混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展史

1、混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展史建工二班:劉朝鵬一 混凝土的名詞定義：以混凝土為主要材料建造的工程結(jié)構(gòu)。包括素混凝土結(jié) 構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。 二混凝土結(jié)構(gòu)簡史：從現(xiàn)代人類的工 程建設(shè)史上來看，相對于砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié) 構(gòu)和鋼、鐵結(jié)構(gòu)而言，混凝土結(jié)構(gòu)是一種 新興結(jié)構(gòu)，它的應(yīng)用也不過一百多年的歷 史。但有的考古學(xué)者認(rèn)為，水泥的起源約 在公元前510萬年，以后在公元前 3000 年，用熟石膏和石灰混合在一起建造了著 名埃及的金字塔，這是現(xiàn)存的最早的混凝 土結(jié)構(gòu)物。其后在古希臘和羅馬時代，用 這種水泥建造了很多建筑物和公路。進(jìn)入近代以來，經(jīng)過了J. Smeaton,J. Parker等人的試作階段，1

2、824年英國 的燒瓦工人Joseph Aspdin 調(diào)配石灰?guī)r和 粘土，首先燒成了人工的硅酸鹽水泥，并 取得專利，成為水泥工業(yè)的開端。以后，對如何克服混凝土抗拉強度很低這一問題 進(jìn)行了研究，1854年法國技師 J. L. Lambot 將鐵絲網(wǎng)斂入混凝土中制成了小船，并于 第二年在巴黎博覽會上展出，這可以說是 最早的RC制品。從此以后， Francois Conigne , Wilkinson 等人改進(jìn)了 Lambot 的制品，到1867年法國技師 Joseph Monier 取得了用格子狀配筋制作橋面板的專利， RC工藝迅速地向前發(fā)展。1867這一年，是 全世界公認(rèn)為最早的 RC橋架設(shè)的一年

3、。1877年美國的 Thaddeus H yatt 調(diào)查了梁 的力學(xué)性質(zhì)，1887年德國的Konen提出了 用混凝土承擔(dān)壓力和用鋼筋承擔(dān)拉力的設(shè) 計方案，德國的 J. Baushinger確認(rèn)了混 凝土中的鋼筋不受銹蝕等問題， 于是RC結(jié) 構(gòu)又有了新的發(fā)展?？偠灾?，混凝土結(jié)構(gòu)是在 19世紀(jì)中 期開始得到應(yīng)用的，由于當(dāng)時水泥和混凝 土的質(zhì)量都很差，同時設(shè)計計算理論尚未 建立，所以發(fā)展比較緩慢。直到 19世紀(jì)末 以后，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，以及試驗工作的 開展、計算理論的研究、材料及施工技術(shù)的改進(jìn)，這一技術(shù)才得到了較快的發(fā)展。 目前已成為現(xiàn)代工程建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的 建筑材料之一。在工程應(yīng)用方面，混凝土

4、結(jié)構(gòu)最初僅 在最簡單的結(jié)構(gòu)物如拱、板等中使用。隨 著水泥和鋼材工業(yè)的發(fā)展?；炷梁弯摬?的質(zhì)量不斷改進(jìn)、強度逐步提高。例如在 美國20世紀(jì)60年代使用的混凝土抗壓強 度平均為28N/mmZ 20世紀(jì)70年代提高到 42 N/mm2 ,近年來一些特殊需要的結(jié)構(gòu)混 凝土抗壓強度可達(dá) 80100 N/mm2,而實 驗室做出的抗壓強度最高已達(dá)266 N/mm2前蘇聯(lián)20世紀(jì)70年代使用鋼材平均屈服 強度為380 MPa, 20世紀(jì)80年代提高到 420 N/mm2美國在20世紀(jì)70年代鋼材平 均屈服強度已達(dá) 420 N/mm2o預(yù)應(yīng)力鋼筋 所用強度則更高。這些均為進(jìn)一步擴大鋼 筋混凝土的應(yīng)用范圍創(chuàng)造了

