1.1概述
混凝土,簡稱為“砼(tóng)”:是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合,經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土,它廣泛應用于土木工程;炷潦且环N抗壓能力比較高的材料,但是他的抗壓能力卻很低,這使得混凝土結構的應用受到很大的限制。但是如果在混凝土構件的受拉區(qū)配置一定數(shù)量的鋼筋。鋼筋混凝土結構是由鋼筋和混凝土兩種材料組成的共同受力結構,除以受壓為主的構件外,通常是以混凝土承擔壓力、鋼筋承擔壓力。因此,鋼筋混凝土結構能比較充分地利用混凝土和鋼筋這兩種材料的力學性能。
鋼筋和混凝土這兩種性能不同的材料能結合在一起受力,主要是由于他們之間有良好的粘結力,能牢固地結成整體。當構件承受外荷載時,鋼筋和相鄰的混凝土具有相同變形,兩者共同工作不產生相對滑動。此外鋼筋與混凝土的線膨脹系數(shù)又較接近,當溫度變化時,這兩種材料不致產生相對的溫度變形而破壞他們之間的結合。
鋼筋混凝土除了較合理地利用鋼筋和混凝土兩種材料的性能外,還有下列優(yōu)點:
(1)耐久性好
處于良好環(huán)境的鋼筋混凝土結構,混凝土的強度隨時間不斷增長,且鋼筋受混凝土保護而不易銹蝕,所以鋼筋混凝土結構的耐久性好,不像鋼結構那樣需要定期維修。
(2)耐火性好
由傳熱性差的混凝土作鋼筋的保護層,在遭受火災時比剛、木結構的耐火性強。
(3)整體性好
現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土結構,整體性好,因而有利于抗震及防爆。
(4)剛性好
鋼筋混凝土結構的剛性大,在使用荷載不僅產生較小的變形,故有效地用于對變形要求較嚴格的各種建筑物。
(5)可模性好
鋼筋混凝土可根據(jù)設計需要,澆制成各種形狀和尺寸的結構,特別適宜于建造外形復雜的大體積結構及空間薄壁結構。這一特點是磚石、鋼、木等結構所沒有的。
(6)就地取材
鋼筋混凝土中所用的砂、石材料,一般可以就地、就近取材,因而材料運輸費用少,可以顯著降低建筑造價。相對來說它的能源消耗也比鋼結構和磚砌體結構少。
(7)節(jié)約鋼材
鋼筋混凝土結構合理地利用鋼筋及混凝土各自的優(yōu)良性能,在某些情況下,能代替鋼結構,節(jié)約鋼材,降低造價。
但是,鋼筋混凝土也有缺一些點:
(1)自重比鋼結構大,不利于建造大跨度結構及高層建筑。
(2)施工比鋼結構復雜, 建造期一般較長,不易在冬季和雨天施工,必須采用相應的施工措施才能保證質量
(3)一般情況下澆筑混凝土要用模板,現(xiàn)澆時還要用腳手架(支架),因而需要一定數(shù)量的施工用木材或鋼材和其他材料。
同時,混凝土在質量上通常出現(xiàn)的一些問題的原因:蜂窩、麻面、孔洞、露筋、縫隙和夾層 、缺棱掉角、強度不足,均質性差。
鋼筋混凝土結構在工程上的應用是極為廣泛的,在工業(yè)與民用建筑、橋梁、道路工程、地下工程、水里工程、核電站、港口、航道工程、海洋工程以及水壓機、機床、船舶等都有廣泛使用這種組合材料。