新型混凝凝土報(bào)告內(nèi)容容新材料新試驗(yàn)技技術(shù)新結(jié)構(gòu)新材料新試驗(yàn)技技術(shù)高強(qiáng)混凝凝土輕骨料混混凝土纖維混凝凝土各材料性性能1.新材料、、新試驗(yàn)驗(yàn)技術(shù)2.新建筑結(jié)結(jié)構(gòu)鋼--混混凝土混混合結(jié)構(gòu)構(gòu)索張拉結(jié)結(jié)構(gòu)索穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)新結(jié)構(gòu)高效預(yù)應(yīng)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)新型結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的的研究手手段1.1高強(qiáng)混凝凝土高強(qiáng)混凝凝土歷史史發(fā)展背背景高強(qiáng)混凝凝土的定定義高強(qiáng)混凝凝土的配配合比設(shè)設(shè)計(jì)高強(qiáng)混凝凝土的性性能高強(qiáng)混凝凝土的歷歷史發(fā)展展背景1950s，30Mpa1960s，41~52Mpa1970s，62Mpa現(xiàn)在，138Mpa800MpainLab高強(qiáng)混凝凝土的發(fā)發(fā)展歷史史1970s，高強(qiáng)混混凝土的的發(fā)展主主要是在在美國(guó)。。芝加哥WaterTowerPlace，1976年完工，，高260m，要求混混凝土抗抗壓強(qiáng)度度9000psi（62Mpa）應(yīng)用于于柱和剪剪力墻。。芝加哥，，311SouthWackerBuilding，1990年完工，，293m，要求12000psi（83Mpa）高強(qiáng)混混凝土用用于鋼筋筋混凝土土柱。芝加哥，，TwoUnionSquareinSeattle,1989年完工，，設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度19000psi（131Mpa）臺(tái)北101大廈，高高509m，2004年完成，，應(yīng)用設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度度為69Mpa復(fù)合柱子子。PetranusTower1and2,馬來(lái)西亞亞，80Mpa高強(qiáng)混凝凝土柱和和剪力墻墻，高452m。高強(qiáng)混凝凝土的發(fā)發(fā)展歷史史完全的鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)，CiticPlaza，中國(guó)廣廣州，高高391m。TrumpWorldTower,NewYork，2001年完工。。世界最最高的鋼鋼筋混凝凝土民用用建筑。。應(yīng)用于于柱子的的混凝土土強(qiáng)度為為83Mpa。BurjDubaiTower，InDubai，UAE，600多米高，，完全的的鋼筋混混凝土民民用建筑筑，2009年完工，，混凝土土設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度80Mpa。1990s，ConchoRiverOverpass,inSaintAngelo，TX，美國(guó)，，高強(qiáng)混混凝土預(yù)預(yù)應(yīng)力梁梁用于大大跨度橋橋梁設(shè)計(jì)計(jì)，要求求混凝土土設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度101Mpa。2高強(qiáng)混凝凝土的定定義目前許多多國(guó)家工工程技術(shù)術(shù)人員的的習(xí)慣是是把C10-C50強(qiáng)度等級(jí)級(jí)的混凝凝土稱為為普通強(qiáng)度度混凝土土，C60-C90的混凝土土稱為高強(qiáng)混凝凝土，C100以上的混混凝土稱稱為超高強(qiáng)混凝凝土。高強(qiáng)、超超高強(qiáng)混混凝土的的特點(diǎn)是是強(qiáng)度高高、耐久久性好、、變形小小，能適適應(yīng)現(xiàn)代代工程結(jié)結(jié)構(gòu)向大大跨度、、重載、、高聳發(fā)發(fā)展和承承受惡劣劣環(huán)境條條件的需需要。目前，國(guó)國(guó)際上配配制高強(qiáng)強(qiáng)、超高高強(qiáng)混凝凝土實(shí)用用的技術(shù)術(shù)路線是是高品質(zhì)通通用水泥泥+高性能外外加劑+特殊摻合合料。配制高高強(qiáng)、超超高強(qiáng)混混凝土?xí)r時(shí)，應(yīng)選選用質(zhì)量量穩(wěn)定、、強(qiáng)度等等級(jí)不低低于42.5級(jí)的硅酸酸鹽水泥泥或普通通硅酸鹽鹽水泥。。應(yīng)摻用用活性較較好的礦礦物摻合合料，且且宜復(fù)合合使用礦礦物摻合合料。應(yīng)應(yīng)摻用高高效減水水劑或緩緩凝高效效減水劑劑。高強(qiáng)、超超高強(qiáng)混混凝土配配合比的的計(jì)算方方法和步步驟與普普通混凝凝土基本本相同。。