5、條件，特別是 自20世紀(jì)70年代以來，很多國家巳把高 強度鋼筋和高強度混凝土用于大跨、重型、高層結(jié)構(gòu)中，在減輕自重、節(jié)約鋼材上取 得了良好的效果。為改善鋼筋混凝土自重大的缺點，世 界各國已經(jīng)大力研究發(fā)展了各種輕質(zhì)混凝 土（由膠結(jié)料、多孔粗骨科、多孔或密實的 細(xì)骨科與水拌制而成），其干容重一般不大 于18kN/m3,如陶?；炷?、 浮石混凝土、 火山渣混凝土、膨脹礦渣混凝土等。輕質(zhì) 混凝土可在預(yù)制和現(xiàn)澆的建筑結(jié)構(gòu)中采 用，例如可制成預(yù)制大型壁板、屋面板、 折板以及現(xiàn)澆的薄殼、大跨、高層結(jié)構(gòu)。 但在應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)考慮到它的一些特殊性能 （彈性模量低、收縮、徐變大等 ）。目前國 外輕質(zhì)混凝土用于承重結(jié)構(gòu)

6、的強度等級為 C30C60,其容重一般為 1418kN/m3 國內(nèi)常用的強度等級為C20、C30,也可配制C40或更高的強度，其容重一般為1218kN/m&由輕混凝土制成的結(jié)構(gòu)自重較 普通混凝土可減少 2030%,由于自重減 輕，結(jié)構(gòu)地震作用減小，因此在地震區(qū)采 用輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)可有效地減小地震力， 節(jié)約材料和造價。二次世界大戰(zhàn)后，國外建筑工業(yè)化的 發(fā)展很快，已從采用一般的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計定向 工業(yè)化建筑體系，趨向于做到一件多用或 僅用較少幾種類型的構(gòu)件（如梁板合一構(gòu) 件、墻柱合一構(gòu)件等）就能建造成各類房 屋。實踐充分顯示出建筑工業(yè)化在加快建 設(shè)速度、降低建筑造價、保證施工質(zhì)量等 方面的巨大優(yōu)越性。在

7、大力發(fā)展裝配或鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的同時，有些國家還采 用了工具式模板、機械化現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié) 合，即裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。所有這些都顯示了近代鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)設(shè)計和施工水平日新月異的，迅速發(fā)展三混凝土結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，我國也開始 有了鋼筋混凝土建筑物，如上海市的外灘、 廣州市的沙面等，但工程規(guī)模很小，建筑 數(shù)量也很少。解放以后，我國在落后的國 民經(jīng)濟基礎(chǔ)上進(jìn)行了大規(guī)模的社會主義建 設(shè)。隨著工程建設(shè)的發(fā)展及國家進(jìn)一步的 改革開放，混凝土結(jié)構(gòu)在我國各項工程建 設(shè)中得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。我國20世紀(jì)70年代起，在一般民用 建設(shè)中巳較廣泛地采用定型化、標(biāo)準(zhǔn)化的 裝配

8、式鋼筋混凝土構(gòu)件，并隨著建筑工業(yè) 化的發(fā)展以及墻體改革的推行，發(fā)展了裝 配式大板居住建筑，在多高層建筑中還廣 泛采用大模剪力墻承重結(jié)構(gòu)外加掛板或外 砌磚墻結(jié)構(gòu)體系。各地還研究了框架輕板 體系，最輕的每平方米僅為35kN。由于這種結(jié)構(gòu)體系的自重大大減輕，不僅節(jié)約 材料消耗，而且對于結(jié)構(gòu)抗震具有顯著的 優(yōu)越性。改革開放后，混凝土高層建筑在我國 也有了較大的發(fā)展。繼20世紀(jì)70年代北京飯店、廣州白云賓館和一批高層住宅（如 北京前三門大街、上海漕溪路住宅建筑群） 的興建以后，80年代，高層建筑的發(fā)展加 快了步伐，結(jié)構(gòu)體系更為多樣化，層數(shù)增 多，高度加大，已逐步在世界上占據(jù)領(lǐng)先 地位；目前國內(nèi)最高的混凝

