混凝土结构论文精选(九篇)

第1篇：混凝土结构论文范文

关键词：混凝土结构设计建筑结构

前言

1在设计方法上的差别

在建筑结构专业的《混凝土结构设计规范》GBJ10－89中（以下简称GBJ10－89），采用的是近似概率极限状态设计方法。以概率理论为基础，较完整的统计资料为依据，用结构可靠度来衡量结构的可靠性，按可靠度指标来确定荷载分项系数与材料分项系数，使设计出来的不同结构，只要重要性相同，结构的可靠度是相同的。

在公路桥梁专业的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》TJT023－85中（以下简称TJT023－85），采用的是半概率半经验的极限状态设计方法。虽然也采用概率理论及结构可靠度理论，但在设计公式中是用三个经验系数来反映结构的安全性，即荷载安全系数、材料安全系数、结构工作条件系数。

在设计中，对这种系数的差别要注意区别，不能混淆。

2材料强度取值上的差别

2．1混凝土的强度

混凝土立方体抗压强度是混凝土的基本强度指标，是用标准试块在标准养护条件下养护后用标准试验方法测得的强度指标。两规范中所采用的试块尺寸是不同的。GBJ10－89中采用150mm立方体试块，TJT023－85中用200mm的立方体试块。GBJ10－89中，根据测得的具有95％保证率的立方体抗压极限值来确定混凝土的强度等级，一共分为十级，即C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C60。

TJT023－85中，根据测得到具有84．13％保证率的立方体抗压极限值来确定混凝土的强度等级，用混凝土标号表示，一共分为七级，即15号、20号、25号、30号、40号、50号、60号。由于所采用的试块尺寸不同，两规范中相同数值等级的混凝土强度值是不同的，GBJ10－89的值大。如C15混凝土与15号混凝土，尽管都表示强度等级为15Mpa的混凝土，但实际强度C15混凝土比15号混凝土大。混凝土强度取值不同，这一点在设计中是要注意的。

2．2钢筋的强度

两规范中，钢筋的标准强度取值是一样的，都采用钢材的废品限制值作为取值依据。但钢筋的设计强度取值不一样，GBJ10－89中以标准强度值除以材料分项系数作为取值依据，而TJT023－85中设计强度取值与标准强度取值是一样的。这样，相同的钢筋等级，TJT023－85中钢筋的设计强度取值大。

3荷载取值的差别

两规范中荷载分类与取值都有明确的规定，不容易混淆。在荷载效应组合中有一点差别，应注意。GBJ10－89中，荷载效应组合时，既有荷载分项系数，又有荷载组合系数，要区别开来。TJT023－85中只有荷载分项系数。

4构件计算的差别

两规范中在构件计算上，尽管依据的原理、计算假定、计算模型基本一致，但计算公式、计算结果是有较大差别的。构件计算是关系到设计结果的最重要的一环，值得重视。限于篇幅，只以正截面受弯和斜截面受剪强度计算为例看计算上的差别。

4．1正截面受弯强度计算

两规范在计算假定上就有差别。混凝土极限压应变取值，TJT023－85中为εu＝0．003GBJ10－89中εu＝0．0033。在等效矩形应力图形中，TJT023－85取γσ＝Raβx＝0．9x。GBJ10－89中取γσ＝1．1fcβx＝0．8x。由于εu取值不同，两规范中混凝土界限受压区高度有些差别。从混凝土极限压应变、等效矩形应力图形的差别上可以看出，两规范中安全储备是不同的。TJT023－85的安全储备大。

下面用算例来说明这一问题。

有矩形截面梁，截面尺寸为250mm×500mm20号混凝土，Ⅱ级钢筋。计算截面处计算弯矩为Mj＝15KN．m试进行配筋计算。

4．1．1先按TJT023－85计算。

已知20号混凝土抗压强度设计值Ra＝11MpaII级钢筋抗拉强度设计值Rg＝340Mpa混凝土相对界限受压区高度ξjg＝0．55，材料安全系数γc＝γs＝1．25。

（1）求混凝土受压区高度x

先假定钢筋按一排布置，钢筋重心到混凝土受拉边缘的距离a＝40mm，则有效高度h0＝（500－40）mm＝460mm由

得

解得X＝133mm＜ξjgh0＝0．55×460＝253mm。

（2）求所需钢筋数量Ag，由RgAg＝Ra·bx，得

Ag＝＝＝1076mm2

（3）验算最小配筋率μ＝＝＝1％＞μmin＝

0．1％，满足规范要求。

4．1．2按GBJ10－89计算

C20混凝土，弯曲抗压强度设计值fcm＝11Mpa，钢筋抗拉强度设计值fy＝310Mpa混凝土相对界限受压区高度ξb＝0．544

（1）求X有Mj＝fcmb×（h0－）得115×106＝11×250×（460－），解得x＝（1－1－）h0＝102．3mm＜ξbh0＝0．544×460＝250．2mm满足要求

（2）求As由Asfy＝fcmbx得As＝fcmbx／fy＝（11x250×102．3）／310＝907．5mm2＞μminbh0＝0．15％×250×460＝172．5mm2

如果扣除由于20号混凝土与C20混凝土之间强度取值的差别，20号混凝土按GBJ10－89，fcm＝11×0．95＝10．45MPa则x＝（1－1－）×460＝108．5mm，As＝（10．45x250x108．5）／310＝914．4mm2

从上述计算中看出，按TJT023－85比按GBJ10－89钢筋用量多17．7％。

4．1．3受弯构件斜截面强度计算

在斜截面强度计算中，两规范都是根据斜截面发生剪压破坏时的受力特征和试验资料所制定的。但两规范在计算公式表述上及计算结果上都有较大的差别。

TJT023－85中，斜截面强度计算公式为：Qj≤Qu＝Qhk＋QW，其中Qhk＝0．0349bh0（2＋p）RμkRgk，Qw＝0．06RgwΣAwsinα，式中Qj：根据荷载组合得出的通过斜截面顶端正截面内的最大剪力，即计算剪力，单位为KN；Qhk：混凝土和箍筋的综合抗剪承载力（KN）；Qw：弯起钢筋承受的剪力（KN）；b：通过斜截面受压区顶端截面上的腹板厚度（cm）；h0：通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离（cm）；μk：箍筋配筋率μk＝nk·ak／（b·s）；Rgk：箍筋的抗拉设计强度（Mpa），设计时不得采用大于340Mpa：R：混凝土标号（Mpa）；p斜截面内纵向受拉主筋的配筋率，p＝100μ，μ＝Ag／bh0当p＞3．5时，取p＝3．5；Rgw：弯起钢筋的抗拉设计强度（Mpa）；Aw在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋纵截面面积（cm2）；α：弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。

上式中工作条件系数、安全系数均已记入。公式的适用条件采用上限值和下限值来保证。上限值要求截面最小尺寸满足Qj≤0．051Rh0（KN）。满足下限值，Qj≤0．038R1bh0（KN）可按构造要求配置箍筋，式中R1：混凝土抗拉设计强度（Mpa）。GBJ10－89中，斜截面承载力的计算公式为V≤Vu＝Vcs＋Vsb其中Vcs＝0．07fcbh0＋1．5fyv（Asv／S）h0Vsb＝0．8fyAsbsinαs当为承受集中荷载的矩形独立梁，Vcs＝0．2／（λ＋1．5）fcbh0＋1．25fyvh0，式中V：构件截面上的最大剪力设计值（N）；Vcs：混凝土与箍筋的综合抗剪承载力（N）；Vsb：弯起钢筋所承受的剪力（N）；b：矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度（mm）；h0：通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离（mm）；fc：混凝土的抗压强度设计值（Mpa）；fyv：箍筋的抗拉强度设计值（Mpa）；S：沿构件长度箍筋间距（mm）；fy：弯起钢筋的抗拉强度设计值（Mpa）；Asb：在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋纵截面面积（mm2）；αs：弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。

