混凝土保護層的作用：

1、保證鋼筋的錨固：

當受拉鋼筋的直線錨固長度所需的位置不夠時，可以採用機械錨固形式，規範推薦了三種機械錨固措施。混凝土結構中鋼筋能夠受力是由於其與周圍混凝土之間的粘結錨固作用，混凝土保護層越厚，則粘結錨固作用越大。規範中受力鋼筋的錨固長度是以混凝土保護層度不小於鋼筋的直徑為條件確定的。

**結構設計說明中雖然特別註明了“受力鋼筋保護層厚度不小於鋼筋直徑”，但在實際施工中往往沒有做到。

2、耐久性：

混凝土的鹼性環境使包裹在其中的鋼筋表面形成鈍化膜而不易鏽蝕。但是碳化和脫鈍會使鋼筋遭受鏽蝕，碳化的時間與混凝土的保厚層厚度有關，一定的鋼筋保護層厚度是結構耐久性所必需的條件。

3、受力構件截面的有效高度：

從錨固和耐久性的角度，鋼筋在混凝土中的保護層應該越大越好，然而從受力的角度而言，則正好相反。

因此，確定混凝土保護層厚度應綜合考慮錨固、耐久性、截面有效高度三個因素。在能保證錨固和耐久性的條件下儘可能取較小的保護層厚度。

4、混凝土保護層最小厚度的規定及影響因素：

混凝土保護層最小厚度根據不同情況分別對待，詳《混規》第9.2節。

1 環境類別的影響

2 構件類型的影響：

① 板牆殼類——與大氣只有一個接觸面；

② 梁、柱類——稜角部位受力鋼筋與大氣有兩個接觸面，碳化和有害介質的入侵更容易，因此最小保厚層厚度適當增加；對結構安全影響更大的柱類構件，保厚層厚度較梁類加大。

③ 基礎—考慮處於地下水影響的潮溼環境；

④ 預製類構件—由於工廠化生產，預製構件的混凝土質量容易得到保證，因此保護層厚度適當減低。

⑤ 附助鋼筋的保護層—箍筋、構造鋼筋、分佈筋。

鋼筋的錨固

1、粘結錨固力的構成：

鋼筋與混凝土之間的粘結錨固作用由膠結力、摩擦力、咬合力及機械錨固構成。咬合力表現為鋼筋對混凝土咬合齒的擠壓力，是錨固作用的主要成分。

2、錨固強度、錨固剛度：

鋼筋的錨固強度和剛度由拉拔試驗測定。

鋼筋拉拔時，在鋼筋與混凝土界面上存在沿鋼筋長度方向的抗拔能力。“粘結應力”——即單位鋼筋面積上的作用剪力；“粘結強度”——即為剪應力上限，或者說沿鋼筋長度方向的界面抗剪強度。粘結應力沿鋼筋表面傳給混凝土，並在錨固段周圍的混凝土中形成主應力場，此主應力場不是平面的，而是三維的。若鋼筋錨固長度過短，除去鋼筋可能因粘結破壞而拔出外，還可能將其周圍的混凝土沿主壓應力跡線拉裂，甚至拉出，形成“局部拉脫”破壞。

鋼筋拉拔時，埋入混凝土的一段長度鋼筋表面的粘結能力把拉力有效地傳入混凝土，抗拔出能力和抗拔出剛度（指滑出量不能過大）稱為“錨固強度”、“錨固剛度”。

3、影響粘結錨固的因素：

① 混凝土強度的影響——混凝土強度越高，咬合齒越強，握裹層混凝土的劈裂就越不容易發生，故粘結錨固作用越強。

② 保護層厚度——混凝土保護層越厚，對錨固鋼筋的約束越大；咬合力對握裹層混凝土的劈裂越難發生，粘結錨固作用越強。當保護層厚度大到一定程度，混凝土不會發生劈裂破壞，而會發生咬合齒擠壓破碎引起的刮犁拔出破壞。