高強(qiáng)混凝凝土的定定義高強(qiáng)混凝凝土配合合比設(shè)計(jì)計(jì)摻合料的的選擇化學(xué)外加加劑的選選擇低水膠比比通過(guò)大量量的試拌拌獲得優(yōu)優(yōu)化的配配合比高強(qiáng)混凝凝土配合合比設(shè)計(jì)計(jì)幾個(gè)要點(diǎn)點(diǎn)：水膠比，，用水量量和膠凝凝材料總總量的比比值適用于普普通混凝凝土的水水膠比與與強(qiáng)度的的關(guān)系同同樣適用用于高強(qiáng)強(qiáng)混凝土土膠凝材料料的用量量超出一一個(gè)優(yōu)化化值之后后并不會(huì)會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)強(qiáng)度的繼繼續(xù)增長(zhǎng)長(zhǎng)高強(qiáng)混凝凝土的水水膠比范范圍：0.250.40液體外加加劑中的的水也必必須包括括在總用用水量之之中粗骨料粒粒徑，10mm左右，913mm典型的膠膠凝材料料用量380593kg/m3高強(qiáng)混凝凝土的配配合比設(shè)設(shè)計(jì)如何獲得得優(yōu)化的的膠凝材材料用量量？試拌膠凝材料料用量要要達(dá)到同同等的和和易性固定水含含量，調(diào)調(diào)整外加加劑固定外加加劑，調(diào)調(diào)整水含含量強(qiáng)度的優(yōu)優(yōu)化是膠膠凝材料料比例的的優(yōu)化膠凝材料料的最佳佳用量與與強(qiáng)度的的優(yōu)化和和粗骨料料最大粒粒徑有關(guān)關(guān)。對(duì)高高強(qiáng)混凝凝土來(lái)說(shuō)說(shuō)，粗骨骨料尺寸寸越小，，膠凝材材料的最最優(yōu)用量量高強(qiáng)混凝凝土的配配合比設(shè)設(shè)計(jì)膠凝材料料利用效效率單位體積積混凝土土每公斤斤膠凝材材料對(duì)混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度的貢貢獻(xiàn)值，，Mpa/kg/m356天抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值110Mpa，使用10mm的碎石為為粗骨料料，膠凝凝材料用用量380kg/m3,膠凝材料料的效率率為0.29Mpa/kg/m3限制最大大膠凝材材料用量量的幾個(gè)個(gè)因子如果膠凝凝材料的的用量超超過(guò)優(yōu)化化值，混混凝土的的強(qiáng)度可可能下降降膠凝材料料的最大大含量受受分散劑劑的影響響（減水水劑）考慮對(duì)新新拌混凝凝土工作作性、澆澆筑性能能、密室室性能、、抹面性性能的影影響。混凝土的的最高溫溫度要求求限制膠膠凝材料料的類型型和用量量高膠凝材材料含量量導(dǎo)致粘粘稠的拌拌合物，，是新拌拌混凝土土的工作作性變差差，因此此，需要要較少膠膠凝材料料用量，，并調(diào)整整骨料的的用量和和骨料的的類型，，顆粒級(jí)級(jí)配等引氣劑增強(qiáng)抗凍凍融能力力毛細(xì)孔水水結(jié)冰導(dǎo)導(dǎo)致9%的體積增增加，從從而產(chǎn)生生拉應(yīng)力力，導(dǎo)致致開裂。。高強(qiáng)混凝凝土具有有高強(qiáng)低低滲透性性能，毛毛細(xì)孔中中的水很很少，抗抗凍融能能力強(qiáng)臨界飽和和度（CriticalSaturationThreshold)-91.7%;低于臨界界飽和度度，一般般不用擔(dān)擔(dān)心凍融融問(wèn)題；；超過(guò)臨臨界飽和和度，沒沒有資料料記載說(shuō)說(shuō)“不加加引氣劑劑也可以以”引氣劑對(duì)對(duì)強(qiáng)度的的影響都都是負(fù)面面的，摻摻加引氣氣劑導(dǎo)致致強(qiáng)度降降低。因因此，，摻加引引氣劑的的混凝土土，為了了達(dá)到相相同的設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度度，必須須增加膠膠凝材料料的用量量。舉例例來(lái)說(shuō)：：27Mpa的混凝土土，膠凝凝材料用用量需增增加大約約30kg/m3；41Mpa的混凝凝土，，膠凝凝材料料用量量需增增加大大約90kg/m3；設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度度高于于41Mpa的混凝凝土，，強(qiáng)度度降低低非常常大，，需要要硅灰灰或高高嶺土土做摻摻合料料以保保持強(qiáng)強(qiáng)度。。除非特特別需需要，，不要要加引引氣劑劑高強(qiáng)混混凝土土配合合比注注意事事項(xiàng)AE對(duì)強(qiáng)度度的影影響高強(qiáng)混混凝土土配合合比注注意事事項(xiàng)高強(qiáng)混混凝土土配合合比注注意事事項(xiàng)細(xì)骨料料細(xì)度模模數(shù)（（M)顆粒級(jí)級(jí)配，，No.50和No.100號(hào)篩（（300m和150m）的篩余余較大大的，，混凝凝土工工作性性要好好細(xì)骨料料含量量達(dá)，，要求求漿體體的量量也大大，不不經(jīng)濟(jì)濟(jì)不同細(xì)細(xì)骨料料搭配配使用用，使使顆粒粒級(jí)配配優(yōu)化化細(xì)骨料料太低低，新新拌混混凝土土的工工作性性變差差抹面性性能差差除非加加強(qiáng)振振搗密密實(shí)措措施高強(qiáng)混混凝土土配合合比注注意事事項(xiàng)優(yōu)化用用量決決定于于細(xì)骨骨料的的細(xì)度度模數(shù)數(shù)高強(qiáng)混混凝土土，對(duì)對(duì)于給給定的的水膠膠比，，獲得得最高高強(qiáng)度度，要要用小小粒徑徑粗骨骨料需要高高工作作性，，減少少粗骨骨料的的用量量粗骨料料的尺尺寸和和含量量參考考：彈彈性模模量，，收縮縮和徐徐變以以及水水化熱熱對(duì)于給給定的的膠凝凝材料料用量量和工工作性性要求求，盡盡可能能少用用細(xì)骨骨料以以獲得得更高高的強(qiáng)強(qiáng)度減少細(xì)細(xì)骨料料的用用量會(huì)會(huì)導(dǎo)致致可泵泵性差差，離離析等等現(xiàn)象象高強(qiáng)混混凝土土配合合比注注意事事項(xiàng)粗骨料料高強(qiáng)混混凝土土配合合比注注意事事項(xiàng)高強(qiáng)混混凝土土的摻摻合料料大多多采用用雙摻摻的形形式，，即硅硅灰或或高活活性麥麥高嶺嶺土和和粉煤煤灰或或礦渣渣搭配配硅灰或或高活活性麥麥高嶺嶺土：：占總總膠凝凝材料料質(zhì)量量的5%~15%粉煤灰灰和超超細(xì)粉粉煤灰灰搭配配也可可以用用于高高強(qiáng)混混凝土土，起起需水水量比比水泥泥低；；磨細(xì)細(xì)礦渣渣的需需水量量和水水泥差差不多多硅灰和和高活活性麥麥高嶺嶺土的的需水水量較較大，，需仔仔細(xì)配配以高高效減減水劑劑使用用高效減減水劑劑、超超塑化化劑（（緩凝凝型、、早強(qiáng)強(qiáng)型）），確確保塌塌落度度損失失可控控。