钢筋混凝土结构发展现状

【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

1 钢筋混凝土发展经历阶段

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工程实用阶段。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。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。

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。

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，解决了钢结构所难于解决的技术问题

参考文献：

[1]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.

[2]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.

[3]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.2009.