③ 鋼筋的外形——鋼筋的外形決定了混凝土咬合齒的形狀，因而對錨固強度影響很大。

④ 錨固區域的配箍——錨固區箍筋可加大混凝土的約束。

ü 第一種是由梁、柱縱筋的鋼筋拉（壓）力傳入節點的部分所引起的在核心區混凝土形成剪力流承擔剪力。

ü 另一種是由梁、柱端的混凝土壓力在核心區混凝土的相應對角線方向（在一定寬度）形成“斜壓桿區”，起承擔相應部分節點剪力的作用，構成——“斜壓桿機構”。

**試驗表明，節點水平箍筋對節點核心區的約束作用，提高了核心區斜壓混凝土的抗剪能力——稱為“約束機構”。這種“約束機構”對節點抗震能力發揮著非常重要的作用。另在“桁架機構”中，節點區箍筋的水平箍肢能承擔由剪力流所引起核心區混凝土的主拉應力。可見節點區的水平箍筋對節點的抗震性能是非常關鍵的。

板鋼筋的錨固

板是結構的水平構件，承受並傳遞豎向荷載，無論是單向板還是雙向板、單跨板還是連續板，其受力特性為：跨中承受正彎矩；當為約束支座時，支座承受負彎矩（包括連續板中間支座）。

故從受力角度考慮，板筋在支座處的錨固：板麵筋按受拉錨固；板底筋錨固同簡支支座的梁底筋。由於現澆板相對於梁而言在其截面內作用的剪力較小，多數情況下都能滿足V<0.7ftbho的要求，因此板各跨下部筋伸入支座長度不小於5d，且要求伸至支座中線。

? 應注意：當板內會受到較高的溫度應力時，板上下鋼筋在各個截面處均有可能受較大拉力作用，此時，板的下部筋應按受拉錨固。

? 連續板中支座板麵筋一般均貫通設置，當支座兩側上部板筋拉力不等時，將在貫穿段的板筋內形成明顯的粘結應力；當此拉力差較大時，僅靠貫穿段的粘結應力尚不滿足，需延伸到相鄰板內，這就是當連續板中支座兩側配筋不一致時，較小板一側按較大一側配置的原因。

箍筋的錨固

l 對結構說明中梁箍筋“為提高箍筋的受力性能，箍鉤宜放在梁的受壓區”解疑。

? 箍筋的作用除去形成鋼筋骨架外，從受力方面看主要有三點：

1）作抗剪鋼筋使用，承擔剪力和斜裂縫截面中的彎矩引起的拉力。

2）與抗扭縱筋一起作抗扭鋼筋使用，承擔扭矩引起的拉力。

3）用來約束受壓的混凝土，以提高其極限壓應變和抗壓強度，承擔由混凝土受壓後側向膨脹引起的拉力。

2 當梁箍筋用於抗剪時，與剪力作用方向平行的箍肢將在不同高度與斜裂縫相交併承受拉力，因此箍筋的構造必須保證受力箍肢有良好的錨固。當受力箍肢的錨固端未遇到搭鉤時，繞過縱筋的90°彎折和水平箍肢將為受力的豎向箍肢提供足夠的錨固能力；若受力箍肢的錨固端有搭鉤時，搭鉤就必須滿足受力的豎向箍肢的錨固要求，這也是規範對箍筋彎鉤的構造要求的原因。

3 當梁箍筋用於抗扭時，受扭斜裂縫呈螺旋式裂縫，受扭箍筋各肢都可能同時在不同部位（與斜裂縫相交處）進入屈服，因此對箍筋搭鉤必須提出更高要求。

4 其約束作用的柱（受壓豎向構件）箍筋，混凝土側向膨脹對箍筋形成擠壓力而使受拉，特別是外箍，沿箍筋全長均受拉，箍筋彎鉤必須按規範嚴格執行，此時外箍應為完整封閉箍。

鋼筋的連接——詳《混規》第9.4節；《高規》第6.5節

1、鋼筋連接的原則

連接鋼筋通過接頭實現的是間接傳力，性能與整筋的直接傳力相比總有所削弱，因此完全不存在可以不受限制到處應用的“優質”接頭。因此應遵循以下原則：

① 接頭應儘量設置在受力較小處。

② 在同一受力鋼筋上宜少設接頭。以避免有多個連接接頭的鋼筋傳力性能削弱過多。

③ 接頭位置應相互錯開。以避免變形、裂縫集中接頭區域，影響傳力質量。

④ 在鋼筋連接區域應採取必要的構造措施。如適當增加混凝土保護層厚度或鋼筋間距，保證連接區域的配箍，以確保對被連接鋼筋的約束。

⑤ 鋼筋連接的類型：搭接、焊接、機械連接。

2、鋼筋的綁紮搭接連接

1）綁紮搭接連接的機理

搭接接頭是鋼筋的一種最古老的接頭方式，它是通過兩根鋼筋的一個“相併長度”，使一根鋼筋的拉力或壓力通過粘結傳給相併鋼筋間的混凝土，再經混凝土傳給另一根鋼筋，即，綁紮搭接鋼筋之間能夠傳力是由於鋼筋與混凝土之間的粘結錨固作用，傳力的基礎是“錨固”。

