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厂房楼面荷载安全性检测鉴定中心——既有混凝土构件中钢筋与混凝土的粘接性能

钢筋与混凝土之间存在粘结力是钢筋与混凝土复合体共同工作的基本前提。所谓粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力。混凝土与钢筋之间的粘结力,主要由三部分组成①混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶合力②钢筋与混凝土接触面间的摩擦力③钢筋表面粗糙不平的机械咬合作用。光面钢筋的粘结强度主要为摩擦阻力及化学胶合力的组合,钢筋与混凝土接触面间的这种阻力与钢筋表面状况有关。对变形钢筋,胶着力和摩擦力仍然存在,但粘结强度主要为于钢筋表面凸出的肋与混凝土的机械咬合力。钢筋锈蚀后的锈蚀产物是一种疏松、易剥落的物质。它在钢筋与混凝土之间形成一层疏松隔离层,改变了钢筋与混凝土之间的接触面,使混凝土与钢筋之间的化学胶着力降低。锈蚀产物的体积一般增长了2一4倍,当铁锈体积膨胀达到一定程度时,钢筋周围的混凝土由于径向膨胀力作用而开裂,从而使混凝土对钢筋的约束作用减弱,摩擦力减小。钢筋锈蚀后钢筋与混凝土之间的机械咬合力也在减小。已有研究发现,对钢筋截面锈蚀率小于1%的轻度锈蚀,由于锈蚀增加了钢筋表面的粗糙度, 钢筋与混凝土之间的粘结力有一定提高但当钢筋锈蚀率大于5%时,钢筋变形肋已基本锈平,不能提供有效的机械咬合力, 其粘结应力明显降低。总之,混凝土与钢筋之间的粘结强度随着钢筋锈蚀率增加而逐渐退化。
粘结性能退化的机理是

①当钢筋锈蚀到一定程度后, 将在钢筋和混凝土之间形成一个锈蚀产物过量剩余层,锈蚀层呈疏松状,在钢筋与混凝土之间形成一层疏松隔离层, 钢筋和混凝土之间的摩擦系数降低。

②锈蚀产物分布在钢筋周围, 体积膨胀为原来的2一4倍,由于锈蚀产物体积膨胀而钢筋周围保护层混凝土环向受拉,当产生的拉应力超过混凝土的极限拉应力时,保护层混凝土产生沿筋裂缝。钢筋与混凝土的化学胶着力受到部分损失,保护层开裂甚至剥落,降低外围混凝土对钢筋的约束,机械摩擦力减小。混凝土开裂时的钢筋腐蚀量与钢筋直径、保护层厚度、混凝土强度、钢筋种类和钢筋位置等因素有关。

③锈蚀时变形钢筋的横肋总是早些时候生锈, 横肋的锈损降低了钢筋和混凝土之间的机械咬和力, 尤其是在局部锈蚀中,对于变形钢筋,钢筋肋与混凝土之间的机械咬和力是主要的粘结力。由于机械咬和力降低,导致粘结力下降。由于粘结力的下降,使得混凝土与钢筋不能有效地协同工作,混凝土受拉刚化效应减小。受腐蚀钢筋混凝土构件性能劣化的一个主要原因就是混凝土与钢筋的粘结性能退化。有些环境下钢筋的腐蚀不是均匀腐蚀,而是局部腐蚀,这对钢筋与混凝土的粘结性能影响更大。
国内外研究者对腐蚀构件的粘结性能进行了大量的试验研究。就现有资料看来国内学者一般采用拔出试件，国外有学者采用钢筋刻痕来模拟坑蚀,还有用暴露的钢筋来模拟粘结破坏。浙江大学赵羽习,金伟良,进行了模拟钢筋表面局部腐蚀的拔出试验,试验表明极限粘结强度在钢筋腐蚀达到某一个程度（试验给出值是1%）之前有所增加,但随着腐蚀增加,极限粘结强度不断降低直到可以忽略不计。试验显示自由端的滑移值随着纵向
裂缝的开展而迅速降低,表明钢筋约束突然丧失,标志着粘结破坏发生的临界滑移量受钢筋表面状况和约束程度的影响极大。钢筋与混凝土之间的粘结力本构关系的描述目前主要有两种方法一是显式模型,二是隐式模型。
一般文献中多数给出的钢筋与混凝土之间的粘结力本构关系为显式模型,典型的粘接滑移模型〔主要分为4段：滑移段、劈裂段、下降段和残余段具体描述各段的方式,不同研究者根据自己的试验结果给出了不同的表达式。典型的隐式模型之一为人工神经网络的模型,根据文献的研究,人工神经网络的模型也能较好地表达钢筋与混凝土之间的粘结力本构关系

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　　若按一般厂房设计楼板能承受标准荷载是4.2KN/M2。厂房的二楼放置设备,要看放置设备本身重量及设备运行频率产生的动荷载决定

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