摻合料料和外外加劑劑的適適應(yīng)性性高強(qiáng)混混凝土土的性性能高強(qiáng)混混凝土土的強(qiáng)強(qiáng)度和和彈性性模量量的關(guān)關(guān)系高強(qiáng)混混凝土土的性性能粗骨料料含量量和養(yǎng)養(yǎng)護(hù)條條件對(duì)對(duì)高強(qiáng)強(qiáng)混凝凝土彈彈性模模量的的影響響高強(qiáng)混混凝土土的性性能骨料類類型影影響彈彈性模模量和和強(qiáng)度度的關(guān)關(guān)系高強(qiáng)混混凝土土的性性能彈性模模量和和強(qiáng)度度之間間關(guān)系系的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)方方程高強(qiáng)混混凝土土的性性能斷裂模模量和和強(qiáng)度度的關(guān)關(guān)系高強(qiáng)混混凝土土的性性能劈裂抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度和和抗壓壓強(qiáng)度度的關(guān)關(guān)系高強(qiáng)混混凝土土的性性能劈裂抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度和和抗壓壓強(qiáng)度度的關(guān)關(guān)系，，ACI高強(qiáng)混混凝土土的性性能劈裂抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度和和抗壓壓強(qiáng)度度的關(guān)關(guān)系高強(qiáng)混混凝土土的性性能骨料類類型和和來(lái)源源對(duì)高高強(qiáng)混混凝土土熱膨膨脹性性能的的影響響高強(qiáng)混混凝土土的性性能混凝土土溫升升高強(qiáng)混混凝土土的性性能大體積積混凝凝土溫溫升高強(qiáng)混混凝土土的性性能混凝土土的強(qiáng)強(qiáng)度與與徐變變特征征高強(qiáng)混混凝土土的性性能高強(qiáng)混混凝土土抗?jié)B滲性能能高強(qiáng)混混凝土土的性性能電通量量和混混凝土土最大大溫升升的關(guān)關(guān)系1.2輕質(zhì)混混凝土土輕骨料料混凝凝土的的定義義輕骨料料的分分類及及技術(shù)術(shù)性能能輕骨料料混凝凝土的的施工工輕骨料料混凝凝土的的定義義用輕質(zhì)質(zhì)粗骨骨料、、輕質(zhì)質(zhì)細(xì)骨骨料(或普通通砂)、水泥泥和水水配制制而成成的，，其干干表觀觀密度度不大大于1950kg/m3的混凝凝土叫叫輕骨料料混凝凝土。輕骨料料混凝凝土是是一種種輕質(zhì)質(zhì)、高高強(qiáng)、、多功功能的的新型型建筑筑材料料，具具有表觀密密度小小、保保濕性性好、、抗震震性強(qiáng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。輕骨料料混凝凝土的的分類類及技技術(shù)性性能（1）輕骨料料的分分類凡粒徑徑大于于5mm，堆積積密度度小于于1000kg/m3的骨料料，稱稱為輕的粗粗骨料料；粒徑徑不大大于5mm，堆積積密度度小于于1200kg/m3的骨料料，稱稱為輕的細(xì)細(xì)骨料料。輕骨料料按其其來(lái)源源可分分為3類：①天然然輕骨骨料②人造造輕骨骨料③工業(yè)業(yè)廢料料（2）輕骨料料質(zhì)量量要求求輕骨料料的技技術(shù)性性能主主要包包括堆積密密度、、強(qiáng)度度、顆顆粒級(jí)級(jí)配和吸水水率等等4項(xiàng)。此此外，，對(duì)耐久性性、安安定性性、有有害雜雜質(zhì)含含量也提出出了要要求。。輕骨料料混凝凝土的的分類類及技技術(shù)性性能（3）輕骨骨料混混凝土土的技技術(shù)性性能①?gòu)?qiáng)度度與強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)《輕骨料料混凝凝土技技術(shù)規(guī)規(guī)程》(JGJ51——2002)規(guī)定，根根據(jù)立立方體體抗壓壓強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，，可將將輕骨骨料混混凝土土劃分分為11個(gè)強(qiáng)度度等級(jí)級(jí)：LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50。輕骨料料混凝凝土的的分類類及技技術(shù)性性能②保溫溫性能能輕骨料料混凝凝土具具有較較好的的保溫溫性能能，其其表觀觀密度度為1000kg/m3、1400kg/m3、1800kg/m3的輕骨骨料混混凝土土導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)分別別為0.28W/(m··K)、0.49W/(m.K)、0.87W/(m.K)。輕骨料料混凝凝土的的分類類及技技術(shù)性性能3輕骨料料混凝凝土的的施工工(1)應(yīng)對(duì)輕輕粗骨骨料的的含水水率及及堆積積密度度進(jìn)行行測(cè)定定(2)必須采采用強(qiáng)強(qiáng)制式式攪拌拌機(jī)攪攪拌，，防止止輕骨骨料上上浮或或攪拌拌不均均。