绪论
※学习要点：
●掌握混凝土结构的一般概念及特点；
●了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况；
●了解本课程的主要内容和课程特点。
第1节 概述
1．混凝土结构的概念及其特点
（1）概念：以混凝土为主要材料，并根据需要配置各种钢筋（钢筋、预应力筋、钢骨、钢管）的承重结构，均可称为混凝土结构(Concrete
Structure)。
（2）种类：
◆按结构的材料
素混凝土结构、钢管混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢-混凝土混合结构、钢骨混凝土结构。
素混凝土结构
钢筋混凝土结构
预应力混凝土结构
钢骨混凝土结构
钢管混凝土结构
◆按结构的受力状态和结构外形
杆件系统：受弯构件、受拉构件、受压构件、受扭构件
非杆件系统：空间薄壁结构、外形复杂的大体积结构。
◆按结构的制作方法
整体式 装配式 装配整体式
◆按结构的初始应力状态
普通钢筋砼结构 预应力砼结构
（3）材料的基本性能
◆混凝土：
◎抗压强度高，而抗拉强度却很低。
◎一般抗拉强度只有抗压强度的1/8~1/20。
◎破坏时具有明显的脆性性质。
破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。
◆钢 材：
◎抗拉和抗压强度都很高。
◎具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性。
◎但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件。
将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。
配置钢筋后，RC梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。
◆钢筋混凝土——Reinforced Concrete。
◎除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式，可以在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力；
◎在复杂应力区域（如梁在受剪区段、受扭构件、节点区、剪力墙等），可以配置箍筋或纵横交错的钢筋；
◎当构件受力很大时，可以直接配置钢骨；还可以利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用钢管；
◎采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以提高。
★因此，两种（或两种以上）材料的有机组合，充分发挥各自的长处，可以创造出多种形式的复合材料，适应各种不同受力的要求，取得很好的综合经济效益。
2.钢筋与混凝土共同工作的条件
钢筋（材）和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：
⑴钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；
⑵钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。
3.混凝土结构的特点
◆混凝土结构的优点：
⑴ 材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。
⑵ 可模性好：混凝土按需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。
⑶ 耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快丧失强度。
⑷ 现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。
⑸ 刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。
⑹ 易于就地取材，混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。
◆混凝土结构的缺点：
⑴ 自重大：不适用于大跨、高层结构。轻质、高强和预应力。
⑵ 抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。预应力混凝土。
⑶ 承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。高强、钢骨、钢管混凝土。
⑷ 施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。钢模、飞模、滑模等，泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等。
⑸ 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。混凝土结构加固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。