公式的适用条件也是采用上限值和下限值来保证。上限值要求截面最小尺寸满足V≤0．25fcbh0当为薄腹梁，V≤0．2fcbh0。满足下限值V＝0．07fbh0，可按构造要求配置箍筋。从上述公式中，可以看出，公式的表达形式不同，各物理量的单位也不同。

下面以实际例子看看计算结果上的差别。

已知T形截面简支梁，25号混凝土，纵筋采用II级钢筋，箍筋采用I级钢筋，计算截面的计算剪力为416．27KN受拉区有2Φ32的纵筋，保护层厚30mm。进行腹筋设计。

下表是根据两规范进行的计算比较。

TJT023－85中，对斜截面抗剪计算，要求弯起钢筋承担40％的计算剪力，混凝土与箍筋共同承担60％的计算剪力。另根据规范对计算剪力的定义，TJT023－85中的计算剪力与GBJ10－89中的设计剪力是一致的。所以在GBJ10－89计算中，也按4：6比例分担剪力。

第2篇：混凝土结构论文范文

根据建筑物投入使用中的需求进行设计，这种理念称为概念设计。先对场地进行考察，得出一个宏观的设计方案，再将方案中的各结构进行探讨，得出优化方案，这种设计方法具有科学合理、节省时间的优点，在现代建筑中得到了广泛使用。高层建筑结构特殊，对抗震性能的要求高于其他建筑，概念设计通过对设计结构中的承载力进行分析计算，对不符合规范的主要承重部位进行加固。混凝土结构在高强度的压力作用下很容易出现裂缝，内部钢筋材料也会出现弯曲情况，促成这种质量问题的因素一方面是材料选取不合理，更重要的是设计方案不够科学，高层结构概念设计中容易出现的问题主要分为以下几方面：

1.1结构不合理、性能缺少验证。在高层建筑设计中同时要考虑多种因素，保证结构承载力的前提下尽量减少造价成本，需要将建筑结构从总体至细节进行优化。优化工作多数是将设计图纸中的一些参数进行计算分析，适当的加固墙体厚度，常出现缺少对地基承载力的实际考察情况。高层建筑的抗震能力规定在中等强度地震时建筑物不会产生高危裂缝，并可通过修补达到预期效果，在发生高强度的地震时建筑物保证结构不出现坍塌。地震发生的几率很小，一旦发生具有极大的毁灭性，高层建筑抗震性能只停留在设计层面，从数据上分析已经达到了国家要求，但各施工地点基层土壤矿物质组成存在差异，松软程度也就不同，缺少验证，真正发生危险时其稳定性很难保证。

1.2结构设计缺少创新。高层建筑结构复杂，设计过程中受多种因素限制，为同时满足多种需求，工程设计师都施行保守方案，缺少创新精神。钢筋混凝土材质的墙体承载能力与结构有很大联系，在剪力墙设计方案中，应充分借鉴国外先进技术，基于传统结构进行创新，解决承载力不足的问题，同时使高层建筑整体结构更符合大众审美，减少造价支出。概念设计在结构优化上的运用还受很多施工技术以及设备使用方面的限制，阻碍建筑工程行业进步。

1.3受力分布不均匀。高层建筑上下层的结构是不同的，为保证自身重力不会对建筑物造成破坏，基层修筑中会应用到大量的钢筋混凝土材料，加固底层的同时削弱上层，可减轻对地基的压力，同时建筑物承受风力和地震破坏的能力更强。进行概念设计过程中，没有充分考虑转换层占据的空间和对受力平衡的影响，承重柱满足了承载上层压力的要求，但墙体产生的剪力不能与内部的应力平衡，作用在水平方向时形成了破坏力。概念设计中缺少优化环节导致这一现象的产生，很难保障整体结构的稳定性。

1.4概念设计中常见问题的解决方案。设计过程中不可脱离实际情况，在前期准备工作中对建筑场地进行详细的测量，将地区可能出现的自然灾害进行模拟实验，根据测试结果对设计结构进行优化。充分考虑建筑物的自重，满足对抗震性能的要求，同时在结构上进行改进，应用力学知识，节省建筑过程中的原材料使用。合理修筑剪力墙，结构在成体建筑中起到承重作用，但不能破坏空间整体性，注重格局的设计，将各单元的楼梯间进行分别设计，根据不同区域的需求，可将方案进行更改，保证整体结构统一又各有特点。在楼体外观的设计中加入符合当地人文特色的元素，使建筑物更具有中国特色。应用概念设计法时加强后期的优化工作，注重从宏观到细致的过渡，设计方案要具有灵动性，应对施工进展过程中的突况工程师要及时进行探讨，对原有结构做出更改，保障施工连续进展。设计测量工作中会涉及到很多变量，对这些数据进行反复测量，确定合理的浮动范围，作为施工开展的有力依据。

2结构选型的问题

2.1结构的超高。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑。因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚至超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

2.2控制柱的轴压比与短柱问题。在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。柱的塑性变形能力小，则结构延性就差，当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在结构中若能保证强柱弱梁设计，且梁具有良好延性，则柱子进入屈服的可能性就大大减少，此时可放松轴压比限值。

3结构计算与分析

3.1计算模型的选取。对于常规结构，可采用楼板整体平面内无限刚假定模型；对于多塔或错层结构，可采用楼板分块平面内无限刚模型；对于楼板局部开大洞、塔与塔之间上部相连的多塔结构等可采用楼板分块平面内无限刚，并带弹性连接板带模型；而对于楼板开大洞有中庭等共享空间的特殊楼板结构或要求分析精度高的高层结构则可采用弹性楼板模型。在使用中可根据工程经验和工程实际情况灵活应用，以最少的计算工作量达到预期的分析精度要求，既不能不分情况一概采用刚性楼板模型，造成小墙肢计算值偏小，不安全；也没必要都采用弹性楼板模型，无谓地增大计算工作量。

3.2抗震等级的确定。对常规高层建筑，可按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002，J186-2002）第4.8节规定确定抗震等级，与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；对于复杂高层建筑还应符合第10章的规定；对于地下室部分，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。

3.3非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑地震作用和风荷载较大，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的处理措施进行设计。

4结论

第3篇：混凝土结构论文范文

所谓的建筑结构主要是指在建筑物中，由各类建筑材料混合制成的一种用于承载建筑体的框架结构，以保证建筑物的受力能力及空间体系。在建筑结构中，由于材料及建筑物本身的不同需求，建筑结构可分为混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构以及轻型钢结构、组合式结构等。

2、建筑结构加固的重要性

（1）建筑结构的加固与修补有着本质上的区别。建筑的修补主要是对建筑物外观进行修复与改进，使其从外观上更具观赏性。而建筑结构加固则是对老的建筑物内部结构因老化问题以及人为原因所造成的问题、自然原因所造成的结构损伤问题等进行稳固性处理，从而使建筑物的安全系数提高。

