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1、,第十三章 土木工程发展趋势,一、高性能混凝土 高性能混凝土（high performance concrete, hpc)是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。所谓高性能：是指混凝土具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减少截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国已制成C100的混凝土。国外在实验室高温、高压的条件下，水泥石的强度达到662mp（抗压）及64.7mpa（抗拉）。在实际工程中，美
2、国西雅图双联广场泵送混凝土56d抗压强度达133.5MPa。,第一节 高性能混凝土,二、 活性微粉混凝土 活性微粉混凝土（reactive power concrete,rpc)是一种超高强的混凝土,其立方体抗压强度可达200800mpa，抗拉强度可达25150MPa，断裂能可达30kj/m2，单位体积质量为2.03.0t/m3。rpc的价格比常用混凝土稍高，但大大低于钢材，可将其设计成细长或薄壁的结构，以扩大建筑使用的自由度，在加拿大sherbrook已设计建造了一座跨度为60m，高3.47m的B200级rpc的人行摩托车用预应力桁架桥。,三、低强混凝土 美国混凝土学会（ACI）委员会，提出
3、了在配料、运送、浇注方面可控制的低强度混凝土，其强度为8MPa或更低。这种材料可用于基础桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下构造，在一些特定情况下，可用其调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等性能指标，而且不易产生裂缝。荷兰一座隧洞工程中曾采用了低强度砂浆（low-strengh thmortar,lsm),其组分为：水泥为150kg/m3；砂为1080kg/m3；水为570kg/m3；超塑化剂6kg/m3，所制的lsm的抗压强度为3.5MPa，弹性模量低于500Mpa，lsm制成的隧洞封闭块，比常规的土壤稳定法节约造价，故这种混凝土可望在软土工程中得到应用发展。
4、,四、轻质混凝土 利用天然轻骨料（如浮石、凝灰岩等）、工业肥料轻骨料（如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造轻骨料（页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩等）制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点，利用工业废渣如锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土，可降低混凝土的生产成本，并变废为用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，对环境保护也是有利的。,五、纤维增强混凝土 为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究，发展的相当迅速。目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙稀纤维或尼龙纤维混凝
5、土等,六、自密实混凝土 自密实混凝土不需机械振捣，而是依靠自重使混凝土密实。混凝土的流动度虽然高，但仍可以防止离析。 这种混凝土的优点有：在施工现场无震动噪音；可进行夜间施工，不扰民；对工人健康无害；混凝土质量均匀、耐久；钢筋布置较密或构件体形复杂时也易于浇筑；施工速度快，现场劳动量小。,七、智能混凝土 利用混凝土组成的改变，可克服混凝土的某些不利性质，例如：高强混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之类的活性材料，硬化后的混凝土密实度好，但高强混凝土在早期硬化阶段，具有明显的自主收缩和空隙率较高，易于开裂等缺点。解决这些难题的一个方法是，用掺量为25%的预湿轻骨料来替换骨料，从而在混凝土内部形
