题目
钢筋和混凝土能够共同工作的原因是()A. 钢筋和混凝土之间有良好的黏结力B. 钢筋和混凝土之间的温度线膨胀系数接近C. 混凝土包裹在钢筋的外面,防止钢筋锈蚀D. 钢筋和混凝土的弹性模量接近
钢筋和混凝土能够共同工作的原因是()
A. 钢筋和混凝土之间有良好的黏结力
B. 钢筋和混凝土之间的温度线膨胀系数接近
C. 混凝土包裹在钢筋的外面,防止钢筋锈蚀
D. 钢筋和混凝土的弹性模量接近
题目解答
答案
B. 钢筋和混凝土之间的温度线膨胀系数接近
解析
考查要点:本题主要考查钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土能够共同工作的根本原因,涉及材料性能的匹配性。
解题核心思路:钢筋和混凝土性能差异大,但能共同工作需满足两个条件:材料性能互补(如抗压、抗拉能力)和变形协调性。其中,温度线膨胀系数接近是关键,确保两者在温度变化时膨胀/收缩同步,避免内应力导致分离。
破题关键点:
- 排除干扰项:
- 选项A(黏结力)是必要条件,但非根本原因(黏结力强不代表长期协调)。
- 选项C(防锈蚀)是混凝土的保护作用,与共同工作无直接关系。
- 选项D(弹性模量接近)虽重要,但实际混凝土弹性模量远低于钢筋,仍能协调变形。
- 选项B(温度线膨胀系数接近)是核心,因温度变化会导致材料膨胀/收缩,若系数差异大,易产生应力破坏结合。
钢筋和混凝土能够共同工作的根本原因在于两者在材料性能上的匹配性,具体分析如下:
材料性能互补性
- 混凝土抗压能力强但抗拉能力弱,主要承担压应力。
- 钢筋抗拉能力强,布置在受拉区域弥补混凝土的不足。两者性能互补,形成高效结构。
变形协调性
- 温度线膨胀系数接近:
混凝土线膨胀系数约为 $10 \times 10^{-6}/^\circ \text{C}$,钢筋(如低碳钢)约为 $12 \times 10^{-6}/^\circ \text{C}$。两者接近,确保温度变化时膨胀/收缩同步,避免因应力集中导致分离。 - 弹性模量差异影响:
虽然混凝土弹性模量(约 $20-30 \text{GPa}$)远低于钢筋(约 $200 \text{GPa}$),但钢筋用量少且局部变形仍可协调,非决定性因素。
关键结论
温度线膨胀系数接近是钢筋与混凝土长期保持整体工作的根本保障,而黏结力、防锈蚀等是辅助条件。