【鋼筋混凝土結構】鋼筋混凝土結構是框架結構嗎_設計原理和優缺點是什么知識

現代房屋建筑工程中常用到鋼筋混凝土結構，其實鋼筋混凝土結構是指用配有鋼筋增強的混凝土制成的結構。承重的主要構件是用鋼筋混凝土建造的。包括薄殼結構、大模板現澆結構及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結構的建筑物。用鋼筋和混凝土制成的一種結構。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材和成本低等優點。

鋼筋混凝土結構簡介

混凝土是由膠凝材料水泥、砂子、石子和水，及摻和材料、外加劑等按一定的比例拌和而成。凝固后堅硬如石，受壓能力好，但受拉能力差，容易因受拉而斷裂。為了解決這個矛盾，充分發揮混凝土的受壓能力，常在混凝土受拉區域內或相應部位加入一定數量的鋼筋，使兩種材料粘結成一個整體，共同承受外力。這種配有鋼筋的混凝土，稱為鋼筋混凝土。鋼筋混凝土粘結錨固能力可以由四種途徑得到：

①鋼筋與混凝土接觸面上化學吸附作用力，也稱膠結力。

②混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生摩擦力。

③鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合作用，也稱咬合力。

④鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區焊短鋼筋、焊角鋼來提供錨固能力。

鋼筋混凝土結構原理

由于混凝土的抗拉強度遠低于抗壓強度，因而素混凝土結構不能用于受有拉應力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉區內配置鋼筋，則混凝土開裂后的拉力即可由鋼筋承擔，這樣就可充分發揮混凝土抗壓強度較高和鋼筋抗拉強度較高的優勢，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承載能力。

鋼筋與混凝土兩種不同性質的材料能有效地共同工作，是由于混凝土硬化后混凝土與鋼筋之間產生了粘結力。它由分子力（膠合力）、摩阻力和機械咬合力三部分組成。其中起決定性作用的是機械咬合力，約占總粘結力的一半以上。將光面鋼筋的端部作成彎鉤，及將鋼筋焊接成鋼筋骨架和網片，均可增強鋼筋與混凝土之間的粘結力。為保證鋼筋與混凝土之間的可靠粘結和防止鋼筋被銹蝕，鋼筋周圍須具有一定厚度的混凝土保護層。若結構處于有侵蝕性介質的環境，保護層厚度還要加大。

梁和板等受彎構件中受拉力的鋼筋，根據彎矩圖的變化沿縱向配置在結構構件受拉的一側。在柱和拱等結構中，鋼筋也被用來增強結構的抗壓能力。它有兩種配置方式：一是順壓力方向配置縱向鋼筋，與混凝土共同承受壓力；另一是垂直于壓力方向配置橫向的鋼筋網和螺旋箍筋，以阻止混凝土在壓力作用下的側向膨脹，使混凝土處于三向受壓的應力狀態，從而增強混凝土的抗壓強度和變形能力。由于按這種方式配置的鋼筋并不直接承受壓力，所以也稱間接配筋。在受彎構件中與縱向受力鋼筋垂直的方向，還須配置分布筋和箍筋，以便更好地保持結構的整體性，承擔因混凝土收縮和溫度變化而引起的應力，及承受橫向剪力。

鋼筋混凝土結構特性

混凝土的收縮和徐變（蠕變）對鋼筋混凝土結構具有重要意義。由于鋼筋會阻礙混凝土硬化時的自由收縮，在混凝土中會引起拉應力，在鋼筋中會產生壓應力。混凝土的徐變會在受壓構件中引起鋼筋與混凝土之間的應力重分配，在受彎構件中引起撓度增大,在超靜定結構中引起內力重分布等。混凝土的這些特性在設計鋼筋混凝土結構時須加以考慮。

由于混凝土的極限拉應變值較低(約為0.15毫米/米)和混凝土的收縮，導致在使用荷載條件下構件的受拉區容易出現裂縫。為避免混凝土開裂和減小裂縫寬度，可采用預加應力的方法;對混凝土預先施加壓力（見預應力混凝土結構）。實踐證明，在正常條件下，寬度在0.3毫米以內的裂縫不會降低鋼筋混凝土的承載能力和耐久性。

在從－40～60°C的溫度范圍內，混凝土和鋼筋的物理力學性能都不會有明顯的改變。因此，鋼筋混凝土結構可以在各種氣候條件下應用。當溫度高于60°C時，混凝土材料的內部結構會遭到損壞，其強度會有明顯降低。當溫度達到 200°C時，混凝土強度降低30～40%。因此，鋼筋混凝土結構不宜在溫度高于200°C的條件下應用：當溫度超過200°C時，必須采用耐熱混凝土。

