钢筋混凝土文献翻译及解析

钢筋混凝土

在每一种国家，混凝土及钢筋混凝土都被用来作为建筑材料。诸多地区，包

括美国和加拿大，钢筋混凝土在工程建设中是重要日勺构造材料。钢筋混凝土建筑

口勺普遍性源于钢筋的广泛供应和混凝土的构成成分，砾石，沙了，水泥等，混凝

土施工所需日勺技能相友简朴，与其他形式的建设相比，钢筋混凝土愈加经济。混

凝土及钢筋混凝土用于桥梁、多种地下构造建筑、水池、电视塔、海洋石油勘探

建筑、工业建筑、大坝，甚至用于造船业。

钢筋混凝十.构造也许是现浇混凝土构造，在其最终位置建造，或者他们也许

是在一家工厂生产混凝土预制件，再在施工现场安装。混凝土构造在设计上也许

是一般的和多功能的，或形状和布局是奇想和艺术日勺。其他很少几种建材可以提

供建筑和构造如此的通用性和广泛合用性。

混凝土有较强的抗压力但抗拉力很弱。因此，混凝土，每当承受荷载时，或

约束收缩或温度变化，引起拉应力，在超过抗拉强度时，裂缝开始发展。在素混

凝土梁中，中和轴的弯矩是由在混凝土内部拉压力偶来抵御作用荷载之后的值。

这种梁当出现第一道裂缝时就忽然完全地断裂了。在钢筋混凝土梁中，钢筋是那

样埋置于混凝土中，以至于当混凝土开裂后弯矩平衡所需日勺拉力由纲筋中产生。

钢筋混凝土构件日勺建造包括以被建构件的形状支摸板。模型必须足够强大，

以至于可以支承自重和湿混凝土日勺静水压力，工人施加的任何力量都合用于它，

详细H勺手推车，风压力，等等。在混凝土的运作过程中，钢筋将被放置在摸板中。

在混凝土硬化后，模板都将被移走。当模板被移运时，支撑将被安装来承受混凝

土FJ重量直到它到达足够口勺强度来承受自重。

设计师必须使混凝土构件有足够日勺强度来抵御荷、载和足够的刚度来防止过

度欧I挠度变形。除此之外，梁必须设计合理以便它可以被建造。例如，钢筋必须

按构造设计，以便能在现场装配。由于当钢筋放入摸板后才浇筑混凝土，因此混

凝土必须可以流过钢筋及摸板并完全充斥摸板的每个角落。

被建成的构造材料的选择是混凝土，还是钢材、砌体，或木材，取决于与否

有材料和某些价值决策。构造体系的选择是由建筑师或工程师早在设计的基础上

决定日勺，考虑到下列原因：

1.经济。常常首要考虑的是构造欧I总造价。当然，这是伴随材料日勺成本和安

装构件的必需劳动力变化日勺。然而，总投资常常更受总工期日勺影响，由于承包商

和业主必须借款或贷款以便完毕建设，在建筑物竣工前他们从此项投资中将得不

到任何回报。在一种经典的大型公寓或商业项目中，建筑成本的融资将是总费用

的一种重要部分。因此，金融储蓄，由于迅速施工也许多于抵消增长材料成本。

基于这个原因，设计师可以采用任何措施规范设计来减轻削减的成本。

在许多状况下，长期日勺经济构造也许比第一成本更重要。因此，维修和耐久

性是重要H勺考虑原因。

2.用于建筑与构造功能合适的I材料。钢筋混凝土体系常常让设计师将建筑

与构造的功能相结合。混凝土被放置在塑性条件下借助于模板和表面加工来造出

想要的形状和构造，这是它具有的优势。在提供成品楼或天花板表面时，这使得

平板或其他形式口勺板作为受力构件。同样，钢筋混凝土墙壁能提供有吸引力的建

筑表面，尚有能力抵御重力、风力，或地震荷载。最终，大小和形状的选择是由

设计师而不是由提供构件H勺原则决定日勺。

3.耐火性。建筑构造必须经受得住火灾的袭击，并且当人员疏散及大火扑

灭之时建筑物仍然保持不倒。钢筋混凝土建筑特殊日勺防火材料及其他构造措施状

况下，自身具有1-3个小时日勺耐火极限。钢构造或木构造必须采用防火措施才能

到达类似的耐火极限。

4.低维护。混凝土构件自身比构造钢或木材构件需要更少口勺维修。假如致

密，尤其如此，加气混凝土已经被用于暴露于大气中的表面，假如在设计中已经

采用谨慎措施，以提供足够H勺排水和远离的构造。必须采用的尤其防止措施是让

混凝土接触到盐，如除冰化学品。

5.材料的供应。砂、碎石、水泥和混凝土搅拌设备是被非常广泛使用日勺，

以及钢筋比构造钢更轻易运到多数工地。因此，钢筋混凝土在偏远地区常常使用。

另首先，有某些原因也许会导致选择钢筋混凝土以外的材料。这些措施包括:

1.低抗拉强度。混凝土的抗拉强度是远低于其抗压强度（约1/10）,

因此，混凝土易经受裂缝。在构造用途时，用钢筋承受拉力，并限制裂缝宽度在

容许H勺范围内来克服。不过，在设计和施工中假如不采用措施，这些裂缝也许会

有碍观瞻，或可容许水的浸入。发生这种状况时，水或化学物质如道路除冰盐也

许会导致混凝土日勺恶化或污染。这种状况下，需要尤其设计日勺措施。在水支挡构

造这种状况下，需要尤其日勺措施和/或预应力，以防止泄漏。

2.支摸。建造一种现浇构造包括三个环节，在钢或木构造H勺施工中是遇不

到的。这些都是（a）支摸（b）拆摸（c）安装支撑，直至其到达足够的强

度以支承其重量。上述每个环节，波及劳动力和，或材料•，在其他构造形式中，

这是没有必要的。

3.每单位重量或量的相对低强度。该混凝土抗压强度大概是钢材抗压强度

5至10%而其单位密度大概是钢材密度的30%。囚此，一种混凝土构造,

混凝土自身，也就是说，没有任何钢筋，它具有较强的抗压强度，但缺乏抗拉强

度，因此很轻易产生裂缝。由于无钢筋日勺混凝土是脆性日勺，它在荷载作用下不能

进行大变形，并在没有预兆下忽然断裂。钢筋与混凝土相结合，可以减少其重要

的两个固有弱点的负面影响，其易开裂性和其脆性。当钢筋牢固黏结于混凝土时,

一种强大、刚性、延性的建筑材料就诞生了。这种材料，所谓的钢筋混凝土，被

广泛用于建筑基础、构造框架、仓库、网状构造、公路、墙壁、水坝、运河及无

数的其他构造和建筑产品。混凝土日勺其他两个特点，是混凝土被加固时会发生收

缩和徐变，但采用仔细的设计可以减轻这些特性R勺负面影响。

规范，是一套技术规格和控制设计与施工重要细节日勺原则。规范日勺目日勺是产

生合理欧I构造，使使用者将免于劣质和不合格的设计和构造。

既有两种规范。其中一类，所谓的构造规范，是源于关怀对的使用品体材料

或关怀某一特定类别构造安全设计的专家。

第二种类型H勺规范，所谓日勺建筑条例，涵盖了建设在某一地区，往往是一种

都市或一种国家日勺建筑。建筑条例日勺目日勺，也是以对抗当地环境条件对建设的影

响来保障公众的权益。例如，地方当局可以规定其他的条款，以对抗这样日勺区域

条件，地震、大雪或龙卷风。国家构造规范常常被纳入当地的建筑法规。

美国混凝土学会（ACI）的建筑规范包括钢筋混凝土建筑物的设计。它包

括涵盖钢筋混凝土制造的各个方面一设计和施工的条文。它包括材料质量的规

格、混合和现浇混凝土口勺细节，持续构造分析口勺设计假定，配料成分口勺设计方程。

所有构件必须协调，这样它们在任何也许口勺工作条件下就不会失效或发生过

大变形。因此，一名工程师非常谨慎地预期构造在其毕生中所有也许经受日勺荷载,

这是非常重要的。

虽然大部分构件日勺设计是由同步作用日勺恒载和活载所控制，但还必须考虑到

风、冲击、收缩、温度变化、徐变和地基沉陷、地震等等所产生的的力。

与构造自重和固有的构件重量有关的荷载称为恒载。混凝土构件的恒载是固

有的，在设计计算过程中是必须要考虑的。恒载值的大小直到构件尺寸确定后才

能清晰的懂得。由于恒载口勺某些数值在计算构件尺寸时要用到，因此首先要估

计他们值的大小。在构造进行了分析构件、构件尺寸确定、建筑日勺细节完毕后，

恒载可以计算更精确。假如计算日勺恒载大概等于它的初步估计值（或略少），

但设计完毕后，假如计算值和估计值之间存在显着性差异时，计算应用改善的恒

载值加以修正。当跨度较长时，恒载的精确估计是尤其重要日勺，由于当跨度超过

七十五英尺（22.9米）时，恒载是设计荷载的一种重要构成部分。

建设使用的有关活荷载是由都市或国家构造规范规定的。设计构件均布活荷

我的值是由构造规范规定的，而不是根据设备口勺特定项目和某一种特定地区的使

用者来估计。

构造在竖向荷载下定了尺寸后，还要根据风荷载和规范中规定日勺恒载活载组

合后H勺成果来进行验算。风荷载在少于16到18层楼房中一般不控制构件H勺大小,

