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混凝土是由胶凝材料水泥、砂子、石子和水,及掺和材料、外加剂等按一定的比例拌和而成。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:
①钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力,也称胶结力。
②混凝土收缩,将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。
③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。
④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。
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须加以考虑。
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(见预应力混凝土结构)。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。
钢筋混凝土结构和框架结构的区别是结构的承重方式不同。主要表现在:
1、钢筋混凝土结构是指钢筋混凝土结构的梁、板、柱、墙共同承重。
2、框架结构是指建筑物由梁和柱组成的框架承重。墙为填充材料不承重,墙体用空心砌块等材料砌筑,起围护和隔音等作用。
现在的高层建筑多用框架结构 。框架结构可以是钢筋混凝土结构也可以是钢结构
优点:
1取材容易
混凝土所用的砂、石一般可就地取材,还可利工业材料(如矿渣、粉煤等),制成人造骨料,用于混凝土中。
2.耐火、耐久性好
钢筋被混凝土包裹着不易锈蚀,维修费用少。由于混凝土是不良导热体,火灾时,混凝土起隔热作用,使钢筋不致很快达到软化温度而导致结构的整体破坏。
3.可模性、整体性好
由于 新拌和而来结硬的混凝土是可塑的,根据需要,可按照不同模板尺寸和式样浇筑成计所要求得形式。混凝土结硬后,其整体性及刚度好。
4.保养费省
钢筋混凝土结构较少需要维修,不像钢结构和木结构那样需要经常维修。
缺点:
1.自重大
限制了在跨度结构高层建筑结构中的使用。
2.
抗裂性能差
由于混凝土抗拉强度低,在正常使用时,往往带裂缝工作,对一些不允许出现裂缝或对裂宽度有严格限制要求的结构,建造时,工程造价将有所增加。
3.
费工,费模板,现场施工周期长,且受季节性影响。针对钢筋混凝土上结构的缺点,可采用轻质,高强材料及预应力混凝土上来减轻结构自重及改善结构的抗裂性能。在施工方面,采用重复使用的钢模板或工具式以及采用顶升或提升板等施工技术。
其实现在大部分高层都是钢筋混凝土的,外框架有可能是钢结构,结构形式有 核心筒结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等,所以,只要没有碰到什么无良商人和特别厉害的不可抗力因素,钢筋混凝土结构的建筑还是相当安全的,也是相对很耐用的。