(3)拌合物物在運(yùn)運(yùn)輸中中應(yīng)采采取措措施減減少坍坍落度度損失失和防防止離離析。。(4)輕骨料料混凝凝土拌拌合物物應(yīng)采采用機(jī)機(jī)械振振搗成成型。。(5)輕骨料料混凝凝土澆澆筑成成型后后應(yīng)及及時(shí)覆覆蓋和和噴水水養(yǎng)護(hù)護(hù)。1.3纖維混混凝土土1.纖維混凝土土的定義2.纖維混凝土土的性能3.目前主要使用的的纖維混凝凝的種類及及優(yōu)缺點(diǎn)纖維混凝土土是在混凝凝土中摻入入纖維而形形成的復(fù)合合材料。它它具有普通通鋼筋混凝凝土所沒有有的許多優(yōu)優(yōu)良品質(zhì)，，在抗拉強(qiáng)強(qiáng)度、抗彎彎強(qiáng)度、抗抗裂強(qiáng)度和和沖擊韌性性等方面較較普通混凝凝土有明顯顯的改善。。常用的纖維維材料有鋼纖維、玻玻璃纖維、、石棉纖維維、碳纖維維和合成纖維等。纖維混凝土土目前主要要用于非承承重結(jié)構(gòu)、、對(duì)抗沖擊擊性要求高高的工程，，如機(jī)場(chǎng)跑跑道、高速速公路、橋橋面面層、、管道等。。纖維混凝土土的定義纖維混凝土土通常是以以水泥凈漿漿、砂漿或或者混凝土土為基材，，以非連續(xù)續(xù)的短纖維維或者連續(xù)續(xù)的長(zhǎng)纖維維作增強(qiáng)材材料所組成成的水泥基基復(fù)合材料料，主要作作用是通過(guò)過(guò)橋接作用用來(lái)限制圍圍觀裂縫的的發(fā)展，從從而改善混混凝土的性性能。纖維維加入水泥泥基體中的的作用：1.阻裂。阻止水泥泥基體中原原有缺陷（（微裂縫））的擴(kuò)展并并有效延緩緩新裂縫的的出現(xiàn)；2.防滲。通過(guò)阻裂裂提高水泥泥基體的密密實(shí)性，防防止外界水水分侵入；；3.耐久。改善水泥泥基體抗凍凍、抗疲勞勞等性能，，提高其耐耐久性；纖維混凝土土的性能4.抗沖擊。提高水泥泥基體的耐耐受變形的的能力，從從而改善其其韌性和抗抗沖擊性；；5.抗拉。在使用高高彈性模量量纖維前提提下，可以以起到提高高基體的抗抗拉強(qiáng)度的的作用；6.美觀。改善水泥泥構(gòu)造物的的表觀性態(tài)態(tài)，使其更更加致密、、細(xì)潤(rùn)、平平整、美觀觀。纖維混凝土土的性能目前主要使用的的纖維混凝凝的種類及及優(yōu)缺點(diǎn)（1）鋼纖維混凝凝土其技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)是能提高高混凝土的的韌性和抗抗拉強(qiáng)度，，但是鋼纖纖維攪拌時(shí)時(shí)易結(jié)團(tuán)，，混凝土和和易性差，，泵送困難難、難以施施工且易銹銹蝕，鋼纖纖維混凝土土的自重大大、在制造造方面使用用大量的鋼鋼材，加大大了對(duì)鋼材材的消耗，，增加成本本較多。鋼鋼纖維在使使用過(guò)程中中破壞形態(tài)態(tài)主要是被被拔出，而而不會(huì)被拉拉斷，這說(shuō)說(shuō)明鋼纖維維的與混凝凝土的粘附附性不足，，這會(huì)影響響提高混凝凝土抗拉強(qiáng)強(qiáng)度的效果果，它增韌韌增強(qiáng)的原原理是當(dāng)裂裂縫產(chǎn)生后后由于鋼材材的高模量量和單根的的高抗拉強(qiáng)強(qiáng)度，阻止止了裂縫的的進(jìn)一步開開展；但由由于數(shù)量有有限，對(duì)微微觀裂縫約約束效果不不大，對(duì)抗抗?jié)B、凍融融等性能提提高并不明明顯，另外外，施工中中鋼纖維密密度過(guò)大，，振搗澆注注時(shí)往往會(huì)會(huì)沉于混凝凝土下部，，不可能均均勻分布，，這就是理理論研究結(jié)結(jié)論較好而而實(shí)際應(yīng)用用效果差異異很大的主主要原因。。（2）玻璃纖維已用于鋪設(shè)設(shè)混凝土路路面，但是是玻璃纖維維在使用中中暴露很大大的缺點(diǎn)，，如玻璃纖纖維混凝土土暴露于大大氣中一段段時(shí)間后，，其強(qiáng)度和和韌性會(huì)有有大幅度下下降，即由由早期高強(qiáng)強(qiáng)度、高韌韌性向普通通混凝土退退化。眾所所周知，普普通的玻璃璃纖維還有有一個(gè)致命命的弱點(diǎn)，，就是不耐耐堿，堿骨骨料反應(yīng)是是水泥混凝凝土的“癌癌癥”。因因此，普通通玻璃纖維維是不能用用作水泥混混凝土基增增強(qiáng)材料的的，即使是是耐堿玻璃璃纖維（AR）也不不適宜與普普通波特蘭蘭水泥復(fù)合合，最好與與低堿度水水泥復(fù)合。。這主要是是為了減輕輕水泥基材材對(duì)玻璃纖纖維表面的的堿性侵蝕蝕作用。我我國(guó)“雙保保險(xiǎn)“的技技術(shù)路線（（即耐堿玻玻璃纖維與與低堿度水水泥復(fù)合））由于是””削足適履履“的做法法，加之，，耐堿玻璃璃纖維在外外觀上很難難與普通玻玻璃纖維相相區(qū)別，幾幾十年來(lái)一一直難以大大面積推廣廣。目前主要使用的的纖維混凝凝的種類及及優(yōu)缺點(diǎn)（3）合成纖維包括聚丙烯烯纖維、聚聚酯和聚丙丙烯腈纖維維等，它與與鋼纖維的的相似點(diǎn)是是不受水化化產(chǎn)物的侵侵蝕，有一一定的抗拉拉強(qiáng)度，可可三維亂向向分布于混混凝土基體體中，其阻阻裂原理是是充分發(fā)揮揮了纖維數(shù)數(shù)量（每公公斤數(shù)千萬(wàn)萬(wàn)根）優(yōu)勢(shì)勢(shì)，具有很很大的表面面積，對(duì)微微裂縫約束束，使之不不至于連通通，效果顯顯著。但是是合成纖維維密度小，，單絲直徑徑較小，存存在增稠效效應(yīng)，不利利于混凝土土的震動(dòng)密密實(shí)，由于于合成纖維維的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度較低，，在使用過(guò)過(guò)程中其破破壞形態(tài)主主要是纖維維被拉斷，，且在抗老老化、耐堿堿方面也不不夠好。