钢筋混凝土论文

1关于钢筋混凝土的认识

1.1基本概念

混凝土是由水、细骨料、粗骨料和掺和剂等经搅拌、浇筑成型的一种人工石材。它是土木、建筑工程中应用极为广泛的一种建筑材料。

混凝土凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这种配有钢筋的混凝土，称为钢筋混凝土。钢筋混凝土粘结锚固能力可以由四种途径得到：第一钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力，也称胶结力。第二混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。第三钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。第四钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、焊角钢来提供锚固能力。

钢筋的存在可抵抗开裂处的拉力，应用广泛，破坏是由于钢筋的屈服。钢筋与混凝土两种性质很不相同的材料能共同工作主要是：

第一接触面上存在有粘结强度，能够传递两者之间的相互作用力，共同受力；

第二温度线膨胀系数很接近；

第三混凝土可作为钢筋的保护层，防止钢筋的锈蚀，保证构件的耐久性。

1.2钢筋混凝土的发展历史

钢筋混凝土至今仅有160多年的历史。它的发展大致经历了四个不同的阶段：

第一阶段为钢筋混凝土小构件的应用，设计计算依据弹性理论方法。1801年洘格涅特发表了有关建筑原理的论著，指出了混凝土这种材料抗拉性能较差，

到1850年法国的兰伯特首先建造了一艘小型水泥船，并于1855年在巴黎博览会上展出。接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨架为配筋的混凝土花盆，并以此获得专利。后来康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理论与设计手稿。1872年，美国沃德建造了第一个无梁平板。从此，钢筋混凝土小构件已进入工程实用阶段。

第二阶段为钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构的大量应用，设计计算依据材料的破损阶段方法。1992年英国人蒂森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法。1928年法国工程师弗莱西奈发明了预应力混凝土，在分析、设计、施工等方面的工艺与科研迅速发展，出现了许多独特的建筑，如美国波士顿式的Kresge 大会堂，英国的1951节日穹顶，美国芝加哥市的Marina摩天大楼，湖滨大楼等建筑物。1950年苏联根据极限平衡制定了“塑性内力重分布计算规程”。1955年颁布了极限状态设计法，从此结束了按破损阶段的设计计算方法。

第三阶段为工业化生产构件与施工，结构体系应用范围扩大，设计计算按极限状态方法。由于二战后许多大城市百废待兴，重建任务繁重，工程中大量应用预制构件和机械化施工以加快建造速度。继苏联提出的极限状态设计法之后，1970年英国、联邦德国、加拿大、波兰相继采用此方法，并在欧洲混凝土委员会，与国际预应力混凝土协会（CEB-FIP）第六届国际会议上提出了混凝土结构与施工建议，形成了设计思想上的国际化统一标准。

第四阶段，由于近代钢筋混凝土力学这一新的学科的科学分支逐渐形成，以统计教学为基础的结构可靠性理论已逐渐进入工程实用阶段。电钻的迅速发展，使复杂的数学运算成为可能。设计计算将依据概率极限状态设计法。概括为计算

理论趋于完善，材料强度不断提高，施工机械化程度越来越高，建筑向大跨度高层发展。

2、钢筋混凝土的特点及应用

2.1钢筋混凝土的基本原理和特性

2.1.1 钢筋混凝土的基本原理

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。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）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。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。

由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，因而素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承载能力。

2.1.2 钢筋混凝土的特性

混凝土的收缩和徐变（蠕变）对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩，在混凝土中会引起拉应力，在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之间的应力重分配，在受弯构件中引起挠度增大，在超静定结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构时应予以考虑。

由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15毫米/米)和混凝土的收缩，导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，可采用预加应力的方法;对混凝土预先施加压力。实践证明，在正常条件下，宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。

在从－40～60°C的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都不会有明显的改变。因此，钢筋混凝土结构可以在各种气候条件下应用。当温度高于60°C时，混凝土材料的内部结构会遭到损坏，其强度会有明显降低。当温度达到200°C时，混凝土强度降低30～40％。因此，钢筋混凝土结构不宜在温度高于200°C的条件下应用：当温度超过200°C时，必须采用耐热混凝土。

2.2钢筋混凝土的组成材料

混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量。要做到合理选择原材料，则首先必须了解组成材料的性质、作用原理和质量要求。

混凝土是由水泥、水和粗、细集料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一段时间硬化而成的人造石材。这种材料具有许多优点：具有较高的抗压强度和耐久性，可以浇筑成任意形状、不同强度、不同性能的建筑物，原材料来源广泛，价