鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)-課程設(shè)計報告

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)-課程設(shè)計報告1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土，一般是指由膠凝材料(如水泥)，粗、細(xì)骨料(如石子、沙粒)，水及其他材料，按適當(dāng)比例配置，拌合并硬化而成的具有所需形體、強(qiáng)度和耐久性的人造石材。簡稱為“砼”(tóng，Concrete)。像這種由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為素混凝土。其凝固后堅硬如石，受壓能力好，但受拉能力差，容易因受拉而斷裂。因此，就有在其中配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)，得到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。另外，還有預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等種類的混凝土結(jié)構(gòu)。2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展鋼筋混凝土是當(dāng)今最主要的建筑材料之一，但它的發(fā)明者既不是工程師，也不是建筑材料專家，而是一位法國名叫莫尼爾的園藝師。莫尼爾有個很大的花園，一年四季開著美麗的鮮花，但是花壇經(jīng)常被游客踏碎。為此，莫尼爾常想：“有什么辦法可使人們既能踏上花壇，又不容易踩碎呢?”有一天，莫尼爾移栽花時，不小心打碎了一盆花，花盆摔成了碎片，花根四周的土卻僅僅包成一團(tuán)?！班?花木的根系縱橫交錯，把松軟的泥土牢牢地連在了一起!”他從這件事上得到啟發(fā)，將鐵絲仿照花木根系編成網(wǎng)狀，然后和水泥、砂石一起攪拌，做成花壇，果然十分牢固。鋼筋混凝土的發(fā)明出現(xiàn)在近代，通常為人認(rèn)為發(fā)明于1848年。1868年一個法國園丁，獲得了包括鋼筋混凝土花盆，以及緊隨其后應(yīng)用于公路護(hù)欄的鋼筋混凝土梁柱的專利。1872年，世界第一座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑在美國紐約落成，人類建筑史上一個嶄新的紀(jì)元從此開始，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在1900年之后在工程界方得到了大規(guī)模的使用。1928年，一種新型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土出現(xiàn)，并于二次世界大戰(zhàn)后亦被廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐。鋼筋混凝土的發(fā)明以及19世紀(jì)中葉鋼材在建筑業(yè)中的應(yīng)用使高層建筑與大跨度橋梁的建造成為可能。法國工程師艾納比克1867年在巴黎博覽會上看到莫尼爾用鐵絲網(wǎng)和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后，受到啟發(fā)，于是設(shè)法把這種材料應(yīng)用于房屋建筑上。1879年，他開始制造鋼筋混凝土樓板，以后發(fā)展為整套建筑使用由鋼筋箍和縱向桿加固的混凝土結(jié)構(gòu)梁。僅幾年后，他在巴黎建造公寓大樓時采用了經(jīng)過改善迄今仍普遍使用的鋼筋混凝土主柱、橫梁和樓板。1884年德國建筑公司購買了莫尼爾的專利，進(jìn)行了第一批鋼筋混凝土的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究了鋼筋混凝土的強(qiáng)度、耐火能力。鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。1887年德國工程師科倫首先發(fā)表了鋼筋混凝土的計算方法;英國人威爾森申請了鋼筋混凝土板專利;美國人海厄特對混凝土橫梁進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。1895年——1900年，法國用鋼筋混凝土建成了第一批橋梁和人行道。1900年，萬國博覽會上展示了鋼筋混凝土在很多方面的使用，在建材領(lǐng)域引起了一場革命。1918年艾布拉姆發(fā)表了著名的計算混凝土強(qiáng)度的水灰比理論。鋼筋混凝土開始成為改變這個世界景觀的重要材料。混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)相比，歷史不長，但自19世紀(jì)中葉開始使用后，由于混凝土和鋼筋材料性能的不斷改進(jìn)，結(jié)構(gòu)理論施工技術(shù)的進(jìn)步使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到迅速發(fā)展，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑、橋梁、隧道、礦井以及水利、海港等土木工程領(lǐng)域。建筑用混凝土的發(fā)展簡史可以追溯到古希臘、羅馬時代，甚至可能在更早的古代文明中已經(jīng)使用了混凝土及其膠結(jié)材料。但直到1824年波特蘭水泥的發(fā)明才為混凝土的大量使用開創(chuàng)了新紀(jì)元。至今僅有160多年的歷史。它的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個不同的階段。第一階段為鋼筋混凝土小構(gòu)件的應(yīng)用，設(shè)計計算依據(jù)彈性理論方法。1801年考格涅特發(fā)表了有關(guān)建筑原理的論著，指出了混凝土這種材料抗拉性能較差，到1850年法國的蘭博特首先建造了一艘小型水泥船，并于1855年在巴黎博覽會上展出。接著法國的花匠莫尼爾在1867年制作了以金屬骨架作配筋的混凝土花盆并以此獲得專利。后來康納于1886年發(fā)表了第一篇關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的理論與設(shè)計手稿。1872年美國人沃德建造了第一幢鋼筋混凝土構(gòu)件的房屋。1906年特納研制了第一個無梁平板。從此鋼筋混凝土小構(gòu)件已進(jìn)入工程實(shí)用階段。第二階段為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用，設(shè)計計算依據(jù)材料的破損階段方法。1922年英國人狄森提出了受彎構(gòu)件按破損階段的計算方法。1928年法國工程師弗來西奈發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土。其后鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土在分析、設(shè)計與施工等方面的工藝與科研迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多獨(dú)特的建筑物，如美國波士頓市的Kresge大會堂，英國的1951節(jié)日穹頂，美國芝加哥市的Marina摩天大樓，湖濱大樓等建筑物。1950年蘇聯(lián)根據(jù)極限平衡理論制定了“塑性內(nèi)力重分布計算規(guī)程”。1955年頒布了極限狀態(tài)設(shè)計法，從而結(jié)束了按破損階段的設(shè)計計算方法。第三階段為工業(yè)化生產(chǎn)構(gòu)件與施工，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用范圍擴(kuò)大，設(shè)計計算按極限狀態(tài)方法。由于二戰(zhàn)后許多大城市百廢待興，重建任務(wù)繁重。工程中大量應(yīng)用預(yù)制構(gòu)件和機(jī)械化施工以加快建造速度。繼蘇聯(lián)提出的極限狀態(tài)設(shè)計法之后，1970年英國，聯(lián)邦德國，加拿大，波蘭相繼采用此方法。并在歐洲混凝土委員會與國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(CEB-FIP)第六屆國際會議上提出了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工建議，形成了設(shè)計思想上的國際化統(tǒng)一準(zhǔn)則。第四階段，由于近代鋼筋混凝土力學(xué)這一新的學(xué)科的科