鋼筋混凝土結構區別

1、鋼框架結構是以鋼材制作為主的結構，是主要的建筑結構類型之一。具有以下特點：自重較輕，工作的可靠性較高，抗振（震）性、抗沖擊性好，工業化程度較高，容易做成密封結構，易腐蝕，耐火性差等特點。

2、鋼筋混凝土結構是用鋼筋和混凝土建造的一種結構，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材和成本低等優點。

由于鋼材塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載，其次鋼材勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定，因此，鋼結構的抗震性能比鋼筋混凝土結構的抗震性能好。

是框架結構嗎

鋼筋混凝土結構是框架結構嗎？鋼筋混凝土結構和框架結構的區別是結構的承重方式不同。主要表現在：

1、鋼筋混凝土結構是指鋼筋混凝土結構的梁、板、柱、墻共同承重。

2、框架結構是指建筑物由梁和柱組成的框架承重。墻為填充材料不承重，墻體用空心砌塊等材料砌筑，起圍護和隔音等作用。

現在的高層建筑多用框架結構 。框架結構可以是鋼筋混凝土結構也可以是鋼結構。

前面是按材料來分，后面是按受力結構來分。

框架結構可以采用鋼筋混凝土結構，也可以采用木結構，鋼結構，上述幾種結構的組合。

鋼筋混凝土結構可以用于框架結構中，剪力墻結構中，框架剪力墻結構中，橋梁結構中。

鋼筋混凝土結構優點

1、就地取材。

2、耐久性、耐火性好（與鋼結構比較）。

3、整體性好。

4、可模性好。

5、比鋼結構節約鋼材。

鋼筋混凝土結構缺點

1、自重大。

2、混凝土抗拉強度較低，易裂。

3、費工、費模板周期長。

4、施工受季節影響。

5、補強修復困難。

鋼筋混凝土最主要當然與其材料：也就是鋼筋和混凝土有關，其中鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度最重要。另外，施工之中還和天氣的溫度濕度等有關，因為會影響到混凝土的凝結速度。

使用壽命

要根據具體情況來看，首先是設計標準，一般民用建筑是50，大型或者比較重要的建筑為80或以上，當然其使用壽命肯定會大于設計限的，如果說自然壽命，與混凝土材料特性，結構設計，還有自然條件的影響都密切相關，其壽命相對而言不是很長，主要是由于建筑時間長了會出現缺陷，比如混凝土開裂對鋼筋的保護降低，導致破壞加速,從而壽命大大降低，還有自然的侵蝕風化作用，但其使用壽命肯定大于設計限，如果有后期維護的話，那些缺陷可以得到彌補，其使用壽命會大大地提高的，建筑都會有人定期的檢查的，發現隱患肯定要進行一定的技術處理，早發現早處理，這樣建筑物的壽命會大大提高的，住宅的使用限是指住宅在有形磨損下能維持正常使用的限，是由住宅的結構、質量決定的自然壽命。住宅的折舊限是指住宅價值轉移的限，是由使用過程中社會經濟條件決定的社會必要平均使用壽命，也叫經濟壽命。住宅的使用限一般大于折舊限。不同建筑結構的折舊限國家的規定是：鋼筋混凝土結構60；磚混結構50。

應用范圍

鋼筋混凝土結構在土木工程中的應用范圍極廣，各種工程結構都可采用鋼筋混凝土建造。

鋼筋混凝土結構在原子能工程、海洋工程和機械制造業的一些特殊場合，如反應堆壓力容器、海洋平臺、巨型運油船、大噸位水壓機機架等，均得到十分有效的應用，解決了鋼結構所難于解決的技術問題。

施工預防措施

1、在施工縫處繼續灌注砼時，如間歇時間超過規定，則按施工縫處理，在砼抗壓強度不小于1.2Mpa時，才允許繼續灌注。

2、在已硬化的砼表面上繼續灌注砼前，除掉表面水泥薄膜和松動碎石或軟弱砼層，并充分濕潤和沖洗干凈，殘留在砼表面的水予清除。

3、在澆注前，施工縫宜先鋪抹水泥漿一層。

治理方法：當表面縫隙較細時，可用清水將裂縫沖洗干凈，充分濕潤后抹水泥漿。對夾層的處理慎重。補強前，先搭臨時支撐加固后，方可進行剔鑿。將夾層中的雜物和松軟砼清除，用清水沖洗干凈，充分濕潤，再灌注，采用提高一級強度等級的細石砼搗實并認真養護。