9、土結(jié)構(gòu)建筑是 廣州的中天廣場，80層322m高，為框架 一筒體結(jié)構(gòu)；香港的中環(huán)廣場達(dá)78層374m,三角形平面筒中筒結(jié)構(gòu)，是世界上最高的混凝土建筑；廣州國際大廈63層199m,是80年代世界上最高的部分預(yù)應(yīng)力 混凝土建筑。隨著高層建筑的發(fā)展，高層 建筑結(jié)構(gòu)分析方法和試驗研究工作，在我 國得到了極為迅速的發(fā)展，許多方面已達(dá) 到或接近于國際先進(jìn)水平。在大跨度的公共建筑和工業(yè)建筑中， 常采用鋼筋混凝土桁架、門式剛架、拱、 薄殼等結(jié)構(gòu)形式。在工業(yè)建設(shè)中已經(jīng)廣泛 地采用了裝配式鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝 土。為了節(jié)約用地；在工業(yè)建筑中多層工 業(yè)廠房所占比重有逐漸增多的趨勢，在多 層工業(yè)廠房中除現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體

10、系以外， 裝配整體式多層框架結(jié)構(gòu)體系已被普遍采 用。并發(fā)展了整體預(yù)應(yīng)力裝配式板柱體系， 由于其構(gòu)件類型少，裝配化程度高、整體 性好、平面布置靈活，是一種有發(fā)展前途 的結(jié)構(gòu)體系。同時升板結(jié)構(gòu)、滑模結(jié)構(gòu)也 有所發(fā)展。此外，如電視塔、水培、水池、 冷卻塔、煙囪、貯罐、筒倉等特殊構(gòu)筑物 也普遍采用了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝 土。如9度抗震設(shè)防、高 380m的北京中央 電視塔、高405m的天津電視塔、高 490m 的上海東方明珠電視塔等?；炷两Y(jié)構(gòu)在水利工程、橋隧工程、 地下結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用也極為廣泛。用鋼 筋混凝土建造的水閘、水電站、船塢和碼 頭在我國已是星羅棋布。如黃河上的劉家 峽、龍羊峽及小浪底水電

11、站，長江上的葛 州壩水利樞紐工程及正在建設(shè)的三峽工程 等。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁也有 很大的發(fā)展，如著名的武漢長江大橋引橋； 福建烏龍江大橋，最大跨度達(dá)144m,全長548m四川滬州大橋，采用了預(yù)應(yīng)力混凝 土 T形結(jié)構(gòu)，三個主跨為 170m,主橋全長 1255. 6m,引道長達(dá)7000m,是目前我國 最長的公路大橋。為改善城市交通擁擠， 城市道路立交橋正在在迅速發(fā)展。隨著混凝土結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中的大量 使用，我國在混凝土結(jié)構(gòu)方面的科學(xué)研究 工作已取得較大的發(fā)展。在混凝土結(jié)構(gòu)基 本理論與設(shè)計方法、可靠度與荷載分析、 單層與多層廠房結(jié)構(gòu)、大板與升板結(jié)構(gòu)、高層、大跨、特種結(jié)構(gòu)、工業(yè)化建筑體系、 結(jié)構(gòu)抗震及現(xiàn)代化測試技術(shù)等方面的研究 工作都取得了很多新的成果，基本理論和 設(shè)計工作的水平有了很大提高，已達(dá)到或 接近國際水平?；炷两Y(jié)構(gòu)經(jīng)過近十幾年我國工程建設(shè)的快速發(fā) 展以及進(jìn)入 WTO勺需要，自1997年起，我 國對