鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史

1、精品鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史人類采用鋼結(jié)構(gòu)的歷史和煉鐵、煉鋼的發(fā)展有密切的關(guān)系。對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，還和本 國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量有關(guān)。 在古代，我們中華民族在冶煉技術(shù)方面是處于遙遙領(lǐng)先的地位的。 從江蘇六合和湖南長(zhǎng)沙等地春秋時(shí)期的墓葬和遺址中， 發(fā)現(xiàn)人工冶煉的鐵塊、鐵條、鐵銷、 鐵錛等，說(shuō)明中國(guó)在春秋時(shí)期已使用人工制鐵。 中國(guó)發(fā)現(xiàn)的最早生鐵制品，比外國(guó)最先使用生鐵的時(shí)間早一千八百多年。我國(guó)也是最早用鐵建造承重結(jié)構(gòu)的國(guó)家。 在公元前二百多年 （秦始皇時(shí)代）就已經(jīng)用鐵建造橋墩。在公元前六七十年間，就成功地用熟鐵建造鐵鏈橋。 以后建造的鐵鏈橋不下數(shù)十座之多，其中以云南的沅江橋（四百多年前），貴州的盤江橋（三百年前）及四

2、川瀘定大渡河橋（建于 1696年）為最大。大渡河鐵鏈橋凈跨長(zhǎng)達(dá)100 米，橋?qū)?2.8 米，可并列兩輛馬車，由九根橋面鐵鏈和四根橋欄鐵鏈構(gòu)成。鐵鏈?zhǔn)怯缮F鑄成，每根鐵鏈重達(dá)一噸半， 錨固在直徑為 20 厘米，長(zhǎng) 4 米的錨樁上。該橋比英國(guó)用鑄鐵建造的歐洲第一座跨長(zhǎng)31 米的拱橋早八十三年，比美洲第一座跨度為 21.3 米的鐵鏈橋早一百多年。此外我國(guó)還建造了不少鐵塔，如湖北荊州玉泉寺鐵塔，山東濟(jì)寧寺鐵塔和鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔等。玉泉寺，共13 層，17.9m 高，位于湖北當(dāng)陽(yáng)城西15 公里的玉泉山東麓，始建于東漢末年（ 1061 年），為我國(guó)歷代著名的佛教寺院之一。這些建筑物都表明了我國(guó)古代建筑和冶金

3、技術(shù)方面的高度水平。歐洲在 18 世紀(jì)下半葉開(kāi)始修建生鐵橋，由于生鐵性脆，在梁橋中沒(méi)有得到推廣，主要 用于拱橋。世界上第一座鑄鐵橋是英國(guó)科爾布魯克戴爾廠所造的賽文河橋，建于 1779 年，為半圓拱，由五片拱肋組成，跨徑 30.7 米。其后轉(zhuǎn)為用鑄鐵造橋， 19 世紀(jì) 40 年代開(kāi)始出現(xiàn)熟 ( 鍛 ) 鐵橋，但這兩種橋經(jīng)常失事。 19 世紀(jì)同時(shí)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐和平爐煉鋼。歐洲第一座 鐵鏈吊橋是英國(guó)的蒂斯河橋，建于 1741 年，跨徑 20 米，寬 0.63 米。 1855 年，美國(guó)建成 尼亞加拉瀑布公路鐵路兩用橋。這座橋是采用鍛鐵索和加勁梁的吊車，跨徑為 250 米。二次世界大戰(zhàn)后，隨著強(qiáng)度高、 韌性

4、好、 抗疲勞和耐腐蝕性能好的鋼材的出現(xiàn)，以及用 焊接平板鋼和用角鋼、 板鋼材等加勁所形成輕而高強(qiáng)的正交異性板橋面的出現(xiàn)， 高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)用等，鋼橋有了很大發(fā)展。20 世紀(jì) 60 年代以后，鋼斜拉橋發(fā)展起來(lái)。第一座剛斜拉橋是瑞典建成的斯特倫松德海峽橋，建于19506 年，跨徑為 74.7+182.6+74.7 米。這座橋的斜拉索在塔左右各兩根， 由鋼筋混凝土板和焊接鋼板梁 組合作為縱梁。隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)步，鋼材逐漸在橋梁中大量應(yīng)用。 近代鋼橋不但在跨徑上大大突破原來(lái)的記錄， 而且在剛才方面向高強(qiáng)、耐銹蝕的特種剛發(fā)展， 在施工工藝上向全焊結(jié)構(gòu)方面發(fā)展，使現(xiàn)代化鋼橋自重更輕，跨越能力更強(qiáng)，形成更多優(yōu)

