钢筋混凝土结构 reinforced concrete structure
用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。
1.基本原理
混凝土抗压强度高，抗拉强度低。钢筋的抗压和抗拉能力都很强。将钢筋和混凝土两种材料结合在一起，利用混凝土抗压，利用钢筋抗拉，则能使两种材料各尽其能、相得益彰，组成良好的结构构件。
以梁为例。若用素混凝土制成梁，在图1a所示的荷载作用下，梁跨中截面的下部受拉，上部受压（图1b）。当外荷载增加使得梁底的应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土开裂，裂后梁立即断开（图1c）。若在梁的受拉区布置适量的钢筋（如图2a所示），由于钢筋具有很好的抗拉性能，当混凝土开裂后钢筋可以帮助混凝土承受拉力（图2b），梁并不破坏还可以继续承载（图2c）。钢筋不但提高了梁的承载能力，而且还提高了梁的变形能力，使得梁在破坏前能给人以明显的预告。
图1 素混凝土梁的受力性能
钢筋与混凝士两种不同材料之所以能共同工作，主要是因为混凝土和钢筋之间有良好的黏结性能，两者能可靠地结合在一起，共同受力，共同变形；混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近（混凝土为，钢筋为），避免温度变化时产生较大的度应力破坏两者之间的黏结力；混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化。
钢筋除帮助混凝土承受拉力外，在柱和拱等结构中，钢筋也被用来增强结构的抗压能力。抗压钢筋有两种配置方式：一是顺压力方向配置纵向钢筋，与混凝土共同受力；二是垂直于力方向配置钢筋网和螺旋钢筋，以阻止混凝土在压力作用下的催向膨胀，使混凝土处于三向受力状态，从而增强混凝士的抗压能力和抗变形能力。
2.施工方法
钢筋混凝土结构施工时，一般先根据结构构件的形状和尺寸制作模板，再将钢筋放入模板中适当的位置固定，最后浇筑混凝土，待混凝土结硬成型并达到一定强度时除去模板，结构施工结束。
3.应用范围
钢筋混凝土结构可应用于土木工程中的各个领域。在房屋建筑中，钢筋混凝土结构占有相当大的比例。如1990年建成的美国芝加哥伟基河畔南111号办公楼，65层，高296米，为当时建成的世界最高的混凝土建筑。朝鲜平壤的柳京饭店，105层，高319.8米，也为钢筋混凝土结构。在中国，钢筋混凝土结构的房屋更加普遍，如建造于20世纪初的上海外滩建筑群中就有很多钢筋混凝土结构的房屋。近年来，尽管钢结构得到很大的发展，但超过100米高的高层建筑中绝大多数是钢筋混凝土结构或为钢-混凝土组合结构，如88层高的上海金茂大厦。
隧道、桥梁、高速公路、城市高架公路、地铁等大都采用钢筋混凝土结构。如1994年建成的上海内环线浦西段高架公路，以及与之相连的南浦大桥、杨浦大桥的塔架，上海地铁一号线、二号线、明珠轨道线、穿越黄浦江的多条隧道、英吉利海峡隧道等。
钢筋混凝土结构还用于建造大坝、拦海闸墩、渡槽、港口、海洋等工程设施。
4.沿革与发展
1824年，英国人J.阿斯普丁发明了波特兰水泥为混凝土结构的诞生奠定了基础。1855年，法国人上J.L.朗姆波在巴黎国际展览会上展示他的一条水泥砂浆铁丝小船，标志着混凝土结构的诞生。同年，法国人F.克瓦涅也申请了加筋混凝土楼板的制作专利。这以后一大批凭经验制作的加筋混凝土结构（构件）相继出现，并获得专利。1904年出版的一本英国教科书列了43项加筋混凝土的专利。
19世纪末混凝土传入中国。在上海，1896年建成的工部局市政厅采用钢筋混凝土楼板（现已不存在）。1901年建造的华俄道胜银行（现为中国外汇交易中心）采用了钢柱、钢梁外包混凝土的钢骨混凝土结构。1908年建成的得律风公司大楼（现为上海市内电话局）是中国第一座采用钢筋混凝土梁和钢筋混凝土柱组成的框架结构的房屋。
静力学的发展为混凝土结构理论的建立奠定了基础。钢筋混凝土结构基本理论主要有两方面的工程应用。一是已知荷载设计结构构件，二是己知结构构件确定其能承受的外部荷载。
1886年德国工程师M.克嫩提出受弯构件的中性轴位于截面中心的假说，为钢筋混凝土受弯构件正截面的应力分析建立最原始的力学模型。1894年克瓦涅等拓展了克嫩的理论，提出了钢筋混凝土构件的容许应力设计法。由于该方法以弹性力学为基础，在数学处理上比较简单，一经提出便很快为工程界所接受。
尽管混凝土的弹塑性性能以及钢筋混凝土结构的极限强度理论早已被人们所认识，却很难动摇容许应力设计法在工程设计中的应用。直到1976年美国和英国的房屋结构设计规范仍以容许应力法为主。但现在，将荷载和材料的强度看成是随机变量，采用基于近似概率的极限状态设计法已被许多国家和国际组织的设计规范所采用。
结构试验在钢筋混凝土结构理论的诞生和发展过程中起着不可估量的作用。世界各国的混凝土结构设计规范都是以大量的试验数椐为基础而建立起来的。体型特殊、结构复杂的混凝土结构物往往还要通过整体结构的模型试验来验证设计理论、改进设计方法。
钢筋混凝土结构诞生以来在材料方面的发展主要表现在混凝土强度的不断提高、混凝土性能的不断改善、轻质混凝土和无沙混凝土的应用以及纤维增强塑料（FRP）筋的应用等几个方面。近年来，钢筋混凝土结构的耐久性引起了各国学者的高度重视，与之相关的课题在世界范围内被广泛地研究，有些成果已在工程中应用。
摘自：《中国大百科全书（第2版）》第7册，中国大百科全书出版社，2009年
