混凝土结构基本原理[梁兴文]2011年版

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发布时间：2022-02-26

资料介绍

混凝土是由水泥、砂、碎石等加水拌和,经水化结硬的人工组合材料,其抗压强度高,而抗拉
强度却很低。混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土
结构、预应力混凝土结构及配置各种纤维筋的混凝土结构。混凝土结构广泛应用于房屋建筑、
桥梁、隧道、矿井以及水利.港口等工程中。
由于混凝土材料的抗拉强度很低,所以素混凝土结构的应用受到很大限制。如图1.1(a)
所示承受集中荷载的索混凝土梁，随着荷载的逐渐增大,梁中拉应力及压应力不断增大。当荷
载达到一定值时，弯矩最大截面受拉边缘的混凝土首先被拉裂，而后由于该截面高度减小致使
开裂截面受拉区的拉应力进- - 步增大,于是裂缝迅速向上伸展并立即引起梁的断裂破坏。这种
梁的破坏很突然,其受压区混凝土的抗压强度未充分利用,且由于混凝土抗拉强度很低,故其极
限承载力也很低。所以,对于在外荷载作用或其他原因下会在截面中产生拉应力的结构,不应
采用素混凝土结构。
与混凝土材料相比,钢筋的抗拉强度很高。如将混凝土和钢筋这两种材料结合在一起，使
混凝土主要承受压力,而钢筋主要承受拉力,这就形成钢筋混凝土结构。如图1.1( b)所示条件
混凝土结构基本原理
MI
钢筋混凝土果
开
“屈服
(a)
/开裂
家混凝土晕.
o
了
(b)
受拉钢筋.
(o)
图1.1未混凝土及钢筋混凝土梁
相同的钢筋混凝土梁.在截面受拉区配有适量的钢筋。当荷载达到--定值时，梁受拉区仍然开
裂,但开裂截面的变形性能与素混凝土梁大不相同。因为钢筋与混凝土牢固地粘结在- - 起,故
在恐缝截面原由混凝土承受的拉力现转由钢筋承受;由于钢筋强度和弹性模量均很高,所以此
时裂缝截面的钢筋拉应力和受拉变形均很小，有效地约束了裂缝的扩展,使其不至于无限制地
向上延伸而使梁产生断裂破坏。这样钢筋混凝土梁上的荷载可继续加大,直至其受拉钢筋应力
达到屈服强度,随后截面受压区混凝土被压坏,这时梁才达到破坏状态。由此可见,在钢筋混凝
土梁中，钢筋与混凝土两种材料的强度都得到了较为充分的利用，破坏过程较为缓和,从而使这
种梁的极限承载力和变形能力大大超过同样条件的索混凝土梁(图1.1(e))。
混凝土的抗压强度高,常用于受压构件(图1.2(a))。钢筋的抗压强度也很高,所以在轴心
受压构件中(图1.2(b) )配置纵向受压钢筋与混凝土共同承受压力.以提高构件的承载能力和
变形能力(图1.2(e)),从而可以减小柱截面的尺寸,还可负担由于某种原因而引起的弯矩和拉
应力。