以通過約束混凝土的橫向變形來提高混凝土的抗壓強度。如圖采用配置螺旋箍筋形成所謂“約束混凝土”，可顯著提高混凝土的抗壓強度，并且可以提高混凝土變形能力。從螺旋箍筋約束混凝土的應力-應變曲線中可以看出，當應力較小時，橫向變形很小，箍筋的約束作用不明顯；當應力超過B點的應力時，由于混凝土的橫向變形開始顯著增大，側向膨脹使螺旋箍筋產生環向拉應力，其反作用力使混凝土的橫向變形受到約束，從而使混凝土的強度和變形能力都得到提高。在抗震結構對于可能出現塑性鉸的區域，均要

14、求加密箍筋配置來提高構件的變形能力，達到壞而不倒的目的。（4）彈性模量測定方法公式：要在混凝土一次加荷應力應變曲線上做原點的切線，找出a角是不容易做準確的，通用的做法是：對棱柱體試件(標準尺寸150mmXl50mmX 300mm)先加荷至 0.5fc，然后卸荷至零，再重復加荷卸荷510次。由于混凝土不是彈性材料，每次卸荷至應力為零時，變形不能全部恢復，即存在殘余變形，隨著加荷卸荷次數的增加，應力應變曲線漸趨穩定并基本上接近于直線，該直線的斜率即定義為混凝土的彈性模量。(5)混凝土受拉時的應力應變關系在試件加載的初期，變形與應力成線性增長，至峰值應力的4050達比例極限，繼續加載至峰值應力的76

15、83時，曲線出現明顯拐點(即裂縫不穩定擴展的起點)，其應力為臨界應力，曲線下降段的坡度亦髓混凝土強度的提高而更陡峭，當表面平均裂縫寬度達0.170.35mm時，應力接近零值。受拉彈性模量，與受壓時的彈性模量基本相同。2、荷載長期作用下的變形(混凝土的徐變)定義：混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現象稱為徐變徐變對結構的不利影響：徐變會使結構（構件）的（撓度）變形增大，引起預應力損失，在長期高應力作用下，甚至會導致破壞。徐變對結構的有利影響：徐變有利于結構構件產生內（應）力重分布，降低結構的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土內的溫度應力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現。徐變

16、隨時間的變化關系：如在時間t 卸載，則會產生瞬時彈性恢復應變。由于混凝土彈性模量隨時間增大，故彈性恢復應變小于加載時的瞬時彈性應變。再經過一段時間后，還有一部分應變''可以恢復，稱為彈性后效或徐變恢復，但仍有不可恢復的殘留永久應變。徐變產生的原因：主要原因：混凝土硬結以后，骨料之間的水泥漿，一部分變為結晶體，它是完全彈性的；另一部分是充填在晶體間的凝膠體，具有粘性流動的性質。當對水泥石施加外荷時，在加荷的瞬間結晶體與凝膠體共同承受外荷。其后，隨著時間的推移，凝膠體由于粘性流動而逐漸卸荷，此時晶體承受了更多的外力，并產生彈性變形，從而使水泥石變形(混凝土徐變)增加。即水泥凝膠體向

17、水泥結晶體應力重分布所造成的結果。另一原因是為裂縫的發展和增加：混凝土內部微裂縫在荷載長期作用下不斷發展和增加，從而導致應變的增加。當應力不大時，徐變的發展以第一種原因為主；當應力較大時，以第二種原因為主壓應力與徐變的關系：1. 當初始應力小于0.5fc時線性徐變。徐變在2年以后可趨于穩定。2. 當初始應力大于0.5fc時非線性徐變。3. 當加載應力過高時徐變不收斂，稱非穩定徐變。影響因素內在因素：是混凝土的組成和配比。骨料的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。環境影響：包括養護和使用條件。受荷前養護的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。蒸汽養護可使徐

18、變減少（2035）%。受荷后構件所處的環境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。當初應力：si >0.8fc 時，混凝土內部微裂縫的發展已處于不穩定的狀態，徐變的發展將不收斂，最終導致混凝土的破壞。因此將0.8fc作為混凝土的長期抗壓強度混凝土強度影響：高強混凝土的密實性好，在相同的s /fc比值下，徐變比普通混凝土小得多。但由于高強混凝土承受較高的應力值，初始變形較大，故兩者總變形接近。此外，高強混凝土線性徐變的范圍可達0.65fc，長期強度約為0.85fc，也比普通混凝土大一些。3、多次重復荷載作用下的變形多次重復荷載下的曲線（課本P20）應力應變曲線不同的發展過程和變化，其關鍵是施加