目前主要使用的的纖維混凝凝的種類及及優(yōu)缺點(diǎn)（4）碳纖維是20世紀(jì)紀(jì)60年代代開發(fā)研制制的一種高高性能纖維維，具有抗抗拉強(qiáng)度和和彈性模量量高、化學(xué)學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定定，與混凝凝土粘結(jié)良良好的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，但由于于碳纖維價(jià)價(jià)格昂貴，，工程應(yīng)用用中受到很很大的限制制。2.1鋼--混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼--混凝凝土混合結(jié)結(jié)構(gòu)是我國(guó)目前前在高層建建筑領(lǐng)域里里應(yīng)用較多多的一種結(jié)結(jié)構(gòu)型式。。鋼結(jié)構(gòu)和和混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)各有所所長(zhǎng)，前者者具有重量量輕、強(qiáng)度度高、延性性好、施工工速度快、、建筑物內(nèi)內(nèi)部?jī)艨諝鈿獯蟮葍?yōu)點(diǎn)點(diǎn)，而后者者剛度大、、耗鋼量少少、材料費(fèi)費(fèi)省、防火火性能好。。綜合利用用這兩種結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)為高層以以建筑的發(fā)發(fā)展開辟了了一條新途途徑。統(tǒng)計(jì)計(jì)分析表明明，高層建建筑采用鋼鋼--混凝凝土混合結(jié)結(jié)構(gòu)和用鋼鋼量約為鋼鋼結(jié)構(gòu)70%,而施施工速度與與全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)相當(dāng)于，，在綜合考考慮施工周周期、結(jié)構(gòu)構(gòu)占用使用用面積等因因素后，混混合結(jié)構(gòu)的的綜合經(jīng)濟(jì)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于于全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)和混凝土土結(jié)構(gòu)的綜綜合經(jīng)濟(jì)指指標(biāo)。代表建筑有有：上海金金茂大夏和和香港長(zhǎng)江江中心。2.2索張拉結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)壓壓構(gòu)件，當(dāng)當(dāng)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)細(xì)比較大時(shí)時(shí)，由于構(gòu)構(gòu)件會(huì)發(fā)生生整體失穩(wěn)穩(wěn)，構(gòu)件的的作用不能能充分發(fā)揮揮。對(duì)于受受彎構(gòu)件，，由于構(gòu)件件截面應(yīng)力力不均勻，，截面邊緣緣的最大應(yīng)應(yīng)力往往控控制構(gòu)件的的設(shè)計(jì)，使使得構(gòu)件材材料不能充充分發(fā)揮作作用。只有有受拉構(gòu)件件，截面的的應(yīng)力均勻勻，不會(huì)發(fā)發(fā)生整體失失穩(wěn)，如利利用高強(qiáng)鋼鋼索做成受受拉構(gòu)件，，能最大限限度地發(fā)揮揮受拉構(gòu)件件的作用，，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性性。在結(jié)構(gòu)體系系中巧妙利利用張拉構(gòu)構(gòu)件，結(jié)合合少數(shù)剛性性受壓構(gòu)件件，可構(gòu)成成受力合理理的高效張張拉結(jié)構(gòu)體體系，不僅僅承載力高高、剛度大大，且能使使各種材料料的強(qiáng)度均均得到很好好的發(fā)揮。。代表性的索索張拉結(jié)構(gòu)構(gòu)有:巴賽羅那克克賽羅那塔塔、上海世世紀(jì)公園三三號(hào)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)大門、浦浦東國(guó)際機(jī)機(jī)場(chǎng)鋼屋架架。2.3索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)實(shí)際上是一一處特殊的的索-膜結(jié)結(jié)構(gòu)，是近近幾年才發(fā)發(fā)展起來(lái)的的一種結(jié)構(gòu)構(gòu)效率極高高的張力集集成體系，，其外形類類似于穹頂頂，而主要要的構(gòu)件是是鋼索，由由始終處于于張力狀態(tài)態(tài)的索段構(gòu)構(gòu)成穹頂，，利用膜材材作為屋面面，因此被被命名為索索穹頂。由于整整個(gè)結(jié)構(gòu)除除少數(shù)幾根根壓桿外都都處于張力力狀態(tài)，所所以充分發(fā)發(fā)揮了鋼索索的強(qiáng)度，，只要能避避免柔性結(jié)結(jié)構(gòu)可能發(fā)發(fā)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)松弛，索索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)便無(wú)彈性性失穩(wěn)之虞虞，所以，，這種結(jié)構(gòu)構(gòu)重量極輕輕，安裝方方便，可具具有新穎的的造型，經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理，，被成功地地應(yīng)用于一一些大跨度度和超大跨跨度的結(jié)構(gòu)構(gòu)。