但对于高层建筑，风荷载在构造中成为重要的控制原因和引起强大作用力日勺原

因。在这种状况下，只有选择一种可以有效地将横向荷载传递到地面的构造体系,

经济才能实现。

外文文献翻译

ReinforcedConcrete

（来自《土木工程英语》）

Concreteandreinforcedconcreteareusedasbuildingmaterialsin

everycountry.Inmany,includingtheUnitedStatesandCanada,reinforced

concreteisadominantstructuralmaterialinengineeredconstruction.

Theuniversalnatureofreinforcedconcreteconstructionstemsfromthe

wideavailabilityofreinforcingbarsandtheconstituentsofconcrete,

gravel,sand,andcement,therelativelysimpleskillsrequiredin

concreteconstruction,andtheeconomyofreinforcedconcretecompared

tootherformsofconstruction.Concreteandreinforcedconcreteareused

inbridges,buildingsofallsortsundergroundstructures,watertanks,

televisiontowers,offshoreoilexplorationandproductionstructures,

dams,andeveninships.

Reinforcedconcretestructuresmaybecast-in-placeconcrete,

constructedintheirfinallocation,ortheymaybeprecastconcrete

producedinafactoryanderectedattheconstructionsite.Concrete

structuresmaybesevereandfunctionalindesign,ortheshapeandlayout

andbewhimsicalandartistic.Fewotherbuildingmaterialsoffthe

architectandengineersuchversatilityandscope.

Concreteisstrcngincompressionbutweakintension.Asaresult,

cracksdevelopwheneverloads,orrestrainedshrinkageoftemperature

changes,giverisetotensilestressesinexcessofthetensilestrength

oftheconcrete.Inaplainconcretebeam,themomentsabouttheneutral

axisduetoappliedloadsareresistedbyaninternaltension-compression

coupleinvolvingtensionintheconcrete.Suchabeamfailsverysudden!y

andcompletelywhenthefirstcrackforms.Tnareinforcedconcretebeam,

steelbarsareembeddedintheconcreteinsuchawaythatthetension

forcesneededformomentequilibriumaftertheconcretecrackscanbe

developedinthebars.