19、荷載時應力的大小，其應力的界限稱為混凝土疲勞極限強度?；炷猎诙啻沃貜秃奢d作用下的破壞極限強度值要低于混凝土的靜力極限強度(即棱柱體抗壓強度)。其值比較分散，并隨循環次數n和混凝土強度而變化，大致在0.5fc左右。因此，混凝土的疲勞強度可定為能夠承受某一定重復作用次數的應力值。4、混凝土的收縮和膨脹收縮：混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現象稱為混凝土的收縮。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產生的變形。收縮對結構的影響： 當這種自發的變形受到外部（支座）或內部（鋼筋）的約束時，將使混凝土中產生拉應力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會使預應力混凝土構件產生預應力損失。某些對跨度比較敏感的

20、超靜定結構（如拱結構），收縮也會引起不利的內力。混凝土的收縮隨時間的變化關系。時間效應：早期收縮變形發展較快，兩周可完成全部收縮的25%，一個月可完成50%，以后變形發展逐漸減慢，整個收縮過程可延續兩年以上。一般情況下，最終收縮應變值約為(25)×10-4（混凝土開裂應變(0.52.7)×10-4）。影響混凝土收縮的因素：（1） 水泥的品種（2） 水泥的用量（3） 骨料的性質（4） 養護條件（5） 混凝土制作方法 （6） 使用環境（7） 構件的體積與表面積比值2.1 鋼筋的物理力學性能本節內容及要求一、鋼筋的成分、級別、品種二、鋼筋的強度與變形（重點）三、鋼筋的應力-應變曲

21、線數學模型四、鋼筋的疲勞五、混凝土結構對鋼筋性能的要求鋼筋的成分、級別、品種鋼筋混凝土結構所采用的鋼材按其化學成分可分為碳素鋼及普通低合金鋼。 碳素鋼除含有鐵元素外還有少量的碳、硅、錳、硫、磷等元素。根據含碳量的多少，碳素鋼又可分為低碳鋼(含碳量<025)、中碳鋼(含碳量025一06)及高碳鋼(含碳量0.6一1.4)。含碳量越高強度越高，但塑性和可焊性降低，反之則強度降低而塑性和可焊性好。普通低合金鋼普通低合金鋼除碳素鋼中已有的成份外，再加入少量的合金元素如硅、錳、鈦、釩、鉻等，可有效地提高鋼材的強度和改善鋼材的其他性能。目前我國普通低合金鋼按其加入元素種類有以下幾種體系：錳系(20錳硅

22、、25錳硅)；硅釩系(40硅2錳釩、45硅錳釩)；硅鈦系(45硅2錳鈦)；硅錳系(40硅2錳、48硅2·錳)；硅鉻系(45硅2鉻)。用于鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構的國產鋼筋按加工方法分為下列四類：熱軋鋼筋分為、級四個等級，屈服強度（標準值=鋼材廢品限值，保證率97.73%）分別為235、335、400、540MPa，延伸率d5=25、16、14、10%，直徑840。級鋼筋多為光面鋼筋，多作為現澆樓板的受力鋼筋和箍筋、級鋼筋強度較高，多作為鋼筋混凝土構件的受力鋼筋，尺寸較大的構件，也有用級鋼筋作箍筋的為增強與混凝土的粘結，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋。級鋼筋強度太高，不適宜

23、作為鋼筋混凝土構件中的配筋，一般冷拉后作預應力筋HPB235級、HRB335級、HRB400級、RRB400屈服強度 fyk（標準值=鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB235級： fyk = 235 N/mm2HRB335級： fyk = 335 N/mm2HRB400級、RRB400級： fyk = 400 N/mm2鋼絲中強鋼絲的強度為8001200MPa，高強鋼絲、鋼絞線的為 1470 1860MPa；延伸率d10=6%，d100=3.54%；鋼絲的直徑39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.515.2 mm。中高強鋼絲和鋼絞線均用于預應力

