钢筋混凝土结构现状.docx

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1、钢筋混凝土结构现状摘要：钢筋混凝土的发明出现在近代，通常为人认为发明于1848年。1868年一个法 国园丁，获得了包括钢筋混凝土花盆，以及紧随其后应用于公路护栏的钢筋混凝土梁柱的专 利。1872年，世界第一座钢筋混凝土结构的建筑在美国纽约落成，人类建筑史上一个崭新 的纪元从此开始，钢筋混凝土结构在1900年之后在工程界方得到了大规模的使用。1928 年，一种新型钢筋混凝土结构形式预应力钢筋混凝土出现，并于二次世界大战后亦被广泛 地应用于工程实践。钢筋混凝土的发明以及19世纪中叶钢材在建筑业中的应用使高层建 筑与大跨度桥梁的建造成为可能。关键词：钢筋混凝土、结构、发展、现状正文：1、钢筋混凝土发

2、展经历阶段混凝土结构与砌体结构、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。第一阶段为钢筋混凝土小构件的应用，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

3、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

4、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

5、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匚程实用阶段。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。我国的钢筋混凝土结构发展比较曲折，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年代白己动手搞科研，编规范;80年代规范的设计水准正力争

6、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法、可靠度与荷载分析、单层 与多层厂房结构、高层建筑结构、大板与开板结构、大跨度结构、结构抗震、工业化建筑 体系、电子技术在钢筋混凝土结构中的应用和测试技术等方面取得了很多成果，为修订和 制定有关规范和规程提供了大量的数据和科学依据。编制出了国家标准建筑结构可靠度 设计统一标准GB/T50068,混凝土结构设计规范GB50010-2001,;建筑结构荷教规 范GB50009-2001;建筑抗震设计规范GB50011-2001;高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002等。这些规范和规程积累了我国半个世纪以来丰富的工程实践经验和

7、最新的科 研成果，把我国混凝土结构设计方法提高到了当前的国际水平，它将在工程设计中发挥指 导作用。必将促进我国混凝土结构设计的进一步发展。2、钢筋混凝土发展现状目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是 世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。据发改委相关数据显示，该地区其主要原材料水 泥产量己于2021年达到10. 60亿吨，占世界总产量48%左右，钢筋和混凝土是两种全然不 同的建筑材料，钢筋的比重大，不仅可以承受压力，也可以承受张力；然而，它的造价高, 保温性能很差。而混凝土的比重比较小，它能承受压力，但不能承受张力;它的价格比较 便宜，但是却不坚固。而钢筋混凝

8、土的诞生，解决了这两者的缺陷问题，并且保留了它们 原来的优点，使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。混凝土的历史可以追溯到古老的年代。其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火 山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需 要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛。3、钢筋混凝土发展前景钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广，各种工程结构都可采用钢筋混凝土建 造。钢筋混凝土结构在原子能工程、海洋工程和机械制造业的一些特殊场合，如反应堆压力容器、海洋平台、巨型运油船、大吨位水压机机架等，均得到十分有效的应用，解决 了钢结构

9、所难于解决的技术问题参考文献：赵国藩.钢筋混凝土结构发展现状及展望.大连：大连理工大学出版社.1998赵国藩.钢筋混凝土结构发展现状及展望.大连：大连理工大学出版社.2001河海大学等.水工钢筋混凝土结构学第四版.北京.中国水利水电出版社.2021摘要：钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的共同受力结构。它是现代工 程的主要材料，所以发展迅速，尺度不断增大，应用范围也日益拓展。随着钢筋混凝土和 预应力混凝上结构的发展，国外一些国家在基本理论和设计方法方面进行了系统研究，很 快从破坏阶段设计法发展成为极限状态设计法。由于冷轧带肋钢筋的塑性较好，粘结锚固 可靠，强度高，近年已被广泛用于混凝土