Theconstructionofareinforcedconcretememberinvolvesbuilding

afromofmoldintheshapeofthememberbeingbuilt.Theformmustbe

strongenoughtosupportboththeweightandhydrostaticpressureofthe

wetconcrete,andanyforcesappliedtoitbyworkers,concretebuggies,

wind,andsoon.Thereinforcementisplacedinthisformandheldinplace

duringtheconcretingoperation.Aftertheconcretehashardened,the

formsareremoved.Astheformsareremoved,propsofshoresareinstalled

tosupporttheweightoftheconcreteuntilithasreachedsufficient

strengthtosupporttheloadsbyitself.

Thedesignermustproportionaconcretememberforadequatestrength

toresisttheloadsandadequatestiffnesstopreventexcessive

deflections.Inbeammustbeproportionedsothatitcanbeconstructed.

Irorexample,thereinforcementmustbedetailedsothatircanbeassembled

inthefield,andsincetheconcreteisplacedintheformafterthe

reinforcementisinplace,theconcretemustbeabletoflowaround,

between,andpastthereinforcementtofillallpartsoftheform

completely.

Thechoiceofwhetherastructureshouldbebuiltofconcrete,steel,

masonry,ortimberdependsontheavailabilityofmaterialsandonanumber

ofvaluedecisions.Thechoiceofstructuralsystemismadebythe

architectofengineerearlyinthedesign,basedonthefollowing

considerations:

1.Economy.Frequently,theforemostconsiderationistheoverall

constofthestructure.Thisis,ofcourse,afunctionofthecostsof

thematerialsandthelabornecessarytoerectthem.Frequently,however,

theoverallcostisaffectedasmuchormorebytheoverallconstruction

timesincethecontractorandownermustborroworotherwiseallocate

moneytocarryouttheconstructionandwillnotreceiveareturnonthis

investmentuntilthebuildingisreadyforoccupancy.Inatypicallarge

apartmentofcommercialproject,thecostofconstructionfinancingwill

beasignificantfractionofthetotalcost.Asaresult,financialsavings

duetorapidconstructionmaymorethanoffsetincreasedmaterialcosts.

Forthisreason,anymeasuresthedesignercantaketostandardizethe

designandformingwillgenerallypayoffinreducedoverallcosts.

Inmanycasesthelong-termeconomyofthestructuremaybemore

importantthanthefirstcost.Asaresult,maintenanceanddurability

areimportantconsideration.

2.Suitabilityofmaterialforarchitecturalandstructuralfunction.

Areinforcedconcretesystemfrequentlyallowsthedesignertocombine

thearchitecturalandstructuralfunctions.Concretehastheadvantage

thatitisplacedinaplasticconditionandisgiventhedesiredshape

andtexturebymeansoftheformsandthefinishingtechniques.Thisallows

suchelementsadflatplatesorothertypesofslabstoserveas

load-bearingelementswhileprovidingthefinishedfloorand/orceiling

surfaces.Similarly,reinforcedconcretewallscanprovide

architecturallyattractivesurfacesinadditiontohavingtheabilityto

resistgravity,wind,orseismicloads.Finally,thechoiceofsizeof

shapeisgovernedbythedesignerandnotbytheavailabilityofstandard

manufacturedmembers.

3.Fireresistance.Thestructureinabuildingmustwithstandthe

effectsofafireancremainstandingwhilethebuildingisevacuatedand

thefireisextinguished.Aconcretebuildinginherentlyhasa1-to3-hour

fireratingwithoutspecialfireproofingorotherdetails.Structural

steelortimberbui1dingsmustbefireproofedtoattainsimilarfire

ratings.

