钢筋混凝土的发展前景介绍例

新材料、新工艺和新施工方法的研究和应用
• 高强混凝土应以工程特性来划分, 而不应以时间的推移而 改变。目前认为C50 以上的混凝土为高强度, C100 以上 则为超高强混凝土。70 年后期, 丹麦率先采用掺微硅粉 (micro2silica f ume , 我国习称硅粉) 制作高强混凝土。至 80 年代中期可制成C200 以上的混凝土。原先认为硅粉是 惰性材料, 在混凝土内仅起填充作用(使混凝土密度增大而 达到提高强度的作用, 因为混凝土强度近似地与其密度成 比例) , 后来研究表明硅粉也有一定的活性。密筋混凝土组 合材料(compact rein2forced composite) 的强度可达 C400 , 因配筋率高达10 % , 甚至更高, 其容重达 40kN/m3 , 则强度与容重比λ达10000m , 而一般软钢在 4000～5000m。显然这项比率愈高愈好; 就这点而言, 密 筋混凝土是优于普通钢, 对降低自重是有效的, 而钢板焊接 受焊缝的制约, 是受到限制的(80 年代国际上只能焊到 300mm 厚钢板) , 而密筋混凝土的厚度则不受限制。所以 笔者基于对“轻质高强”作广义理解, 似应以λ为指标。国 内也已进行过密筋混凝土的试验研究[5 ] 。我校博士研究 生在其学位论文中制成强度为369MPa 的纤维加强水泥基 材料[6 ] 。因为高强度混凝土都具有良好的工程特性, 故往 往将高强度与高性能混凝土通用。实际高性能混凝土的强 度有时并不高。
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西尔斯大厦
• 大厦高443米，是当今世界最高建筑物 之一。总建筑面积418000平方米，地 上110层，地下3层。底部平面 68.7×68.7米,由9个22.9米见方的正方 形组成。在这些正方形的范围内都不另 设支柱，租用者可按需要分隔。整个大 厦平面随层数增加而分段收缩。在51层 以上切去两个对角正方形，67层以上切 去另外两个对角正方形，91层以上又切 去三个正方形，只剩下两个正方形到顶。 大厦结构工程师是1929年出生于达卡的 美籍建筑师法兹勒汗(Fazlur Khan)。他 为解决像西尔斯大厦这样的高层建筑的 关键性抗风结构问题，提出了束筒结构 体系的概念并付诸实践。整幢大厦被当 作一个悬挑的束筒空间结构，离地面越 远剪力越小，大厦顶部由风压引起的振 动也明显减轻。顶部设计风压为305千 克力/米2，设计允许位移（振动时允许 产生的振幅）为建筑总高度的1/500， 即900毫米，建成后最大风速时实测位 移为460毫米。
高层建筑
由于城市的发展,用地紧张,在“黄 金地段”,不得不建造高层建筑,因此高层 建筑越来越高，越来越多。
金茂大厦
• 金茂大厦工程采用了C60和C50的 高强度混凝土，基础底板均采用 C50混凝土。主楼核心筒从地下至 31层为C60混凝土，主楼核心筒从 32层至62层为C50混凝土。巨型 柱从地下室至31层为C60混凝土， 巨型柱从32层至62层为C50混凝 土。C60混凝土17488立方米， C50混凝土33708立方米。其中主 楼基础承台厚度4米，为13500立 方米C50高标号混凝土，并一次性 连续浇捣完成。在如此大的高标号 混凝土连续浇捣中，选择合理的材 料及配合比设计，并采用“内散外 蓄法”养护，内设冷却水管，薄
混凝土结构的发展和典型事例
简单介绍混凝土发展
• 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。
贵州江界河桥
• 江界河桥位于贵州省 瓮安县，跨越乌江中 游峡谷。主跨为1孔 330m组合预应力混凝 土桁架拱，桥面高出 常水位近270m。边跨 桁架顺着山坡分别为 30+20(m)及 30+25+20(m)，全长 461m。
重庆石门桥
• 重庆石门桥位于重庆市沙坪坝， 跨越嘉陵江，全长７１６ｍ。 主桥为２００＋２３０(ｍ）单 索面独塔预应力混凝土斜拉桥， 桥面全宽２５．５ｍ，设４车 道。墩高约５０ｍ，塔柱自桥 面以上高１１３ｍ，塔总高约 １６３ｍ。拉索采用平行索布 置，索距７．５ｍ，拉索最长 达２３０ｍ。主梁为箱型断面， 采用劲性骨架悬臂浇筑施工。 引桥为主孔５×５０＋３６(ｍ） 预应力混凝土连续梁，采用顶 推法施工
