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钢筋混凝土结构原理
由于混凝土的
抗拉强度
远低于
抗压强度
,因而
素混凝土结构
不能用于受有
拉应力
的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋,则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担,这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势,共同抵抗外力的作用,提高混凝土梁、板的
承载能力
。
钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地
共同工作
,是由于混凝土硬化后混凝土与钢筋之间产生了粘结力。它由
分子力
(胶合力)、摩阻力和机械
咬合力
三部分组成。其中起决定性作用的是机械咬合力,约占总粘结力的一半以上。将
光面钢筋
的端部作成弯钩,及将
钢筋焊接
成
钢筋骨架
和网片,均可增强钢筋与混凝土之间的
粘结力
。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀,钢筋周围须具有一定厚度的
混凝土保护层
[1-2]
。若结构处于有侵蚀性介质的环境,
保护层厚度
还要加大。
梁和板等
受弯构件
中受拉力的钢筋,根据
弯矩图
的变化沿纵向配置在
结构构件
受拉的一侧。在柱和拱等结构中,钢筋也被用来增强结构的
抗压能力
。它有两种配置方式:一是顺压力方向配置
纵向钢筋
,与混凝土共同承受压力;另一是垂直于压力方向配置横向的
钢筋网
和螺旋
箍筋
,以阻止混凝土在压力作用下的侧向膨胀,使混凝土处于三向受压的
应力状态
,从而增强混凝土的抗压强度和变形能力。由于按这种方式配置的钢筋并不直接承受压力,所以也称间接配筋。在受弯构件中与
纵向受力钢筋
垂直的方向,还须配置
分布筋
和箍筋,以便更好地保持结构的
整体性
,承担因
混凝土收缩
和温度变化而引起的应力,及承受横向
剪力
。
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