第一篇:混凝土讀書報(bào)告
鋼筋混凝土原理和分析讀書報(bào)告
——鋼筋與混凝土的粘結(jié)
經(jīng)過一個(gè)學(xué)期對(duì)《鋼筋混凝土原理與分析》的學(xué)習(xí),再加上平時(shí)閱讀的一些關(guān)于混凝土的書籍和期刊,我對(duì)鋼筋混凝土理論有了初步的認(rèn)識(shí)。我選取了自己比較感興趣的一個(gè)章節(jié)(鋼筋與混凝土的粘結(jié))細(xì)細(xì)研究了一番,因此我的讀書報(bào)告將主要圍繞這一章進(jìn)行。
一、內(nèi)容摘要及自我理解
混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料,拌合一定比例的砂、石和水,有時(shí)還加入少量的各種添加劑,經(jīng)過攪拌、注模、養(yǎng)護(hù)等工序后,逐漸凝固硬化而成的人工混合材料。混凝土的抗壓強(qiáng)度很高,抗拉強(qiáng)度相對(duì)很弱,把鋼材放置在混凝土結(jié)構(gòu)中的主要作用是承受拉力,以彌補(bǔ)混凝土抗拉強(qiáng)度的低下和延性的不足。因此,鋼筋混凝土就是以混凝土為主體,配置不同形式的高抗拉強(qiáng)度的鋼筋所構(gòu)成的組合材料,兩者的性能互補(bǔ),成為迄今結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用最為成功、最廣泛的組合材料。1.粘結(jié)力的組成首先,鋼筋和混凝土是兩種不同性質(zhì)的材料,它們?yōu)槭裁茨芄餐ぷ髂兀吭蛴袃牲c(diǎn):其一,混凝土在硬化過程中體積收縮,對(duì)鋼筋產(chǎn)生粘結(jié)力(亦叫握裹力);其二,兩者的膨脹系數(shù)基本一致(鋼筋為1.2×10;混凝土為1.0×l0— 1.4×10),受溫度影響時(shí),其變動(dòng)基本相同,不致破壞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性,而導(dǎo)致兩者脫離。實(shí)踐證明,鋼筋和混凝土之所以能共同使用,主要條件就是鋼筋和混凝土的粘結(jié)作用。
一個(gè)鋼筋混凝土梁只有當(dāng)鋼筋沿全長(zhǎng)與混凝土可靠地粘結(jié),在荷載作用下次梁的鋼筋應(yīng)力隨截面彎矩而變化,才符合梁的基本受力特點(diǎn)。根據(jù)混凝土構(gòu)件中鋼筋受力狀態(tài)的不同,粘結(jié)應(yīng)力狀態(tài)可分作兩類問題:(1)鋼筋端部的錨固粘結(jié)。在簡(jiǎn)支梁支座處的鋼筋端部、梁跨間的主筋搭接或切斷的外伸段等,鋼筋的端頭應(yīng)力為零,在經(jīng)過錨固后,鋼筋的應(yīng)力應(yīng)能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度。(2)裂縫間粘結(jié)。受拉構(gòu)件或梁受拉區(qū)的混凝土開裂后,裂縫截面上混凝土退出工作,使鋼筋拉應(yīng)力增大,但裂縫間截面上混凝土仍承受一定的拉力,鋼筋的應(yīng)力偏小,鋼筋應(yīng)力沿縱向發(fā)生變化,其表面必有相應(yīng)的粘結(jié)應(yīng)力分布,粘結(jié)應(yīng)力的存在,是混凝土能鋼筋的平均應(yīng)變和總變形小于鋼筋單獨(dú)受力是的相應(yīng)變形。
鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力由三部分組成:
(1)混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力,其抗剪極限值取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。(2)周圍混凝土隨鋼筋的摩阻力,當(dāng)混凝土的粘著力破壞后發(fā)揮作用,它取決于混凝-5-5-5 土發(fā)生收縮或者荷載和反力等對(duì)鋼筋的徑向壓應(yīng)力,以及兩者間的摩擦系數(shù)等。
(3)鋼筋表面粗糙不平,或變形鋼筋凸肋和混凝土之間的機(jī)械咬合作用,即混凝土對(duì)鋼筋表面斜向壓力的縱向分力。
其實(shí)粘結(jié)力的三部分都與鋼筋表面的粗糙程度和銹蝕程度密切相關(guān),在試驗(yàn)中很難單獨(dú)量測(cè)或嚴(yán)格區(qū)分,而且在鋼筋的不同受力階段,隨著鋼筋滑移的發(fā)展,荷載的加卸等各部分的作用也有變化。
2.粘結(jié)應(yīng)力試驗(yàn)方法
結(jié)構(gòu)中鋼筋粘結(jié)部位的受力狀態(tài)復(fù)雜,很難準(zhǔn)確模擬,現(xiàn)有兩類鋼筋拔出試驗(yàn)方法:
(1)拉式試驗(yàn)