4.Lowmaintenance.Concretemembersinherentlyrequireless

maintenancethandostructuralsteelortimbermembers.Thisis

particularlytrueifdense,air-entrainedconcretehasbeenusedfor

surfacesexposedtotheatmosphere,andifcarehasbeentakeninthe

designtoprovideadequatedrainageoffandawayfromthestructure.

Specialprecautionsmustbetakenforconcreteexposedtosaltssuchas

deicingchemicals.

5.Availabilityofmaterials.Sand,gravel,cement,andconcrete

mixingfacilitiesareverywidelyavailable,andreinforcingsteelcan

betransportedtomostjobsitesmoreeasilythancanstructuralsteel.

Asaresult,reinforcedconcreteisfrequentlyusedinremoteareas.

Ontheotherhand,thereareanumberoffactorsthatmaycauseone

toselectamaterialotherthanreinforcedconcrete.Theseinclude:

1.Lowtensilestrength.Thetensilestrengthconcreteismuchlower

thanitscompressivestrength(about1/10),andhenceconcreteissubject

tocracking.Instructuralusesthisisovercomebyusingreinforcement

tocarrytensileforcesandlimitcrackwidthstowithinacceptablevalues.

Unlesscareistakerindesignandconstruction,however,thesecracks

maybeunsightlyormayallowpenetrationofwater.Whenthisoccurs,water

orchemicalssuchasroaddeicingsaltsmaycausedeteriorationor

stainingoftheconcrete.SpecialdesigndetaiIsarerequiredinsuch

cases.Inthecaseofwater-retainingstructures,specialdetailsand/

ofprestressingarerequiredtopreventleakage.

2.Formsandshoring.Theconstructionofacast-in-placestructure

involvesthreestepsnotencounteredintheconstructionofsteelor

timberstructures.Theseare(a)theconstructionoftheforms,(b)

theremovaloftheseforms,and(c)proppingorshoringthenewconcrete

tosupportitsweightuntilitsstrengthisadequate.Eachofthesesteps

involveslaborand/ormaterials,whicharenotnecessarywithotherforms

ofconstruction.

3.Relativelylowstrengthperunitofweightforvolume.The

compressivestrengthofconcreteisroughly5to10%thatofsteel,while

itsunitdensityisroughly30%thatofsteel.Asaresult,aconcrete

structurerequiresalargervolumeandagreaterweightofmaterialthan

doesacomparablesteelstructure.Asaresult,long-spanstructuresare

oftenbuiltfromsteel.

4.Time-dependentvolumechanges.Bothconcreteandsteel

undergo-approximatelythesameamountofthermalexpansionand

contraction.Becausethereislessmassofsteeltobeheatedorcooled,

andbecausesteelisabetterconcrete,asteelstructureisgenerally

affectedbytemperaturechangestoagreaterextentthanisaconcrete

structure.Ontheotherhand,concreteundergoesfryingshrinkage,which,

ifrestrained,maycausedeflectionsorcracking.Furthermore,

deflectionswilltendtoincreasewithtime,possiblydoubling,dueto

creepoftheconcreteundersustainedloads.

Inalmosteverybranchofcivilengineeringandarchitecture

extensiveuseismadeofreinforcedconcreteforstructuresand

foundations.Engineersandarchitectsrequiresbasicknowledgeof

reinforcedconcretedesignthroughouttheirprofessionalcareers.Much

ofthistextisdirectlyconcernedwiththebehaviorandproportioning

ofcomponentsthatmakeuptypicalreinforcedconcretestructures-bearns,

columns,andslabs.Oncethebehavioroftheseindividualelementsis

understood,thedesignerwillhavethebackgroundtoanalyzeanddesign

awiderangeofcomplexstructures,suchasfoundations,buildings,and

bridges,composedoftheseelements.

Sincereinforcedconcreteisanohomogeneousmaterialthatcreeps,

shrinks,andcracks,itsstressescannotbeaccuratelypredictedbythe

traditionalequationsderivedinacourseinstrengthofmaterialsfor

homogeneouselasticmaterials.Muchofreinforcedconcretedesignin

thereforeempirical,i.e.,designequationsanddesignmethodsarebased

onexperimentalandtime-provedresultsinsteadofbeingderived

exclusivelyfromtheoreticalformulations.

