钢筋混凝土因其较好地发挥了钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，且容易就地取材、施工工艺成熟，是较早运用于框架结构的建筑材料。

但是，近年来随着我国钢产量的大幅增加，钢材因其自重轻、强度高、施工便捷等特点，也越来越多地被运用到框架结构中。

随着我国城市化的发展，钢结构在综合经济效益方面和抗震能力上的优点，都将促使其更广泛地被运用到土木工程建设中。

钢筋混凝土是将钢筋布置在构件受力截面的受弯区。

然后以水泥为胶结料，石子、砂为粗、细骨料浇筑成混凝土，将钢筋包裹在其中。

利用钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，使得两种材料协同受力，较好地承受荷载作用。

而钢材（包括型钢和钢板）本身密实度大、强度高、塑性和韧性好，各向受力均匀，加工成构件后，能很好地承受荷载作用。

两种材料构成构件的特点

1. 钢筋混凝土构件特点

（1）抗压性能好，抗拉（弯）、抗剪性能较差

混凝土本身的抗压强度较高，而抗拉强度严重不足（约为抗压强度的10%），在较小拉力下混凝土就会开裂，将抗拉强度较高的钢筋布置在混凝土结构的受拉区，便可以充分发挥钢材和混凝土两种材料的特长，极大地提高构件承载能力。

（2）构件自重大，施工工艺繁琐

钢筋混凝土容重较大，约2500kn/m3。

有时候为保证较长构件的稳定性，减小长、细比，设计时往往要加大构件的截面，增加构件的自重。

钢筋混凝土构件需经过：立支撑、支模板、钢筋下料、绑扎、混凝土拌合、混凝土浇筑、养护、拆模等工艺环节，施工工艺繁琐，施工周期长。

（3）耐久性好、耐火性能佳。

钢筋混凝土在钢筋外围形成保护层，能有效保证钢筋不受腐蚀，耐久性较好。

同时，保护层能起到阻燃保护钢筋的作用，加之混凝土本身的耐火性能较好，钢筋混凝土构件的整体耐火性能佳。

2.钢结构构件的特点

（1）钢材密度大、强度高、重量轻

钢材的密度与屈服点的比值较小，在相同荷载条件下，采用钢结构自重较轻；相同跨度和荷载条件下，钢构件的重量仅为钢筋混凝土重量的1/4~1/3，但强度更高。

（2）钢材材质均匀，塑性和韧性好

钢材的材质均匀，接近各向同性；在一定应力范围内，处于理想的弹性工作状态，符合工程力学所采用的基本假定；钢材的塑性和韧性较好，即使是在一定范围内的过载作用下也不至于发生脆断，可靠性高。

（3）具有可焊接性，便于工业化加工

钢材通过焊接，可以制作成各种构件；钢构件可以在工厂内制成，便于机械化大批量生产，效率高、制作精度高，质量有保证。

（4）防腐蚀、耐火性能较差

在没有保护层隔离的情况下，钢材中的碳元素易与空气中的水分（或其他腐蚀介质发生）发生化学反应，产生氧化膜；火灾发生时，高温作用下，钢材容易变柔软，危及结构安全。

（ps:这时候防腐涂料和防火涂料的出现，能够大大降低防腐蚀现象，延长钢材使用年限，提高其耐高温性能，全面提升钢结构的全生命周期）

两种材料构成构件框架的稳定性

1.混凝土框架结构

（1）钢筋混凝土梁因为上部有楼板的约束，当跨度和荷载较小时，梁截面尺寸较小，稳定性较好。

但当跨度和荷载较大时，梁的截面相应增加，抗弯扭性能减弱，设计上通过在梁内增加抗弯扭钢筋来提高梁的稳定性。

但随着截面的增大，梁的自重也明显增加，不利于构建大的跨度空间。

（2）钢筋混凝土柱是主要的承重构件，在承受并传递竖向荷载时，不仅要具备足够的强度，而且要满足长、细比要求，保证足够的刚度和稳定性。

在构建较高楼层的建筑物时，钢筋混凝土柱的截面就要增加（或在柱的中间位置设置联系梁），不仅自重增加，而且占用空间。

（3）钢筋混凝土结构框架的稳定性取决于梁、柱构建的空间架体的稳定性，而关键节点是梁、柱接头部位的设计和施工质量。

2. 钢结构框架结构

（1）钢梁、钢柱等构件，一般采用型钢直接制作而成，大型构件可以通过型钢加钢板制作成格构件，不仅强度高，而且自重轻，便于构建较大跨度的空间。

（2）单个钢构件可以通过焊接，加腹板（或加劲肋）的方式，有效地提高抗弯扭性能。

（3）钢构件可以在加工厂内工业化制作，切割、调直、焊接、除锈等工序均可以机械化进行。

稳定的设备和作业条件，能很好地保证钢构件的加工精度和质量。

（4）钢结构框架的施工，是将加工成型的钢构件在现场，通过焊接、铆接、锚定等形式拼装而成，施工便捷。

尤其是钢框架梁、柱接头，因为钢材是弹性材料，具备各向同性的特点，通过焊接形成的梁、柱接头很容易形成刚性节点，受力时处于理想的弹性工作状态，符合工程力学所采用的基本假定。

（5）钢结构框架通过在合理的部位设置垂直支撑和水平支撑，能极大地提高框架整体的空间稳定性，安全可靠。

（6）钢结构框架在设计、施工时，应该根据钢结构的特点，充分考虑钢材的材料特性，采取完善的防腐、防火措施，确保钢结构框架的耐久性和安全可靠性。

钢结构的特性及优点，使其相较于钢筋混凝土，在构建框架结构体系时，具备更好的强度、更轻的自重（高层钢结构自重一般仅为高层钢筋混凝土结构自重的1/2~3/5）、更好的稳定性、更佳的抗震性能。

钢构件便于工业化加工，现场拼装便捷，有利于缩短施工周期，符合环保施工的理念。

另外，钢结构的特性符合建筑产业化的发展方向，今后必将更广泛地应用于土木工程建设中，迎来更为广阔的发展空间。

文章内容参考：

《科教纵横》——钢结构与钢筋混凝土结构的比较——徐子茵 张恒飞

钢结构与钢筋混凝土结构构建的框架体系稳定性探讨——郭万标

内容如有违规，请及时联系作者删除！

标签：混凝土钢筋