（2）建筑结构加固时对所需材料的使用没有一个明确的限定，因此在一定的程度上降低了建筑企业的成本。虽然建筑结构加固所使用的材料相比于新建成的建筑物结构材料质量偏低，但就成本而言，建筑结构加固所支出的财力物力成本也远远低于新建成的建筑物结构成本。而从建筑物的稳定安全性来说，则是基本相同的。因此就这一点而言，大大节约了建筑企业的资源浪费。

（3）建筑结构加固更有利于对材料资源的合理利用，避免不必要的浪费。一般来说，建筑结构加固是在现有建筑物之上采集门、窗等结构参数，然后通过所采集的参数对加固材料量进行分析设计，并制定出最合理的加固技术措施，从而在材料更可能少的基础上最大限度保障建筑的结构安全。

3、建筑结构的加固方法

根据建筑结构的不同，其加固方法也不同。主要分为以下几种：

（1）混凝土加固法，顾名思义，所谓的混凝土加固法主要是采用混凝土材料及其它材料混合而成的。在混凝土加固法中又包括了：加大结构截面积的加固方法、结构外包钢材料加固法、预应力混合结构加固法、粘钢式加固法、改变建筑结构的承载及传力途径的加固法、全焊接补筋式结构加固法、碳纤维混合物质结构加固法，喷射式混凝土补强结构加固法以及局部结构加固法等。

（2）砌体结构加固立法，也就是用修补结构外侧的方式进行堵塞式加固。砌体结构加固方法又分为：钢筋水泥混合砂浆式结构加固法、扩大结构截面积加固法、扶壁柱式加固法、外包钢筋加固法以及外包钢混凝土混合加固法等。

（3）钢结构加固方法，此类方法也是高层建筑结构加固中最为常用的一种方法。钢结构加固法主要是采用改变建筑结构计算参数，加强结构连接和扩大结构截面积等方式进行加固，另外需要注意的是，采用钢结构对建筑进行加固时，必须根据建筑结构的实际情况及加固使用要求选择合适的结构加固方式，以保证建筑结构安全性能达到最高。

4、建筑结构加固的施工技术

要建筑结构加固中，主要是采用混凝土加固方式，其主要的施工技术如下：宋良瑞四川建筑职业技术学院四川德阳618000

（1）托换式结构加固施工技术。所谓的托换工结构加固是混凝土加固方式中一种综合性的加固技术，它主要是对相关结构以及建筑的上下结构、顶升与废弃结构的拆除等进行技术处理，是建筑结构加固或改造中最常用的一种技术措施。另外，托换式结构加固法具有工期短、成本低等特点，因此对建筑正常使用及人均正常工作生活不会带来太大的不便之处。然而托换式结构加固施工也是一项要求技术含量较高的施工项目，因此，在施工中必须由专业性及技术水平、工作责任心都较强的人员来完成，以最大限度保障建筑安全性。

（2）植筋式结构加固施工技术。所谓的植筋式结构加固技术就是指在建筑中利用钢筋植入法对结构进行加固。因它对混凝土混合结构的要求较为简单，且操作较为灵活，因此常被用于建筑结构的连接及锚固中。在植筋式结构加固施工中，可以植入普通的混凝土钢筋，也可植入螺栓式的锚筋。在施工技术中具体需用哪种钢筋进行结构加固，是根据建筑物的使用特性以及结构的分布来确定的。

（3）裂痕修补式结构加固施工技术。所谓的裂痕式结构加固技术主要是指在加固中根据建筑结构裂痕的大小及发生裂痕的原因、性状等对结构进行堵塞式修补加固施工，从而延长建筑结构的使用年限以及提升建筑结构的稳固和安全性。裂痕式结构加固法主要应用于建筑结构出现不同程度的裂痕修补加固中。但是需要注意的是，对于因外界受力不均等问题所产生的建筑结构裂痕，单单只用裂痕式结构加固技术施工是不能达到加固结构稳定性的作用的，必须要在裂痕式结构加固技术施工的同时采用其它加固技术措施进行结构稳固，以保证建筑达到最佳的安全状态。

（4）碳化混凝土修复式结构加固施工技术。所谓的碳化混凝土修复式结构加固施工技术主要是指通过对混凝土结构内碱性物质的恢复达到建筑结构加固的目的。该技术主要是以增强混凝土结构阻抗能力为主，从而使建筑结构中混凝土因碳化物质所造成的钢筋等腐蚀情况得到改善或抑制。

（5）混凝土表面处理式结构加固施工技术。所谓的混凝土表面处理式结构加固施工技术主要是指通过采用各类方式对混凝土表面的腐蚀性物质进行清理，以确保结构的坚固性。此类方法目前在我国建筑结构加固中得到了广泛的应用。混凝土表面处理式结构加固施工技术主要有：各类化学方式、喷砂方式、机械方式、射水方式以及真空吸力方式等，使其对混凝土结构表面的各种酸碱性腐蚀类附着物进行彻底的清除。从而保证建筑结构的使用安全性。

5、结语

第4篇：混凝土结构论文范文

近些年来，建筑行业取得了不凡的进步，这其中尤其是预应力混凝土结构以及混凝土结构相关技术得到了不小的发展，其科技成果日趋成熟。在建筑材料方面也得到了不小的发展，各种高性能的混凝土都在建筑中得到了应用。然而在建筑材料和建筑技术都得到快速发展的同时，建筑设计以及建筑施工方面还存在有不小的问题。温度变化会引起混凝土的热胀冷缩，这将会导致混凝土在竖直方向和水平方向都会产生一定的变形。在进行建筑结构设计过程中，对于温度引起的内力变化计算有一定的难度。混凝土的性质包括塑料变形以及应力松弛，温度的变化等都会导致混凝土产生裂缝。

2裂缝控制的意义和标准

建筑的结构设计建立在构件的强度极限承载力的基础之上，而建筑工程的使用标准则是由混凝土裂缝控制的。近些年的研究表明。建筑物中混凝土裂缝是不能避免的，但是能够有效的减少混凝土裂缝的存在。对于一般的民用以及工业建筑而言，小的混凝土裂缝对于建筑的日常使用是没有危险的，只有一定宽度的裂缝才会对建筑物的使用造成较大的影响与危害。因此，在设置混凝土裂缝控制标准时，不能够将混凝土裂缝的标准控制过严，同时还要考虑到地震等对于建筑物的影响。不管是预应力混凝土结构还是混凝土结构，其中存在的裂缝都会减小建筑结构的刚度，降低结构的耐久性。裂缝控制是指通过现有的建筑技术与措施控制建筑物中裂缝的大小，使其不会对建筑的正常使用造成影响。在建筑工程中，对于混凝土裂缝的控制主要表现在两个方面。即设计和施工两个阶段。在设计方面对于裂缝的控制是指通过构造措施以及相关计算降低混凝土裂缝高于限度值的可能性。而在施工方面对裂缝的控制则是指在是施工过程中采取一定的施工措施以及相关技术降低建筑物中有害裂缝的产生。文章主要从建筑结构设计方面对混凝土裂缝进行分析，从而减少混凝土裂缝对于建筑物的损害。