索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)1.全張力狀態(tài)態(tài)索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)處于連續(xù)續(xù)的張力狀狀態(tài)，從而而讓壓力成成為張力海海洋中的孤孤島。由始始終處于張張力狀態(tài)的的索段構(gòu)成成穹頂。2.與形狀有關(guān)關(guān)與任何柔性性的索系結(jié)結(jié)構(gòu)一樣，，索穹頂?shù)牡墓ぷ鳈C(jī)理理和能力依依賴于自身身的形狀。。如果不能能找出使之之成形的外外形，索穹穹頂結(jié)構(gòu)不不能工作。。如果找不不到結(jié)構(gòu)的的合理形態(tài)態(tài)，也沒有有良好的工工作性能。。所以，索索穹頂?shù)姆址治龊驮O(shè)計(jì)計(jì)主要基于于形態(tài)分析析理論。所所謂形態(tài)分分析應(yīng)是形形狀、柘樸樸和狀態(tài)的的分析。索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)3.預(yù)應(yīng)力提供供剛度與索系結(jié)構(gòu)構(gòu)相同，索索穹機(jī)的剛剛度主要由由預(yù)應(yīng)力（（初應(yīng)力））提供。結(jié)結(jié)構(gòu)幾乎不不存在自然然剛度。因因此，結(jié)構(gòu)構(gòu)的形狀、、剛度與預(yù)預(yù)應(yīng)力分布布及預(yù)應(yīng)力力值密切相相關(guān)。由于于形狀不定定，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)分析帶來(lái)來(lái)相當(dāng)于的的困難。但但這些預(yù)應(yīng)應(yīng)力產(chǎn)生于于索元的內(nèi)內(nèi)部應(yīng)力，，而并不需需要由外部部加載加張張拉。4.自支支承承體體系系索穹穹頂頂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是一一種種自自支支承承體體系系。。索索穹穹頂頂可可以以分分解解為為功功能能迥迥異異的的三三個(gè)個(gè)部部分分：：索索系系、、桅桅桿桿、、及及箍箍（（環(huán)環(huán)））索索。。索索系系支支承承于于受受壓壓桅桅桿桿之之上上。。索索系系和和桅桅桿桿互互鎖鎖。。5.自平平衡衡索穹穹頂頂是是一一種種自自平平衡衡體體系系，，在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成成形形過(guò)過(guò)程程中中不不斷斷平平衡衡。。在在荷荷載載態(tài)態(tài)，，桅桅桿桿、、下下端端的的環(huán)環(huán)索索和和支支承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中鋼鋼筋筋混混凝凝土土環(huán)環(huán)梁梁或或環(huán)環(huán)形形立立體體鋼鋼網(wǎng)網(wǎng)架架幸幸均均是是自自平平衡衡構(gòu)構(gòu)件件。。索穹穹頂頂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)6.與施施工工方方法法和和過(guò)過(guò)程程相相關(guān)關(guān)索穹穹頂頂?shù)牡男涡纬沙蛇^(guò)過(guò)程程即即是是施施工工過(guò)過(guò)程程。。因因此此，，施施工工法法和和過(guò)過(guò)程程如如果果與與理理論論分分析析時(shí)時(shí)的的假假定定手手算算法法不不符符，，那那么么有有可可能能形形成成的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面目目全全非非或或者者極極大大地地改改變變了了結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形狀狀。。結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在安安裝裝過(guò)過(guò)程程中中同同時(shí)時(shí)完完成成了了預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成成形形。。7.非保保守守結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)索穹穹頂頂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是一一種種非非保保守守結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系。。索索穹穹頂頂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)在在加加載載后后，，尤尤其其在在非非對(duì)對(duì)稱稱荷荷載載作作用用下下，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生生變變形形。。同同時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的剛剛度度發(fā)發(fā)生生變變化化。。