1.2.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢
1. 材料方面
(1)混凝土主要是向以下幾個方面發(fā)展:
高強:目前我國已制成100 N/mm2強度的混凝土,美國已制成200 N/mm2強度的混凝土。
輕質(zhì):利用輕質(zhì)骨料可減輕混凝土自重20%~30%。
耐久:加入高分子化合物,制成耐久的混凝土如樹脂混凝土。
抗裂:如目前研究較為廣泛的纖維混凝土。
(2)對于鋼筋,主要是以下三方面:
高強:目前我國用于普通混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋強度為435 N/mm2,預應力混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋強度已達800~1 860 N/mm2。
防腐:在鋼筋外皮刷環(huán)氧樹脂,保護鋼筋。
錨固性能:預應力混凝土結(jié)構(gòu)中的高強螺旋肋鋼絲,錨固性能優(yōu)于普通鋼絲。
2. 結(jié)構(gòu)方面
預應力混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土和其他材料的組合結(jié)構(gòu)將得到進一步的發(fā)展。
3. 施工方面
預應力技術(shù)的發(fā)明使混凝土結(jié)構(gòu)的跨度大大增加;
滑模施工法的發(fā)明使特種結(jié)構(gòu)的施工進度進一步加快;
泵送混凝土技術(shù)的發(fā)明使高層建筑及大跨橋梁可以方便的澆筑;
蒸汽養(yǎng)護法使預制混凝土構(gòu)件的出廠時間大為縮短;
隨著科學技術(shù)的進步,混凝土結(jié)構(gòu)還會取得更大的發(fā)展。
1.2.3 混凝土結(jié)構(gòu)的工程應用
應用非常廣泛,主要有以下幾個方面:
(1)房屋建筑工程。建成了許多具有代表性的高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)。
(2)橋梁工程。
(3)特種結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)。
(4)水利及其他工程。
1.3 本課程的特點和學習方法
混凝土結(jié)構(gòu)課程,和許多課程關(guān)系密切,互相呼應配合,有的需要先行掌握,有的是后續(xù)課程,例如:
(1)土木工程材料中有關(guān)混凝土和鋼材的基本知識。要能正確理解混凝土結(jié)構(gòu)的性能,就必須先熟悉鋼筋和混凝土材料的性能,因此要在土木工程材料課程的基礎(chǔ)上,進一步掌握鋼筋和混凝土的力學性能。
(2)工程力學課程。工程力學的研究對象主要是各向同性材料的構(gòu)件,而混凝土結(jié)構(gòu)是各向異性的材料,其構(gòu)件是兩種材料互相結(jié)合共同工作的構(gòu)件,情況各不相同。但是,工程力學解決問題的觀點和方法,可供解決混凝土結(jié)構(gòu)問題借鑒,只不過考慮問題時要顧及混凝土材料具體性能的特點。
(3)其他課程。如在地震區(qū)設(shè)計土木工程結(jié)構(gòu),必須考慮結(jié)構(gòu)的抗震,本課程與結(jié)構(gòu)抗震課程有關(guān);土木工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),采用天然地基或人工地基,都要進行適當?shù)倪x擇,并確定地基的反力以及考慮基礎(chǔ)的沉降、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用,因此混凝土結(jié)構(gòu)課程又與土力學、地基基礎(chǔ)和工程地質(zhì)課程有關(guān);研究混凝土結(jié)構(gòu)有時要做構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的試驗,這又跟結(jié)構(gòu)試驗課程、結(jié)構(gòu)檢驗課程有關(guān);土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計還必須經(jīng)濟合理、施工方便,這必然與土木工程施工課程、工程管理、政策與法規(guī)等課程相關(guān)。
因此,學習本課程時必須要注意:
第一,由于混凝土結(jié)構(gòu)材料的自身性能較復雜,同時還有其他很多因素要影響其性能,目前從學科的現(xiàn)狀水平而言,有些方面的強度理論還不夠完善,在某些情況下,構(gòu)件承載力和變形的取值還得參照試驗資料的統(tǒng)計分析,處于半經(jīng)驗半理論狀態(tài),故學習時要正確理解其本質(zhì)現(xiàn)象并注意計算公式的適用條件。
第二,混凝土結(jié)構(gòu)課程針對的是結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計,需要遵循建筑方針,考慮適用、經(jīng)濟(造價、材料用量)、安全、施工可行,還牽涉到方案的比較、構(gòu)件的選型、強度和變形的計算、配筋構(gòu)造等方面,是一個多因素的綜合性問題,設(shè)計時需要加以多方面比較,方能從中做出選擇。所以,對本課程要注意全面掌握,學會考慮多因素綜合分析的合理設(shè)計方法。
第三,就是學以致用。學習本課程不單是要懂得一些理論,更重要的是實踐和應用。本課程的內(nèi)容是遵照我國有關(guān)的國家標準,特別是《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)(以后簡稱《規(guī)范》)編寫的!兑(guī)范》體現(xiàn)了國家的技術(shù)經(jīng)濟政策、技術(shù)措施和設(shè)計方法,反映了我國在混凝土結(jié)構(gòu)學科領(lǐng)域所達到的科學技術(shù)水平,并且總結(jié)了混凝土結(jié)構(gòu)工程實踐的經(jīng)驗,故而《規(guī)范》是進行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù),必須加以遵守。而只有正確理解《規(guī)范》條款的意義,不盲目亂套,才能正確地加以應用,這首先就需要努力學習,熟悉《規(guī)范》。當然,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)這門學科是在不斷地演進發(fā)展著,所以每隔一定年限《規(guī)范》就得重新修訂,以反映新達到的水平。
另外,由于我國在進行經(jīng)濟改革的同時,正在進行政治體制改革,目前土木工程專業(yè)正在執(zhí)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范包括建筑工程、水利工程、交通土建工程、鐵路運輸工程等方面各種不同類型的版本,工程使用時必須因地制宜、靈活應用。