3混凝土裂缝产生的原因分析

从建筑结构设计方面进行分析，产生混凝土裂缝的原因主要有以下几个方面：首先，由于对于建筑结构的计算不够准确，设计中涉及到的构件厚度不足，配筋数量也不够充足，由于此种原因导致的板缝的产生会影响到建筑的结构，直接导致建筑物安全问题的产生。其次，在设计过程中，没有对建筑物会受到的装修荷载以及使用荷载进行准确估计，导致设计的建筑物受力远远小于建筑物的实际受力，导致建筑物中混凝土的开裂。以上两种原因都是由于在建筑结构设计中对建筑的受力分析有误而导致的，因此而导致的混凝土裂缝会对建筑物的结构造成较大的危害。而在目前的建筑结构设计中，还会出现另外一个极端的现象，那就是设计人员过于担心在施工过程中有偷工减料情况的存在，在进行结构设计的时候，对于混凝土的强度等级计算会高出一个等级。这样一来看似楼板十分安全，但其实混凝土的强度等级过高会为建筑带来负面的影响，因为混凝土强度越高，混凝土的水化热就会越大，从而使得混凝土产生有害性裂缝的可能性大大增加。有的设计人员还会考虑到施工方面而降现浇楼盖的混凝土强度与建筑中的梁柱取为一致的。这样做的危害在于建筑的实际受力与设计时的受力相去甚远，因此会导致在真正的运用过程中，建筑中混凝土的受力远远大于设计受力，从而导致混凝土裂缝的产生。另外，在设计的过程中，对于温度应力的重视可能不到位，因此，在隔热层以及保温层等方面没有良好的设置，导致混凝土会因为温度的变化而产生开裂。或是出现伸缩缝设置不够合理的情况，在温度应力以及收缩应力的双重作用之下，混凝土很容易产生开裂。楼盖边缘的约束的加强也会导致混凝土的开裂。混凝土楼板如果能够进行自由的变形与收缩，混凝土内部不会产生应力。因此，也不会有裂缝的产生，但是由于楼盖边缘的约束有所加强，因此，混凝土的收缩变形以及温度导致的变形都会大大增加，从而导致在混凝土楼板的中部产生的最大的约束应力大于了混凝土所能承受的抗拉强度，使得混凝土产生裂缝。有的建筑结构设计人员在砖混的结构中采用了现浇混凝土的方式进行楼盖的浇筑，出于抗震方面以及建筑结构方面的考虑，通常会将墙边的支座按照简支梁进行近似的估算。而建筑中混凝土楼板的实际受力却与估算结果不一致，如果混凝土楼板的跨度比较大的时候，在板顶的支座处会产生一定的裂缝，有时楼板的边角以及中央都会出现收缩裂缝。另外，如果在建筑结构设计中忽略了建筑中边角柱以及构造柱对于建筑的影响，则会增大混凝土可能产生的裂缝。

4混凝土裂缝的有效处理措施

在进行混凝土裂缝的处理时，除了加强设计人员的安全责任意识之外，更重要的是在进行建筑结构设计时，加强设计人员对于混凝土裂缝的重视。另外，设计人员采取的结构形式一定要科学合理，为了保证其合理性，要在建筑结构设计前建立严格的审查制度，严格防止建筑结构设计中对混凝土裂缝的忽视。首先，在选择建筑混凝土时，一定要按照建筑的功能与需求进行混凝土的选择。如果混凝土的强度过低，则会对建筑的质量造成影响，而混凝土强度过高，会为建筑带来负面的影响，因为混凝土强度越高，混凝土的水化热就会越大，从而使得混凝土产生有害性裂缝的可能性大大增加。不能为了简便施工而将楼板的混凝土强度的等级与建筑中梁柱的强度等级取为同一等级，更好的做法应该是对混凝土收缩的量进行减少，此外对于混凝土中水泥的用量以及外加剂的用量都提出具体的要求。如果建筑设计中，对于楼板的周边约束是有必要的加强，那么与此同时还要加强构造钢筋，以防止由于楼板所受到的约束应力的增大而导致的混凝土的裂缝的增大，对建筑结构造成影响。为了防止楼板的边角产生斜裂缝，可以在楼板的边角外侧的上下两层中都设置一定数量的钢筋，需要注意的是增加的钢筋长度一定要超过混凝土楼板长度的三分之一。另外在建筑结构的设计中，需要合理设置建筑的保温层以及隔热层，并且保证保温层隔热层使用的材料以及厚度都是科学合理的。在建筑结构中一般都会设置温度伸缩缝抵消温度变化会对混凝土产生的影响。因此温度缝的设置需要足够的合理，才能避免温度对混凝土产生裂缝等的影响。

5结束语

第5篇：混凝土结构论文范文

1.收缩裂缝的原因分析。

混凝土凝固时一些水与水泥颗粒结合，体积减少称为凝缩，另一些水分蒸发，体积减小称为干缩。凝缩与干缩总称为收缩。由收缩引起的混凝土变形受到约束作用的限制产生的裂缝为收缩裂缝。施工中收缩裂缝产生的原因：（1）混凝土未完全硬化前产生的收缩裂缝。一般发生在初、终凝结前后。主要是初期养护不好，表面游离水分蒸发过快，混凝土体积收缩，此时混凝土强度很低，混凝土的抗拉强度不能抵抗这种应力变形而产生裂缝。（2）由养护不当产生的收缩裂缝。产生的原因是经风吹日晒，表面干燥过快，干缩较大，并存在差异收缩受内部混凝土约束，其表面产生拉应力而开裂。（3）混凝土收缩引起不均匀下沉形成的裂缝。因快速浇灌混凝土，混凝土沉降不均匀而产生裂缝。收缩下沉裂缝产生的原因主要是混凝土级配不好或水灰比过大，捣实不够等施工方法不当造成的。（4）施工方法不当引起混凝土收缩裂缝。拌合料搅拌不匀产生，混凝土内砂、石、水泥分布不均。

2.温度裂缝产生的原因分析。

混凝土凝固过程中，内外温差形成过大时，构件或结构产生膨胀或收缩，由于该变形受到内外约束的限制而形成的裂缝，称为温度裂缝。温度裂缝产生的原因：（1）大体积混凝土由于水泥水化热产生的温度裂缝。（2）预制构件采用蒸汽养护或冬季施工措施不当产生的裂缝。（3）因焊接措施不当，引起的温度裂缝。（4）屋顶保温不够或施工中长期屋面不作保温层。（5）梁柱现浇结构，因急骤升温或干燥产生大量的网状细微裂缝，与此同时梁柱上几乎出现等间距的粗裂缝，有时局部脱落。（6）使用环境温度不当。（7）伸缩缝间距超过规范要求。

3.减少或防止温度裂缝及收缩裂缝的措施。

温度裂缝及收缩裂缝往往在同一混凝土中是伴生的、共同作用的结果。防止这两种裂缝要从改善造成裂缝的外部条件和提高混凝土本身强度入手。（1）控制温度。混凝土的温度应力是由水泥水化热，浇灌温度和外界温度等各种温差引起的，且往往是各种温度的叠加，使混凝土内部和外部温差过大造成的。因此根据工程的特点和需要，采取不同的控制温度方法。（2）加强混凝土的早期养护。主要措施有要保持一定湿度，注意早期保持混凝土的水分，减少干缩变形，施工时的防风、防晒及保湿等。（3）合理配筋。钢筋直径细且间距密时，对提高混凝土抗裂缝的效果较好，在断面突变和调口四周应力集中的薄弱部位加筋效果最好。（4）采用补偿裂混凝土，掺入微膨胀材料和抗裂材料，以减少混凝土收缩应力及温度应力的影响。（5）提高混凝土的施工质量，改善混凝土的均质性，提高混凝土的抗裂性能。