當(dāng)當(dāng)卸卸去去這這些些荷荷載載后后結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不能能完完全全恢恢復(fù)復(fù)到到原原來(lái)來(lái)的的形形狀狀和和位位置置，，也也不不能能恢恢復(fù)復(fù)原原來(lái)來(lái)的的剛剛度度。。采用用索索穹穹頂頂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的典典型型建建筑筑有有倫倫敦敦千千禧禧穹穹頂頂（（直直徑徑320m））、、漢漢城城的的奧奧運(yùn)運(yùn)會(huì)會(huì)體體育育館館（（直直徑徑119.8m））、、亞亞特特蘭蘭大大體體育育館館（（雙雙曲曲拋拋物物型型全全張張力力穹穹頂頂，，240.79××192.02m的的橢橢圓圓形形平平面面））等等。。2.4膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是張張力力結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系的的一一種種。。它它以以具具有有優(yōu)優(yōu)良良性性能能的的柔柔軟軟織織物物為為膜膜材材，，由由膜膜內(nèi)內(nèi)的的空空氣氣壓壓力力支支承承膜膜面面（（充充氣氣式式膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或所所承承式式膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)）），，或或利利用用鋼鋼索索或或風(fēng)風(fēng)性性支支承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)向向膜膜內(nèi)內(nèi)預(yù)預(yù)施施加加張張力力（（張張力力膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)）），，從從而而形形成成具具有有一一定定剛剛度度、、能能夠夠覆覆蓋蓋大大空空間間的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系。。膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)采采用用的的薄薄膜膜的的材材料料，，大大多多采采用用涂涂層層織織物物薄薄膜膜，，分分為為兩兩部部分分，，內(nèi)內(nèi)部部為為基基材材織織物物，，主主要要決決定定膜膜材材的的力力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)，，提提供供材材料料的的抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度、、抗抗撕撕裂裂強(qiáng)強(qiáng)度度等等；；外外層層為為涂涂層層，，主主要要解解決決膜膜材材的的物物理理性性質(zhì)質(zhì)，，提提供供材材料料的的耐耐火火、、耐耐久久性性及及防防水水、、自自潔潔性性等等，，常常用用膜膜材材一一般般為為聚聚酯酯織織物物涂涂敷敷氯氯乙乙烯烯涂涂層層膜膜材材、、玻玻璃璃纖纖維維織織物物涂涂敷敷聚聚四四氟氟乙乙烯烯涂涂層層或或有有機(jī)機(jī)硅硅樹樹酯酯涂涂層層膜膜材材。。膜膜材材并并接接的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)接接縫縫多多采采用用熱熱焊焊，，非非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)接接縫縫采采用用縫縫合合。。膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)具具有有如如下下特特點(diǎn)點(diǎn)：：造造型型活活潑潑優(yōu)優(yōu)美美，，富富有有時(shí)時(shí)代代氣氣息息；；自自重重輕輕，，適適合合大大跨跨度度的的建建筑筑，，充充分分利利用用自自然然光光，，減減少少能能源源消消耗耗；；價(jià)價(jià)格格相相對(duì)對(duì)低低廉廉，，施施工工速速度度快快；；結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震性性能能好好。。充氣氣膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)有有單單層層、、雙雙層層、、氣氣肋肋式式三三種種形形式式，，充充氣氣膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)一一般般需需要要長(zhǎng)長(zhǎng)期期不不間間斷斷地地能能源源供供應(yīng)應(yīng)，，在在低低拱拱度度大大跨跨度度建建筑筑中中的的單單層層膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)必必須須是是封封閉閉的的空空間間，，以以保保持持一一定定氣氣壓壓差差。。在在氣氣候候惡惡劣劣的的地地方方，，空空氣氣膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的維維護(hù)護(hù)有有一一定定的的困困難難，，不不少少建建筑筑曾曾遭遭意意外外的的漏漏氣氣而而下下癟癟。。。。膜結(jié)構(gòu)構(gòu)的發(fā)發(fā)展最最初主主要以以充氣氣結(jié)構(gòu)構(gòu)為主主，但但張力力膜結(jié)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)后后，充充氣式式膜結(jié)結(jié)構(gòu)除除在特特殊領(lǐng)領(lǐng)域應(yīng)應(yīng)用外外，已已大部部分被被張膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)代替替。