5、美、合理、實(shí)用的體系。我國(guó)早在 1888 年就開(kāi)始了鐵路鋼橋的建設(shè)， ，到現(xiàn)在已經(jīng)有100 多年的歷史了， 但建 國(guó)以前所建的鋼橋， 跨度都很小，建橋的鋼材是進(jìn)口的，結(jié)構(gòu)是鉚接的，工藝很簡(jiǎn)陋。稍 大一點(diǎn)的橋梁多由外國(guó)商人承建， 本國(guó)技術(shù)人員自行建造，具有代表性的鋼橋是1937 年 建成的淅贛鐵路錢塘江公鐵路橋， 跨度 L p =65184m 。建國(guó)后，鋼橋技術(shù)發(fā)展很快， 1956 年借用原蘇聯(lián)進(jìn)口的低碳鋼和技術(shù)， 建成京廣鐵路武漢長(zhǎng)江公鐵路大橋( L p = 128 m ) 。 1968 年用國(guó)產(chǎn) 16M nq 鋼完全依靠自己的力量建成南京長(zhǎng)江公鐵路大橋( Lp = 160 m ) 。南京長(zhǎng)江

6、大橋是1960 年 1 月 18 日正式動(dòng)工的。 1968 年 9 月鐵路橋通車， 同年 12 月公路 橋通，南京長(zhǎng)江大橋是鐵路公路兩用特大橋，鐵路橋長(zhǎng)6772 米，公路橋長(zhǎng)4588 米，橋下 可通行萬(wàn)噸輪船。六十年代中期，為加快鐵路建設(shè)， 在西南的成昆鐵路修建中， 系統(tǒng)地研究發(fā)展了栓焊鋼新技術(shù)，一舉建成各種不同結(jié)構(gòu)形式的栓焊鋼橋44 座，結(jié)束了在我國(guó)使用了近100 年的鉚接鋼橋的歷史，這在鋼橋發(fā)展史上是一個(gè)很大的進(jìn)步， 為我國(guó)栓焊鋼橋技術(shù)發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了新紀(jì)元。改革開(kāi)放以來(lái)，特別是進(jìn)入20 世紀(jì) 90 年代，我國(guó)鋼橋建設(shè)取得了舉世矚目的發(fā)展，修建了一批具有世界先進(jìn)水平的大橋、特大橋。例如銜接鎮(zhèn)江揚(yáng)

7、州兩地的潤(rùn)揚(yáng)大橋，它 由懸索橋和斜拉橋結(jié)合而成，跨江長(zhǎng)度 7.3 公里，總長(zhǎng)35.66 公里。刷新了中國(guó)橋梁史上八項(xiàng)記錄，其中懸索橋主跨達(dá)到1490 米，位居中國(guó)第一，世界第三。蘇通大橋位于江蘇省東部的南通市和蘇州（常熟）市之間。創(chuàng)造四項(xiàng)世界之最 ，最大主跨（ 1088m ） ,最深基礎(chǔ) （ ,樁長(zhǎng)120m,承臺(tái)長(zhǎng)114m、寬48m ）,最高橋塔（300.4m），最長(zhǎng)拉索（577m）。在建筑方面，第一個(gè)五年計(jì)劃期間， 我國(guó)很快地出現(xiàn)了自己的鋼鐵冶金企業(yè)、 重型機(jī)器制造業(yè)、汽車制造工業(yè)、動(dòng)力設(shè)備制造工業(yè)以及一些輕化工業(yè)等，在這偉大的建設(shè)事業(yè)中， 很多廠房，都采用了規(guī)模巨大的鋼結(jié)構(gòu)。 其中主要的有

8、：恢復(fù)和擴(kuò)建了鞍山鋼鐵公司、 武漢鋼鐵公司和大連船廠等；新建的有太原、富拉爾基重型機(jī)器制造廠、長(zhǎng)春汽車制造廠、 哈爾濱和四川的三大動(dòng)力廠、洛陽(yáng)拖拉機(jī)廠以及一些飛機(jī)制造廠等。鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展有賴于鋼產(chǎn)量的提高， 我國(guó)冶金工業(yè)建國(guó)后雖有了很大的發(fā)展， 但產(chǎn)量還不高，使鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的采用受到了客觀條件的限制， 只在必需采用鋼結(jié)構(gòu)的重要建筑物中才得到應(yīng)用。公用和民用建筑中，主要的有首都人民大會(huì)堂 60 米跨度的鋼屋架，北京工人體育館 94 米直徑的懸索結(jié)構(gòu)、首都體育館99 米跨度的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，上海體育館 110 米直徑的圓形平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、西安秦始皇陵兵馬俑陳列館70 米跨度的三鉸拱鋼結(jié)構(gòu)。在高聳結(jié)構(gòu)中，

9、先后建成200 米高的廣州電視塔、 210 米高的上海電視塔， 325 米高的背景環(huán)境氣象桅桿等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展， 鋼產(chǎn)量的提高，鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)建設(shè)事業(yè)中將得到更加廣泛的應(yīng)用。我國(guó)建成一批世界排名前十的高層建筑， 例如上海環(huán)球金融中心、上海金茂大廈、香港國(guó)際金融中心等。另外，先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物得到廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史dccc虎克發(fā)現(xiàn)材料變形與受力大小的比例關(guān)系(虎克定律) 16601744歐拉Euler推導(dǎo)出壓稈穩(wěn)定極限荷載公式，沿用至今。1779第一座鑄鐵拱橋，央格二 Coalbrookdale大橋建造完成。建在塞文河上1786法國(guó)建造巴黎法蘭西劇院，鐵 +玻璃頂。1820美

