文档介绍：第一章概述
研究背景
从现代人类的工程建设史上来看,相对于砌体结构、木结构和钢、铁结构而言, 混凝土结构是一种新兴结构,它的应用也不过一百多年的历史。但有的考古学者认为, 水泥的起源约在公元前 5—10 万年,以后在公元前 3000 年,用熟石膏和石灰混合在一起建造了著名埃及的金字塔,这是现存的最早的混凝土结构物。其后在古希腊和罗马时代,用这种水泥建造了很多建筑物和公路。
混凝土结构的主要材料近年来已有长足的的发展。由于外加剂和有一定活性掺合料掺入到混凝土中,能有效的改善混凝土的工作性能和受力性能,混凝土材料正在向高强度、高性能、环保型“绿色混凝土”的方向发展。目前,在我国实际工程中,C50~ C80 级混凝土已屡见不鲜,个别工程中的混凝土已用到 C100 级以上。此外,轻骨料混凝土、纤维混凝土在实际工程中应用范围正日趋扩大。
混凝土形式具有多样性。在建筑工程领域有框架、框架--剪力墙、剪力墙、框架
--核心筒等结构;在桥梁和交通工程领域有基础、隧道、矿井、沉井等结构;在特殊领域中有电视塔、栈桥、筒仓、烟囱、海洋平台、机场跑道、核电站安全壳等结构。
在设计理论方面,20 世纪初混凝土机构设计理论尚未建立,设计沿用材料力学容许应力设计法。进入 40 年代,已开始采用考虑混凝土塑性性能的破损阶段设计法,
到了 50 年代,已过渡到极限状态设计法。目前,世界上大多数国家普遍采用更为科学的以概率理论为基础的极限状态设计法。设计理论未来的发展方向是全概率法和最优失效概率法。结构的内力计算,由最初的简单弹性分析法,逐步发展为考虑结构塑性变形的极限平衡法。近年来,随着计算机和有限单元法在结构工程中应用技术的日趋完善。为结构受力的全过程分析和复杂结构的准确分析提供了有效手段,在较为复杂的实际工程中日益普及。
国内外混凝土结构裂缝及温度应力的研究现状
国内状况
在 19 世纪末 20 世纪初,我国也开始有了钢筋混凝土建筑物,如上海市的外滩、广州市的沙面等,但工程规模很小,建筑数量也很少。解放以后,我国在落后的国民经济基础上进行了大规模的社会主义建设。随着工程建设的发展及国家进一步的改革开放,混凝土结构在我国各项工程建设中得到迅速的发展和广泛的应用。
我国 20 世纪 70 年代起,在一般民用建设中巳较广泛地采用定型化、标准化的装配式钢筋混凝土构件,并随着建筑工业化的发展以及墙体改革的推行,发展了装配式大板居住建筑,在多高层建筑中还广泛采用大模剪力墙承重结构外加挂板或外砌砖墙结构体系。各地还研究了框架轻板体系,最轻的每平方米仅为 3~5kN。由于这种结构体系的自重大大减轻,不仅节约材料消耗,而且对于结构抗震具有显著的优越性。改革开放后,混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展。继 20 世纪 70 年代北京饭店、广州白云宾馆和一批高层住宅(如北京前三门大街、上海漕溪路住宅建筑群)的兴建以后, 80 年代,高层建筑的发展加快了步伐,结构体系更为多样化,层数增多,高度加大,已逐步在世界上占据领先地位;目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场, 80 层 322m 高,为框架—筒体结构;香港的中环广场达 78 层 374m,三角形平面筒中筒结构,是世界上最高的混凝土建筑;广州国际大厦 63 层 199m,是 80 年代世界上最高的部分预应力混凝土建筑。随着高层建筑的发展,高层建筑结构分析方法和试验研究工作,在我国得到了极为迅速的发展,许多方面已达到或接近于国际先进水平。
国内现状
从上个世纪五十年代开始,我国的很多学者开始探求对已经出现有的裂缝进行各种处理的有效措施。尤其近年来我国的大型的水利水电的工程的建设,在这些大型的水利水电工程中,由于大体积混凝土的温度应力会相对比较明显,而且对结构的影响也是不容忽视的,所以很多的科技工作者展开了对大体积混凝土结构的温度应力做了大量的研究,同时也取得了很大的成果,对大体积混凝土结构的温度应力有了一定的了解。目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场,80 层 322m 高,为框架—筒体结构;香港的中环广场达 78 层 374m,三角形平面筒中筒结构,是世界上最高的混凝土建筑;广州国际大厦 63 层 199m,是 80 年代世界上最高的部分预应力混凝土建筑。随着高层建筑的发展,高层建筑结构分析方法和试验研究工作,在我国得到了极为迅速的发展,许多方面已达到或接近于国际先进水平。
在大跨度的公共建筑和工业建筑中,常采用钢筋混凝土桁架、门式刚架、拱、薄壳等结构形式。在工业建设中已经广泛地采用了装配式钢筋混凝土及预应力混凝土。为了节约用地;在工业建筑中多层工业厂房所占比重有逐渐增多的趋势,在多层工业
厂房中除现浇框架结构体系