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鋼筋混凝土之所以可(kě)以共同工(gōng)作(zuò)是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有(yǒu)着近似相同的線(xiàn)膨脹系數,不會由環境不同産(chǎn)生過大的應力。其次鋼筋與混凝土之間有(yǒu)良好的粘結力,有(yǒu)時鋼筋的表面也被加工(gōng)成有(yǒu)間隔的肋條(稱為(wèi)變形鋼筋)來提高混凝土與鋼筋之間的機械咬合,當此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時,通常将鋼筋的端部彎起180 度彎鈎。此外混凝土中(zhōng)的氫氧化鈣提供的堿性環境,在鋼筋表面形成了一層鈍化保護膜,使鋼筋相對于中(zhōng)性與酸性環境下更不易腐蝕。
混凝土是水泥(通常矽酸鹽水泥)與骨料的混合物(wù)。當加入一定量水分(fēn)的時候,水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為(wèi)整體(tǐ)結構。混凝土公(gōng)司通常混凝土結構擁有(yǒu)較強的抗壓強度(大約 3,000 磅/平方英寸, 35 MPa)。但是混凝土的抗拉強度較低,通常隻有(yǒu)抗壓強度的十分(fēn)之一左右,任何顯著的拉彎作(zuò)用(yòng)都會使其微觀晶格結構開裂和分(fēn)離從而導緻結構的破壞。而絕大多(duō)數結構構件内部都有(yǒu)受拉應力作(zuò)用(yòng)的需求,故未加鋼筋的混凝土極少被單獨使用(yòng)于工(gōng)程。
相較混凝土而言,鋼筋抗拉強度非常高,一般在200MPa以上,故通常人們在混凝土中(zhōng)加入鋼筋等加勁材料與之共同工(gōng)作(zuò),由鋼筋承擔其中(zhōng)的拉力,混凝土承擔壓應力部分(fēn)。例如在圖2簡支梁受彎構件中(zhōng),當施加荷載P時,梁截面上部受壓,下部收拉。此時配置在梁底部的鋼筋承擔拉力(4),而上部陰影區(qū)所示混凝土(2)承受壓力(3)。在一些小(xiǎo)截面構件裏,除了承受拉力之外,鋼筋同樣可(kě)用(yòng)于承受壓力,這通常發生在柱子之中(zhōng)。鋼筋混凝土構件截面可(kě)以根據工(gōng)程需要制成不同的形狀和大小(xiǎo)。
同普通混凝土一樣,鋼筋混凝土在28天後達到設計強度。