第2节 混凝土结构的发展简况及其应用

△1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。
△ 1849年法国人朗波(L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船。
△1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。
△混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。
△ 与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，目前混凝土结构已成为大量土木工程结构中最主要的结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构形式还在不断发展。
1.混凝土结构的发展
第一阶段：从钢筋混凝土的发明至20世纪初。
钢筋和混凝土的强度都比较低。主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等构件。
计算理论：结构内力和构件截面计算均套用弹性理论，采用容许应力设计方法。
第二阶段：20世纪20年代到第二次世界大战前后。
混凝土和钢筋强度的不断提高。1928年法国工程师发明了预应力混凝土，使得混凝土结构可以用来建造大跨度。
计算理论：前苏联格沃兹捷夫开始考虑混凝土塑性性能的破损阶段设计法，50年代又提出更为合理的极限状态设计法，奠定了现代钢筋混凝土结构的基本计算理论。
第三阶段：二战以后到现在
随着建设速度加快，对材料性能和施工技术提出更高要求，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。
高强混凝土和高强钢筋的发展、计算机的采用和先进施工机械设备的发明，建造了一大批超高层建筑、大跨度桥梁、特长跨海隧道、高耸结构等大型工程，成为现代土木工程的标志。
设计计算理论：发展了以概率理论为基础的极限状态设计法，基础理论问题大都得到解决，而新型混凝土材料及其复合结构形式的出现又不断提出新的课题，并不断促进混凝土结构的发展。
2．高性能混凝土和新型混凝土结构形式
◆高性能砼——高强度、高耐久性、高流动性等。
◆高强砼：≥ C50 罗马尼亚：C170 美国：C200 中国：C100
提高强度采取的主要措施：
（1）高效减水剂；（2）采用优质水泥；
（3）采用优质骨料；（4）利用优质掺和料
◆轻集（骨）料：天然轻集料；工业废料轻集料；人造轻集料；
一般强度：C15~C20； 高强：可达C100，自重17~18kn/m³
国外：C30~C60 ， 10~14kn/m³；保温而不承重的 C5~C20，
9~14kn/m³； 我国：C7.5~C30 12~18kn/m³
◆改良砼：（1）纤维增强砼；（2）钢丝网水泥；（3）树脂砼（4）膨胀砼；（5）聚合物砼。
◆配筋
◆纤维筋（FRP)：利用树脂粘结
碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维——强度很高，只是玻璃纤维筋的抗碱化性能较差。
◆双钢筋——焊成梯格形的双钢筋
主要用在板式构件或跨度不大的小梁及直径不大的筒仓、水泥罐等处。
◆冷轧带肋钢筋——冷轧变形钢筋或冷轧扭钢筋
由HPB235光圆钢筋制成，主要用于板式构件的受力钢筋或梁、柱的箍金或作预应力筋。若用于梁、柱的受力钢筋可采用双筋或三筋的并筋，但需适当增大其锚固长度。
◆用环氧树脂涂敷钢筋表面——防止钢筋生锈，也可采用不锈钢制造的钢筋，但价格昂贵。
◆结构：
◆钢-砼组合结构：
钢板砼——用于地下结构、砼结构加固；
巨型钢板-砼板——用于楼板；
型钢与砼组合而成的组合梁——用于楼盖或桥梁；
钢管砼
◆预应力砼结构：
预弯型钢的预应力梁
无粘结部分预应力结构
体外张拉的预应力索