24、混凝土結構。熱處理鋼筋是將級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調質工藝處理，使強度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預應力混凝土結構。冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤條經冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強度，節約鋼材。但經冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應根據專門規程使用。冷加工方式：冷拉或冷拔冷加工目的：提高熱軋鋼筋的強度。冷拉：冷拉時鋼筋的冷拉應力值必須超過鋼筋的屈服強度。冷拉無時效：殘余變形OO1,這時拉伸曲線的屈折點K比原來的屈折點有所提高，K點為經過冷拉后新的屈服點。冷拉經時效：如果停留一段時間再張拉時，則應力應變曲線將沿O1K/Z，

25、變化，屈服點可提高至K/點。這種現象稱為時效硬化。冷拔冷拔是將鋼筋用強力拔過比它本身直徑還小的硬質合金拔絲模，這時鋼筋同時受到縱向拉力和橫向擠壓力的作用，使截面變小而長度拔長，經過幾次冷拔，鋼絲的強度比原來有很大提高，但塑性降低很多。2.2.2 鋼筋的強度與變形1、有明顯屈服點的鋼筋 主要強度指標指標：屈服強度和極限強度屈服強度：是鋼筋強度的設計依據，因為鋼筋屈服后將很大的塑性變形，且在卸載時這部分變形不可恢復，這會使鋼筋混凝土構件產生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關，不太穩定，一般取屈服下限作為屈服強度。變形性能指標：延伸率、冷彎性能延伸率：鋼筋拉斷時的應變，是反映鋼筋塑性

26、性能的指標。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預兆，延性較好。冷彎性能是將直徑為d的鋼筋繞直徑為D的鋼輥，彎成一定的角度而不發生斷裂，就表示合格。鋼輥的直徑D越小、彎轉角越大，說明鋼筋的塑性越好。屈強比反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。2、無明顯屈服點的鋼筋設計強度指標條件屈服點：取殘余應變為0.2%所對應的應力。規范?。簊0.2 =0.85 fu經冷拔后的鋼絲沒有明顯的屈服點和流幅，冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度。冷拔則可同時提高抗拉及抗壓強度鋼筋的應力-應變關系1雙直線(完全彈塑性模型）此模型適用于流幅較長的低強度鋼材2三折線(完全彈塑性加硬化模型) 對于屈服后立即發生應變硬化(應力強

27、化)的鋼材，前述雙直線應力應變模型過低地估計了高應變時的應力，為了正確地估計高出屈服應變后的應力，可采用三折線模型.3雙斜線(彈塑性模型) 此模型用于沒有明顯流幅的高強鋼筋或鋼絲的應力應變曲線。 2.2.4 鋼筋的疲勞指的是鋼筋在承受重復、周期性的動荷載作用下，經過一定次數后突然脆性斷裂的現象。鋼筋的疲勞強度低于其靜荷載作用下的極限強度?；炷两Y構對鋼筋性能的要求(1)強度所謂強度指的是鋼筋的屈服強度和極限強度。鋼筋的屈服強度是設計計算時的主要依據(如無明顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服應力，約相當于80的極限強度)。 fy/fu=0.60.7。(2)塑性要求鋼材在斷裂前應有足夠的變形使鋼筋混凝土

28、梁在將要破壞時能給人們以預告信號。檢驗指標：延伸率，冷彎性能(3)可焊性在一定的工藝條件下要求鋼筋焊接后不產生裂紋及過大的變形，保證焊接后的接頭性能良好。(4)耐火性工程中通過調整保護層厚度來滿足結構耐火極限要求。(5)與混凝土的粘結力為了保證鋼筋與混凝土共同工作，兩者之間必須有足夠的粘結力，鋼筋表面的形狀對粘結力有重要的影響。鋼筋的屈服強度、極限強度、伸長率和冷彎是施工單位驗收鋼筋是否合格的四個主要指標。2.3 鋼筋與混凝土之間的粘接鋼筋和混凝土這兩種材料結合在一起，在荷載、溫度、收縮等外界因素作用下，能夠共同工作，除了兩者具有相近的線膨脹系數外，主要是由于混凝土硬化后，鋼筋與它周圍的混凝土

