机械咬合力是什么概念

一、钢筋混凝土中的协同工作原理

钢筋混凝土结构中,钢筋与混凝土虽性能各异,却因独特的协同工作原理而紧密结合。其基本原理在于:

1. 两者间拥有出色的粘结性能,确保它们能可靠结合,共同承受外力和变形。

2. 它们的温度膨胀系数相近,使得在温度变化时,变形保持一致,避免了因温度应力粘结。

3. 混凝土包裹钢筋,为其提供了保护,防止腐蚀,确保结构的耐久性。

钢筋与混凝土之间的协同工作离不开粘结锚固作用。这种作用使得两者间能够实现应力传递,形成必要的工作应力。具体表现为:

1. 胶结力:钢筋与混凝土接触面上的化学吸附力,虽然其影响相对较小。

2. 摩阻力:混凝土收缩后产生的力,与接触面的粗糙程度和侧压力有关,随着滑移的发展,其作用逐渐减小。

4. 机械锚固力:通过钢筋端部的弯钩、弯折,或在锚固区采用附加锚固措施如焊钢筋、穿孔塞焊、锚栓锚头等提供锚固力。

二、影响钢筋在混凝土中锚固的因素

混凝土强度等级、保护层厚度、钢筋的锚固长度、配筋情况,以及弯钩和机械锚固等都会影响钢筋在混凝土中的锚固效果。

三、受拉钢筋的锚固长度计算

我国的规范是基于系统试验研究和可靠分析,同时参考国外标准来确定受拉钢筋的最小锚固长度。受拉光圆钢筋主要依赖钢筋与混凝土的粘结和弯钩的机械锚固;变形钢筋则主要依赖横肋对混凝土的咬合和周围混凝土的约束。

四、基本锚固长度lab

基本锚固长度lab介于临界锚固长度与极限锚固长度之间,确保钢筋可靠承载而不发生锚固。其计算公式中涉及钢筋外形系数、普通钢筋强度设计值以及混凝土轴心抗拉强度设计值。

五、受拉钢筋的锚固长度la

受拉钢筋的锚固长度由修正系数ζa和基本锚固长度lab的乘积确定。修正系数根据多种因素如钢筋直径、涂层、施工扰动、保护层厚度等来确定。

六、抗震锚固长度laE

在抗震设计中,纵向受拉钢筋的抗震锚固长度计算公式涉及ζaE(抗震锚固长度修正系数)和基本锚固长度la。不同抗震等级对应不同的修正系数。

七、其他要求

1. 当采用弯钩或机械锚固措施时,包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度可基于基本锚固长度lab的60%来确定。

2. 纵向受压钢筋在充分利用其抗压强度时,其锚固长度不应小于相应受拉锚固长度的70%。