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建筑材料论文
混凝土结构
正文
1混凝土种类
素混凝土是针对钢筋中期开始得到应用的，由于当时水泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓慢。直到19世纪末以后，随着生产的发展，以及试验工作的开展、计算理论的研究、材料及施工技术的改进，这一技术才得到了较快的发展。目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑结构之一。
在工程应用方面，混凝土结构最初仅在最简单的结构物如拱、板等中使用。随着水泥和钢材工业的发展。混凝土和钢材的质量不断改进、强度逐步提高。例如在美国20世纪60年代使用的混凝土抗压强度平均为28N/mm2，20世纪70年代提高到42 N/mm2 ，一些特殊需要的结构混凝土抗压强度可达80—100 N/mm2，而实验室做出的抗压强度最高已达266 N/mm2。前苏联20世纪70年代使用钢材平均屈服强度为380 MPa，20世纪80年代提高到420 N/mm2；美国在20世纪70年代钢材平均屈服强度已达420 N/mm2。预应力钢筋所用强度则
更高。这些均为进一步扩大钢筋混凝土的应用范围创造了条件，特别是自20世纪70年代以来，很多国家巳把高强度钢筋和高强度混凝土用于大跨、重型、高层结构中，在减轻自重、节约钢材上取得了良好的效果。
为了克服钢筋混凝土易于产生裂缝这一缺点，促成了预应力混凝土的出现。预应力混凝土的应用又对材料强度提出新的更高的要求，而高强度混凝土及钢材的发展反过来又促进了预应力混凝土结构应用范围的不断扩大。预应力混凝土除了用以改善建筑结构外(例如增大跨度、减小截面等)，还应用于高层建筑、桥隧建筑、海洋结构、压力容器、飞机跑道及公路路面等方面。预应力混凝土的应用已不仅在某些范围内用来代替钢结构和改善普通钢筋混凝土结构，而且在一些方面，例如原子能发电站的高温高压的大型压力容器，只有采用预应力混凝土结构建造才能保证安全。对防腐蚀有特殊要求的海洋结构—
如采油平台，也非采用预应力混凝土或钢筋混凝土建造不可。
为改善钢筋混凝土自重大的缺点，世界各国已经大力研究发展了各种轻质混凝土(由胶结料、多孔粗骨科、多孔或密实的细骨科与水拌制而成)，其干容重一般不大于18kN/m3，如陶粒混凝土、浮石混凝土、火山渣混凝土、膨胀矿渣混凝土等。轻质混凝土可在预制和现浇的建筑结构中采用，例如可制成预制大型壁板、屋面板、折板以及现浇的薄壳、大跨、高层结构。但在应用中应当考虑到它的一些特殊性能(弹性模量低、收缩、徐变大等)，国外轻质混凝土用于承重结构的强度等级为C30～C60，其容重一般为14～18kN/m3。国内常用的强度等级为C20、C30，也可配制C40或更高的强度，其容重一般为12～18kN/m3。由轻混凝土制成的结构自重较普通混凝土可减少20～30%，由于自重减轻，结构地震作用减小，因此在地震区采用轻质混凝土结构可有效地减小地震力，节约材料和造价。
二次世界大战后，国外建筑工业化的发展很快，已从采用一般的标准设计定向工业化建筑体系，趋向于做到一件多用或仅用较少几种类型的构件(如梁板合一构件、墙柱合一构件等)就能建造成各类房屋。实践充分显示出建筑工业化在加快建设速度、降低建筑造价、保证施工质量等方面的巨大优越性。在大力发展装配或钢筋混凝土结构体系的同时，有些国家还采用
了工具式模板、机械化现浇与预制相结合，即装配整体式钢筋混凝土结构体系。
由于轻质、高强度混凝土材料的发展以及结构设计理论水平的提高，使得混凝土结构应用跨度和高度都不断地增大。例如；目前世界上最高的混凝土建筑为香港中环广场达78层374m、其次是平壤柳京饭店达105层300m、芝加哥水塔广场大楼达76层262m；最高的全部轻混凝土结构的高层建筑是休士敦贝壳广场大厦52层215m；预应力轻骨科混凝土建造的飞机库(西德)房盖结构跨度达90m；预应力混凝土箱形截面桥梁跨度已达240m以上(日本沃名大桥)；苏联及加拿大分别建成了533m及549m高的预应力混凝土电视塔。
所有这些都显示了近代钢筋混凝土结构设计和施工水平日新月异的，迅速发展。
此外，对于放射线混凝土、纤维混凝土等也正在积极研究中，并已在有特殊要求的结构上开始应用。纤维混凝土使混凝土的性质获得飞跃的发展，把混凝土的拉、压强度比从1/l0提高到1/2，并且具有早强、体积稳定(收缩、徐变小)的特性；并有可能建造600—900m高的建筑，跨度达500—600m的桥梁，以及海上浮动城市、海底城市、地下城市等。
在19世纪末20世纪初，我国也开始有了钢筋混凝土建筑物，如上海市的外