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钢筋混凝土结构-课程设计报告

1混凝土结构的基本概念

混凝土，一般是指由胶凝材料(如水泥)，粗、细骨料(如石子、

沙粒)，水及其他材料，按适当比例配置，拌合并硬化而成的具有所

需形体、强度和耐久性的人造石材。简称为“砼”(tóng，Concrete)。

像这种由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构称为素混凝土。

其凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂。

因此，就有在其中配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土

制成的结构，得到钢筋混凝土结构。另外，还有预应力混凝土结构、

型钢混凝土结构等种类的混凝土结构。

2钢筋混凝土结构的发展

2.1钢筋混凝土结构的发展

钢筋混凝土是当今最主要的建筑材料之一，但它的发明者既不是

工程师，也不是建筑材料专家，而是一位法国名叫莫尼尔的园艺师。

莫尼尔有个很大的花园，一年四季开着美丽的鲜花，但是花坛经常被

游客踏碎。为此，莫尼尔常想：“有什么办法可使人们既能踏上花坛，

又不容易踩碎呢?”有一天，莫尼尔移栽花时，不小心打碎了一盆花，

花盆摔成了碎片，花根四周的土却仅仅包成一团。“噢!花木的根系

纵横交错，把松软的泥土牢牢地连在了一起!”他从这件事上得到启

发，将铁丝仿照花木根系编成网状，然后和水泥、砂石一起搅拌，做

成花坛，果然十分牢固。

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。

法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝

网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后，受到启发，于是设法把这

种材料应用于房屋建筑上。1879年，他开始制造钢筋混凝土楼板，

以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和纵向杆加固的混凝土结构梁。仅

几年后，他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用

的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。1884年德国建筑公司购买了

莫尼尔的专利，进行了第一批钢筋混凝土的科学实验，研究了钢筋混

凝土的强度、耐火能力。钢筋与混凝土的粘结力。1887年德国工程

师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法;英国人威尔森申请了钢筋

混凝土板专利;美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。1895年——

1900年，法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道。1900年，

万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用，在建材领域引起

了一场革命。1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰

比理论。钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。

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