2）搭接連接缺陷主要為以下兩項

一是：因搭接接頭靠粘結效應傳力，因此必然要產生相對滑移，而一個搭接接頭的相對滑移所引起的所連接鋼筋的伸長要明顯大於沒有搭接接頭鋼筋的一般受拉伸長，也就是說，在同時受拉的多根鋼筋中，有搭接接頭鋼筋的抗拉剛度明顯低於沒有接頭的鋼筋，顯然，有搭接的鋼筋佔的比重越大，構件的剛度越偏弱。

二是：因搭接接頭處原來的一根鋼筋變成兩根鋼筋，由於搭接接頭伸長（粘結滑移）較大，試驗表明往往受拉裂縫都集中出現在搭接區的兩端；另由於搭接接頭的傳力機理，搭接鋼筋之間容易發生縱向裂縫——粘結劈裂裂縫。

3）受拉鋼筋的搭接長度：

鋼筋搭接傳力的本質是錨固，但較錨固相對削弱，因此搭接長度ll在錨固的基礎上適當加長，且根據搭接接頭的面積百分率取不同的搭接長度修正係數。同樣鋼筋搭接長度是通過試驗測得的。

4）受壓鋼筋的搭接連接：

受壓搭接比受拉搭接受力有利，因此，受壓搭接長度可在受拉搭接長度ll的基礎上乘0.70的係數適當減短。

受壓搭接接頭的一個特殊問題是，搭接鋼筋的兩個末端端面都會對其前面的混凝土形成一個附加的局部“頂力”，試驗表明，若無約束，受壓搭接鋼筋有可能會“彈出”，故《混規》第9.4.5條作出規定。

鋼筋“搭接”和“錨固”問題的識別：

“搭接”是鋼筋的一種接頭方式，即在鋼筋重疊的搭接接頭範圍內，一根鋼筋將其所受的拉力或壓力通過粘結效應經混凝土較均勻地傳給另一根鋼筋，它實現的是鋼筋與鋼筋之間的傳力。而“錨固”則是鋼筋經錨固長度將其拉力或壓力經粘結效應傳給錨固區的混凝土。

3、鋼筋的機械連接

機械連接的主要型式有：擠壓套筒連接、錐螺紋套筒連接、鐓粗直螺紋連接、滾軋直螺紋連接。

1）機械連接接頭的等級：

根據鋼筋機械連接接頭的傳力性能，按相關規程分級。分級的依據是：強度、剛度、延性、恢復性能、疲勞性能。

2）機械連接的應用

鋼筋的機械連接雖然相對比較簡便，但與整體鋼筋相比性能總有削弱。應遵守《混規》第9.4.6條、9.4.7條、9.4.8條的相關規定。

3）預應力鋼筋的連接

未來的預應力構件將淘汰冷加工鋼筋，採用中、高強鋼絲、鋼鉸線為受力鋼筋，這些高強預應力鋼筋必須用“預應力筋用連接器”實現受力鋼筋之間的內力傳遞。

4、鋼筋的焊接

1）焊接傳力的機理

鋼筋的焊接主要有：

ü 閃光對焊——將鋼筋放置成對接形式，利用電流通過被焊鋼筋端部，在接觸點處產生大量熱能，局部熔化金屬，同時對結合點施加軸向壓力使鋼筋連接的一種壓焊方法。

ü 電弧焊——利用電弧產生的高溫，熔化鋼筋端部及焊條，填充在接頭焊縫內

形成焊接接頭而使鋼筋連為一體的一種熔焊方法。

ü 電渣壓力焊——將鋼筋放置成豎向對接形式，利用電流通過渣池（焊劑）產

生的電阻熱將鋼筋端部熔化，再施加壓力使鋼筋焊為一體，是一種壓焊方法。

ü 氣壓焊——利用氧氣和乙炔燃燒的火焰為熱源，使被連鋼筋端頭達到熱塑狀

態再施加壓力使鋼筋頂鍛成一體的一種壓焊方法。