混凝土结构设计原理过程作业

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1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理过程考核第一次过程考核第一次钢筋混凝土结构发展综述钢筋混凝土结构发展综述专题报告专题报告姓 名： 朱德孙 学 号： 0901011011 专业班级： 09 土木工程一班 成 绩： 教师评语：2011 年 10 月 30 日“正文” （另起页）“钢筋混凝土结构发展综述钢筋混凝土结构发展综述 ” 专题报告专题报告摘要：钢筋混凝土的发展总共经历了四个发展阶段，使我们的建筑从低层建筑不断发展到大跨度的高层建筑，每一次技术的革新都会带来钢混的发展。关键词：（钢筋 混凝土 结构 发展）学习交流钢筋混凝土结构的发展学习交流钢筋混凝土结构的发展1 1 混凝土结构的发展经历了

2、哪几个重要阶段混凝土结构的发展经历了哪几个重要阶段1.11.1 土结构与砌体结构、钢结构、木结构相比，历史不长，但自 19 世纪中叶开始使用后， 由于混凝土和钢筋材料性能的不断改进，结构理论施工技术的进步使钢筋混凝土结构得到 迅速发展，目前已经广泛应用于工业和民用建筑、桥梁、隧道、矿井以及水利、海港等土 木工程领域。建筑用混凝土的发展简史可以追溯到古希腊、罗马时代，甚至可能在更早的 古代文明中已经使用了混凝土及其胶结材料。但直到 1824 年波特兰水泥的发明才为混凝土 的大量使用开创了新纪元。至今仅有 160 多年的历史。它的发展大致经历了四个不同的阶 段。1.21.2 阶段为钢筋混凝土小构件

3、的应用，设计计算依据弹性理论方法。1801 年考格涅特发 表了有关建筑原理的论著，指出了混凝土这种材料抗拉性能较差，到 1850 年法国的兰博特 首先建造了一艘小型水泥船，并于 1855 年在巴黎博览会上展出。接着法国的花匠莫尼尔在 1867 年制作了以金属骨架作配筋的混凝土花盆并以此获得专利。后来康纳于 1886 年发表 了第一篇关于混凝土结构的理论与设计手稿。1872 年美国人沃德建造了第一幢钢筋混凝土 构件的房屋。1906 年特纳研制了第一个无梁平板。从此钢筋混凝土小构件已进入工程实用 阶段。第二阶段为钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构的大量应用，设计计算依据材料的破 损阶段方法。1922

4、 年英国人狄森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法。1928 年法国工程 师弗来西奈发明了预应力混凝土。其后钢筋混凝土与预应力混凝土在分析、设计与施工等 方面的工艺与科研迅速发展，出现了许多独特的建筑物，如美国波士顿市的 Kresge 大会堂， 英国的 1951 节日穹顶，美国芝加哥市的 Marina 摩天大楼，湖滨大楼等建筑物。1950 年苏 联根据极限平衡理论制定了“塑性内力重分布计算规程”。1955 年颁布了极限状态设计法， 从而结束了按破损阶段的设计计算方法。第三阶段为工业化生产构件与施工，结构体系应用范围扩大，设计计算按极限状态方 法。由于二战后许多大城市百废待兴，重建任务繁重。工程中

5、大量应用预制构件和机械化 施工以加快建造速度。继苏联提出的极限状态设计法之后，1970 年英国，联邦德国，加拿 大，波兰相继采用此方法。并在欧洲混凝土委员会与国际预应力混凝土协会（CEB-FIP）第 六届国际会议上提出了混凝土结构设计与施工建议，形成了设计思想上的国际化统一准则。第四阶段，由于近代钢筋混凝土力学这一新的学科的科学分支逐渐形成，以统计教学 为基础的结构可靠性理论已逐渐进入工程实用阶段。电算的迅速发展使复杂的数学运算成 为可能。设计计算依据概率极限状态设计法。概括为计算理论趋于完善，材料强度不断提 高，施工机械化程度越来越高，建筑物向大跨高层发展。2 2 外国与我国钢筋混凝土的发展