二、施工中由于荷载变化引起的裂缝原因分析及防治措施。

1.支模板不妥引起的混凝土裂缝及防治措施。

（1）模板及支模架下沉引起混凝土裂缝。由于构件混凝土未达到一定的强度，过早地承担了自重等附加荷载，引起开裂。（2）如果是木模板，含水率不合适，潮胀干缩对混凝土质量产生很大的影响，应选用含水率18—23%的木材做模板，在第一次使用前要充分浇水，防止胀缩。（3）混凝土未达到一定强度前，过早受荷受振动而开裂，如在混凝土未达到一定强度时就在其上面走动等。（4）支模时未经计算或计算不正确引起的模板变形。（5）施工超载，即施工荷重大于竣工后使用的荷重。防止支模不妥引起混凝土裂缝的措施：采用相应的措施和计算，防止立柱、模板下沉和变形；选择合适的模板，避免模板变形；混凝土必须达到1.2Mpa强度以后，才可在上面行走，施工操作；进行必要的施工验算，不得超载。

2.施工中钢筋设置不当引起的混凝土裂缝。

（1）受力钢筋位置不正确引起的混凝土开裂。由于钢筋位置的不准，改变了受力状况，必能引起混凝土的裂缝，甚至折断。（2）受力筋的搭接不当，净间距不足引起的混凝土裂缝。（3）受力钢筋如梁筋伸入支座的根数和锚固长度不够，节点受力时，钢筋不起作用，引起混凝土开裂。防止由于钢筋设置不当引起混凝土开裂的措施：熟悉图纸和设计要求，严格按设计要求布置钢筋并进行复检，采取固定措施，防止钢筋位置不准；保证受力钢筋的净间距，排列要有利于混凝土的振捣密实；钢筋的搭接长度必须符合规范规定；受力筋的保护层厚度必须保证；采取措施防止人踩，混凝土砸造成的钢筋位移，安排专人看管。

3.混凝土强度等级不足使构件或结构产生裂缝。

混凝土强度等级不足使构件或结构的抗拉、抗剪、抗弯强度大大下降，在原设计荷载作用下，必能出现裂缝。原因有配合比问题；操作上计量不准；养护问题等。防止施工中混凝土强度等级不足，应在混凝土施工中从配合比实验、搅拌、运输、浇灌、振捣以及养护一系列的过程中严格把关，按国家有关规范和操作规程办事。

4.施工超载引起的裂缝。

主要原因有：（1）施工中楼板、梁上堆积的施工机具，材料重量太大，超过其承载能力。（2）吊装施工时，屋面上的机械重量布置不合理。（3）运输车载的过大的集中荷载。预防由于超载引起裂缝的措施：建筑物上堆放机具和材料，应严格按有关规范执行，必要时要经过验算；建筑物上需要布置机械及上运输车辆时，要有施工方案，要经过详尽的结构承载力验算，并经过批准后才能施工。

综上所述，裂缝的控制应防患于未然，针对裂缝的成因，采取相应的措施预防有害裂缝的产生。实践证明，只要各施工人员紧密配合，采取科学的控制措施就可以取得良好的抗裂效果。

第6篇：混凝土结构论文范文

关键词：型钢混凝土结构；特点；应用

Abstract: with the building the change of demand, a steel reinforced concrete structure by home and abroad widespread application and construction projects. This article through to a steel reinforced concrete structure in the development of our country and research, analyzes the characteristics of the steel reinforced concrete structure, and show the steel reinforced concrete structure of the actual effect and apply the construction project type.

Keywords: steel reinforced concrete structure; Characteristics; application

中图分类号： TV331文献标识码：A文章编号：

型钢混凝土结构（Steel Reinforced Concrete）是指通过在型钢周围布置钢筋并且进行浇筑得到的混凝土结构。通常可以分为实腹式型钢混凝土结构和空腹式型钢混凝土结构两种。实腹式型钢混凝土结构相比空腹式型钢混凝土结构要更为出色。同时制作成本也更高。

一、型钢混凝土结构的特点和发展

1、型钢混凝土结构的特点

型钢混凝土结构是钢材混凝土组合结构中的一种，我国最早引用苏联的称法，将型钢混凝土结构称为劲性钢筋混凝土。型钢混凝土结构同传统钢筋混凝土相比具有强度高、刚性大、延展性好的特点，弥补了地震区建筑采用的钢筋混凝土对于抗震能力不足的问题。所以，型钢混凝土结构在实际建筑工程中，特别适用于高层建筑和抗震系数较高的建筑。

同时，型钢混凝土结构是在型钢布置钢筋进行浇筑得到的。型钢混凝土结构本身不仅有出色的强度和韧性，同时由于型钢混凝土结构本身的钢材原因，型钢混凝土结构的体积较相同规格的钢筋混凝土的要小，横截面积也要少，为此，在建筑中使用型钢混凝土结构大大提升了建筑物内的空间。

并且，型钢混凝土结构的钢结构稳定，整个结构的承受能力和抗老化能力很出色，减少了建筑的维修费用和安全隐患。

2、型钢混凝土结构的发展

型钢混凝土结构最早出现在20世纪欧美国家。在20世纪初，经过众多国家的实验，发现型钢混凝土结构的强度和刚性十分出色。同时针对型钢混凝土结构的生产工艺，进行了详细的规范和设计。在此之后，直到20世纪中期，我国开始接触到型钢混凝土结构的相关技术，然而受到我国当时经济建设的限制，为了节约钢材，型钢混凝土结构在我国一度体制使用。直到20世纪末期，随着我国经济建设的迅速发展。型钢混凝土结构被重新应用于建筑中并且取得了良好的成效。为了实现型钢混凝土结构的经济价值，我国针对型钢混凝土结构进行了一系列的系统研究，并取得了相当的成绩。

二、我国型钢混凝土结构的设计方法和应用

1、我国型钢混凝土结构的设计方法

我国型钢混凝土的相关技术正在不断发展和逐步成熟。型钢混凝土的研究方向也从传统的单一混凝土结构转向了新型的型钢、钢筋、混凝土相结合的新型结构，为了深度研究型钢混凝土结构，预应力的相关技术也得到了长足的发展，针对型钢混凝土结构的设计方法有很多种，不同类型型钢混凝土结构的设计方法主要区别在结构制作的规范规程上。目前，型钢混凝土结构设计时主要参考的规范规程有两个，分别是1998年我国冶金部出台的《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》以及2002年我国建设部出台的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》。其中《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》在制定的初期是参照日本型钢的相关规范中的叠加方法，在传统型钢计算的叠加方法的基础上提出了型钢混凝土结构在轴力分配上较为准确的方法，我们将之称作“改进简单叠加法”。参照《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》的规范标准，对型钢混凝土结构的承载力和刚度等方面进行计算都十分简单方便。而2002年我国建设部推出的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》在型钢结构的承载力计算方面采用了新的技术，即是对型钢结构进行平截面假定，对横截面的移动量进行计算，在最后可以得到结果准确可靠的型钢构件的承载力。

2、我国型钢混凝土结构的研究方向和应用

在我国，型钢混凝土结构的研究工作在建国时期存在着较长的空白阶段，由于当时片面性的强调节约钢材，型钢混凝土结构的研究和应用一直被搁置，这导致我国型钢混凝土的相关技术较国外相比有着一定的差距，针对我国型钢混凝土技术相对落后的现状，型钢混凝土结构的研究研究工作具备了以下的几个特点。

