第一篇钢筋混凝土结构 第1章钢筋混凝土结构的基本概念及 材料的物理力学性能 1.1钢筋混凝土结构的基本概念 钢筋混凝士结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝士制成的结构。 混凝土是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。采用素混凝土制成的构件 (指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件)，例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时图 1-1)],在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉 当荷载达到某 数值F时，梁截面的受拉边缘 土的拉应变达到极限拉应变，即出现雪 向弯曲裂缝，这时，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，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[图11b)]。这种破坏是很突 然的。也就是说，当荷载达到F。的瞬间，梁立即发生破坏。F。为素混凝士梁受拉区出现裂 缝的荷我，一般称为素混凝土梁的抗寥荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。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，而受压混凝土的抗压强度远未被充分利 用。在制造混凝土梁时，徜若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋，就构成钢筋混凝土梁 试验表明，和素混凝士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 F。时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。在出现裂缝的藏面处，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 立即裂断，而能继续承受荷载作用图11c),直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截 面受压区的混凝士也被压碎，梁才破坏。因此，混凝士的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得 到充分的利用，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。 图 受拉区 中性 图1一1素混凝土梁和枫筋湿凝士梁 )受竖向力作用的混凝土梁b)素混凝土梁的新裂c)钢筋混凝土梁的开裂 混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构 件，试验表明，和素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝士受压构件，不仅承 载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图12）。在这种情况下，钢筋的作用主要是协 1-1 1-1 第一篇 钢筋混凝土结构 第 1 章 钢筋混凝土结构的基本概念及 材料的物理力学性能 1.1 钢筋混凝土结构的基本概念 钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。 混凝土是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。采用素混凝土制成的构件 （指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件），例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时[图 1-1a）]，在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉。 当荷载达到某一数值 Fc 时，梁截面的受拉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，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，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[图 1-1b）]。这种破坏是很突 然的。也就是说，当荷载达到 Fc 的瞬间，梁立即发生破坏。Fc 为素混凝土梁受拉区出现裂 缝的荷载，一般称为素混凝土梁的抗裂荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。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纵向受力钢筋，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 Fc 时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。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 立即裂断，而能继续承受荷载作用[图 1-1c）]，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截 面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。因此，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，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。 1 1  受拉区    1 1=  1 1   裂缝    ) ) )     受拉区 中性轴 中性轴  图 1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁 a)受竖向力作用的混凝土梁 b)素混凝土梁的断裂 c)钢筋混凝土梁的开裂 混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构 件，试验表明，和素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件，不仅承 载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图 1-2）。在这种情况下，钢筋的作用主要是协