一、
钢筋混凝土结构的基本概念
钢筋混凝土是由两种
力学性能完全不同的材料——钢筋和混凝土结合成整体,共同发挥作用的一种建筑材料。
混凝土是一种典型的脆性材料,其
抗压强度很高,但
抗拉强度很低(约为抗压强度的1/18~1/8)。以
素混凝土梁为例,当它承受两个对称的集中力时,梁的上部受压,下部受拉。取跨中纯弯曲段为研究对象,随着
荷载的增加,当荷载达到某一数值户时,粱的受拉区边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变,即出现竖向弯曲裂缝。这时,裂缝截面处的受拉区混凝土退出工作,该截面处的受压区高度减小,即使荷载不增加,竖向弯曲裂缝也会急速向上发展,导致梁骤然断裂。这种破坏是突然的,也就是说,当荷载达到尸的瞬间,梁立即发生破坏。由此可见,素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的,而受压区混凝土的抗压强度远未被充分利用。在制造混凝土梁时,倘若在梁的受拉区配置适量的抗拉强度高的纵向钢筋,就构成钢筋混凝土梁。试验表明,和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向荷载作用时,荷载略大于P时,梁的受拉区仍会出现裂缝。在出现裂缝的截面处,受拉区混凝土虽退出工作,但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。这时,钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即断裂,而能继续承受荷载作用直至受拉钢筋的应力达到
屈服强度,继而受压区的混凝土也被压碎,梁才破坏。因此,钢筋混凝土梁中混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用。