钢筋混凝土结构发展

浅谈钢筋混凝土结构的发展

摘要：本文主要从钢筋混凝土这种建筑材料的发明过程谈起详细阐述了钢筋混凝土框架结构框架剪力墙结构剪力墙结构和筒体

结构的发展过程和特点。

关键词：钢筋混凝土；材料发展；结构形式

中图分类号： tu375 文献标识码： a 文章编号：

人类早期的建筑物主要使用木材泥土和石料等天然材料建造，但随着社会生产力水平的提高人们对建筑物的要求也日益多样和

复杂在钢筋混凝土材料被发明之后建筑的规模高度和结构体系都

有了划时代的发展。同钢铁一样，钢筋混凝土的出现和在建筑中的广泛应用对现代建筑的形成与发展也起到了革命性的推动作用。

钢筋混凝土是在19世纪末到20世纪初被广泛采用的，这给建筑结构方式与建筑造型提供了新的可能性。钢结构和混凝土结构是建筑工程中最常用的2种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空气大等优点，而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层以建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明，高层建筑采用钢——混凝土混合结构和用钢量约为钢结构的70%，而施工速度与全钢结构相当于，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因素后，混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。

钢筋混凝土作为一种液态的浇筑石材，具有极高的可塑性，在

埃纳比克解决了它的整体结合问题以后，建筑师开始探索与这种新材料、新结构相适应的新形式，“以艺术的方式”来运用钢筋混凝土成为20世纪初新建筑的发展方向。

在20世纪的头十年，钢筋混凝土几乎成为一切新建筑的标志。著名的法国建筑师奥古斯特·佩雷在探索属于钢筋混凝土框架结构的建筑形式方面做出了卓有成效的贡献，除了具有可塑性、整体性、耐久性及内在的经济性外，佩雷认为钢筋混凝土框架是解决哥特式结构真实性以及古典形式中人文主义价值之间冲突的一个手段。在1903年设计的巴黎富兰克林路公寓中，佩雷已开始有意识地表现钢筋混凝土框架结构自身的特性，公寓立面呈现出的悬挑、缩进的体量，反映结构框架的垂直和水平的线条，以及没有任何附加装饰的墙面，让完全由钢筋混凝土形成的新结构具有了现代建筑的艺术表现力。

与佩雷同时期的托尼·加尼尔在“工业城市”规划方案中设想了钢筋混凝土的可能性和普遍性，规划中的建筑均为钢筋混凝土结构，简洁的外型和整齐排列的布局，反映了他探求适应工业时代的建筑特点。1901—1904年，他在假象城市中所作的市政厅、底层开敞的集会厅与中央火车站方案，也都应用了钢筋混凝土结构来表达新颖的造型与开敞明快的效果。加尼尔的贡献对现代建筑的发展同样产生了深远的影响。

迈特·特鲁科在1915年为都灵菲亚特工厂所作的大规模设计中，把钢筋混凝土作为建筑语言的主要表达因素，并在建筑屋顶设计了

一条试车跑道，明确证实了钢筋混凝土平屋顶具有承受动力荷载的能力。此外，在19世纪末到20世纪初这段时间内，欧美一批有影响力的建筑师也开始利用混凝土来进行新建筑的探索。如安东尼·高迪在巴塞罗那用钢筋混凝土设计建造了几座具有有机形态的浪漫主义建筑；后来被尊为现代建筑大师的弗兰克·劳埃德·赖特在一系列“草原住宅”中用钢筋混凝土来制作悬挑的屋檐和窗过梁；阿道夫·路斯的作品中也应用了钢筋混凝土结构；埃里希·门德尔松设计的爱因斯坦天文台，其表现主义的外型则正好适合利用具有可塑性的混凝土来建造。

随着钢筋混凝土及其结构技术的飞速发展，它在大跨度建筑结构方面的巨大潜力也随之被开发出来。法国理性主义建筑师阿纳托尔·德·博多是应用钢筋混凝土网状平板结构和预制折板结构的先驱，他深受维奥莱特一勒一杜克的影响，把结构暴露在外，形成视觉形式的一部分。博多曾在1897年用钢筋混凝土设计建造了巴黎圣·让教堂，但其风格是对哥特式的重新演绎。

1910年，马克思·贝格把贝伦斯使用钢框架的作法用于钢筋混凝土大跨结构，为布雷斯劳展览会设计了世纪会堂。会堂的大厅是一个直径为65m，由钢筋混凝土拱形肋梁支撑的巨大圆顶，肋梁落在周边的环梁上，环梁又由落地的帆拱支撑。圆顶覆盖了1950m2

的面积，重约4200t。相比之下，罗马圣·彼得大教堂的穹顶覆盖面积是488m2，而当时需要10000t的材料来建造。遗憾的是，该会堂的结构在外面被新古典主义的装饰遮蔽了，结构之美没有能得以

表现。1916年，法国工程师欧仁·弗雷西内在巴黎近郊的奥利建造了一座巨大的飞艇库，建筑采用了抛物线形的钢筋混凝土拱顶，跨度达96m，高度达58．5m。拱肋间有规律地布置着采光玻璃，在实现了自然采光的同时，也起到了别致的装饰性效果。

瑞士工程师罗伯特·马亚尔被认为是第一个将钢筋混凝土的抗压特性和抗拉特性结合在一起的建筑家，他从1905年起设计建造了一系列钢筋混凝土桥梁，这些桥梁采用箱型结构的三铰拱，两侧设有用来减轻重量的三角形孔洞，它们轻快的形式与结构应力分布一致，在工程技术与艺术相结合方面堪称完美。马亚尔还于1910

年在瑞士苏黎世建造了第一座无梁楼盖仓库。作为现代建筑的积极倡导者，勒·柯布西耶的许多建筑思想都是建立在对钢筋混凝土结构的深刻理解之上的，他在1915年与工程师迈克斯·杜布瓦合作提出了两项创造性的观点：一是多米诺体系，这是他早期住宅的结构基础，也是对埃纳比克体系空间优势的新阐释；二是“托柱式城镇”．这是用来建立在钢筋混凝土立柱上的城市。在柯布西耶看来，多米诺体系既是一种生产上的技术措施，也代表着现代建筑的标准化发展方向。在1926年，柯布西耶又进一步提出“现代建筑五点”理论，包括：用托柱把底层架空；自由平面，让承重柱与分割空间的墙体脱离来实现；自由的立面，相当于垂直面上的自由平面；水平长窗；屋顶花园，由平屋顶形成，其意图是恢复被房屋占去的地面。“现代建筑五点”虽然不是在表现结构或材料本身，但却充分发掘了钢筋混凝土结构所能提供的建筑语言，它对现代建筑的发展

产生了极其深远的影响。

参考文献：

1、武克基，广士奎编.房屋建筑学[m].宁夏人民出版社.1997

2、同济大学，西安建筑科技大学，东南大学，重庆建筑大学编[m].房屋建筑学.2000版中国建筑工业出版社.2000

3、包世华编.新编高层建筑结构版[m].中国水利水电出版社,知识产权出版社.2001

4、梁兴文,王社良,李晓文编.混凝土结构设计原理[m].科学出版社.2007

作者简介：

王芳（1981年2月）女，汉族，河北保定人，工作单位：中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司本科，工程师