這是最早的試驗(yàn)方法,試件一般為菱柱形,鋼筋埋設(shè)在其中心,水平方向澆注混凝土。試驗(yàn)時(shí),試件的一端支承在帶孔的墊板上,試驗(yàn)機(jī)夾持外露鋼筋端施加拉力,直至鋼筋屈服。上述試件的加載端混凝土受到局部擠壓,與結(jié)構(gòu)中鋼筋端部的應(yīng)力狀態(tài)差別大,影響試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。后來(lái)就有人將其改為試件加載端的局部鋼筋與周圍混凝土脫空的試件,這種方法解決了局部擠壓的問題,但是對(duì)于配置螺紋鋼筋的試件常會(huì)因縱向劈裂破壞。至今各國(guó)對(duì)這類試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件的規(guī)定尚不統(tǒng)一。
(2)梁式試驗(yàn)
梁式試件能更好地模擬鋼筋在兩端的粘結(jié)錨固狀況,它分兩半制作,鋼筋在加載端和支座端各有一段無(wú)粘結(jié)區(qū),中間的粘結(jié)長(zhǎng)度為10d。梁跨中的拉區(qū)為試驗(yàn)鋼筋,壓區(qū)用鉸相連,力臂明確,以便根據(jù)試驗(yàn)荷載準(zhǔn)確地計(jì)算鋼筋拉力。這種試驗(yàn)方法的思路是很巧妙,但是我感覺因?yàn)槟莻€(gè)鉸的存在,會(huì)增大的試驗(yàn)的難度,鋼筋的實(shí)際受力情況可能會(huì)很復(fù)雜。
這兩類試件的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明,材料和粘結(jié)長(zhǎng)度相同的試件,拉式試驗(yàn)比梁式試驗(yàn)測(cè)得的平均粘結(jié)強(qiáng)度高,主要是由于兩者的鋼筋周圍混凝土應(yīng)力狀態(tài)不同和混凝土保護(hù)層厚度有差別。
試驗(yàn)方法雖多,但是試驗(yàn)測(cè)的都是極限拉力,不能直接得到鋼筋拉拔過程中某個(gè)位置處的應(yīng)變值,從而建立鋼筋應(yīng)變(力)沿長(zhǎng)度的分布規(guī)律。為了量測(cè)粘結(jié)應(yīng)力沿鋼筋埋長(zhǎng)的分布,又不破壞其粘結(jié)狀態(tài),必須在鋼筋內(nèi)部布置電阻片。因?yàn)槿绻苯釉阡摻畋砻尜N應(yīng)變片,那么在鋼筋拉拔過程中就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變片本身?yè)p壞;如果用套管將應(yīng)變片保護(hù)起來(lái),又會(huì)造成鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)狀況失真。在鋼筋內(nèi)股粘貼應(yīng)變片這種方法雖然操作麻煩,但是能獲得真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。
3.粘結(jié)機(jī)理研究
光圓鋼筋和變形鋼筋與混凝土的極限粘結(jié)強(qiáng)度相差懸殊,粘結(jié)機(jī)理和破壞形態(tài)多有不同,分述如下:
(1)光圓鋼筋
光圓鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度在鋼筋滑動(dòng)前取決于化學(xué)粘著力,滑動(dòng)后則主要取決于摩阻力。光圓鋼筋從混凝土中拔出的過程:當(dāng)加載初期,鋼筋與混凝土界面上開始受剪時(shí),化學(xué)粘著力起主要作用,此時(shí)截面無(wú)滑移。隨著拉力的增大,從加載端的粘著力很快被破壞,此時(shí)鋼筋只有靠近加載端的一部分受力,粘結(jié)應(yīng)力分布也限于這一段。隨著荷載增大,鋼筋的受力段逐漸加長(zhǎng),粘結(jié)應(yīng)力分布的峰點(diǎn)向自由端移動(dòng),加載端滑移加快。當(dāng)滑移段遍及鋼筋全埋長(zhǎng),粘結(jié)應(yīng)力的峰點(diǎn)很靠近自由端,此時(shí)加載端粘結(jié)破壞嚴(yán)重,粘結(jié)應(yīng)力已很小,鋼筋的應(yīng)力接近均勻。當(dāng)自由端達(dá)到鋼筋的極限粘結(jié)強(qiáng)度時(shí),鋼筋的滑移急速增大拉拔力由鋼筋表面的摩阻力和殘存的咬合力承擔(dān),最終,鋼筋從混凝土中被拔出。光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度較低,滑移較大,粘結(jié)性能較差。
(2)變形鋼筋
變形鋼筋和光圓鋼筋的主要區(qū)別是鋼筋表面具有不同形狀的橫肋或斜肋。一個(gè)不配橫向筋的拔出時(shí)間,開始受力后鋼筋的加載端局部就因?yàn)閼?yīng)力集中而破壞了與混凝土的粘著力,發(fā)生滑移。當(dāng)荷載增大時(shí),鋼筋自由端的粘著力也被破壞,開始出現(xiàn)滑移,加載端的滑移加快增長(zhǎng)。