6、外国与我国钢筋混凝土的发展2.12.1 外国钢筋混凝土的发展外国钢筋混凝土的发展进入近代以来，经过了 JSmeaton，JParker 等人的试作阶段， 1824 年英国的烧瓦工人 Joseph Aspdin 调配石灰岩和粘土，首先烧成了人工的硅酸盐水泥，并取得专利，成为水泥工业的开端。以后，对如何克服混凝土抗拉强度很低这一问题进行了研究，1854 年法国技师 JLLambot 将铁丝网敛入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博览会上展出，这可以说是最早的RC 制品。从此以后， Francois Conigne，Wilkinson 等人改进了 Lambot 的制品，到 1867 年法国技师 J

7、oseph Monier 取得了用格子状配筋制作桥面板的专利， RC 工艺迅速地向前发展。 1867 这一年，是全世界公认为最早的 RC 桥架设的一年。 1877 年美国的 Thaddeus H yatt 调查了梁的力学性质， 1887 年德国的 Konen 提出了用混凝土承担压力和用钢筋承担拉力的设计方案，德国的 JBaushinger 确认了混凝土中的钢筋不受锈蚀等问题，于是RC结构又有了新的发展。总而言之，混凝土结构是在 19 世纪中期开始得到应用的，由于当时水泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓慢。直到19 世纪末以后，随着生产的发展，以及试验工作的开展、计

8、算理论的研究、材料及施工技术的改进，这一技术才得到了较快的发展。目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。在工程应用方面，混凝土结构最初仅在最简单的结构物如拱、板等中使用。随着水泥和钢材工业的发展。混凝土和钢材的质量不断改进、强度逐步提高。例如在美国20 世纪 60 年代使用的混凝土抗压强度平均为28N/mm2，20 世纪 70 年代提高到 42 N/mm2 ，近年来一些特殊需要的结构混凝土抗压强度可达80100 N/mm2，而实验室做出的抗压强度最高已达 266 N/mm2。前苏联 20 世纪 70 年代使用钢材平均屈服强度为 380 MPa，20 世纪 80 年代提高到 420 N

9、/mm2；美国在 20 世纪 70 年代钢材平均屈服强度已达 420 N/mm2。预应力钢筋所用强度则更高。这些均为进一步扩大钢筋混凝土的应用范围创造了条件，特别是自20 世纪 70 年代以来，很多国家巳把高强度钢筋和高强度混凝土用于大跨、重型、高层结构中，在减轻自重、节约钢材上取得了良好的效果。 为改善钢筋混凝土自重大的缺点，世界各国已经大力研究发展了各种轻质混凝土(由胶结料、多孔粗骨科、多孔或密实的细骨科与水拌制而成)，其干容重一般不大于18kNm3，如陶粒混凝土、浮石混凝土、火山渣混凝土、膨胀矿渣混凝土等。轻质混凝土可在预制和现浇的建筑结构中采用，例如可制成预制大型壁板、屋面板、折板以及

10、现浇的薄壳、大跨、高层结构。但在应用中应当考虑到它的一些特殊性能(弹性模量低、收缩、徐变大等 )。目前国外轻质混凝土用于承重结构的强度等级为C30C60，其容重一般为 1418kNm3。国内常用的强度等级为 C20、C30，也可配制 C40 或更高的强度，其容重一般为 1218kNm3。由轻混凝土制成的结构自重较普通混凝土可减少 2030，由于自重减轻，结构地震作用减小，因此在地震区采用轻质混凝土结构可有效地减小地震力，节约材料和造价。 二次世界大战后，国外建筑工业化的发展很快，已从采用一般的标准设计定向工业化建筑体系，趋向于做到一件多用或仅用较少几种类型的构件(如梁板合一构件、墙柱合一构件等

11、 )就能建造成各类房屋。实践充分显示出建筑工业化在加快建设速度、降低建筑造价、保证施工质量等方面的巨大优越性。在大力发展装配或钢筋混凝土结构体系的同时，有些国家还采用了工具式模板、机械化现浇与预制相结合，即装配整体式钢筋混凝土结构体系。 所有这些都显示了近代钢筋混凝土结构设计和施工水平日新月异的，迅速发展。2.22.2 钢筋混凝土结构在我国的发展钢筋混凝土结构在我国的发展在 19 世纪末 20 世纪初，我国也开始有了钢筋混凝土建筑物，如上海市的外滩、广州市的沙面等，但工程规模很小，建筑数量也很少。解放以后，我国在落后的国民经济基础上进行了大规模的社会主义建设。随着工程建设的发展及国家进一步的改

