混凝土结构是指以混凝土为主要材料制作的结构。它可分为素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、预应力钢筋混凝土结构和钢管混凝土结构等。
素混凝土结构一般指纯混凝土制作的结构。例如,重力式混凝土坝(图1.1)、重力式混凝土挡土墙(图1.2)、乡村道路(图1.3)和小区道路(图1.4)等一般都是素混凝土结构。
图 1.1 重力式混凝土坝
图 1.2 重力式混凝土挡土墙
图 1.3 乡村道路
图 1.4 小区道路
在混凝土中配有钢筋的结构称为钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构在受力和耐久性方面有很多优点,用途很广。常见高层住宅建筑(图1.5)、悬臂式挡土墙(图1.6)和扶壁式挡土墙(图1.7)、钢筋混凝土飞机跑道(图1.8)、隧道的钢筋混凝土衬砌(图1.9)、钢筋混凝土大坝(图1.10)和钢筋混凝土地铁车站(图1.11)等地下结构都是钢筋混凝土结构。
图 1.5 常见高层住宅建筑
图 1.6 悬臂式挡土墙
图 1.7 扶壁式挡土墙
图 1.8 钢筋混凝土飞机跑道
图 1.9 隧道的钢筋混凝土衬砌
图 1.10 钢筋混凝土大坝
图 1.11 钢筋混凝土地铁车站
在混凝土中配有型钢和钢筋的结构称为钢骨混凝土结构。钢骨混凝土结构具有比普通钢筋混凝土结构更优越的承载性能和抗震性能,其延性、耐久性更好,在超高建筑和建筑转换结构中应用广泛。图1.12为施工中的钢骨混凝土超高建筑结构,图1.13 为施工中的钢骨混凝土柱,图1.14为施工中的钢骨混凝土梁柱节点。
图 1.12 施工中的钢骨混凝土超高建筑结构
图 1.13 施工中的钢骨混凝土柱
图 1.14 施工中的钢骨混凝土梁柱节点
钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度。一般来说,我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土;混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土;混凝土强度等级在C100 以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。钢管混凝土结构具有比普通钢筋混凝土结构承载大、延性好的特点,因此,它具更好的抗震性能,在超高建筑和高架桥墩结构中广泛使用。如总高355.8 m、高达79层的深圳赛格大厦就是钢管混凝土超高建筑结构(图1.15)。图1.16为施工中的钢管混凝土桥墩,图1.17为施工中的钢管混凝土超高建筑结构柱。
图 1.15 钢管混凝土超高建筑结构
图 1.16 施工中的钢管混凝土超高桥墩
图 1.17 施工中的钢管混凝土超高建筑结构柱
在结构构件受外力荷载作用前,先人为地对它施加压力,由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力,即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足,达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构,因以张拉钢筋的方法来达到预压应力,所以也称预应力钢筋混凝土结构。预应力可以提高混凝土结构的刚度和抗裂度,一般在大跨结构中使用较为广泛。常见的预应力混凝土结构有预应力混凝土楼板(图1.18)和大跨预应力混凝土屋盖(图1.19),大多数高铁和高速公路桥梁都是预应力混凝土结构(图1.20、图1.21)。
图1.18 预应力混凝土楼板
图 1.19 大跨预应力混凝土屋盖
图 1.20 高速铁路大跨预应力桥梁
图 1.21 高速公路大跨预应力桥梁