钢筋混凝土论文

1建筑材料与设备论文学号:15姓名:卞迁专业:建筑工程技术指导老师:二零一六年五月2目录1关于钢筋混凝土的认识..........................................41.1基本概念...........................................................41.2钢筋混凝土的发展历史....................................42钢筋混凝土的特点及应用.........................................62.1钢筋混凝土的基本原理和特性1.2.1钢筋混凝土的基本原理...................................61.2.2钢筋混凝土的特性...........................................72.2钢筋混凝土的组成材料...................................72.2.1水泥..................................................................82.2.1.2硅酸盐水泥的生产过程.................................82.2.1.3硅酸盐水泥的凝结时间.................................82.2.2细毛料..............................................................832.2.3粗集料...............................................................92.3钢筋混凝土的分类及强度划分................................92.3.1按密度分类.........................................................92.3.2按用途划分.........................................................92.3.3按强度划分.........................................................92.3.4根据最新版的《钢筋混凝土结构设计规范》....102.4钢筋混凝土的用途.................................................102.5钢筋混凝土的腐蚀.................................................102.5.1钢筋混凝土腐蚀危害..........................................102.5.2钢筋腐蚀的预防措施...........................................112.6钢筋混凝土的发展方向...........................................122.6.1钢筋工程方面......................................................122.6.2混凝土工程方面...................................................12总结..............................................................................13主要参考文献................................................................144一、关于钢筋混凝土的认识1.1基本概念混凝土是由水、细骨料、粗骨料和掺和剂等经搅拌、浇筑成型的一种人工石材。它是土木、建筑工程中应用极为广泛的一种建筑材料。混凝土凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这种配有钢筋的混凝土，称为钢筋混凝土。钢筋混凝土粘结锚固能力可以由四种途径得到：第一钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力，也称胶结力。第二混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。第三钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。第四钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、焊角钢来提供锚固能力。【1】钢筋的存在可抵抗开裂处的拉力，应用广泛，破坏是由于钢筋的屈服。钢筋与混凝土两种性质很不相同的材料能共同工作主要是：第一接触面上存在有粘结强度，能够传递两者之间的相互作用力，共同受力；第二温度线膨胀系数很接近；第三混凝土可作为钢筋的保护层，防止钢筋的锈蚀，保证构件的耐久性。1.2钢筋混凝土的发展历史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埃的园艺师。莫尼埃有个很大的花园，一年四季都开着美丽的鲜花，但花坛经常被游客踏碎。为此，莫尼埃常想：“有什么办法可使人们既可以踏上花坛，又不容易踩碎呢？“有一天，莫尼埃移栽花时，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!”他从这件事上得到了启发，将铁丝仿照花木根系编成网状，然后和水泥、砂石一起搅拌，做成了花坛，果然十分牢固。有一天，巴黎一位著名的建筑师到莫尼埃的花圃里看花。