光圓鋼筋拉拔試驗(yàn)的破壞形態(tài)均為鋼筋自混凝土中拔出的剪切破壞,變形鋼筋一般形成劈裂式破壞。從機(jī)理上分析這是因?yàn)樵诶芜^程中,變形鋼筋表面突出的肋就像混凝土的楔子,對(duì)混凝土有擠壓和剪切作用,使得肋前混凝土壓碎,并在肋前形成斜面。作用在斜面上的力沿鋼筋軸線方向的分力為粘結(jié)應(yīng)力的主體,垂直鋼筋軸線方向的分力為徑向擴(kuò)張力,它在周圍混凝土中產(chǎn)生環(huán)形拉應(yīng)力,導(dǎo)致出現(xiàn)劈裂裂縫。
圖1 圖2 比較光圓鋼筋和變形鋼筋的粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線不難發(fā)現(xiàn),和光圓鋼筋相比,變形鋼筋 自由端滑移是的應(yīng)力值接近,但是應(yīng)力和極限應(yīng)力的比值卻大大減小,鋼筋的受力段和滑移段的長(zhǎng)度也較早的遍及鋼筋的全埋長(zhǎng)。
在光圓鋼筋的粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線中,我發(fā)現(xiàn)大概在滑移超過0.25mm的時(shí)候加載端的滑動(dòng)值將小于自由端的滑動(dòng)值。變形鋼筋的曲線只畫了一部分,再往后延伸,似乎也有自由端滑動(dòng)值大于加載端滑動(dòng)值的趨勢(shì)。為什么加載端的滑動(dòng)值會(huì)小于自由端地滑動(dòng)值?其中的鋼筋和混凝土的應(yīng)力狀態(tài)是什么?這個(gè)問題我還沒有想到合理的解釋。4.粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)模型
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有些設(shè)計(jì)或分析過程中要求應(yīng)用鋼筋和混凝土間的粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)關(guān)系,那么首先就要確定其中的兩個(gè)特征值,即劈裂應(yīng)力和極限粘結(jié)強(qiáng)度,然后再通過假設(shè)做出粘結(jié)應(yīng)力-滑移的本構(gòu)模型。
(1)劈裂應(yīng)力
圖3 試件劈裂時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)
圖3(a)是將鋼筋周圍的混凝土簡(jiǎn)化為一厚壁管,劈裂面上得拉應(yīng)力均勻分布,這是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法。后來(lái)就有人對(duì)這種方法提出質(zhì)疑,因?yàn)樵趶较蛄芽p處不可能有應(yīng)力存在,并且劈裂面的拉應(yīng)力是非均勻分布,于是就提出了圖3(b)這種應(yīng)力狀態(tài)模型。但是他的這種假設(shè)過于繁瑣,后人就又提出了圖3(c)這種應(yīng)力模型,這種模型既考慮了徑向裂縫處無(wú)應(yīng)力的情況,也對(duì)劈裂面的拉應(yīng)力做了簡(jiǎn)化。這些都是在熊老師的提示下,我才在這貌似簡(jiǎn)單的圖里看出前人如何發(fā)現(xiàn)問題解決問題以及再改進(jìn)的一系列探索過程。
(2)極限粘結(jié)強(qiáng)度
鋼筋與混凝土的平均極限粘結(jié)強(qiáng)度,一般用試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析式。粘結(jié)應(yīng)力狀態(tài)過于復(fù)雜,此時(shí)已經(jīng)無(wú)法做出粘結(jié)應(yīng)力的模型,只有靠做大量的試驗(yàn)后得到一個(gè)回歸分析式。5.粘結(jié)應(yīng)力的影響因素
通過大量的試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能及各項(xiàng)特征值,受到許多不同因素的影響而變化。
(1)混凝土的強(qiáng)度。提高混凝土的強(qiáng)度會(huì)延遲拔出試件的內(nèi)裂和劈裂應(yīng)力,提高極限粘結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)剛度。(2)保護(hù)層厚度。增大保護(hù)層厚度,加強(qiáng)了外圍混凝土的抗劈裂能力,能提高試件的劈裂應(yīng)力和極限粘結(jié)強(qiáng)度。