平壤柳京饭店
• 柳京饭店位于朝鲜平 壤，是一幢未完工的 摩天大楼。柳京饭店 以平壤的古名“柳京” 命名。最初预算花费 7.5亿美元，占朝鲜当 年总GDP的2%。大厦 为三角金字塔式建筑， 斜面角度为75度，共 105层330米，楼层总 面积360,000平方米， 全部为混凝土结构。
芝加哥水塔广场大厦
拱桥
宜宾金沙江钢筋混凝土拱桥
广西邕宁邕江桥
• 邕宁邕江大桥为中承式钢筋混 凝土拱桥，1996年9月建成通车, 位于广西壮族自治区邕宁县， 邕江大桥建成后居当时世界同 类桥梁之最。 • 邕宁邕江大桥全长412米， 主跨跨径为312米，上部结构为 钢筋混凝土中承式钢管混凝土 拱桥,是交通部“八五”联合科 技攻关项目的依托工程。课题 组组长、桥梁专家、重庆交通 大学特聘院士郑皆连大胆提出 了无支架吊装、钢铰线斜拉扣 挂悬拼拱肋等创新工艺的思路
膜草包覆盖，及电脑测温系 统。
香港中环广场大厦
• 香港中环广场 (CentralPlaza)，位于香港 岛的湾仔区，地址是湾仔 港湾道18号。它是香港的 摩天大楼，高度仅次于国 际金融中心二期，楼高 374米，地上78层。楼层 平面呈三角形，但为免过 分影响邻居的观景及风水， 三个角被设计成稍钝，故 平面实际上是个六角型。 中环广场属于加固混凝土 架构建筑。
长江三峡大坝
• 2006年5月，全长2309米 的三峡大坝全线建成，全 线浇筑达到设计高程185 米，是世界上规模最大的 混凝土重力坝。三峡工程 是迄今世界上综合效益最 大的水利枢纽，在发挥巨 大的防洪效益和航运效益 外，其1820万千瓦的装机 容量和847亿千瓦时的年 发电量均居世界第一，三 峡大坝荣获中国世界纪录 协会世界最大的• 塔楼的一个值得一提的特色是在 第42层处的天桥。如建筑师所称， 这座有人字形支架的桥似乎像一座 登天门。双塔的楼面构成以及其优 雅的剪影给它们带来了独特的轮廓。 其平面是两个扭转并重叠的正方形， 用较小的圆形填补空缺；这种造型 可以理解为来自伊斯兰的灵感，而 同时又明显是现代的和西方的。双 塔的外檐为152英尺（46．36m） 直径的混凝土外筒，中心部位是 74．8英尺×75．4英尺高强钢筋混 凝土内筒，18英寸高轧制钢梁支托 的金属板与混凝土复合楼板将内外 筒连系在一起。4架钢筋混凝土空 腹格梁在第38层内筒四角处与外筒 结合。塔楼由一个筏式基础和长达 340英尺但达不到基岩层之4英尺 ×9尺截面长方形摩擦桩，或称作 发卡桩承托
新阶段特征
• 进一步发展工业化体系如大模板现浇和大板体系。高层建筑结构体系 的发展, 如框桁体系和外伸结构的采用 。 在设计中引入概率方法。由于计算机的发展和普及, 在结构工程领域 内引起深刻的改革和革命。专家系统的采用; 计算机辅助设计和绘图 (CAD , CA G) 的程序化, 包括结构动态分析图形的描绘, 因而改进了 设计方法和提高设计质量, 也减轻了设计工作量, 提高了人的工作效率。 优化设计和施工的实际广泛应用, 节约了建设投资。振动台试验和拟 动力试验以及风洞试验较普通地开展。建筑和桥梁结构的主、被 动抗震控制的实际应用。计算机模拟试验大大减少了试验工作量, 节 约了大量人力和物力。有限元法的广泛应用和计算模式研究的开 展, 以及其他数值计算方法的创立和发展。结构机理包括破坏机理研 究的加强; 对复合应力的研究并结合实验结果提出各种强度理论。因 而产生了“近代混凝土力学”这一学科分支, 并将逐步得到发展和完 善。工程结构的“移植” , 如将桥梁中的斜拉结构应用于房屋建 筑; 及至创造新的结构形式, 如创造出双拱架结构和桁式组合拱桥 等; 以及各学科间的相互渗透, 如将有限元法应用于混凝土的微观研究。 工程材料微观研究的开展与加强, 为材料强度和性能的不断提高创造 了条件, 新材料、新工艺和新施工方法的研究和开发。模糊数学在抗 震设计中的应用。混凝土结构寿命的研究。“现代三力学” (这是笔 者这样称谓的) 即“断裂力学”、“损伤力学”和“微观力学”[3 , 4 ] 对混凝土的应用。混凝土结构的应用范围在多方面的拓宽, 其尺度不 断向高、长、大方向发展。下面仅就材料、施工、高层建筑、桥梁、 大坝和特种结构进行些具体介绍。