简述钢筋混凝土结构的工作原理
钢筋和混凝土是两种物理、力学性质完全不同的材料,能够组合在一起工作的主要原因有以下几方面。
(1)硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的黏结力。
(2)钢筋与混凝土之间有比较接近的线膨胀系数,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的黏结。
(3)钢筋被包裹在混凝土中间,混凝土本身对钢筋无锈蚀作用,混凝土又能很好地保护钢筋,使其免受外界的侵蚀。从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。
钢筋混凝土结构的特点及应用范围
(1)优点。强度高,耐久性好,耐火性好,具有可模性,就地取材,降低工程造价。
(2)缺点。自重大,费材、费工、费时,抗震、抗裂性较差,一旦损坏修复困难,施工时受季节影响较大。
(3)应用范围。由于钢筋混凝土结构具有很多优点,因此它已成为现代最主要的、应用最为普遍的结构形式之一,如一般民用建筑、公共建筑、工业厂房、市政工程、水利工程、特种结构以及桥梁工程等。
钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数,不会由环境不同产生过大的应力(也就是一起膨胀和收缩,二者不会因为膨胀和收缩引起较大的摩擦应力)。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力,有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条(称为变形钢筋,如:螺纹钢、月牙钢)来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合,当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时,通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境,在钢筋表面形成了一层钝化保护膜,使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀起到保护钢筋的作用。另外还可以通过外加预应力完善其作用。