對混凝土結構的認識與思考

李靜

以混凝土為主要材料建造的工程結構稱為混凝土結構，它的發展極為迅速，在改革開放30多年的時間里從新材料、新技術的研究、開發和推廣應用，再到工程結構的建造，取得了驚人的成就，創造了一個個新的紀錄。有的已達到國際先進水平，有的已進入國際先進行列，有的更是暫居領先地位。

一、混凝土結構的分類

混凝土結構包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構等。

素混凝土是針對鋼筋混凝土、預應力混凝土等而言的。素混凝土是鋼筋混凝土的重要組成部分，由水泥、砂（細骨料）、石子（粗骨料）、礦物摻和料、外加劑等按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。這種材料具有較高的抗壓強度，而抗拉強度卻很低，故一般在以受壓為主的結構構件中采用，如柱墩、基礎墻等。

鋼筋混凝土結構是指用配有鋼筋增強的混凝土制成的結構。承重的主要構件是用鋼筋混凝土建造的，包括薄殼結構，大模板現澆結構，以及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結構的建筑物。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅固、耐久，防火性能好，比鋼結構節省鋼材，成本低，可模性好，結構造型靈活，以及整體性、延性好，適用于抗震結構等特點，因而在建筑結構及其他土木工程中得到廣泛應用。

預應力混凝土是在混凝土結構構件承受荷載之前，利用張拉配在混凝土中的高強度預應力鋼筋而使混凝土受到擠壓，所產生的預壓應力可以抵消外荷載所引起的大部分或全部拉應力，也就提高了結構構件的抗裂度。這樣的預應力混凝土一方面由于不出現裂縫或裂縫寬度較小，因此比相應的普通鋼筋混凝土的截面剛度要大，變形要小。另一方面，預應力使構件或結構產生的變形與外荷載產生的變形方向相反（習慣稱為“反拱”），因而可抵消后者一部分變形，使之容易滿足結構對變形的要求，故預應力混凝土適宜于建造大跨度結構。混凝土和預應力鋼筋強度越高，可建立的預應力值越大，則構件的抗裂性越好。同時，由于合理有效地利用高強度鋼材，因而可節約鋼材，減輕結構自重。由于抗裂性高，可建造水工、儲水和其他不滲漏結構。

二、混凝土結構的優缺點

鋼筋混凝土結構在工程中有著廣泛的應用，這是因為它有很多優點，其主要優點有：整體性好，可灌筑成為一個整體；可模性好，可灌筑成各種形狀和尺寸的結構；耐久性和耐火性好;工程造價和維護費用低。

但是鋼筋混凝土結構也存在一些缺點，主要是結構自重大、抗裂性差、一旦損壞修復比較困難、施工季節環境影響較大等，這也使鋼筋混凝土結構的應用范圍受到某些限制。隨著科學技術的發展，上述缺點已在一定程度上得到了克服。如采用輕質混凝土可以減輕自重，采用預應力混凝土可以提高結構或構件的抗裂性能，采用植筋或粘鋼等技術可以較好地對發生局部損壞的混凝土結構或構件進行修復，等等。

三、混凝土結構的工程應用

改革開放后，混凝土高層建筑在我國有了較大的發展。20世紀70年代北京飯店、廣州白云賓館和一批高層住宅（如北京前三門大街、上海漕溪路住宅建筑群）相繼興建。80年代，高層建筑的發展加快了步伐，結構體系更為多樣化，層數增多，高度加大，已逐步在世界上占據領先地位；廣州的中天廣場，80層，322m高，為框架—筒體結構；香港的中環廣場達78層，374m，三角形平面筒中筒結構；廣州國際大廈63層，199m，是80年代世界上最高的部分預應力混凝土建筑。隨著高層建筑的發展，高層建筑結構分析方法和試驗研究工作在我國得到了極為迅速的發展，許多方面已達到或接近國際先進水平。

在大跨度的公共建筑和工業建筑中，常采用鋼筋混凝土桁架、門式剛架、拱、薄殼等結構形式。工業建設已經廣泛地采用了裝配式鋼筋混凝土及預應力混凝土。為了節約用地，在工業建筑中多層工業廠房所占比重有逐漸增大的趨勢，在多層工業廠房中除現澆框架結構體系以外，裝配整體式多層框架結構體系已被普遍采用。整體預應力裝配式板柱體系由于構件類型少，裝配化程度高，整體性好，平面布置靈活，是一種有發展前途的結構體系。升板結構、滑模結構也有所發展。此外，如電視塔、水培、水池、冷卻塔、煙囪、貯罐、筒倉等特殊構筑物也普遍采用了鋼筋混凝土和預應力混凝土。如高380m的北京中央電視塔、高405m的天津電視塔、高490m的上海東方明珠電視塔等。

混凝土結構在水利工程、橋隧工程、地下結構工程中的應用也極為廣泛。用鋼筋混凝土建造的水閘、水電站、船塢和碼頭在我國已是星羅棋布。如黃河上的劉家峽、龍羊峽及小浪底水電站，長江上的葛洲壩水利樞紐工程及三峽工程，等等。

鋼筋混凝土和預應力混凝土橋梁也有很大的發展，如福建烏龍江大橋，最大跨度達144m，全長548m；四川瀘州大橋，采用了預應力混凝土T形結構，三個主跨均為170m，主橋全長1255．6m，引道長達7000m，是目前我國最長的公路大橋。

混凝土結構是我國工程建設中應用廣泛的一種結構，在現代化建設事業中起著重要作用。隨著改革開放的不斷深入，中國的建筑業必將走向世界。

參考文獻：

［1］彭少民主編.混凝土結構.武漢工業大學出版社，2002.

［2］本教材編審委員會組織編寫.建筑結構.中國建筑工業出版社，2007.

［3］藍宗建主編.混凝土結構設計原理.東南大學出版社，2002.