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二、鋼筋混凝土
(一)普通鋼筋混凝土
1.鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種物理、力學(xué)性能完全不同的材料所組成。理解。
2.混凝土抗壓強度很高,但其抗拉強度很低(約為抗壓強度的1/8—1/9)。當采用素混凝土梁時,在荷載不大時,混凝土梁的受拉區(qū)就已經(jīng)開裂,并且裂縫迅速向上擴展,使梁很快斷裂,發(fā)生脆性破壞。
3.為了克服這一嚴重缺點,在混凝土梁的受拉區(qū)配置抗拉強度很高的鋼筋,以承受拉力,從而改變素混凝土受彎構(gòu)件不能承受較大荷載的缺陷。此外,在受壓構(gòu)件中配置鋼筋還可幫助混凝土承受壓力;在受扭構(gòu)件中配置鋼筋可承受扭矩等。
4.鋼筋和混凝土這兩種性質(zhì)不同的材料之所以能有效地結(jié)合在一起而共同工作,根本原因在于混凝土硬化后鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好粘結(jié)力,使兩者可靠地結(jié)合在一起,從而保證在外荷載的作用下,鋼筋與相鄰混凝土能夠共同變形,受拉區(qū)的鋼筋首先達到屈服強度,而后受壓區(qū)的混凝土達到彎曲抗壓強度,構(gòu)件即遭破壞。鋼筋混凝上能充分發(fā)揮鋼筋的抗拉能力和充分利用混凝土的抗壓能力,合理地利用了兩種材料各自的優(yōu)點。
5.其次,鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)的數(shù)值頗為接近,當溫度變化時,不致于產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié)。
(二)預(yù)應(yīng)力混凝土
1.預(yù)應(yīng)力混凝土的概念及原理。在普通鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)中,由于混凝土極限拉應(yīng)較低,在使用荷載作用下,構(gòu)件中鋼筋的應(yīng)變大大超過了混凝上的極限拉應(yīng)變。鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋強度得不到充分利用,所以普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用高強度鋼筋是不合理的。
為了充分利用高強度材料,彌補混凝土與鋼筋拉應(yīng)變之間的差距,人們把預(yù)應(yīng)力運用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中去。也即在外荷載作用到構(gòu)件上之前,預(yù)先用某種方法,在構(gòu)件上(主要在受拉區(qū))施加壓力,當構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生的拉力時,首先抵消混凝土上已有的預(yù)壓力,然后隨荷載增加,才能使混凝土受拉而后出現(xiàn)裂縫,因而延遲構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和開展,這就是預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念。由于預(yù)壓應(yīng)力的作用,可部分抵消或全部抵消外荷載所引起的拉應(yīng)力,因而延緩混凝土構(gòu)件的開裂和限制了裂縫的開展,提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。
2.預(yù)應(yīng)力混凝土的分類。預(yù)應(yīng)力混凝土根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同,大體可分力先張法、后張法:
(1)先張法,在澆灌混凝土以前張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,這種:方法稱為先張法。
先張法工藝的特點是頂應(yīng)力鋼筋的張拉要在臺座上進行,因此要求有預(yù)制場地。
(2)后張法、構(gòu)件先澆灌混凝上,待混凝土硬化后,在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,這種方法稱為后張法;是預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的新工藝。
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