一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构的制作方法

本发明涉及新型钢筋混凝土结构，具体讲是一种减少钢筋混凝土结构受拉区斜向与径向裂缝的钢筋截面形式。

背景技术：

1、钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料组成的。钢筋的抗拉和抗压强度均很高，但是受压时容易失稳，这使得在结构中纯钢构件的强度很难充分发挥；而混凝土的抗压能力较强但抗拉能力较差，因此混凝土受拉力作用时很容易开裂，这使得素混凝土构件的应用受到很大的限制。同时钢筋破坏时表现出较好的延性，而混凝土破坏时具有明显的脆性。将混凝土和钢材有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用两种材料的性能。通过合理的设计和构造措施能够使钢筋混凝土结构在保证强度的情况下具有必要的延性。钢筋和混凝土两种材料能够结合在一起共同工作的原因之一就是二者之间具有良好的粘结力。在荷载作用下，良好的粘结力可保证两种材料协调变形，共同受力。

2、钢筋和混凝土间良好的粘结性能是两种材料能够共同工作承受荷载的关键因素之一。对于带肋钢筋，横肋与混凝土的咬合作用，使其粘结锚固性能优于光圆钢筋，所以在工程实际中得到了广泛应用。带肋钢筋通过横肋的咬合作用将自己的轴力传递给握裹层混凝土时，会产生平行于粘结面的粘结应力和垂直于粘结面的径向压力，如图1所示。

3、混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。当拉应变达到混凝土极限拉应变时，即出现裂缝。图1图2所示为带肋钢筋与混凝土的相互作用，钢筋横肋对混凝土的挤压就像一个楔体，斜向挤压力不仅产生沿钢筋表面的轴向分力，而且产生沿钢筋的径向分力。当荷载增加时，因斜向挤压作用，肋顶前方的混凝土将发生斜向开裂形成裂缝，而径向分力将使钢筋周围的混凝土产生环向拉应力，形成径向裂缝。径向裂缝发育若与混凝土外部裂隙裂缝贯通，会使钢筋与空气接触，发生锈蚀，随着锈蚀的逐渐发展，会进一步产生拉应力，产生更多的裂纹与裂缝，最终导致钢筋混凝土结构失效破坏，发生安全事故。

4、本发明着手于创造一种新的截面形式，达到控制钢筋径向与斜向裂缝，提高钢筋混凝土的耐久性与安全性。

技术实现思路

1、因此，为控制控制钢筋径向与斜向裂缝发育，本发明提出一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构，属于新型钢筋截面形式，旨在保持钢筋与混凝土粘结力的同时又控制钢筋混凝土受拉区径向斜向裂缝发育。

2、本发明是这样实现的，构造一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构,其特征在于；为了增加钢筋混凝土的粘结力，带肋钢筋广泛运用在钢筋混凝土结构中，而粘结力的主要组成是钢筋横肋与混凝土之间的咬合力组成；在横肋的底部，用半径r1为1.8～2.0倍的横肋高h作圆与钢筋面与横肋面底部相切，倒圆角。

3、进一步的；钢筋横肋骨的顶部，用半径r2=0.5～0.67 r1的圆与横肋顶部与端部相切的圆，倒圆角。

4、进一步的；在该钢筋结构中，保持肋间角β=30°～40°。

5、本发明具有如下优点：混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。当拉应变达到混凝土极限拉应变时，即出现裂缝。图1图2所示为带肋钢筋与混凝土的相互作用，钢筋横肋对混凝土的挤压就像一个楔体，斜向挤压力不仅产生沿钢筋表面的轴向分力，而且产生沿钢筋的径向分力。当荷载增加时，因斜向挤压作用，肋顶前方的混凝土将发生斜向开裂形成裂缝，而径向分力将使钢筋周围的混凝土产生环向拉应力，形成径向裂缝。径向裂缝发育若与混凝土外部裂隙裂缝贯通，会使钢筋与空气接触，发生锈蚀，随着锈蚀的逐渐发展，会进一步产生拉应力，产生更多的裂纹与裂缝，最终导致钢筋混凝土结构失效破坏，发生安全事故。为控制控制钢筋径向与斜向裂缝发育，本发明提出一种新型钢筋截面形式，尽可能减小横肋对混泥土的楔体效应，消除局部应力集中。旨在保持钢筋与混凝土粘结力的同时又控制钢筋混凝土受拉区径向斜向裂缝发育。

技术特征：

1.一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构,其特征在于；为了增加钢筋混凝土的粘结力，带肋钢筋广泛运用在钢筋混凝土结构中，而粘结力的主要组成是钢筋横肋与混凝土之间的咬合力组成；在横肋的底部，用半径r1为1.8～2.0倍倍的横肋高h作圆与钢筋面与横肋面底部相切，倒圆角。

2.根据权利要求1所述一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构, 其特征在于；钢筋横肋骨的顶部，用半径r2=0.5～0.67 r1的圆与横肋顶部与端部相切的圆，倒圆角。

3.根据权利要求1所述一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构, 其特征在于；在该钢筋结构中，保持肋间角β=30°～40°。

技术总结
本发明公开了一种减少钢筋混凝土结构受拉区径向斜向裂缝的钢筋结构,其目的是为了增加钢筋混凝土的抗裂性，带肋钢筋广泛运用在钢筋混凝土结构中，而粘结力的主要组成是钢筋横肋与混凝土之间的咬合力组成；本发明在横肋的底部，用半径R1为1.8～2.0倍的横肋高h作圆与钢筋面与横肋面底部相切，倒圆角。钢筋横肋骨的顶部，用半径R2=0.5～0.67 R1的圆与横肋顶部与端部相切的圆，倒圆角。在该钢筋结构中，保持肋间角β=30°～40°。本发明着手于创造一种新的纵截面形式，达到控制钢筋径向与斜向裂缝，提高钢筋混凝土的耐久性与安全性。

技术研发人员：李衍翰,李飘,周福川,张红军
受保护的技术使用者：四川公路桥梁建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21