首先，我国现有建筑大部分仍然采用的是钢筋混凝土结构，国家缺乏对于型钢混凝土结构的支持力度和相关文件。由于型钢混凝土结构在实际的建筑应用中还未普及，导致型钢混凝土结构的相关研究工作发展缓慢。

其次，我国对于型钢混凝土结构的设计计算方面的相关技术理论还不完善。上文已经提到了，我国的型钢承载力计算的方法是参照日本的叠加方法进行计算的。而在全世界关于型钢结构的计算理论中，日本的叠加方法相对来说过于保守。所以发展我国型钢混凝土结构设计计算中相关技术理论是我国型钢混凝土结构的一个研究方向。

三、我国型钢混凝土结构的研究发展前景

虽然我国型钢混凝土结构的相关研究起步较晚，但是经过二十多年的发展，我国的型钢混凝土结构研究工作仍然形成了一套较为规范的理论。当然，由于型钢混凝土结构仍然在推广中，我国尚且缺乏型钢混凝土结构的相关国家政策和规范。，对此，我型钢混凝土结构研究领域当前的重要目标就是尽快完善和出台一套适合我国型钢混凝土结构发展现状的相关规范，促进型钢混凝土结构在我国建筑行业中的发展和应用。

同时，随着我国经济建设的不断发展，我国一线和二线城市的高层和超高层建筑鳞次栉比的建设起来，这其中，传统的钢筋混凝土结构并不能够满足高层和超高层建筑物的设计实际建筑需求，型钢混凝土结构将会得到很大的发展和应用空间，即将面临的巨大需求和我国现有的型钢混凝土结构技术和规范不完善的实际情况，需要加强型钢混凝土结构相关技术的研究工作。

总结：

型钢混凝土结构是一种在承载力、刚性、延长性、抗震性都要优秀于传统钢筋混凝土结构的新型建筑构件。型钢混凝土结构的研究和发展对于我国高层建筑和防震功能的建设和发展有着重要的意义。要发展型钢混凝土结构，完善我国相关规范规定和推进相关应用技术，是当务之急。

参考文献：

[1] 彭春华,宋文博,张伟军. 型钢混凝土结构研究综述[J]. 陕西建筑, 2007,(04) .

[2] 丁晓东,孙晓波. 型钢混凝土结构的研究现状及发展趋势[J]. 山西建筑, 2007,(01) .

[3] 秦慧敏. 型钢混凝土结构在我国的应用和研究[J]. 山西科技, 2008,(02) .

第7篇：混凝土结构论文范文

【关键词】混凝土结构耐久性；等级修复；模糊划分；模糊评估

1前言

目前，我国建筑材料使用最广的就是混凝土材料。虽然混凝土结构具有很强的适应性，但是混凝土结构材料有自身和使用环境的影响，使得混凝土结构存在耐久性的问题。大多数混凝土结构在还没有达到预期的设计年限就出现了问题，原因包括由设计不当造成，但是造成提前失效的主要原因在于混凝土结构耐久性不足。耐久性问题会给工程造成巨大的损失，所以，混凝土结构耐久性的研究已经成为土木工程界研究的一个重点。混凝土结构耐久性的修复的划分和评估是混凝土结构耐久性研究的一个重点。混凝土结构修复性等级的划分和评估不仅为制定修复决策提供指导意见而且还为健康检测提供可靠的理论依据。混凝土结构耐久性的修复指的是混凝土结构在实际的工作环境和材料内部的影响下，受大气影响、有害物质的腐蚀以及其他恶化条件因素导致出现的混凝土结构损伤，并通过物理或者是化学方法被修复的能力。

2混凝土结构耐久性的评估方法

我国目前将混凝土耐久性评估理论分为三类，第一类是传统的概率论作为基础的理论；第二类使用现代不确定的数学工具、建立评估模型；第三类是可以建立专家评估系统。混凝土耐久性评估是很复杂的，虽然有很多学者根据理论和试验建立了不同的模型对混凝土结构耐久性进行了深入的分析，但是混凝土耐久性的信息还不完整、不确定。日本提出了一种建筑物混凝土结构耐久性修复评估的方法，不仅结构严密，条理清晰，根据多次调查再对混凝土结构进行评估，这样很大程度降低了人为因素的影响。

与传统的评估方法相比较具有几点优点，例如：首先，成立调查委员会和调查小组；其次，对调查的项目和内容进行了详细的编制，并且按照要求去执行；再次，运用现代检测手段，对调查的数据结果加以处理；最后，保证结果的可靠性，每一步骤都要有补充调查消除疑点。

对混凝土结构耐久性的修复性评定可以揭示出结构存在的危险，对混凝土结构采取有效的措施进行维修或者是拆除，减少事故的发生，同时得出的结果可以直接用在混凝土结构设计过程中，对混凝土结构耐久性的修复性进行评估，可以及时修改方案，保证混凝土结构的耐久性。

3混凝土结构耐久性修复考核的指标

混凝土结构耐久性的修复性与很多因素有关，例如：修复费用、时间、工作量，恢复性是混凝土耐久性修复后的状况评价。通常情况下，混凝土的修复费用越多，对混凝土的修复级别也越高。但是，混凝土结构耐久性修复在只需要更换较贵的构件时，并且混凝土设计施工较简单，与同类混凝土结构原始造价相比并不高时，尽管混凝土结构耐久性修复的花费较多时，修复的等级也不会很高的。

混凝土耐久性的修复性费用除了与施工费用有关外，还包括由混凝土耐久性修复相关的花费，例如：环境污染费用。

混凝土结构的可靠性是衡量结构是否修复的指标。所以，把可靠性鉴定等级作为混凝土结构耐久性修复的指标。按照混凝土结构的承载能力、混凝土结构的构造、混凝土结构变形和裂缝的开裂程度分别进行等级评估，把最低一级的结构作为可靠性的等级。

4修复等级的模糊划分

根据混凝土结构耐久性损伤情况，把混凝土修复分为多个等级，从较模糊的数学角度分析，对特修、大修、中修、小修划分标准不严谨。从等级定义和考核指标两个方面考虑，往往没有确定性，都是用比较模糊的的概念进行描述。例如：“部分”、“较小”、“较差”等等。

5混凝土结构寿命周期和成本

一般说来，混凝土的结构要经过多个阶段，比如：调查、设计、施工、修复，而且占用时间最长的就是混凝土的修复。混凝土结构在使用的时间内不发生耐久性损伤是不可能的。也就是说，对混凝土进行适当的维修可以延长混凝土结构老化的时间，从而延长混凝土的使用寿命。把混凝土结构的生命周期分为三个阶段，拥有期、结构服役期、结构老化期。第一周期是混凝土结构耐久性最好的时期；第二周期耐久性逐渐降低；第三阶段是混凝土结构耐久性的最低阶段，达到承载能力的极限，甚至有可能导致结构报废。

6修复等级多级模糊综合判断

采用多级模糊评估的方法对混凝土结构耐久性修复性进行评估。将其分为混凝土结构、传力树、构件。传力树系统包括基本构件和非基本构件。基本构件是混凝土结构在失效时会导致传力树其他的构件失效的构件；而非基本构件指的是该构件在失效时不会导致其他构件失效。混凝土结构耐久性损伤不能满足要求的适用性，要经过不断的处理修复才可继续使用。把混凝土结构划分为多个单元进行评定；根据混凝土失效的特点，评定基本构件和非基本构件的等级；也可以根据模糊判断矩阵可信度的权重确定。