(3)鋼筋埋長(zhǎng)。試件的粘結(jié)強(qiáng)度隨埋長(zhǎng)的增加而降低,埋長(zhǎng)很大的試件,鋼筋加載端達(dá)到屈服而不被拔出。
(4)鋼筋的直徑和外形。直徑越大的鋼筋,相對(duì)粘結(jié)面積減小,不利于極限粘結(jié)強(qiáng)度;肋的外形變化對(duì)鋼筋的極限粘結(jié)強(qiáng)度值差別不大,對(duì)滑移值影響稍大。
(5)橫向箍筋。拔出試件內(nèi)配設(shè)橫向箍筋,能延遲和約束徑向-縱向劈裂裂縫的開展,阻止劈裂破壞,提高粘結(jié)強(qiáng)度。
(6)橫向壓應(yīng)力。橫向壓應(yīng)力作用在鋼筋錨固端,增大了鋼筋和混凝土界面的摩阻力,有利于粘結(jié)錨固。
另外,澆注鋼筋混凝土?xí)r鋼筋所處的位置及混凝土的密實(shí)度、骨料的粒徑、數(shù)量和表面形態(tài)等也是影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素。概括的來(lái)說(shuō),就是所有與鋼筋和混凝土有關(guān)的因素都會(huì)影響粘結(jié)強(qiáng)度。
二、心得體會(huì)
通過這一個(gè)學(xué)期對(duì)鋼筋混凝土原理與分析的學(xué)習(xí),我對(duì)這門課以及研究生階段如何學(xué)習(xí)有了初步的認(rèn)識(shí)。1.本科階段我學(xué)習(xí)的是《鋼筋混凝土原理與設(shè)計(jì)》主要是學(xué)習(xí)“是什么”,比較簡(jiǎn)單概括的講了一下原理,重點(diǎn)在于如何運(yùn)用某種方法進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。研究生階段我學(xué)習(xí)的是《鋼筋混凝土原理與分析》主要是學(xué)習(xí)“為什么”,比較詳細(xì)的介紹各種原理,以及各種試驗(yàn)中試件的受力機(jī)理分析,重點(diǎn)在于分析前人研究總結(jié)這種原理的過程,即解決問題的思想和方法。2.混凝土是一種非均質(zhì)、不定向的,且隨時(shí)間和環(huán)境條件而變化的多相混合材料,因此鋼筋混凝土力學(xué)性能復(fù)雜多變。在做試驗(yàn)時(shí),所有與鋼筋和混凝土有關(guān)的因素都有可能會(huì)影響試驗(yàn)的結(jié)果,所以在進(jìn)行試驗(yàn)前應(yīng)考慮所有影響試驗(yàn)結(jié)果的因素,設(shè)置多種對(duì)比試件,這樣才能排除次要因素的影響,得出科學(xué)真實(shí)的結(jié)論。3.鋼筋混凝土內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜,在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí),時(shí)常會(huì)做各種簡(jiǎn)化假設(shè),巧妙并且貼合實(shí)際的假設(shè)能避免很多分析上的困難。因此,“如何簡(jiǎn)化假設(shè)以及為什么這樣簡(jiǎn)化假設(shè)”將會(huì)是我學(xué)習(xí)和實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)之一。
三、結(jié)語(yǔ)
所有前人的研究成果,加深了我們對(duì)鋼筋混凝土的材料和結(jié)構(gòu)性能的規(guī)律性認(rèn)識(shí),篇二:高等混凝土讀書報(bào)告
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)匯總
摘 要:地震災(zāi)害具突發(fā)性,至今可預(yù)見性仍很低,給人類社會(huì)造成損失嚴(yán)重是各類自然災(zāi)害中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件,對(duì)建筑抗震提出了三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo),即通常所說(shuō)的“小震不壞,中震可修,大震不倒”。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是地震設(shè)防區(qū)常見的建筑結(jié)構(gòu)形式,在工業(yè)和民用建筑中應(yīng)用廣泛,由于結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)特點(diǎn),抗震‘性能較差。通過加強(qiáng)技術(shù)措施,挖掘材料潛力,可以得到有效改善。針對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的一些問題進(jìn)行了分析,提出了設(shè)計(jì)中注意的要點(diǎn)。關(guān)鍵字
