混凝土结构基本原理

混凝土结构是以混凝土为主、必要时配置钢筋或施加预应力的结构。钢筋混凝土（RC）由混凝土与纵向、横向钢筋共同工作；预应力混凝土（PC）通过预压应力改善抗裂与刚度。

混凝土主要承受压力，抗拉强度低；钢筋主要承受拉力。二者通过粘结力形成复合截面，使结构在弯、剪、扭等作用下协同工作。

按构件类型可分为：板、梁、柱、墙、基础及组合构件等。按结构体系可分为：框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体等。

混凝土结构设计以《混凝土结构设计规范》GB 50010 为基本依据，配合荷载规范、抗震规范等，采用以概率理论为基础的极限状态设计法。

优点：①抗压强度高、整体性好；②耐火性能优于钢结构；③耐久性较好（在合理设计与施工下）；④可模性（可浇成各种形状）；⑤就地取材、造价相对较低。

缺点：①抗拉强度低、易开裂；②自重大（对运输与地基不利）；③施工受季节与养护影响；④拆除与改建困难。

与钢结构相比：混凝土结构自重较大、施工周期较长，但防火防腐要求较低、整体刚度与隔音较好；与砌体结构相比：整体性与抗震性能通常更优。

适用范围：多、高层民用与工业建筑、桥梁、水工、地下结构等。大跨、高耸、重载结构常采用预应力或组合结构以发挥材料潜力。

混凝土应用可追溯至古罗马，近代以波特兰水泥发明（1824）为标志进入工业化。1867 年法国人 Monier 将钢筋浇入混凝土，奠定钢筋混凝土基础。

20 世纪预应力技术（Freyssinet 等）使混凝土跨越更大跨度。我国 20 世纪 50 年代起大规模建设，80 年代后高层、大跨、预应力与高性能混凝土快速发展。