12、革开放，混凝土结构在我国各项工程建设中得到迅速的发展和广泛的应用。 我国 20 世纪 70 年代起，在一般民用建设中巳较广泛地采用定型化、标准化的装配式钢筋混凝土构件，并随着建筑工业化的发展以及墙体改革的推行，发展了装配式大板居住建筑，在多高层建筑中还广泛采用大模剪力墙承重结构外加挂板或外砌砖墙结构体系。各地还研究了框架轻板体系，最轻的每平方米仅为35kN。由于这种结构体系的自重大大减轻，不仅节约材料消耗，而且对于结构抗震具有显著的优越性。 改革开放后，混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展。继20 世纪 70 年代北京饭店、广州白云宾馆和一批高层住宅（如北京前三门大街、上海漕溪路住宅建筑群）的

13、兴建以后， 80 年代，高层建筑的发展加快了步伐，结构体系更为多样化，层数增多，高度加大，已逐步在世界上占据领先地位；目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场，80 层 322m 高，为框架 筒体结构；香港的中环广场达78 层 374m，三角形平面筒中筒结构，是世界上最高的混凝土建筑；广州国际大厦63 层 199m，是 80 年代世界上最高的部分预应力混凝土建筑。随着高层建筑的发展，高层建筑结构分析方法和试验研究工作，在我国得到了极为迅速的发展，许多方面已达到或接近于国际先进水平。 在大跨度的公共建筑和工业建筑中，常采用钢筋混凝土桁架、门式刚架、拱、薄壳等结构形式。在工业建设中已经广泛地采

14、用了装配式钢筋混凝土及预应力混凝土。为了节约用地；在工业建筑中多层工业厂房所占比重有逐渐增多的趋势，在多层工业厂房中除现浇框架结构体系以外，装配整体式多层框架结构体系已被普遍采用。并发展了整体预应力装配式板柱体系，由于其构件类型少，装配化程度高、整体性好、平面布置灵活，是一种有发展前途的结构体系。同时升板结构、滑模结构也有所发展。此外，如电视塔、水培、水池、冷却塔、烟囱、贮罐、筒仓等特殊构筑物也普遍采用了钢筋混凝土和预应力混凝土。如 9 度抗震设防、高 380m 的北京中央电视塔、高 405m 的天津电视塔、高490m 的上海东方明珠电视塔等。 混凝土结构在水利工程、桥隧工程、地下结构工程中的

15、应用也极为广泛。用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头在我国已是星罗棋布。如黄河上的刘家峡、龙羊峡及小浪底水电站，长江上的葛州坝水利枢纽工程及正在建设的三峡工程等。 钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁也有很大的发展，如著名的武汉长江大桥引桥；福建乌龙江大桥，最大跨度达 144m，全长 548m。四川沪州大桥，采用了预应力混凝土T 形结构，三个主跨为 170m，主桥全长 12556m，引道长达 7000m，是目前我国最长的公路大桥。为改善城市交通拥挤，城市道路立交桥正在在迅速发展。 随着混凝土结构在工程建设中的大量使用，我国在混凝土结构方面的科学研究工作已取得较大的发展。在混凝土结构基本理论与设计

16、方法、可靠度与荷载分析、单层与多层厂房结构、大板与升板结构、高层、大跨、特种结构、工业化建筑体系、结构抗震及现代化测试技术等方面的研究工作都取得了很多新的成果，基本理论和设计工作的水平有了很大提高，已达到或接近国际水平。 经过近十几年我国工程建设的快速发展以及进入WTO 的需要，自 1997 年起，我 国对工程建设标准进行了全面修订，并于今年先后颁布了建筑结构可靠度设计统一 标准（GB500682001）及混凝土结构设计规范 （GB500102002）等。新标准 的颁布，将推动新材料、新工艺、新结构的应用，使混凝土结构不断地发展，不停地演 进，达到新的水平。体会：体会：综上，我国的混凝土发展曲折，解放前几乎是空白，60 年代边学习苏联的经验边完 善提高，70 年代自己动手搞科研，编规范；80 年代规范的设计水准正力争赶上世界先进水 平。近 30 年来，我国在钢筋混凝土基本理论与计算方