首页 理论教育 钢筋混凝土结构基本概念-从《结构设计原理》中获得

钢筋混凝土结构基本概念-从《结构设计原理》中获得

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:试验表明,和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向作用时,作用略大于P时梁的受拉区仍会出现裂缝。若在构件中配置抗压强度高的钢筋来构成钢筋混凝土受压构件,试验表明,与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件,不仅承载能力大为提高,而且受力性能得到改善。钢筋混凝土结构的刚度较大,在使用荷载作用下的变形较小,故可有效地用于对变形要求较严格的建筑物中。

钢筋混凝土结构基本概念-从《结构设计原理》中获得

钢筋混凝土是由钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料结合成整体,共同承受作用的一种建筑材料。

混凝土是一种人造石料,其抗压强度很高,而抗拉强度很低。采用素混凝土做成的构件,例如素混凝土梁,当它承受竖向作用时,在梁的垂直截面(正截面)上将产生弯矩,中性轴以上受压,以下受拉。当作用达到某一数值P时,梁的受拉区边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变,即出现竖向弯曲裂缝,这时,裂缝截面处的受拉区混凝土退出工作,该截面处的受压区高度减小,即使作用不增加,竖向弯曲裂缝也会急速向上发展,导致梁骤然断裂。这种破坏是很突然的,也就是说,当作用达到P的瞬间,梁立即发生破坏。P为素混凝土梁受拉区出现裂缝时的作用(荷载),一般称为素混凝土梁的抗裂荷载,也是素混凝土梁的破坏荷载。由此可见,素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的,而受压区混凝土的抗压强度远未被充分利用。在制造混凝土梁时,倘若在梁的受拉区配置适量的抗拉强度高的纵向钢筋,就构成钢筋混凝土梁。试验表明,和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向作用时,作用略大于P时梁的受拉区仍会出现裂缝。在出现裂缝的截面处,受拉区混凝土虽退出工作,但配置在受拉区的钢筋几乎承担了全部的拉力。这时,钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即断裂,仍能继续工作,直至受拉钢筋的应力达到其屈服强度,继而受压区的混凝土也被压碎,梁才被破坏。因此,钢筋混凝土梁中混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用,承载能力可较素混凝土梁提高很多。

混凝土的抗压强度高,常用于受压构件。若在构件中配置抗压强度高的钢筋来构成钢筋混凝土受压构件,试验表明,与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件,不仅承载能力大为提高,而且受力性能得到改善。在这种情况下,钢筋主要是协助混凝土来共同承受压力

综上所述,根据构件受力状况配置钢筋构成钢筋混凝土构件后,可以充分发挥钢筋和混凝土各自的材料力学特性,把它们有机地结合在一起共同工作,提高了构件的承载能力,改善了构件的受力性能。钢筋用来代替混凝土受拉(受拉区混凝土出现裂缝后)或协助混凝土受压。

钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料之所以能有效地结合在一起而共同工作,主要是由于:

(1)混凝土和钢筋之间有良好的黏结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。

(2)钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近(钢筋为1.2×10-5/℃,混凝土为1.0×10-5~1.5×10-5/℃),因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的黏结。

(3)混凝土包裹在钢筋的外围,可以防止钢筋的锈蚀,保证了钢筋与混凝土的共同工作。(www.zuozong.com)

钢筋混凝土除了能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性外,还有下述一些优点:

(1)在钢筋混凝土结构中,混凝土的强度是随时间而不断增长的,同时,钢筋被混凝土所包裹而不致锈蚀,所以,钢筋混凝土结构的耐久性是较好的。钢筋混凝土结构的刚度较大,在使用荷载作用下的变形较小,故可有效地用于对变形要求较严格的建筑物中。

(2)钢筋混凝土结构既可以整体现浇也可以预制装配,并且可以根据需要浇制成各种形状和截面尺寸的构件。

(3)钢筋混凝土结构所用的原材料中,砂、石所占的比重较大,而砂、石易于就地取材,可以降低工程造价

当然,钢筋混凝土结构也存在一些缺点,如:钢筋混凝土结构的截面尺寸一般较相应的钢结构大,因而自重较大,这对于大跨度结构是不利的;抗裂性能较差,在正常使用时往往是带裂缝工作的;施工受气候条件影响较大,并且施工中需耗用较多木材;修补或拆除较困难等。

钢筋混凝土结构虽有缺点,但毕竟有其独特的优点,所以广泛应用于桥梁工程、隧道工程、房屋建筑、铁路工程以及水工结构工程、海洋结构工程等。随着钢筋混凝土结构的不断发展,上述缺点已经或正在逐步加以改善。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈

相关推荐