水工钢筋混凝土结构论文.doc

钢筋混凝土结构发展现状
李航 201119040122 水电1101班

摘要：钢筋混凝土从19世纪中叶开始以来，至今仅有一百多年历史，其发展极
为迅速。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的结构。钢
筋混凝土结构是大多数建筑中最基本的形式，与我们的生活密切相关。钢筋混凝
土结构是否经济合理、安全可靠是我们为最关注的问题。
关键词：钢筋混凝土、发展史、规范

1. 引言
钢筋混凝土（英文：Reinforced Concrete或Ferroconcrete），工程上常被
简称为钢筋砼。是指通过在混凝土中加入钢筋与之共同工作来改善混凝土力学性
质的一种组合材料。
2. 我国钢筋混凝土的发展史
钢筋混凝土从19世纪中叶开始采用以来，至今仅有一百多年历史，其发展
极为迅速。
我国在1876年开始生产水泥，逐渐有了钢筋混凝土建筑物。全国的混凝土
年产量据2002年统计就已达到了15亿立方米，建筑用钢材达3000万t，占世
界的首位。已建成的上海金茂大厦，地上88层，地下3层，建筑高度420.5m;
采用预应力混凝土结构的上海电视塔，主体结构高350m，塔高468m;外形美丽的
上海杨浦大桥，全长7658m，主桥为双塔双锁面钢筋混凝土与钢叠合斜拉桥结构，
主桥跨径602m;三峡升船机上闸首结构全长125m，墩墙高44m，航槽宽18m，设
计水头34m，校核水头39.4m，是目前世界上最大的预应力混凝土坞式结构。［1］
3.钢筋混凝土的发展
混凝土结构的发展极为迅速,在改革开放20年的时间里我国发展极为迅
猛,从新材料、新技术的研究、开发和推广应用,到工程结构的建造,取得了惊
人的巨大成就,创造了一个个新的纪录。有的已达到国际先进水平,或已进入国
际先进行列,有的甚至暂居领先地位。
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。［2］
我国已经召开了多次钢筋混凝土建筑结构耐久性方面的专项会议,取得
了许多最新的科研成果“1991年，混凝土结构耐久性工作组成立了,该工作组
下属于全国钢筋混凝土技术标准委员会”1992年，混凝土耐久性专业委员会
成立,该委员会下属于中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分学会,该学
会主要工作是指导混凝土结构方面耐久性性能研究，全国的众多高校和科研部
门也都开展了大量的科研工作,例如西安建筑科技大学教授王庆霖老师主持的
国家级课题，混凝土结构耐久性评估标准，同济大学教授屈文俊老师主持的上
海市级课题，既有混凝土结构计算规程，上海交通大学教授刘西拉教授主持的
国家级重点课题，重大土木与水利工程安全性与耐久性基础研究。赵国藩院士
从事结构可靠性及钢筋混凝土结构理论和工程应用研究,专题组承担的“七五”
国家重点科技攻关专题“水电工程筑吉林大学博士学位论文坝技术——混凝土
坝裂缝及其防治”中的子题“混凝土裂缝评定技术”等等。这些卓有成效的研
究工作取得了宝贵的科研成果,在很大程度上推动了我国的钢筋混凝土建筑结
构耐久性研究工作的进一步发展。［3］
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年代自己动手搞科研，编规范；80年代规范的设
计水准正力争赶上世界先进水平。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、大板与升
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。
4.钢筋混凝土结构的优缺点：
（1）优点：
1.取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外，还可有效
利用矿渣、粉煤灰等工业废料。
2. 合理用材：钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的性
能，与钢结构相比，可以降低造价。
3. 耐久性：密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不
易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。
4. 耐火性：混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度而
导致结构整体破坏。与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。
5. 可模性：根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土
结构。
6. 整体性：整浇或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗
震、抵抗振动和爆炸冲击波。
（2）缺点：
1.自重大。钢筋混凝土的重力密度约为25kN/m^3，比砌体和木材的重度
都大。尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸较大，因而其自重远远超过相
同跨度或高度的钢结构的重量。
2.抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝
土结构经常带裂缝工作。尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是
它影响结构的耐久性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成一
种安全感。
3. 性质脆。混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。
综上所述不难看出，钢筋混凝土结构的优点多于其缺点。而且，人们已经
研究出许多克服其缺点的有效措施。例如，为了克服钢筋混凝土自重大的缺点，
已经研究出许多质量轻、强度高的混凝土和强度很高的钢筋。为了克服普通钢
筋混凝土容易开裂的缺点，可以对它施加预应力。为了克服混凝土的脆性，可
以在混凝土中掺入纤维做成纤维混凝土。
5.钢筋混凝土的现状
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，解决了钢结构所难于解决的技术问题。我国在铁
路、公路、城市的立交桥、高架桥、地铁隧道以及水利港口等交通工程中用钢
筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头已是星罗棋布。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。大型建筑均采用钢筋混凝土框架结构。
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已于2005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。
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、大板与升板结构、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，《建筑结构荷载规范》（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
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。［4］

参考文献：
［1］水工钢筋混凝土结构学 ［J］中国水利水电出版社 第4版
［2］丁大钧 . 混凝土结构发展新阶段 ［D］中图分类号TU375 第12卷第3期 1999年9月
［3］蔡斌 钢筋混凝土结构可靠性若干问题研究 ［D］2011年6 月
［4］ 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