浅谈我国建筑结构的未来发展趋势

浅谈我国建筑结构的未来发展趋势

摘要：通过分析建筑材料及结构的发展历程，结合我国现实情况，合理推测我国建筑结构未来的发展趋势。

关键词：结构混凝土砌体

一、建筑结构的发展历程

1.古代到19世纪以前

人类利用土、木材、石材、砖等材料作为结构材料有漫长的历史。早在古埃及时代，古埃及人利用天然石材经过人工的打磨，利用石材重量大的特点，通过人力劳动的方式将石材堆砌起来从而形成内部空间。埃及在公元前3000年就在吉萨采用块石建成闻名世界的三座金字塔且屹立至今。古希腊在公元前447至438年利用石材在雅典卫城中建造了在结构上完美对称的帕提农神庙；古罗马在公元75至80年采用石结构建成了罗马大决斗场，至今人工人参观。在中世纪时期，宗教的盛行在结构上提出了新的要求。哥特建筑中“飞扶壁”的出现，有效提高了结构的抗侧向推力，大大减少了建筑底层石材的厚度，提高了建筑的内部空间。

随着烧制工艺的发展，砖渐渐被应用于建筑结构中。公元6世纪在君士坦丁堡建成的圣索菲亚大教堂，为砖砌大跨度结构。在我国河南，建于公元523年的河南登封嵩岳寺塔，平面为十二边形，共15层，总高43.5米，为砖砌单筒结构，是中国最古密檐式砖塔。

2. 19世纪至今

2.1 以钢筋混凝土结构为主的建筑结构开始蓬勃发展。

1824年，阿斯普丁（J.Aspdin）发明了波特兰水泥。随着工业革命的影响、水泥和钢材等现代工业的兴起，混凝土开始出现并作为结构材料。1861年，法国花匠蒙约（J.Monier）用铁丝配筋制成的花盆于1867年获得专利，后来又制造了钢筋混凝土板、管和拱等结构，但是由于缺乏对钢筋混凝土结构基本原理的认识，钢筋混凝土的效果不太理想。

从混凝土结构出现到20世纪20年代，是混凝土结构发展的初期阶段。在此期间出现了钢筋混凝土梁、板、柱、拱和基础等一系列结构构件，但是钢筋和混凝土的强度都比较低。因为人类对混凝土的结构认识的不足，将混凝土看做是弹性材料，导致在设计中利用材料力学的容许应力法；没有混凝土结构计算的理论，没有正式的设计规范和技术指标。混凝土结构发展相对较慢。

上世纪20年代以后，伴随着生产发展、实验工作和理论研究的深入，混凝土结构进入第二个发展时期并逐步得到广泛应用。在此期间，装配式结构和空间结构的出现，尤其是预应力混凝土的出现，不断提高了混凝土结构的性能，在一定程度上弥补了混凝土抗裂性能差的缺点，扩大了混凝土在工程中的应用范围。在这一阶段，人类不但认识到了混凝土的塑性性能，还在设计中以构件最终破坏时的截面承载力为设计依据，并制定了钢筋混凝土结构的设计标准及技术规范。

第二次世界大战后，由于各国城市恢复和重建的需要，混凝土结构有了更快的发展，进入第三个发展时期。其特征是混凝土结构进入工业化生产，并提出更为合理的极限状态设计理论。

2.2

二、我国目前建筑结构状况

19世纪末20世纪初，我国也开始有了混凝土结构，但工程量很小，发展十分缓慢。全国解放后，大规模的社会主义建设蓬勃开展，混凝土结构在建筑和土木工程中得到迅速的发

展和广泛应用，并在全国范围内先后进行了五次钢筋混凝土结构设计规范的编制和修订工作，从1966年开始，我国规范中已经开始采用极限状态设计理论。

2.1结构的材料

2.1.1钢筋混凝土

我国目前常采用的混凝土强度等级为C20至C40，预应力混凝土强度等级为C40至C60,。二发达国家大多采用强度为40—60N/平方毫米的混凝土，预应力结构中混凝土强度已达到60-100N/平方毫米。国内普遍采用热轧钢筋，工程上常用的钢筋为HPB235、HPB335、HRB400和RRB400，抗拉强度与抗压强度设计值分别为210N/平方毫米、300N/平方毫米360N/平方毫米、360N/平方毫米。规范建议使用HRB400为钢筋混土的主力钢筋，推进我国工程实践中提升钢筋强度等级。

2.2结构的受力体系

2.2.1钢筋混凝土结构

我国在抗震设防要求较高的地区较多采用剪力墙结构或者框架结构，楼板采用现浇钢筋混凝土板；而抗震设防要求较低的地区采用框架结构，多层小开间的砖混结构住房也占了相当一部分的比例。大开间、大柱网的框架结构能实现空间的灵活隔断，使空间具有流动性，较好的适应了密斯.凡.德罗的”less is more”原则。

三、.我国建筑结构的发展趋势

3.1结构材料

3.1.1钢筋混凝土

就目前的实际情况及混凝土的缺点来看，采用高强度混凝土、轻骨料混凝土和多功能改性混凝土是未来建筑结构材料的必然发展趋势。

合理利用优质掺合料和高效减水剂是发展高强混凝土的有效措施。

采用轻骨料混凝土可以大大减轻结构构件的自重，而且具有较好的抗震性能、保温性能和耐火性能。我国天然轻骨料资源丰富，人造轻骨料主要采用工业废料职称粉煤灰陶粒，既可废物利用，又可以见着环境污染和大面积堆场。与外国相比，我国轻骨料性能还有较大差距。我国主流轻骨料混凝土容重大致为18Kn/立方米，强度等级为C15-C40。

为了改善混凝土抗拉性能低和延展性差的不足，人类致力于钢纤维混凝土、合成纤维混凝土和耐碱玻璃纤维混凝土的研究，并以取得相当成果。

4.2结构类型

4.1.1钢筋混凝土结构

随着人民生活水平的不断提高，日益增长的物质与精神文化需要对建筑提出了新的要求。高层、超高层、大跨度结构为了不断满足新的市场需求而不断发展。

板块体系是当前建筑业推广的一项新技术，它采用混凝土小型空心砌块作为墙体从而代替烧结粘土砖。混凝土小型空心砌块墙一方面能减少混凝土浇筑时的模板与粘土砖的用量，节约土地资源和能源，有利于环境的保护，促进绿色建筑业的发展；另一方面配筋的混凝土小型空心砌块具有较好的整体性，对房屋的抗震起到有利作用。

网架结构也是一种新开发的结构体系，它是以钢筋混凝土上弦板代替钢的上悬杆，充分发挥混凝土受压、钢筋受拉的两种不同材料的优势，使结构的承重和维护作用合二为一。目前我国已建成40幢组合网架结构，如新乡百货大楼和长沙纺织大厦。其刑事之多，跨度之大，应用范围之广。

未来混凝土结构的发展，应继续注意数量多、范围广的民用与工业建筑结构的基本问题。大力发展工业化生产，装配式或版装配式的应该成为发展的主要方向，大量采用定型化标准设计。预应力混凝结构依然