張張力膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)有懸懸掛式式和支支承式式膜結(jié)結(jié)構(gòu)才才種類類型，，自80年年代以以來(lái)在在發(fā)達(dá)達(dá)國(guó)家家獲得得極大大發(fā)展展。這這種體體系的的膜張張緊在在剛性性或柔柔性邊邊緣構(gòu)構(gòu)件上上，通通過(guò)特特殊構(gòu)構(gòu)造將將鋼索索和膜膜懸掛掛在桅桅桿上上（懸懸掛式式）或或以剛剛性支支撐為為骨架架，將將膜支支承在在若干干獨(dú)立立或邊邊疆結(jié)結(jié)構(gòu)。。另外外，以以平板板網(wǎng)架架或曲曲面網(wǎng)網(wǎng)殼作作為支支撐骨骨架而而成的的支承承式膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)，不不僅應(yīng)應(yīng)用了了已經(jīng)經(jīng)成熟熟的網(wǎng)網(wǎng)架、、網(wǎng)殼殼設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)術(shù)，而而且結(jié)結(jié)構(gòu)的的構(gòu)造造也較較簡(jiǎn)單單，是是一種種很有有推廣廣價(jià)值值的結(jié)結(jié)構(gòu)形形式.膜結(jié)構(gòu)構(gòu)歷史發(fā)發(fā)展中國(guó)近近年來(lái)來(lái)在理理論研研究方方面已已做了了不少少工作作，也也開始始出現(xiàn)現(xiàn)一些些實(shí)際際的工工程項(xiàng)項(xiàng)目。。如上上海八八萬(wàn)人人體育育場(chǎng)的的看臺(tái)臺(tái)挑篷篷用用用鋼骨骨架支支承的的膜結(jié)結(jié)構(gòu)，，是我我國(guó)首首次在在大型型建筑筑上采采用膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)，深深圳歡歡樂谷谷中心心劇場(chǎng)場(chǎng)是我我國(guó)技技術(shù)人人員自自行設(shè)設(shè)計(jì)、、制作作和安安裝的的張拉拉膜結(jié)結(jié)構(gòu)，，膜體體內(nèi)邊邊緣依依附中中心環(huán)環(huán)上，，整個(gè)個(gè)體系系的豎豎向荷荷載通通過(guò)中中心環(huán)環(huán)經(jīng)過(guò)過(guò)吊索索傳至至15根φφ610××14mm的鋼鋼柱上上。膜膜休外外邊緣緣連接接在15根根φ325×8mm的鋼鋼拱梁梁上，，通過(guò)過(guò)外拉拉索與與外錨錨座相相連。。整個(gè)個(gè)體系系是由由脊谷谷式膜膜單元元組成成，脊脊索和和谷索索相間間布置置形成成膜體體的支支撐和和起伏伏，并并傳遞遞主要要的風(fēng)風(fēng)荷載載和活活荷載載。膜結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)用2.5高效預(yù)預(yù)應(yīng)力力結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系高效預(yù)預(yù)應(yīng)力力結(jié)構(gòu)構(gòu)是指用用高強(qiáng)強(qiáng)度材材料、、現(xiàn)代代設(shè)計(jì)計(jì)方法法和先先進(jìn)的的施工工工藝藝建筑筑起來(lái)來(lái)的預(yù)預(yù)應(yīng)力力結(jié)構(gòu)構(gòu)，是是當(dāng)今今技術(shù)術(shù)最先先進(jìn)、、用途途最廣廣、最最有發(fā)發(fā)展前前途的的一種種建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)型式式之一一。目前，，世界界上幾幾乎所所有的的高大大精尖尖的土土木建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)都都采用用了高高效預(yù)預(yù)應(yīng)力力技術(shù)術(shù)，如如，大大型公公共建建筑、、大跨跨重載載工業(yè)業(yè)建筑筑、高高層建建筑、、大中中跨度度橋梁梁、大大型特特種結(jié)結(jié)構(gòu)、、電視視塔、、核電電站安安全殼殼、海海洋平平臺(tái)等等幾乎乎全部部采用用了這這一技技術(shù)。。高效預(yù)預(yù)應(yīng)力力結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系特點(diǎn)與傳統(tǒng)統(tǒng)預(yù)應(yīng)應(yīng)力相相結(jié)構(gòu)構(gòu)相比比，高高效預(yù)預(yù)應(yīng)力力結(jié)構(gòu)構(gòu)具有有以下下一些些特點(diǎn)點(diǎn)：1.廣泛采采用高高強(qiáng)度度材料料：目前前國(guó)內(nèi)內(nèi)預(yù)應(yīng)應(yīng)力混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)中常常用的的混凝凝土強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)從從c40-C80，，甚至至達(dá)到到C100以上上，預(yù)預(yù)應(yīng)力力鋼絞絞線的的極限限抗拉拉強(qiáng)度度可達(dá)達(dá)1860Mpa；；2.按照現(xiàn)現(xiàn)