29、之間產生了良好的粘結能力(或稱錨固能力)。鋼筋與混凝土的粘結性能粘結的意義a) 鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結是保證鋼筋與混凝土共同受力變形的基本前提。b) 通過鋼筋與混凝土界面的粘結應力，可以實現鋼筋與混凝土之間的應力傳遞，從而使兩種材料可以結合在一起共同工作。c) 粘結應力通常是指鋼筋與混凝土界面間的剪應力。分類：鋼筋端部的錨固粘結應力和裂縫間的局部粘結應力粘結的組成粘結的機理：鋼筋與混凝土的粘結作用由三部分組成：混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的膠結力：當鋼筋與混凝土產生相對滑動后，膠結作用即喪失。混凝土因收縮將鋼筋握緊而產生的鋼筋與混凝土間的摩擦力：摩擦力的大小取決于握裹力和鋼筋與混凝土表面的

30、摩擦系數。機械咬合力 光面鋼筋：對光面鋼筋：粘結力主要來自于膠結力和摩阻力。 對于光面鋼筋，表面輕度銹蝕有利于增加摩擦力，但摩擦作用也很有限。 由于光面鋼筋表面的自然凹凸程度很小，機械咬合作用也不大。因此，光面鋼筋與混凝土的粘結強度是較低的。 為保證光面鋼筋的錨固，通常需在鋼筋端部彎鉤、彎折或加焊短鋼筋以阻止鋼筋與混凝土間產生較大的相對滑動變形鋼筋：對變形鋼筋：粘結力主要來自于機械咬合力。 將鋼筋表面軋制出肋形成帶肋鋼筋，即變形鋼筋，可顯著增加鋼筋與混凝土的機械咬合作用，從而大大增加了粘結強度。 對與強度較高的鋼筋，均需做成變形鋼筋，以保證鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結強度，使鋼筋的強度得以充分

31、發揮。 變形鋼筋受力后，其凸出的肋對混凝土產生斜向擠壓力，其水平分力使鋼筋周圍的混凝土軸向受拉、受剪，徑向分力使混凝土產生環向拉力。軸向拉力和剪力使混凝土產生內部斜向錐形裂縫。環向拉力使混凝土產生內部徑向裂縫。當混凝土保護層和鋼筋間距較小時，徑向裂縫可發展達到構件表面，產生劈裂裂縫，機械咬合作用將很快喪失，產生“劈裂式”粘結破壞。在鋼筋周圍配置橫向鋼筋（箍筋或螺旋鋼筋）或增加混凝土的保護層厚度（c/d），可提高粘結強度。如果鋼筋周圍的橫向鋼筋較多或混凝土的保護層（c/d）較大，徑向裂縫很難發展達到構件表面，則肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下最終將被擠碎，發生沿肋外徑圓柱面的剪切破壞，形成所

32、謂的“刮梨式”破壞，“刮梨式”破壞是變形鋼筋與混凝土粘結強度的上限。粘結強度 粘結強度tu：粘結破壞（鋼筋拔出或混凝土劈裂）時鋼筋與混凝土界面上的最大平均粘結應力。影響粘結強度的主要因素1、 混凝土強度：光面鋼筋和變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強度的提高而增加，但并不與立方體強度fcu成正比，而與抗拉強度 ft 成正比。2、保護層厚度和鋼筋凈間距：對于變形鋼筋，粘結強度主要取決于劈裂破壞。因此相對保護層厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結強度越高。當c/d 很大時，若錨固長度不夠，則產生剪切“刮梨式”破壞。同理，鋼筋凈距s與鋼筋直徑d 的比值s/d 越大，粘結強度也越高。3、橫向配筋：橫向鋼筋的存在限制了徑向裂縫的發展，使粘結強度得到提高。配置橫向鋼筋可以阻止徑向裂縫的發展。因此對于直徑較大鋼筋的錨固區和搭接長度范圍，均應增加橫向鋼筋。當一排并列鋼筋的數量較多時，也應考慮增加橫向鋼筋來控制劈裂裂縫的發生。4、鋼筋表面和外形特征：光面鋼筋表面凹凸較小，機械咬合作用小，粘結強度低。月牙肋和螺紋肋變形鋼筋，前者肋的相對受力面積（擠壓混凝土的面積與鋼筋截面積的比值）較小，粘結強度比螺紋鋼筋低一些。由于變形鋼筋的外形參數不隨直徑成比例變化，對于直徑較大的變形鋼筋，肋的相對受力面積減小，粘結強度也有所減小。此外，當鋼筋表面為防止銹蝕涂環氧樹脂時，鋼筋表面