1.钢筋混凝土结构基本知识

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1、1钢筋混凝土结构基本知识1.1钢筋混凝土构件相关知识1.1.1钢筋和混凝土的共同工作原理钢筋和混凝土为两种不同的材料，它们的力学性能完全不同，混凝土具有较强的抗压能力，但抗拉能力较弱，单纯用混凝土浇捣而成的构件，我们常称其为素混凝土构件，这类构件能承受较人的压力，但受到拉力吋很容易破坏，造成构件下部出现裂缝，因此素混凝土构件在工程中的适用受到很大的限制，一般用于基础下的垫层、素混凝土灌注桩等。实际工程中，不同的构件，其受力情况不同，一般不仅要承受压力，还要承受拉力、剪力等，比如梁，就是受弯构件，什么

2、是受弯构件呢？简单地说就是当梁承受荷载（即承受的力，分为动荷载和恒荷载，通俗地讲就是人的活动产生的力叫动荷载；家具等产生的力叫恒荷载）后，就会弯曲，从构件的内部受力情况分析，将梁的断面从中线分为上、下两部分，梁的上部承受压力、下部承受拉力,如图所示1-1所示，梁的上部因混凝土有较强的抗压性能，足以抵抗荷载产生的压力，而不会出现裂缝；但梁的下部因混凝土的抗拉性能差，不能抵抗荷载产牛的拉力，而岀现破坏，产生裂缝，如果荷载继续加大，裂缝会不断向上发展，最后整个梁就会断裂。为了使梁不仅能够承受压力，还能够承

3、受拉力，就必须寻找一种抗拉能力很强，又能与混凝土结合在一起共同承担外力的材料。图1-1混凝土梁的受力破坏图而钢筋符合这个条件，这是因为钢筋不仅抗拉能力很强，而II能和混凝土组合在一起共同工作，其原因是：①钢筋和混凝土之间有可靠的粘结力，能够承受由于二者的相对变形（滑移）在界面上产生的相互作用力。当混凝土凝结后，混凝土和钢筋之间有很强的粘结力，特別是当钢筋端部加了弯钩，表面轧了花纹后二者之间的粘结力人大加强，使混凝土和钢筋结成一个坚固的整体，共同承受外力。钢筋和混凝土之间的粘结力包括：混凝土硕结和收缩

4、对钢筋产生的握裹力；水泥胶体与钢筋表面的胶结力；钢筋表面粗糙不平及变形钢筋表面的横肋与混凝土之间的机械齿合力。此外，粘结力的大小还与钢筋表面形状、保护层厚度、受力钢筋间距等因素有关。②钢筋和混凝土的线膨胀系数非常接近。当温度变化时，钢筋和混凝土也会随着温度的变化而仲长或缩短，两种材料的材料的伸长或缩短数值基本相同，也就是说二者相对变形很小，不会产生相互错动，而破坏两者的粘结力。③混凝土总包裹在钢筋外围，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，混凝土本身对钢筋也没有腐蚀作用，从而保证钢筋混凝土构件的耐久性。由以上

5、分析得知，钢筋和混凝土结合在一起共同工作，各自在承受荷载时发挥自己的作用一一钢筋承受拉力、混凝土承受压力，使钢筋混凝土构件有很强的承载能力。有人可能因此提出问题，在混凝土构件中是不是配的钢筋越多，承载力就越高？其实并非如此，让我们掌握一些相关知识。1.1.2钢筋混凝土相关知识（1）适筋梁、超筋梁和少筋梁的概念一个构件屮需要配多少钢筋，是要经过结构计算的，它与构件所要承担的荷载大小、混凝土的强度等级（即混凝土的标号）、钢筋的强度等级及构件的几何尺寸的大小有关，即不能配的太多，也不能太少，应该适当。比如

6、，根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁可以分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种。1）适筋梁适筋梁是指正常配筋的梁，也即钢筋配置适当。这类梁在所能承受的荷载范围内，正常工作，一旦承受的荷载超出范围时，其破坏的主要特点是受拉区混凝土先出现裂缝，然后受拉区的钢筋达到屈服强度，最后受压区混凝土被压碎，构件即告破坏，如图1-2&所示。这种梁在破坏前，钢筋经历了较大的塑性伸长，构件有较明显的变形和裂缝开展过程，其破坏过程比较缓慢，破坏前有明显的预兆，为塑性破坏。适筋梁的材料强度能够得到充分发挥，受力合理，破坏前有预兆，所以

7、实际工程中应将钢筋混凝土梁设计成适筋梁。图1-2梁的三种破坏形式a）适筋梁b）超筋梁c）少筋梁2）超筋梁超筋梁是指受拉钢筋配得过多的梁，其破坏特点是受拉区混凝土裂缝开展不大，梁的挠度（即梁的竖向变形量）较小，但受压区混凝土先达到极限压应变而被压碎，使整个构件破坏，如图1-2b所示。这类梁的破坏是在没有明显预兆的情况下突然发生的，为脆性破坏，主要原因是受拉钢筋过多，受拉区钢筋还没有达到屈服强度，即此吋受压区钢筋还能承受拉力，还有一定的余量，不会出现变形和裂缝时，受压区的混凝土己经出现裂缝。这种梁配筋虽

8、多，却不能充分发挥作用，所以是不经济的，工程中不允许采用超筋梁。3）少筋梁少筋梁是指受拉钢筋配得过少的梁，其破坏特点是受拉区混凝土一旦开裂，钢筋就会随之达到屈服强度，构件将产牛很宽的裂缝和很大的变形,其至钢筋被拉断而破坏，如图l-2c所示。少筋梁破坏时裂缝往往集中出现一条,破坏前没有明显的预兆，它也是一种脆性破坏，工程中不得采用少筋梁。(2)混凝土保护层1)什么是混凝土保护层？混凝土保护层是指钢筋外边缘到混凝土构件表面的距离，其作用一是保护钢筋，使钢筋不外露，不受侵蚀