《力学》是学习《平法》的基础知识,只有掌握了力学,才能理解平法为什么要那么做。比方说梁的钢筋,为什么上部钢筋只能在梁跨中搭接?而下部钢筋就只能在支座旁边三分之一跨的长度范围内搭接?如果不知道原理,不多问一个“为什么”,就不能真正说“懂”。下面我就举两个“力学在钢筋设计中的基本原理应用”的例子,希望读者指出不足,互相学习共同进步;希望读者“牵一发而动全身”,从一个原理反射理解到其他地方,培养在思考中学习的好习惯。
1.梁的上下部钢筋搭接位置原理
首先我们来看一下梁最基本的一种破坏时的情形。

如果你知道答案是梁最终会断裂,那么,想想裂缝最先出现在什么地方呢?

上部钢筋会在中部被挤压成“灯笼”。请看下面的力学示意图。

可以引出《平法》中那些经验做法:
①梁上部要有支座负筋,并且通常伸入支座三分之一跨长
②梁的上部钢筋要在跨中搭接;下部钢筋要在支座两边三分之一跨长处搭接
③支座的两端往往需要箍筋加密(抗震加密)
2.锚固、搭接的力学原理
在理想情况下,钢筋当然是能不需要搭接最好,就像混凝土能最好一次性浇筑一样,一个整体总会比两个结合的内力要强。但因为混凝土有水化热等等原因,并不能一次性把整栋大楼浇筑好;钢筋因为生产、运输等原因,并不能长到刚刚好的长度。所以规范的市场里,钢筋一般是9米,或12米的规格。这是从市场层面解释为什么要有搭接。
我们想想为什么需要锚固?把一个小木块架在墙上,或者用铁钉钉在墙上,结果是不同的吧?用铁钉当然比单纯架在墙上更能稳固木块,问题是:铁钉要多长才能做到固定木块,又不浪费呢?

临界点:钢筋刚好拔出的那一瞬间,刚好断裂。这样你可以明白为什么级别越高的钢筋它的锚固长度越大了吧?
搭接也是这个概念。但有的人疑惑,为什么直径不一样的钢筋搭接,要用直径小的钢筋计算出的搭接长度呢?打个小小的比喻:一根粗绳子可以承受100牛的拉力,而一根细绳子只能十牛,两根绑扎在一起,用力两边一拉,哪根先断呢?毫无疑问,细的会先断裂。并且当施加的力到十牛时,这个结合就已经被破坏。所以采用100牛的拉力的话,有90牛是浪费的。钢筋搭接就是如此,搭接长度只要满足两钢筋被拉开的瞬间,细的钢筋刚好断裂就足以!
3.万能的内折角定律 所谓的内折角,我不文字解释,直接上图更形象 。