他看到莫尼埃用钢筋混凝土制作的花盆，大为惊讶。他鼓励莫尼埃把这项技术运用到土木工程上，并为他牵线搭桥。莫尼埃开始应用这项技术制作台阶、铁路的枕木，还有钢筋混凝土的预制板。并逐渐得到了一些实际是的支持和社会的肯定，并在1867年获得专利。在1867年巴黎世博会上，莫尼埃展出了钢筋混凝土制作的花盆、枕木，另一名法国人兰特姆展出了钢筋混凝土制造的小瓶、小船。莫尼埃发明的钢筋砼花盆，在巴黎的园艺界很快得到了5推广。首座钢筋砼桥如果莫尼埃的发明仅局限在自家的花圃里，人们不会记住莫尼埃这个名字。1875年在一些设计师的帮助下，莫尼埃主持建造了巴黎，也是世界上第一座钢筋砼大桥。这座桥长16M、宽4M，是座人行的拱式体系桥。当时，人们还不明白钢筋在混凝土中的作用和钢筋砼受力后的物理学性能，因此，桥梁的钢筋配置全是按照体型构造进行的，在拱式构件的截面中和轴上也配置了钢筋。1884年，德国一家建筑公司购买了莫尼埃的专利，并对钢筋砼进行一系列科学实验。一位叫怀特的土木建筑工程师研究了它的耐火性能、强度、混凝土和钢筋之间的黏结力等等，并在此基础上研究出了制作钢筋砼的最佳方法。从此钢筋砼这种复合材料成了土木工程建筑中的主角之一，人类建筑史上一个崭新的济源从此开始。钢筋砼结构在1900年之后在工程界方面得到了大规模的使用。1928年，一种新型钢筋砼结构形式“预应力钢筋砼”出现，并于二次世界大战后亦被广泛地应用与工程实践。【2】钢筋砼的发明以及19世纪中叶钢材在建筑中的应用使高层建筑与大跨度桥梁的建造成为可能。混凝土结构与砌体结构、钢结构、木结构想比，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砼结构得到迅速发展，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。我国的钢筋混凝土发展比较曲折，解放前基本是空白，60年代边学习苏联的经验边完善提高，70年代自己动手搞研究，编规范；80年代正力争赶上世界先进水平。钢筋砼技术应用到中国，最早在上个世纪初的上海和广州“19世纪末，上海的建筑包括租界内的楼房大多数是砖木或砖混结构。知道20世纪初，外滩的亚细亚大楼、上海总会、东风饭店等欧洲设计师设计、建造的楼房才开始整体或部分使用钢筋砼结构”李应勇表示，其中，最能反应这些建筑从传统风格向现代风格转变的是松江海关大楼（现为上海海关办事处）。据史料记载，松江海关大楼分别于1857年、1891年、1925年被三次重建。如今矗立在外滩中山东一路13号的松江海关大楼于1925年建成，由著名英资建筑设计机构公和洋行设计。大楼建筑风格总体上属于古典主义，正面是典型的多立克柱式。主楼共有9层，加上塔楼，总高约79.25米，是当时上海外滩最高的建筑物。这一次重建采取了钢结构与钢筋砼结构混合模式。上世纪一二十年代，广州、天津等地也先后采用钢筋砼结构建造高楼。南方大厦就是广州第一座钢筋砼结构的高层楼房。南方大厦原名城外大新公司，建在沿江西路49号，1918年动工，1922年建成。大楼高65米，有12层（10层以上为塔楼），经营百货、旅业、酒店，天台为空中花园游乐场，设电梯运送可人，并有螺旋梯形斜道供小汽车上下。1938年10月广州沦陷前大厦被焚毁，只剩烧焦的骨架。1954年3月重修加固，并易名为南方大厦，一直沿用至今，外观保持原貌。6钢筋混凝土至今仅有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年洘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年法国的兰伯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为配筋的混凝土花盆，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，美国沃德建造了第一个无梁平板。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用，设计计算依据材料的破损阶段方法。1992年英国人蒂森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法。1928年法国工程师弗莱西奈发明了预应力混凝土，在分析、设计、施工等方面的工艺与科研迅速发展，出现了许多独特的建筑，如美国波士顿式的Kresge大会堂，英国的1951节日穹顶，美国芝加哥市的Marina摩天大楼，湖滨大楼等建筑物。1950年苏联根据极限平衡制定了“塑性内力重分布计算规程”。1955年颁布了极限状态设计法，从此结束了按破损阶段的设计计算方法。第三阶段为工业化生产构件与施工，结构体系应用范围扩大，设计计算按极限状态方法。由于二战后许多大城市百废待兴，重建任务繁重，工程中大量应用预制构件和机械化施工以加快建造速度。继苏联提出的极限状态设计法之后，1970年英国、联邦德国、加拿大、波兰相继采用此方法，并在欧洲混凝土委员会，与国际预应力混凝土协会（CEB-FIP）第六届国际会议上提出了混凝土结构与施工建议，形成了设计思想上的国际化统一标准。第四阶段，由于近代钢筋混凝土力学这一新的学科的科学分支逐渐形成，以统计教学为基础的结构可靠性理论已逐渐进入工程实用阶段。电钻的迅速发展，使复杂的数学运算成为可能。设计计算将依据概率极限状态设计法。概括为计算理论趋于完善，材料强度不断提高，施工机械化程度越来越高，建筑向大跨度高层发展。【3】7二、钢筋混凝土的特点及应用2.1钢筋混凝土的基本原理和特性1.2.1钢筋混凝土的基本原理钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180度弯钩【4】。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。由于混凝土的抗拉