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鋼筋混凝土結構 - 基本原理

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  由于混凝土的抗拉強度遠低于抗壓強度,因而素混凝土結構不能用于受有拉應力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉區內配置鋼筋,則混凝土開裂后的拉力即可由鋼筋承擔,這樣就可充分發揮混凝土抗壓強度較高和鋼筋抗拉強度較高的優勢,共同抵抗外力的作用,提高混凝土梁、板的承載能力。 鋼筋混凝土結構鋼筋與混凝土兩種不同性質的材料能有效地共同工作,是由于混凝土硬化后混凝土與鋼筋之間產生了粘結力。它由分子力(膠合力)、摩阻力和機械咬合力三部分組成。其中起決定性作用的是機械咬合力,約占總粘結力的一半以上。將光面鋼筋的端部作成彎鉤,及將鋼筋焊接成鋼筋骨架和網片,均可增強鋼筋與混凝土之間的粘結力。為保證鋼筋與混凝土之間的可靠粘結和防止鋼筋被銹蝕,鋼筋周圍須具有15~30毫米厚的混凝土保護層。若結構處于有侵蝕性介質的環境,保護層厚度還要加大。

  梁和板等受彎構件中受拉力的鋼筋,根據彎矩圖的變化沿縱向配置在結構構件受拉的一側。在柱和拱等結構中,鋼筋也被用來增強結構的抗壓能力。它有兩種配置方式:一是順壓力方向配置縱向鋼筋,與混凝土共同承受壓力;另一是垂直于壓力方向配置橫向的鋼筋網和螺旋箍筋,以阻止混凝土在壓力作用下的側向膨脹,使混凝土處于三向受壓的應力狀態,從而增強混凝土的抗壓強度和變形能力由于按這種方式配置的鋼筋并不直接承受壓力,所以也稱間接配筋。在受彎構件中與縱向受力鋼筋垂直的方向,還須配置分布筋和箍筋,以便更好地保持結構的整體性,承擔因混凝土收縮和溫度變化而引起的應力,及承受橫向剪力。


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