10、结构中。同时劲性钢筋混凝土结构也是一种很有 发展前途的结构型式。关键词：混凝土结构发展极限状态设计方法冷轧带肋钢筋劲性钢筋混凝土正文：1 .混凝土结构发展钢筋混凝土从19世纪中叶开始采用以来，至今有一百多年的历史。经历了三个阶段, 第一阶段钢筋和混凝土的强度都比较低，第二阶段强度不断提高，第三阶段出现装配式钢 筋混凝土结构，泵送商品混凝土等工业化生产技术。1928年法国工程师弗列西涅利用高强 钢丝和混凝土制成了预应力混凝土构件，开创了预应力混凝土应用的时代。因此钢筋混凝 土结构按结构的初始应力状态可分为普通钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。混凝土结构的应用范围日益扩大，无论从地上或地下，乃至海

11、洋，工程构筑物很多用 混凝土建造，因为它的耐久性和耐火性都较钢结构优越。甚至有建议太空站也可采用在月 球上烧制水泥和炼钢，在此制作预制构件运至太空装配，较在地球上用航天飞机往返达45 次运输钢构件为经济。70年后期，丹麦率先采用掺微硅粉micro-silica fume,我国习称硅粉制作高强混凝 土。因为硅粉价格高，我国发展高强度混凝土的途径可能采用双掺技术，即掺部分硅粉和 部分粉煤灰。80年代国外采用碳纤维乱向掺入混凝土内以加强混凝土。80年代早期在伊拉克首次 大规模用碳纤维加强轻混凝土比重为1. 0,蒸压养护建造纪念馆圆顶和预制用瓦罩面的板 材。同期国外已采用经过催化的乙烯微树脂浴cata

12、lyzed vinyl ester resin bath将玻 璃丝制成塑料筋 fiberglass reinforced plasticreinforcing bar, FRP以代替钢筋，已在化学和废水处理厂、海堤、浮船坞以及水下 结构中得到应用。此外这种筋优越的绝缘性质使它们可用于那些结构中，在此电荷磁场将 对钢筋引起有害的影响，例如变电所电阻器座、机场跑道、医院和实验室等。1993年法国研制成活性粉末混凝土，这种混凝土为水泥基材料，系由水泥、硅粉、细 砂、石英粉、高效塑化剂等组份组成，其质量配合比，例如第一次制作的为1:0. 325:1. 43:0.3:0. 027,加水0. 28-0.

13、26和钢纤维0. 2,这一配比可制成一种非常密实 的混凝土，在凝结前和凝结期间加压，其强度可达200MPa在90c热水中养护3天 300MPa在T=90的低压蒸汽中养护。2 .极限状态设计理论发展从五十年代苏联提出极限状态设计概念以来，经过二十年来的研究与实践，目前已成 为国际上设计理论的一个主要发展趋向。随着对结构使用状态和破坏状态研究的深入，极 限状态的概念与分类，正逐渐趋向于系统化和精确化。国际标准化组织的技术委员会提出 极限状态的定义是：当一个结构或结构的一部份达到一个使它不适合使用的特殊状态，即 不再满足设计的要求的功能和条件，这种特殊状态就叫做“极限状态”。加拿大在编制1980年的

14、设计规范过程中，提出了三种极限状态的概念，即：破坏极 限状态,损坏极限状态，使用或功能的极限状态。综观当前结构安全度发展的动向，是把以往安全度定值的经验分析方法向非确定性的 概率分析方法转变，以达到极限状态的概率大小表征安全度。研究与应用概率论的可靠度 理论，可认为是完善结构安全度极限状态设计方法的基本途径。另一个发展趋向，是把单 体构件的分析方法向整体结构系统的空间分析方法发展，考虑结构组成的各种真正特性， 选择先进而合理的设计模式。欧洲混凝土委员会等六个国际组织，按结构安全度分析方法的近似程度与计算程序， 把设计方法分为三个水准：水准I一半概率设计方法，这种安全度的设计方法以CEB的建 议