混凝土結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)抗震 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) key words concrete structure, frame structure, structural seismic, structure design 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國(guó)多高層建筑中最常用的結(jié)構(gòu)形式,廣泛用于地震設(shè)防區(qū),在合理的設(shè)計(jì)下具有良好的抗震性,所以以框架結(jié)構(gòu)為例來(lái)闡述混凝土的抗震設(shè)計(jì)。1.結(jié)構(gòu)延性在抗震中的重要性及作用
結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性,延性是結(jié)構(gòu),構(gòu)件或構(gòu)件的某個(gè)截面從屈服開始到達(dá)最大承載能力或到達(dá)以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力,是結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)弱的標(biāo)志。今天已有本身延性非常好材料(加鋼纖維、碳纖維布和使用鋼管混凝土等)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震研究當(dāng)中,但在實(shí)際工程應(yīng)用中這些材料造價(jià)相對(duì)較高,不夠經(jīng)濟(jì)。現(xiàn)已通過大量的試驗(yàn)與實(shí)踐證明結(jié)構(gòu)的延性與構(gòu)件的軸壓比、配箍率、混凝土強(qiáng)度、剪跨比、鋼筋、保護(hù)層厚度、箍筋形式、鋼筋與混凝土粘結(jié)等因素密切相關(guān)。所以可以通過合理的設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到發(fā)揮結(jié)構(gòu)與構(gòu)件延性的目的。
我國(guó)現(xiàn)很多高層建筑中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為普遍,其中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最 常用的結(jié)構(gòu)形式。其具有足夠的強(qiáng)度、良好的延性和較強(qiáng)的整體性,目前廣泛用于地震設(shè)防地:,具有良好的抗震性能,然而未經(jīng)合理設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)會(huì)在地震作用下產(chǎn)生較嚴(yán)重的震害。結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。對(duì)于受彎構(gòu)件來(lái)說(shuō),隨著荷載增加,首先受拉混凝土出現(xiàn)裂縫,表現(xiàn)出非彈性變形然后受拉鋼筋屈服,受壓高度減小,受壓混凝土壓碎,構(gòu)件最終破壞。從受拉鋼筋屈服到壓混凝土壓碎,是構(gòu)件的破壞過程在這過程中,構(gòu)件的承載能力沒有多大變化,但其變形的大小卻決定了破壞的性質(zhì)圖1是鋼筋硅受彎構(gòu)件的m一△曲線,△v是屈服變形,△u是極限變形提高延性可增加結(jié)構(gòu)抗震潛力,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。延性結(jié)構(gòu)通過塑性鉸域的變形,能夠有效地吸收和耗散地震能量;同時(shí),這種變形降低了結(jié)構(gòu)的剛度,致使結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)減小,也就是使地震對(duì)結(jié)構(gòu)作用力減小當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為延性結(jié)構(gòu)時(shí),由于塑性變形可以耗散地震能量,結(jié)構(gòu)變形雖然會(huì)加大,但結(jié)構(gòu)承受的地震作用不會(huì)很快上升,內(nèi)力也不會(huì)再加大,因此具有延性的結(jié)構(gòu)可降低對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力要求,也可以說(shuō),延性結(jié)構(gòu)是用它的變形能力來(lái)抵抗罕遇地震作用。