混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理_緒論(編輯修改稿)
2025-05-11 00:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)），工期長(zhǎng)，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。 ⑸ 混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難。 鋼模、滑模等 ， 泵送、早強(qiáng)、商品、高性能、免振自密實(shí)混凝土等 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 不斷得到發(fā)展，如最近研究開(kāi)發(fā)的采用碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，快速簡(jiǎn)便。 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用 ? 1824年英國(guó)人阿斯普丁 ()發(fā)明硅酸鹽水泥 ? 1849年法國(guó)人朗波 ()制造了第一只鋼筋混凝土小船 ? 1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋 ? 混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)始應(yīng)用于土木工程距今僅 150多年。 ? 與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長(zhǎng)，但發(fā)展非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)已成為大量土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)，而且 高性能混凝土 和新型混凝土結(jié)構(gòu) 形式還在不斷發(fā)展。 第一階段 (The first stage): 從鋼筋混凝土的發(fā)明至 20世紀(jì)初 鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。 計(jì)算理論： 結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計(jì)算均套用彈性理論 (Elastic theory)，采用 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法(Allowable stress design method)。 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 第二階段 (The second stage) ： 從 20世紀(jì) 20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后 混凝土和鋼筋強(qiáng)度的不斷提高 1928年法國(guó)杰出的土木工程師 弗耐耐西涅 發(fā)明了 預(yù)應(yīng)力混凝土 ，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來(lái)建造大跨度結(jié)構(gòu)。 計(jì)算理論： 前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫（ ）開(kāi)始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計(jì)法 (Failure stage design method)， 50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 (limit state design method)，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算理論。 第三階段 (The third stage)： 二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在 隨著建設(shè)速度加快，對(duì)材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。 高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋的發(fā)展、計(jì)算機(jī)的采用和先進(jìn)施工機(jī)械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長(zhǎng)跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標(biāo)志。 設(shè)計(jì)計(jì)算理論： 發(fā)展了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，基礎(chǔ)理論問(wèn)題大都得到解決，而新型混凝土材料及其復(fù)合結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)又不斷提出新的課題，并不斷促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 材料方面的發(fā)展 P P 強(qiáng)度不斷提高 美國(guó) 60年代混凝土抗壓強(qiáng)度平均值： 28N/mm2， 70年代 ：42N/mm2，有特殊需要時(shí)： 40N/mm2—— 100 N/mm2，試驗(yàn)室中： 266 N/mm2 輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用 容重一般為： 14kN/m3—— 18kN/m3(普通混凝土為 24kN/m3)，加氣混凝土、陶?；炷?、火山巖混凝土、碎磚混凝土等 FRP筋的應(yīng)用 用 FRP筋代替鋼筋，纖維混凝土因改善了混凝土的抗裂性、耐磨性及延性，在一些有特殊要求的結(jié)構(gòu)中已經(jīng)開(kāi)始采用。 結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展 ?高強(qiáng)混凝土的發(fā)展 ， 促進(jìn)了混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用 。 ?1976年建成的美國(guó)芝加哥水塔廣場(chǎng)大廈達(dá) 74層 ， 高 262米 。 ?朝鮮平壤的柳京大廈 ， 105層 ， 高 305米 ， 也是混凝土結(jié)構(gòu) 。 ?美國(guó) 、 俄羅斯等國(guó)在高層建筑中采用的混凝土 ， 強(qiáng)度已達(dá) C80~C100。美國(guó)西雅圖市的 Two Union Square大廈 （ 58層 ） 60%的豎向荷載由中央四根直徑為 10英尺 （ ） 的鋼管混凝土柱承受 ， 鋼管內(nèi)填充的混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá) C135。 ， 特種結(jié)構(gòu) 、 水利工程 、 海洋工程 、 港口碼頭工程等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展 ?1875年法國(guó)莫尼埃曾主持修建過(guò)一座長(zhǎng)達(dá) 16m的鋼筋混凝土橋； ?1983年巴西建成主跨為 440m的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋； ?1997年我國(guó)在四川萬(wàn)縣建成主跨 420m的混凝土拱橋等 。 ?從 1925年德國(guó)第一次采用折板結(jié)構(gòu)大型煤倉(cāng)開(kāi)始 ，薄壁空間結(jié)構(gòu)逐漸在屋蓋及貯倉(cāng)水塔 、 水池等構(gòu)建物中得到廣泛應(yīng)用 。 理論研究方面的發(fā)展 設(shè)計(jì)方法 允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法 破壞階段設(shè)計(jì)法 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 半經(jīng)驗(yàn)半概率法 近似概率法 全概率法 生命全過(guò)程設(shè)計(jì)法 材料力學(xué)的方法 按經(jīng)驗(yàn)法確定安全系數(shù) 20世紀(jì) 60年代以來(lái) ， 隨著電子計(jì)算機(jī)的普及與計(jì)算力學(xué)的發(fā)展 ， 將 有限元法 用于鋼筋混凝土的理論研究與設(shè)計(jì)計(jì)算 ， 大大促進(jìn)了鋼筋混凝土理論及設(shè)計(jì)方法的發(fā)展 。 在結(jié)構(gòu)的安全度及可靠度設(shè)計(jì)方法方面 ， 20世紀(jì) 50年代以前 ， 基本上處于經(jīng)驗(yàn)性的允許應(yīng)力法的階段 。 20世紀(jì) 50－ 60年代 ， 世界各國(guó)逐步半經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 。 20世紀(jì) 70年代以來(lái)
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