15、和国际标准化组织提出的国际标准为代表，采用分项安全系数;水准】1一近似概率设计 方法：这种方法以加拿大新编规范为代表;水准山一全概率方法。3 .冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋是国外70年代中期开发的一种高效钢筋。它是采用普通低碳钢筋或低 合金钢筋圆盘条为母材，经冷轧或冷拔减径后在其表面冷轧成具有三面或二面月牙形横肋 的钢筋。由于冷轧带肋钢筋的塑性较好，粘结锚固可靠，强度高，近年已被广泛用于混凝土结 构中。普通低碳钢筋和低合金钢筋的塑性很好，但强度很低，以热轧1级钢筋为例，其抗 拉强度设计值只有210MPa。在配筋量适当的情况下，用这些钢筋制作的钢筋混凝土结构， 破坏前有明显的预兆，但所需的钢筋数量较

16、多。长期以来，世界各国均采用对普通低碳钢 筋和低合金钢筋进行冷加工的方法提高其强度，达到节约建筑用钢的目的，是挖掘热轧钢 筋潜力的合理措施。传统的钢筋冷加工方式为冷拉和冷拔。在我国，冷拉钢筋自50年代开始便用于后张 法预应力混凝土构件，冷拔低碳钢丝自印年代开始己厂泛用于先张法预应力混凝土中小 型构件特别是板类构件。但是也应该看到，冷拔低碳钢丝延伸率偏低，表面光滑和直径较 小，因而冷拔低碳钢丝混凝土构件的延性较小，钢筋与混凝土的粘结锚固效果较差，配筋 根数多，施工工序较复杂。和冷拔低碳钢丝相比，冷轧带肋钢筋具有以下主要优点：1冷轧带肋钢筋表面带肋，与混凝土粘结锚固性能可靠，要求的锚固度和传递长度

17、只 是冷拔低碳钢丝的1/3左右。而且，用冷轧带肋钢筋配筋的钢筋混凝土构件在正常使用条 件下，裂缝开裂宽度较小，截面的刚度较大，构件的变形也较小。2冷拔丝的直径只有4mm、3mm、5mm,直径小，应用范围受限制，冷轧带肋钢筋的直 径从4mm变至12mm,直径变化幅度比冷拔丝大一些，因而适用范围也比冷拔丝稍广。3冷轧带肋钢筋作预应力钢筋使用时，强度设计值的取值与冷拔丝相近。作非预应力 钢筋使用时，强度设计值也有360MPa,即使考虑机械调直需降低20UPa,强度设计值也只 有340MPa,比冷拔低碳钢丝的320%用于焊接骨架和焊接网时或250MPa用于绑扎骨架和 绑扎网时高，因此，比用冷拔低碳钢丝

18、作为非预应力钢筋使用时节约钢材。4 .劲性钢筋混凝土随着高层建筑的发展，对高层建筑多功能要求的提高，以及对建筑结构抗震性能要求 的提高，在我们国家有针对性地应用劲性钢筋混凝土结构型式。劲性钢筋混凝土结构是一 种很有发展前途的结构型式。劲性钢筋混凝土结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种结构。由于在钢筋混凝土中增 加了型钢，型钢以其固有的强度和延性，以及型钢、钢筋箍筋和纵筋、混凝土三为一体地 工作使劲性钢筋混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载能力大、刚度大、抗震性 能好的优点；与钢结构相比，具有防火性能好、结构局部和整体稳定性能好、节省钢材的 优点。日本是一个多地震国家，地理条件促使它必须找到

19、一种抗震性能比较好的结构型式。 目前，日本己成为世界上劲性钢筋混凝土结构研究和工程应用最多的国家。劲性钢筋混凝 土结构的工程应用是随着高层建筑的发展，土建事业的兴旺逐步增多的。目前由我国自行 设计和建造的一些高层建筑、多层建筑、特殊工业建筑中已部分地采用了劲性钢筋混凝土 结构，并取得了很好的综合经济效益。参考文献1丁大钧.混凝土结构发展.北京,中国建筑工业出版社.19942丁大钧.混凝土结构发展新阶段.苏州城建环保学院学报.19993孙慧中沈文都.劲性钢筋混凝土结构.中国建筑科学研究院结构所.建筑科学第二 期.19924沈蒲生.我国冷轧带肋钢筋混凝土结构发展状况和存在问题.建筑技术第29卷第2 期感谢您的阅读，祝您生活愉快。