混凝土结构设计原理第3版[李乔主编]2013年

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发布时间：2022-02-28

资料介绍

由建筑材料知识可知,混凝土的抗压强度较高,抗拉强度很低,大约只有抗压强度的+分之
一。如果只用混凝土材料制作一根受弯的梁[图1. 1(a)],则根据材料力学得知,在荷载(包括自LC
重)作用下,梁的下部会产生拉应力，上部会产生压应力。由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强
度,所以在很小的荷载作用下梁的下部就会开裂,从而使梁失去承载能力。如果在构件的受拉区
混凝土内设置钢筋,则当混凝土受拉开裂后,钢筋由于具有较高的抗拉强度,能够继续承受拉力。
而在梁的受压区由于混凝土具有较高的抗压强度，也能继续承受压力。这样就可以充分发挥钢
和混凝土两种材料的特长,使构件的承载能力较之素混凝土构件[即没有配钢筋的混凝土构件，
图1.1(a)]大大提高。这就是钢筋混凝土构件的设想[图1. 1(b)]。
易
(a)
锅第∈11⊥μλ→
钢筋
图1.1素混凝土与钢筋混凝土简支梁
混凝土由于抗拉强度低，在不大的拉应变时就会开裂,因此在受拉区混凝土开裂之
前，混凝土的应变和应力很小。而钢筋混凝土中的钢筋由于与混凝土黏结在一起共同变
形,其应变等于混凝土应变,因此钢筋的应变也很小,其应力远低于钢筋的抗拉强度,此
时钢筋不能充分发挥作用。只有在混凝土开裂后,钢筋才可能产生较大的变形和拉应
力，也才能充分发挥其作用。这就是说，一般情况下，钢筋混凝土构件的受拉区混凝土都.
设计为开裂状态下工作的。当然，构件的裂縫寬度不能超过- .定的限度,否则会使钢筋.
发生锈蚀。
总结上述的介绍,可知在设计钢筋混凝土构件时,除了要计算承载力这-最重要的指标
外,还要计算裂縫宽度以及变形的大小,使之满足使用要求。这也是本课程中有关钢筋混凝土
构件的主要内容。
由于钢筋和混凝土是两种物理和力学性能很不相同的材料，要使它们能够有效地结合在
起工作,必须保证它们之间有足够的黏结，使得二者能够相互传递力.且变形协调。
钢筋和混凝土之间的黏结力主要是由混凝土凝固时体积收縮而将钢筋紧紧地握裹住而产
生的(混凝土体积收缩.而钢筋体积不收缩)。在钢筋两端设置弯钩[如图1.1(b)所示]或使用.
表面凹凸不平的钢筋(如螺纹钢筋.见第2章)时,黏结会更加有效。
钢筋和混凝土两种材料的线膨胀系数为1.0X10 -S~1.51X10-5。当温度变化时,两者
变形大致相同,不致产生较大的相对变形,因而不会破坏二者之间的黏结。
由于钢筋表面至构件表面之间有混凝土作为保护层,因此钢筋不会发生锈蚀。但应该注
意,作为保护层的混凝土必须有足够的厚度和密实度,并且如前所述,裂缝宽度要限制在一定
的范围内,否则钢筋仍会发生锈蚀。