10、國(guó)費(fèi)城建造第一棟鑄鐵建筑。1828維也納建造第一座鋼橋。1851年，倫敦花匠帕克斯頓設(shè)計(jì)的“水晶宮”展覽館，為玻璃鐵架結(jié)構(gòu)，完全表現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械本能?！八m”開(kāi)創(chuàng)了建筑形式的新紀(jì)元。1856美國(guó)開(kāi)始產(chǎn)鋼1874第一座大跨鋼桁橋Eads Bridge在圣路易(St. Louis )建成1876法國(guó)巴黎建造艾菲爾鐵塔Eiffel Tower1881電弧焊工藝問(wèn)世1883布魯克林(Brooklyn )吊橋完工始建于1869年1889年，法國(guó)世博會(huì)上設(shè)計(jì)的“埃菲爾鐵塔”和“機(jī)械館”，“埃菲爾鐵塔”為高架鐵結(jié)構(gòu)，塔高328M?！皺C(jī)械館”是空前未有的大跨度結(jié)構(gòu)，刷新了世界建筑的新紀(jì)錄，長(zhǎng) 420M

11、,跨度達(dá) 115M ,結(jié)構(gòu)方法首次運(yùn)用了三錢拱的原理。1889 CHICAGO 的The Rand Mcnally Building (圖中4號(hào)樓)建成，成為第一棟全 鋼結(jié)構(gòu)的大廈,10層。1890 3月蘇格蘭福斯橋(Firth of Forth Bridge )完成，用鋼55,000噸,57條生命。8百萬(wàn)輛釘運(yùn)回家。1907美國(guó)設(shè)立伯力恒鋼廠(Bethlehem Steel )伯力恒（Bethlehem Steel ）開(kāi)始生產(chǎn)熱軋型鋼 19081909年，德意志制造聯(lián)盟的彼得。貝倫斯設(shè)計(jì)了 “柏林通用電氣公司透平機(jī)車間”， 以鋼結(jié)構(gòu)為骨架與大玻璃窗為特點(diǎn)，被稱為是第一座真正的現(xiàn)代建筑。1GA

12、g美國(guó)麻州采用熱軋型鋼用于建筑結(jié)構(gòu) 1909匈牙利Kazinczy證實(shí)梁具有塑性較極限行為。 1914 1921美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)AISC成立1923 AISC年彝行第一版鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 AISC-ASD （容許應(yīng)力法）俏2n耐候鋼問(wèn)世 1930紐約帝國(guó)大廈完工，102層，高381米。19311944 柱研究學(xué)會(huì)（Column Research Council, CRC ）成立 （后改名穩(wěn)定學(xué)會(huì)？）1940 Lehigh University開(kāi)始研究結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的極限強(qiáng)度1947高強(qiáng)度螺栓規(guī)范出版1950 ?中國(guó)東北制定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)部規(guī)定1953建成世界第一個(gè)懸索屋面，美國(guó)北卡羅里那州的雷里體育館（

13、 RALEIGH大劇 院？），現(xiàn)代懸索 結(jié)構(gòu)的開(kāi)始。1954中國(guó)頒布第一本鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（結(jié)規(guī)4-54 ）容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法。welcome1955蘇聯(lián)頒布H茴Ty -5521規(guī)范。日本中之島制鋼所開(kāi)始生產(chǎn)輕量型鋼。1956 12月中國(guó)采用蘇聯(lián)頒布 H茴Ty -55?1規(guī)范為參考規(guī)范。1957第一次將塑性設(shè)計(jì)法用于建筑1960日本積水(SEKISUI HOUSE )公司推出 A型鋼結(jié)構(gòu)住宅。1961建成北京工人體育館。中國(guó)現(xiàn)代懸索結(jié)構(gòu)的開(kāi)始。1962日本大和公司推出 A型鋼結(jié)構(gòu)住宅。1965日本松下住宅推出 R2N型鋼結(jié)構(gòu)住宅。1970當(dāng)時(shí)世界最高大廈紐約世界貿(mào)易大廈建成，高 410米1973當(dāng)時(shí)最高的芝加哥西爾斯大廈 Sears Tower完工，110層，高442米。1974中國(guó)頒布TJ 17-44 (半概率，半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)法)1976 在加拿大的西安大略大學(xué)進(jìn)行的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室研究。這一研究對(duì)MBMA、SBC和世界其他一些國(guó)家的規(guī)范中風(fēng)荷載的規(guī)定做出貢獻(xiàn)，廣泛用于低層金屬結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。同 法國(guó)USINOR發(fā)展可耐900 C的耐火鋼。1980 日本鋼管公司 NKK發(fā)展OLAC鋼板工藝(TMCP鋼板)19