对混凝土结构的认识与思考

李静

以混凝土为主要材料建造的工程结构称为混凝土结构，它的发展极为迅速，在改革开放30多年的时间里从新材料、新技术的研究、开发和推广应用，再到工程结构的建造，取得了惊人的成就，创造了一个个新的纪录。有的已达到国际先进水平，有的已进入国际先进行列，有的更是暂居领先地位。

一、混凝土结构的分类

混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。

素混凝土是针对钢筋混凝土、预应力混凝土等而言的。素混凝土是钢筋混凝土的重要组成部分，由水泥、砂（细骨料）、石子（粗骨料）、矿物掺和料、外加剂等按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。这种材料具有较高的抗压强度，而抗拉强度却很低，故一般在以受压为主的结构构件中采用，如柱墩、基础墙等。

钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的，包括薄壳结构，大模板现浇结构，以及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。钢筋承受拉力，混凝土承受压力。具有坚固、耐久，防火性能好，比钢结构节省钢材，成本低，可模性好，结构造型灵活，以及整体性、延性好，适用于抗震结构等特点，因而在建筑结构及其他土木工程中得到广泛应用。

预应力混凝土是在混凝土结构构件承受荷载之前，利用张拉配在混凝土中的高强度预应力钢筋而使混凝土受到挤压，所产生的预压应力可以抵消外荷载所引起的大部分或全部拉应力，也就提高了结构构件的抗裂度。这样的预应力混凝土一方面由于不出现裂缝或裂缝宽度较小，因此比相应的普通钢筋混凝土的截面刚度要大，变形要小。另一方面，预应力使构件或结构产生的变形与外荷载产生的变形方向相反（习惯称为“反拱”），因而可抵消后者一部分变形，使之容易满足结构对变形的要求，故预应力混凝土适宜于建造大跨度结构。混凝土和预应力钢筋强度越高，可建立的预应力值越大，则构件的抗裂性越好。同时，由于合理有效地利用高强度钢材，因而可节约钢材，减轻结构自重。由于抗裂性高，可建造水工、储水和其他不渗漏结构。

二、混凝土结构的优缺点

钢筋混凝土结构在工程中有着广泛的应用，这是因为它有很多优点，其主要优点有：整体性好，可灌筑成为一个整体；可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构；耐久性和耐火性好;工程造价和维护费用低。

但是钢筋混凝土结构也存在一些缺点，主要是结构自重大、抗裂性差、一旦损坏修复比较困难、施工季节环境影响较大等，这也使钢筋混凝土结构的应用范围受到某些限制。随着科学技术的发展，上述缺点已在一定程度上得到了克服。如采用轻质混凝土可以减轻自重，采用预应力混凝土可以提高结构或构件的抗裂性能，采用植筋或粘钢等技术可以较好地对发生局部损坏的混凝土结构或构件进行修复，等等。

三、混凝土结构的工程应用

改革开放后，混凝土高层建筑在我国有了较大的发展。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）相继兴建。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；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；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。工业建设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大的趋势，在多层工业厂房中除现浇框架结构体系以外，装配整体式多层框架结构体系已被普遍采用。整体预应力装配式板柱体系由于构件类型少，装配化程度高，整体性好，平面布置灵活，是一种有发展前途的结构体系。升板结构、滑模结构也有所发展。此外，如电视塔、水培、水池、冷却塔、烟囱、贮罐、筒仓等特殊构筑物也普遍采用了钢筋混凝土和预应力混凝土。如高380m的北京中央电视塔、高405m的天津电视塔、高490m的上海东方明珠电视塔等。

混凝土结构在水利工程、桥隧工程、地下结构工程中的应用也极为广泛。用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头在我国已是星罗棋布。如黄河上的刘家峡、龙羊峡及小浪底水电站，长江上的葛洲坝水利枢纽工程及三峡工程，等等。

钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁也有很大的发展，如福建乌龙江大桥，最大跨度达144m，全长548m；四川泸州大桥，采用了预应力混凝土T形结构，三个主跨均为170m，主桥全长1255．6m，引道长达7000m，是目前我国最长的公路大桥。

混凝土结构是我国工程建设中应用广泛的一种结构，在现代化建设事业中起着重要作用。随着改革开放的不断深入，中国的建筑业必将走向世界。

参考文献：

［1］彭少民主编.混凝土结构.武汉工业大学出版社，2002.

［2］本教材编审委员会组织编写.建筑结构.中国建筑工业出版社，2007.

［3］蓝宗建主编.混凝土结构设计原理.东南大学出版社，2002.