7结束语

我国建筑材料使用最广的就是混凝土材料。混凝土结构具有很强的适应性，但是混凝土结构材料也有自身和使用环境的影响，使得混凝土结构存在耐久性的问题。大多数混凝土结构在还没有达到预期的设计年限就出现了问题，原因包括由设计不当造成，但是造成提前失效最根本的原因就是混凝土结构耐久性不足。所以，混凝土结构耐久性问题也越来越成为人们研究的重点。根据混凝土结构的耐久性设计、修复设计和施工方案的不断改进，提出了一套合理科学的混凝土结构耐久性修复性评估方法。

第8篇：混凝土结构论文范文

【关键词】砼强度;结构;构件承载力

在工程施工中，混凝土强度偏低是经常遇到的，混凝土强度偏低，不仅降低了构件的强度和刚度，影响结构的承载力，加大结构的挠度和其它变形，而且降低结构构件的开裂性能，加剧裂缝的产生和发展。混凝土强度偏低，对结构影响很大，但是否都需要加固呢？应根据具体情况进行具体分析，首先应对原设计的各种构件的影响值评估，是处理问题的前提和必要条件，再根据构件的重要性判断结构构件是否需要加固。本文从钢筋混凝土结构设计理论出发，对混凝土强度偏低对结构受力的影响进行评估。

1.降低结构构件承载力的评估

1.1受拉构件

由于混凝土抗拉强度很低，开裂时极限拉应变很小（ε■=0.0001），所以当构件承受的拉力不大时，混凝土就要开裂，而这时钢筋中的应力还很小，以 级钢筋为例，σs=ε■Es=0.0001×2.1×105=21N/mm2。因此，轴心受拉构件按正截面承载力计算时，不考虑混凝土参加工作，拉力全部由纵向钢筋承担。

由于轴心受拉构件设计时本身就不考虑混凝土参加工作，混凝土强度偏低对构件影响不大，一般无需加固，仅从耐久性出发，对表面修补即可。

1.2受压构件

根据钢筋混凝土轴心受压构件截面承载力计算理论，混凝土和钢筋应力值分别达到混凝土轴心抗压强度设计值 和纵向钢筋抗拉强度设计值 共同承担轴向荷载设计值，并考虑纵向弯曲对构件截面承载力降低的影响。由于一般轴心受压构件配筋率都较小（≤1%），可见受压构件承受的荷载大部分由混凝土来承担，若此构件混凝土强度偏低，对构件承载力的降低几乎成正比。

1.3受弯构件正截面承载力

根据单筋受弯构件正截面承载力计算的基本理论，受弯构件受拉区混凝土不参加工作，拉力全部由钢筋承担，受弯构件的受压区全部由混凝土承担，共同组成承担外荷载的外力矩。

由于受弯构件正截面承载力由混凝土和钢筋分别承担压力和拉力组成，可见混凝土强度偏低，对其影响介于受拉构件和受压构件之间。但受弯构件配筋率较小，一般在0.2％~1.0%之间，混凝土受压区也较小，所以混凝土强度偏低对受弯构件正截面承载力影响幅度不大。如含钢筋率在0.2％~1.0%之间的构件，混凝土强度等级由C20降到C10，正截面承载力减少1％~5%。

1.4受弯构件斜截面承载力

在一般情况下，受弯构件截面除作用有弯矩外，还作用有剪力。根据钢筋混凝土设计原理，受弯构件斜截面受剪承载力VCS由斜截面剪压区的混凝土受剪承载力VC和与斜截面相交的箍筋的受剪承载力■V■ 以及弯起钢筋受剪承载力组成。若混凝土强度偏低，对其影响介于受拉和受压构件承载力之间，且因剪压破坏时，斜截面受压区不小，混凝土受剪承载力比例还较大，所以混凝土强度偏低，对受弯构件斜截面受剪承载力降低是明显的。例如一段正常配置箍筋和弯起钢筋的受弯构件，混凝土强度等级由C20降至C10，斜截面受剪承载力降低20％~40%之间。

1.5冲切面

钢筋混凝土无梁楼盖、柱基础、桩承台等构件在集中荷载作用下，均有冲切面承载力问题。钢筋混凝土冲切面承载能力，几乎全部由混凝土承担，若混凝土强度偏低，对其影响最甚，基本成正比降低。

2.结构构件重要性评估

钢筋混凝土框架结构由板、次梁、主梁、柱、基础等构件组成，结构构件重要性系指本构件一旦出现问题，它危害波及多大。地基和基础是关系整幢结构安全的最重要构件。柱子的破坏也将使整幢结构倒塌，柱也是重要构件，仅次于地基、基础构件。主梁一旦出现问题是关系到整层楼层的安全。次梁关系到某间房屋的安全，而楼板仅关系到某块板局部问题。由此可见，结构构件重要性的顺序恰好与荷载传递路线相反，由重要构件到不重要构件。一幢框架结构各构件混凝土均达不到要求，根据构件重要性评估考虑，可能柱需要加固，而楼板、次梁，仅做些修补维护即可。

【参考文献】

［1］混凝土结构设计规范GBJ10—89.中国建筑工业出版社.1989.

［2］王寿华等.建筑工程质量症害分析及处理，中国建筑工业出版社.1986.

第9篇：混凝土结构论文范文

关键词：建筑工程；大体积混凝土；基础底板；裂缝；

中图分类号：TU198文献标识码： A

前言：

在高层建筑的箱形基础或者片筏基础通常都有面积和厚度都很大的混凝土底板，属于大体积混凝土项目的范畴。混凝土中的水泥成分在水化结硬的过程中会出现大量的水化热，结构内部的温度将会明显升高，但是混凝土结构表面由于散热比较快，温度升高的比较小。在混凝土结构的形成过程中, 水泥会发生水化反应产生热量, 一般的小体积混凝土构件由于水泥量小以及构件的表面积与体积比值比较大, 热量非常容易向周围传递, 其内外的温差值不会出现很大差异。但是大体积混凝土由于构件的体积很大, 内部的大量水泥水化热短时间内无法消失, 混凝土内部的温度会出现大福幅度增大, 从而出现内部和外部的降温速度不一样, 从而混凝土结构构件的会出现体积变化, 同时由于各种边界条件的约束影响, 大体积混凝土会出现裂缝而发生腐蚀引起结构破坏。所以混凝土内部外部温差太大或者内部温度过高，都将会出现混凝土的温度拉应变比其极限拉应变大而产生开裂现象，这是大体积混凝土结构施工过程中比较棘手的问题，因此, 对于大体积混凝土内部和外部温度场的变化及进行裂缝控制的分析非常重要。本文将以实际工程为例, 运用理论计算和有限元程序数值模拟两种方式对大型混凝土基础底板的开裂现象进行分析研究, 给出混凝土温度和进行裂缝控制的技术, 为混凝土的良好浇筑质量提供依据。

一、基础底板工程概况

某建筑工程的基础底板项目, 厚度为2m,长和宽分别为61m和30m, 混凝土的总使用量为3660m3。该项目地基土为软土, 底板采用强度等级为C30的混凝土, 42.5级的矿渣水泥，水泥的使用量为277 kg/m3。估计基础底板的混凝土浇筑完成后30天左右, 混凝土的温度能够降至与周围大气温度相同。根据其他项目的工程经验, 室外气温为280C-320C时,厚度为2m的混凝土底板采用两层草袋对其进行覆盖养护, 预计在浇筑结束后3-5天混凝土将达到温度升高的最高点, 接着开始慢慢降温。降温过程见表1。