6、成一个“蓄水池”，使混凝土得到持续的潮湿养护。这种加入“预湿骨料”方法可使混凝土的自生收缩大为降低，减少了微细裂缝。,八、碾压混凝土 碾压混凝土近年发展较快，可用于大体积混凝土结构、工业厂房地面、公路路面及机场道面等。 用于大体积混凝土的碾压混凝土的浇筑机具与普通混凝土不同，其平整使用推土机，振实用碾压机，层间处理用刷毛机，切缝用切缝机，整个施工过程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可大量掺用粉煤灰，与普通混凝土相比浇注工期可缩短，用水量可减少，水泥用量可减少。碾压混凝土的层间抗剪性能是修建混凝土高坝的关键问题，国内大连理工大学等单位曾开展这方面的研究工作。在公路工业厂房地面等大面积混凝
7、土工程中，采用碾压混凝土，或者在碾压混凝土中再加入钢纤维，成为钢纤维碾压混凝土，但其力学性能及耐久性还需进一步完善。,第二节 钢结构,一、钢结构工程是一项“绿色环保工程” 1.废弃料可再生利用，是一种环保型建筑材料 2.避免了砂、土、粉尘飞扬，净化空气 3.工厂化生产，现场施工周期短，环境问题易解决 4.围护体系易采用环保产品,二、大跨度空间钢结构 1.大跨度空间钢结构在国外的应用 2.大跨度空间钢结构在我国的应用,三、高层钢结构 （1）结构自重小，高层钢筋混凝土结构自重一般为1.52.0t/m2，而高层钢结构自重都在1.0t/m2以下，相差1/31/2。结构重量的减轻，不仅节约了运输和吊装费
8、用，更重要的是有利于抗震，地震作用随着自重的减轻而显著降低。自重的减轻还会降低地基基础的造价，这在软土场地尤为明显。,（2）有效使用空间大，由于钢材强度远高于混凝土强度，钢结构构件的截面尺寸就相对较小。如钢柱断面为450mm450mm时，相应钢筋混凝土柱的截面要在900mm900mm左右。与相同建筑面积的钢筋混凝土结构相比，钢结构的实际使用面积可增加3%6%。另外，高层建筑所需要的大量管线可以很方便地在钢梁腹板内穿过和布置在H形柱的凹槽内，这同样可以增加有效空间。,（3）施工速度快。钢结构构件一般均在工厂制作，现场安装，多为干法作业，而混凝土结构则主要是湿法作业，需要一定的混凝土养护期。对于5
9、0层左右的高层建筑，钢结构的施工工期约为22.5年，混凝土结构的施工工期为3年，相差0.51年。,（4）有利于环保，钢结构施工机械化程度高，造成的粉尘、噪声要小得多，钢结构大部分可回收再利用或作为废钢重新炼钢。如我国有几个钢厂是从国外引进的旧钢结构厂房，不仅价钱便宜，而且投产很快，使用上也没有什麽问题。对于大多是建在大城市中心地带的高层建筑来说，考虑环境保护有很大意义。,（5）抗震性能好，从设计和制造上来说，要达到相同的抗震能力，钢结构要比其他材料的结构方便容易，增加的费用要少。从实际震害调查来看，钢结构的损坏程度更是小于其他结构。,（6）防火性能差，未加防护的钢结构，其耐火极限仅15min,
10、远小于混凝土的耐火极限（300mm300mm钢筋混凝土柱的耐火极限为3.00h）。为了防火，高层钢结构需要喷刷防火涂料或设置防火板，也可以外包混凝土，既防火又增加承载能力。,第三节 智能建筑,一、智能建筑物的发展 二、智能建筑物的基本概念 三、4C技术 四、智能建筑物的特点 1.完善的计算机系统及通信网络 2.共用的办公自动化系统 3.高效的国际金融信息网络 4.可靠的自动化系统 5.舒适的办公和居住环境,第四节 信息化施工技术,一、建筑业应用信息化施工技术的现状 1.建筑企业完成计算机的普及应用，但远没到信息化的阶段 2.初步形成了建筑业专用软件市场 3.存在的问题和差距,二、信息化施工 在
11、市场经济瞬息万变的环境中，业主、工程设计、工程承包方、金融机构、工程监理及物业管理者等几方面的人，所关心不仅是诸如造价等单个技术问题的解决，还更加关心工程建设本身和社会上所发生的各种关系更大利益的动态信息，随时决定何种对策，以保护本身的权益。如业主和金融机构关心投资风险，预期投资回报率大小、政府的政策法规走向变化、涉及到新技术，新材料应用可能性等。,三、以互联网为中心的信息服务应用 “建筑工程项目施工管理信息系统”，结合工程实际，以解决各部门之间信息交流为中心，以岗位工作标准为切入点，采用系统模型定义、工作流程和数据库处理技术，有效地解决了项目经理部从数据采集、信息处理与共享到决策目标生成等环节的信息化，以及时准确地以量化指标，为项目经理部地高效优质管理提供了依据，该系统满足了工程常规管理的要求，即满足业主、监理、分包对工作程序的要求。,四、信息化仪式技术能保证工程质量和成本控制 所谓信息化施工就是利用计算机信息处理功能，将施工过程所发生的工程、技术、商务、物资、质量、安全、行政等方面，对发生的人力、材料、机械、资金等瞬间即逝的信息有序的存储，并科学地综合利用，以部门之间信息交流为中心，以岗位工作标准为切入点，解决项目经理部从数据采集、信息处理与共享到决策目标生成等环节的信息化，以及时准确地量化指标，为项目经理部高效优质管理提供依据。,
