浅谈混凝土结构的发展简况及其工程应用 黄摘要猛杜艳平 （河南省周口职业技术学院 河南・周口４６６００１） 混凝土结构与砌体结构、钢结构、木结构相比，发展历史相对较短，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。 关键词混凝土发展概况应用 文献标识码：Ａ 性性质，以及截面开裂后引起的应力重分布。 ２Ｏ世纪５０年代，前苏联又提出了按极限状态法设计。 这一方法明确提出了极限状态的概念，认为达到极限状态时， 结构即失去抵抗外力的能力，并失去正常使用的功能。截面 的内力虽然按弹性理论计算，但荷载包含了统计分析的内容， 材料强度通过统计分析取分位值。结构的可靠性由几个计 算系数来保证，而不是一个单一的系数。这一方法概念明确， 考虑问题比较细，理论上也比较完善，到７０年代已被各国普 遍采用。 极限状态法从２Ｏ世纪５Ｏ年代至今经历过了几个不同的 发展阶段，开始时是多系数表达的极限状态法，后来又有我国 的多系数分析单一安全系数表达的极限状态设计法，这些方 法虽然在一部分荷载和例料强度的取值方向应用了概率理论， 考虑了它们的变异性，但是设计表达式中的设计参数或安全 系数都是主要由经验确定的，并看成不变的定值，结构的可靠 性以安全系数来衡量，属于“定位设计法”。 在水利水电和农业水利工程中，因混凝土自重大，其材料 织成中砂石所占比例大，易于就地取材，故常用来建造拦水大 坝（包括重力坝、拱坝、连拱坝等）、引水建筑物、输配水工程等。 如我国长江三峡大坝，是目前世界上工程规模最大的水利水 电工程，坝型为混凝土重力坝，坝顶总长３０３５ｍ，坝顶高程 １８５ｍ，混凝土总浇筑约２７９４力ｍ ，正常蓄水位１７５ｍ，总库容 ３９３亿ｍ ，其中防洪库容２２１．５亿米。水电站共装机２６台， 单机容量７Ｏ万ｋｗ，总容量１８２０万ｋｗ，年均发电量８４７亿度。 左岸的通航建筑物，年单向通过能力５０００万ｔ，可通过万吨级 船队。 中图分类号：ＴＵ３９８．９ １混凝土发展概况 １８２４年波特兰水泥的发明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 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 发表了第一篇关于泥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 庇用，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凝土。其后钢筋混凝土与预应力 混凝上在分析、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Ｋｒｅｓｒｅ大会堂、英 国的１９５１节日穹项、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第六届国际会议上提 出了混凝土结构设计与施工建议。 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混凝土结构计算理论发展概况及应用 随着混凝土结构制造技术的快速发展，它的设计理论也 得以逐步完善。早期混凝土构件采用了古典的弹件理论及其 允许应入法。其截面内力和应力均按照材料力学的方法进行 计算。这种设计理论与混凝土实际的力学性能有很大出入， 其可靠性也无法准确揭示。２Ｏ世纪４０年代时，前苏联提了一 个新的计算方法，即破坏阶段法。这一方法考虑了材料的塑 一在桥梁工程建设方面，钢筋混凝土结构的应用也非常广 泛，较为常见的结构形式有梁、拱、衍架等。一些大跨度桥梁 虽已采用了悬索或钢斜拉结构，但其桥面也常常采蝴钢筋混 凝土结构，１９８９年建成的涪陵岛江桥全长３５１．８ｍ，主跨２００ ｍ，拱结构，矢跨比１／４，是我国目前跨度最大的拱桥。又如上 海杨浦大桥，主跨６０２ｍ，为斜拉桥，其桥塔和桥面均为钢筋混 凝土结构。 在工业厂房、民用住宅、办公写字楼等房屋建筑工程中， 钢筋混凝土结构的应用也十分普遍，如我国广州国际大厦（高 ２００ｍ，地上６３层，地下２层）。世界上最高的钢筋混凝土结构 楼房己接近３００ ｍ，最高的钢筋混凝土楼房已达到３３２ｍ，最高 的预应力钢筋混凝土电视塔高达５５３ｍ。对于某些有特殊要 求的结构，钢筋混凝土结构的应用也很广泛，如核电站的安全 壳和压力容器、飞机场跑道、海上采油平台以及港口工程等。 参考文献 …１ 代学灵．建筑工程概预算［Ｍ］．武汉工业大学出版社，２０００． ［２］李佐华．建筑工程计量与计价［Ｍ】一Ｂ京：高等教育山版社，２００５ 科教导刊ｒ电子版Ｊ・２０１４年第２期ｒ中Ｊ一 １５７