龄期/d 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tt/TA 0.65 0.62 0.57 0.48 0.39 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15

表1 混凝土降温过程中温度变化比

二、计算分析及数值模拟

2.1 温度应力计算过程

根据项目工程提供的相关数据资料, 采用公式(1) 先确定混凝土各龄期的弹性模量, 以3天为一个温差间距,计算结果如表2所示。

（1）

公式中：E0为28天龄期的混凝土的弹性模量（MPa）,一般取为0.26×105（MPa）;E(t)为某段龄期内混凝土的弹性模量（MPa）;t是龄期。

龄期/d 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

E（t） 0.0615 0.1085 0.1443 0.1717 0.1926 0.2085 0.2207 0.2300 0.2371 0.2425

表2 混凝土各龄期的弹性模量（×105MPa）

2.2 计算温度应力

依据考虑混凝土徐变引起的应力松弛时, 由收缩引起的最大的温度拉应力累加公式（2）来进行温度应力的计算，混凝土各龄期的松弛系数参照相关文献, 泊松比的取值为0.15。由于地基土的土质为软黏土, 经分析研究地基的阻尼系数取为Cx =12.07N /cm3，计算结果如表3所示。

（2）

龄期/d 3-6 6-9 9-12 12-15 15-18 18-21 21-24 24-27 27-30 总应

力值

E（t） -0.043 -0.050 -0.066 -0.065 -0.065 -0.039 -0.028 -0.022 -0.013 -0.0381

表3 温度应力（MPa）

由表3所示的温度应力计算结果可以知道, 在混凝土结构中总的温度收缩应力为拉应力，数值是σmax = 0.381MPa,但是标号为C20的混凝土的抗拉强度ft = 1.1MPa。所以σmax< ft,在理论上该混凝土基础底板是不会因为降温的温差产生的收缩应力而出现开裂现象。

2.3 表面裂缝的分析

该大型混凝土基础的底板在浇筑完成后3-5天, 混凝土内部的实际最高温升可以按照浇筑的2m混凝土厚度取N= 0.57, 混凝土的浇筑温度应该是280C 。基础底板内部混凝土的最高温度为。所以混凝土内部和外部的最大温差小于19.90C, 根据相关规范条文规定，表明在理论上混凝土在整体浇筑完成后是不会出现表面裂缝。所以我们可以知道通过理论计算能够保证混凝土浇筑后不会出现裂缝, 但根据大量的工程实际经验, 如果不采取任何工程措施, 裂缝还是会出现的。因此大体积混凝土的裂缝控制应该要理论分析与实际措施相结合。

2.4 数值模拟过程

利用大型通用有限元程序ANSYS 来对混凝土的温度场进行模拟。根据新浇筑的混凝土产生的水化热量, 通过增量法来分析混凝土的温度应力的变化和分布。根据分析得到的温度应力分布, 来对结构可能产生的裂缝进行分析。模型计算参数为:地基尺寸为81× 8× 40, 在其上浇筑的大型混凝土基础底板的尺寸为: 61× 2× 30。基础底板: 混凝土的密度是2400 kg /m3, 导热系数为2.33[W / (m・0C ) ] , 比热为0.9937 kJ /kgK，浇筑过程中混凝土温度为280C , 上层混凝土与空气的对流系数为2 016, 空气温度为200C 。地基: 密度为2600 kg /m3, 导热系数为1.21[W / ( m・0C) ] , 比热为1.406 kJ/kgK, 初始温度为16.50C , 绝热状态，不会和土壤进行热交换过程, 地基与空气的对流系数为2 016, 空气温度为200C 。有限元模型见图1。

图1 基础底板有限元分析模型

对模型进行热分析, 分析步骤是: 先给模型上的地基施加一个初始温度, 然后对地基定义绝热的边界条件, 在和空气进行接触的地基上表面定义一个对流条件, 同时对上层基础的底板施加一个初始温度, 然后其表面也定义一个与空气的对流条件。分析30天混凝土的水化热效应，进行热瞬态模型的分析。水化反应第5天混凝土的内部最高温度达到52.650C, 此时混凝土表面的温度是360C 。运行到第30天的时候混凝土内部记过降温过程后的最高温度是30.0770C , 混凝土表面的温度达到12. 8970C 。为了便于进行对比分析, 选取混凝土表面和内部温度最大的节点绘制成曲线进行直观的分析, 如图2所示。通过热分析过程转变为结构分析过程, 分析结果表明该结构不会发生裂缝的现象，有限元数值模拟分析的结论和理论计算分析的结论比较吻合。

图2混凝土内外节点温度变化曲线

三、温度裂缝控制处理方法

施工过程中大型基础底板的混凝土水化热导致的升温过程以及随后的降温过程都被很多方面的因素所影响, 仅仅通过理论计算进行估算是远远不够的, 应该加强实际施工过程中对混凝土温度的监测, 掌握其温度场的分布及变化。如果温差太大可以及时通过一些应急措施来确保大体积混凝土良好的施工质量, 尽量避免温度裂缝的出现。工程中测定混凝土内部的温度主要使用的是接触式温度计, 如电阻温度计和热电偶温度计等。温度监测点的布置必须能够代表性地对混凝土应力的变化情况以及内部温度场进行反映, 以便能够及时发现问题并采取合理的施救技术。考虑到施工期中大型混凝土项目的施工方案, 沿着浇筑方向埋设多组测量温度的点, 以便反映混凝土浇筑的全过程情况。每组埋设都分为上、中、下三个测点, 分别测出该位置混凝土上表面、中心和下表面的温度变化以及在各时段的出现温差情况。

为了控制混凝土裂缝的发展, 除了进行理论计算与数值分析外, 还必须从改善结构设计、控制温度升高、约束程度、延缓降温的速度、提高其极限抗拉强度、减小混凝土的收缩等方面采取一定的施工措施来进行混凝土温度的综合控制。在能够满足项目设计要求的情况, 可以选择使用矿渣水泥来减少水化作用产生的热量, 还可以加入减水剂来减少混凝土中水泥的使用量, 同时掺入膨胀剂来抵消混凝土的部分收缩现象。通过限制砂、石中的含泥量，然后选用级配良好的骨料，同时在施工过程中确保混凝土的振捣质量, 以改善混凝土的极限拉伸能力。为了防止混凝土表面散热太快造成内外较大的温差, 应该在混凝土表面和侧面均应通过塑料薄膜进行覆盖, 也可以采用加盖草袋来防止混凝土表面散热太快。采用低温水进行搅拌来降低混凝土的进入模板的温度, 并对石子等材料遮阳处理, 避免直晒升温, 在浇筑的过程中对混凝土泵的水平输送管可以通过草袋覆盖或者洒水降温的措施进行处理。

四、结束语

本文通过一个工程实例, 运用理论分析和数值模拟的方法对大型混凝土基础底板的温升情况进行计算和模拟分析,并分析了混凝土产生开裂的可能性。通过结论可以知道, 该基础底板在理论上是不会出现开裂, 但采取必要的裂缝控制措施是必须执行的。依据本工程的实际经验和施工措施, 提出了控制温度裂缝避免开裂的技术措施, 对其他类似项目有参考价值。

参考文献

[1] 田文翰.南非瓦尔河水坝扩建项目,防止大体积混凝土裂缝措施及其工程应用[J]. 科技创新导报. 2011(25)