Athoroughunderstandingofthebehaviorofreinforcedconcretewill

allowthedesignertoconvertanotherwisebrittlematerialintolough

ducti1estructuralelementsandtherebytakeadvantageofconcreteTs

desirablecharacteristics,itshighcompressivestrength,itsfire

resistance,anditsdurability.

Concrete,astonelikematerial,ismadebymixingcement,water,fine

aggregate(oftensand),coarseaggregate,andfrequentlyotheradditives

(thatmodifyproperties)intoaworkablemixture.Initsunhardenedor

plasticstate,concretecanbeplacedinformstoproducealargevariety

ofstructuralelements.Althoughthehardenedconcretebyitself,i.e.,

withoutanyreinforcement,isstrongincompression,itlackstensile

strengthandthereforecrackseasily.Becauseunreinforcedconcretsis

brittle,itcannotundergolargedeformationsunderloadandfails

suddenly-withoutwarning.Theadditionfosteelreinforcementtothe

concretereducesthenegativeeffectsofitstwoprincipalinherent

weaknesses,itssusceptibilitytocrackinganditsbrittleness.Whenthe

reinforcementisstronglybondedtotheconcrete,astrong,stiff,and

ductileconstructionmaterialisproduced.Thismaterial,called

reinforcedconcrete,isusedextensivelytoconstructfoundations,

structuralframes,storagetakes,shellroofs,highways,walls,dams,

canals,andinnumerableotherstructuresandbuildingproducts.Twoother

characteristicsofconcretethatarepresentevenwhenconcreteis

reinforcedarcshrinkageandcreep,butthenegativeeffectsofthese

propertiescanbemitigatedbycarefuldesign.

Acodeisasettechnicalspecificationsandstandardsthatcontrol

importantdetailsofdesignandconstruction.Thepurposeofcodesit

producestructuressothatthepublicwillbeprotectedfrompoorof

inadequateandconstruction.

Twotypesfcoedsexist.Onetype,calledastructuralcode,is

originatedandcontrolledbyspecialistswhoareconcernedwiththeproper

useofaspecificmaterialorwhoareinvolvedwiththesafedesignof

aparticularclassofstructures.

Thesecondtypeofcode,calledabuildingcode,isestablishedto

coverconstructioninagivenregion,oftenacityorastate.The

objectiveofabuildingcodeisalsotoprotectthepublicbyaccounting

fortheinfluenceofthelocalenvironmentalconditionsonconstruction.

Forexample,localauthoritiesmayspecifyadditionalprovisionsto

accountforsuchregionalconditionsasearthquake,heavysnow,or

tornados.Nationalstructuralcodesgenrallyareincorporatedintolocal

buildingcodes.

TheAmericanConcreteInstitute(ACI)BuildingCodecoveringthe

designofreinforcedconcretebuildings.Itcontainsprovisionscovering

allaspectsofreinforcedconcretemanufacture,design,andconstruction.

Itincludesspecificationsonqualityofmaterials,detailsonmixingand

placingconcrete,designassumptionsfortheanalysisofcontinuous

structures,andequationsforproportioningmembersfordesignforces.

Al1structuresrrustbeproportionedsotheywi11notfai1ordeform

excessivelyunderanypossibleconditioncfservice.Thereforei二is

importantthatanengineerusegreatcareinanticipatingalltheprobable

loadstowhichastructurewillbesubjectedduringitslifetime.

Althoughthedesignofmostmembersiscontrolledtypicallybydead

andliveloadactingsimultaneously,considerationmustalsobegivento

theforcesproducedbywind,impact,shrinkage,temperaturechange,creep

andsupportsettlements,earthquake,ands