从表2-15可以看出：混凝土和砖石砌体抗压性能很好，而抗拉性能很差，抗拉强度只有抗压强度的1/10；钢的抗拉和抗压性能都很好。

因此，应当根据结构的受力特点选择材料，扬长避短。例如，可以利用混凝土、砖石砌体建造较大跨度的拱式结构；可以利用高强钢丝建造大跨度的悬索结构；还可以采用组合结构。常见的组合结构有钢—木屋架、钢—钢筋混凝土屋架等，以钢筋混凝土和木材作受压杆件，以钢材作为受拉杆件。

图2-41 组合结构

a）钢木屋架 b）钢拉杆拱式屋架 c）组合结构楼盖

早期的钢木屋架是典型的组合结构形式，木材虽然抗拉强度不低，但受拉节点比较复杂，所以木材主要用做压杆，屋架中的拉杆采用槽钢、角钢或圆钢，使钢木屋架比木屋架轻巧得多。目前，常见的用圆钢做拉杆和钢筋混凝土斜梁组成的三铰拱屋架也是很好的组合结构。

其实，钢筋混凝土结构本身也是钢筋和混凝土的良好组合，也是一种组合结构。现代建筑中采用的钢梁、压型钢板和混凝土组成的楼盖系统是一种新型的组合结构，压型钢板既可作为施工时混凝土的“模板”，同时又是混凝土楼板的“钢筋”。在大型建筑结构中还可看到一些悬索结构屋面与大型钢筋混凝土拱（或框架）组成的结构形式。

像混凝土和砌体这一类脆性材料，其抗压强度很高，而抗拉强度很低，相差十分悬殊。从本质上讲，混凝土受压破坏是由于受压时的横向变形超过了材料的拉伸极限变形而引起的破坏。如果对横向变形提供一些约束，将大大提高材料的抗压强度。材料在三向受压状态下不仅强度提高，而且其抵抗变形的能力也大大提高，利用这种特性可大大改善结构的承载能力和提高结构构件的延性。工程中常见的网状配筋砌体，用网状配筋提高混凝土局压强度，另外螺旋钢箍柱等都是利用这种原理来提高材料强度的。抗震结构梁、柱节点附近往往要加密钢箍，其目的也是利用加密钢箍的横向约束，对节点附近混凝土形成三向应力状态，从而大大改善节点处混凝土的塑性性能，提高结构在地震作用下的延性，增强房屋的抗震能力。近年发展起来的钢管混凝土结构是在钢管中浇灌混凝土，是由管内混凝土承受压力、外部钢管提供侧向约束的组合结构，它也是应用三向受压来提高构件承载力和延性的很好例子，其承载力比管中混凝土及外围钢管分别受压的承载力大得多。从受压试件可以看出，即使压到钢管屈曲起皱达10～20mm，剖开试件后混凝土仍基本完好，有时甚至没有明显的裂缝。可见三向应力状态对提高材料强度和塑性都十分明显。在结构设计中应当充分利用这些特性，来改善结构的受力状态。钢管混凝土构件在高层、桥梁中的应用日益广泛，见图2-42。

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图2-42 各类混凝土柱

a）网状配筋砌体 b）螺旋箍筋柱 c）钢管混凝土

原西德的法兰克福飞机库是充分利用材料特性的优秀实例。如图2-43所示，机库中间部分为三层框架结构，西两侧为悬挂式结构。悬索用高强钢索，压杆用钢筋混凝土双曲拱壳。这种结构受力合理，造型美观，充分利用了材料的特性。

图2-43 德国法兰克福飞机库

近几十年来在大型公共建筑中兴起的“整体张拉结构”是充分发挥材料强度特性的一种新型结构，如图2-44所示。一般的屋盖结构，上弦不是受压就是压弯构件，由于细长杆的稳定问题，压弯、受压很难充分利用钢材的强度，尤其对高强钢索，而用钢筋混凝土构件，则由于自重过大难以建造超大跨度的结构。整体张拉结构上、下两层索均使之受拉，下弦索受拉是自然的，上弦索则是通过施加足够的预应力使之在使用过程中呈受拉状态，斜腹杆布置为拉杆，只有竖腹杆受压，因此，整个结构受拉杆特别多，只有几根竖腹杆受压，有人称这种结构是“在拉力的海洋中有几个受压的小岛。”受拉杆均用高强钢束，受压竖腹杆用钢管制作，因之技术经济指标极好。如韩国汉城奥运会体育馆，直径120m，结构自重仅15kg/m²。美国佛罗里达州建成的“太阳海岸穹顶”，直径225m，结构自重仅10kg/m²左右。

图2-44 整体张拉结构