鋼筋混凝土結構設計要求

鋼筋混凝土結構的設計和建造圍繞著工業化的標準和實際中的考慮，而這兩者又隨著工業化中積累的經驗和研究慢慢地發展。當新的沒計方法、制作過程、建造技術不斷產生的同時，建筑材料也在穩定地發展。從某些方面講，工業化的標準一般反映出的足被大家接受的思想以及根據建設規范所從事的實踐。但是，規范通常講的只是某些最低的要求，而不是最高的要求。如果你期望的不只是最低要求，那么滿足最基本的要求就不是你理想中的目標。

因為設計和建造混凝土結構是一件很實際的事情，所以許多設計人員更注重的是更為有效的工業標準，而不是印刷成文的規范。因此，工業生產標準影響了以下關于結構設計和建造的幾個方面：

（1）設計的方法和準則。

（2）生產建造過程。

（3）所需要的測試和證明。

（4）影響建造計劃和細節的一般規范要求。

（5）特別的規范要求（例如防火）。

設計人員一般不直接參與建造工作，但他們必須考慮以下在實際中會碰到的一些問題。

1、一次澆筑的最大量

澆筑的尺寸受到時間（如8小時工作時間）、工作量的大小、場地的條件、運送混凝土的車輛的數目、澆筑方法以及結構形式的影響（例如在實際澆筑中對于多層建筑只能一次澆筑一層）。

對于大型結構的最大澆筑量通常儀是整個結構澆筑量的一部分。當澆筑停止了一段時間后，已澆筑的混凝土在下一次澆筑前將會結硬。新舊混凝土的連接處稱為冷接縫或者施工縫。設計人員必須預先考慮這一問題——例如，由于現澆結構被認為是單一的連續的結構，設計人員必須仔細考慮這種施工縫的影響。

2、混凝上設計強度（fc）

在設計過程的前期階段，設計人員必須先確定混凝土的設計強度。毫無疑問，這一關鍵值和結構的性能有關。設計人員也必須考慮現今所應用的技術、承建商的能力以及項目的預算。因此，有一些設計會不斷超越現今建造技術的極限，要求使用盡可能好的混凝土（例如設計高層建筑），而其他一些設計只要求使用低強度的混凝土。

3、建造的準確度

現場澆筑是一個非常粗略的工作，很少能達到精確的幾何尺寸或光滑的面層。經驗告訴設計人員什么樣的誤差是允許的，什么樣的誤差是可以進行改善的——他們學會了仔細地寫一些設計說明，特意選擇一定的材料或在現場做一些監督。

但是，一般來說，工廠預制的混凝土的質量要高于現澆混凝土。這些構件尺寸精確而且可以進行修改。雖然精確的尺寸要求和光滑的面層對基本結構的形成不是關鍵的，但它們能使得建筑物在表面處理和其他建筑上的工藝更優越。當然，如果建成后混凝土被其他東西覆蓋或包住，那么這一缺點的影響就不大了。但是，設計人員必須了解結構中較為精細的連接構件所要求達到的精確度，認識到建造混凝土結構精確度的最低要求。

4、混凝土構件的最小尺寸

因為實際建造上的原因，為廠滿足保護層和鋼筋間距的不同要求，一些鋼筋混凝土構什必須有特定的尺寸。

當板、墻、梁中配有受彎鋼筋時，它的尺寸主要山受拉鋼筋和受壓混凝土外邊緣之間的距離決定。因此在非常薄的梁、薄板和墻中，受彎鋼筋不起什么作用。

一般地，在板和墻中要布置兩個方向的鋼筋。即使受彎作用只發生在一個方向，規范也要求在另一個方向必須配有一定數量的鋼筋來控制由于收縮和溫度變化而產生的裂縫。即使采用最小的保護層厚度和最小截面積的鋼筋，板的最小厚度也應大致達到2英寸，但是除了托梁或井式結構，板的厚度通常較大從而提高廠抗彎能力。一般的鋼筋布置，鋼筋布置在頂部還是底部主要由彎矩的正負決定。

建筑規范常常要求附加保護層厚度，規定最小厚度板的保護層厚度為4英寸或更大，從而保證較高的耐火等級。

提示：板的厚度是由所用骨料的大小決定的。

10英寸厚的墻或更厚的墻常常有兩層鋼筋。每一層都在允許的情況下和墻體外表面很接近。具有十字交叉鋼筋的墻（例如，有水平、垂直鋼筋）一般厚度很少小于6英寸。