對(duì)于地震發(fā)生概率極少的抗震結(jié)構(gòu),延性結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)對(duì)策此外,延性可以使超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力得以充分重分布,采用塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)時(shí),同樣也可以節(jié)約鋼筋用量,取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。因此可以說(shuō)結(jié)構(gòu)的延性和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是同等重要的延性好的結(jié)構(gòu)的破壞我們稱之為塑性破壞,延性差的結(jié)構(gòu)的破壞我們稱之為脆性破壞,塑性破壞能提前給人以預(yù)兆,是符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理淪的結(jié)構(gòu)延性在抗震中之所以如此重要,是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)延性具有如下作用。1.1防比脆性破壞
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的脆性破壞是突發(fā)性的沒有預(yù)兆,為了保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全,除對(duì)構(gòu)件發(fā)生脆性破壞時(shí)的可靠指標(biāo)有較高要求外,還要保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有足夠的變形能力。
1.2承受某些偶然因素的作用 結(jié)構(gòu)在使用過程中可能會(huì)承受設(shè)計(jì)中未考慮到的偶然因素作用,如偶然的超載、基礎(chǔ)的不均勻沉降等其會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力和變形,而延性結(jié)構(gòu)的變形能力則可作為發(fā)生意外情況時(shí)內(nèi)力和變形的安全儲(chǔ)備。1.3實(shí)現(xiàn)塑性內(nèi)力重分布
延性結(jié)構(gòu)容許構(gòu)件的某些臨界截面有一定轉(zhuǎn)動(dòng)能力形成塑性鉸域,產(chǎn)生內(nèi)力重分布,從而使鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)能夠按塑性方法進(jìn)行設(shè)計(jì),得到有利的彎知分布,使配筋合理節(jié)約材料而且便于施工 1.4有利于結(jié)構(gòu)抗震
在地震作用下,延性結(jié)構(gòu)通過塑性鉸域的變形,能夠有效地吸收和耗散地震能量,同 時(shí)這種變形降低了結(jié)構(gòu)的剛度,致使結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)減小,也就是使地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用力減小,因此,具有較強(qiáng)抗震能力。2框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般原則
從以上內(nèi)容可看出,結(jié)構(gòu)延性在結(jié)構(gòu)的抗震中起著非常重要的作用,其與結(jié)構(gòu)的承載能 力同等重要因此,位于抗震的建筑必須考慮其延性,進(jìn)行延性抗震設(shè)計(jì),用以抵抗地震作用因?yàn)殇摻罨炷敛牧暇哂须p重性,如果設(shè)計(jì)合理,盡量消除或減少混凝土脆性性質(zhì)的危害,充分發(fā)揮鋼筋塑性性能,可以實(shí)現(xiàn)延結(jié)構(gòu)。根據(jù)震害以及近年來(lái)國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究資料,延性框架設(shè)計(jì)時(shí)大致上應(yīng)符合以下原則。2.1“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)原則一一控制塑性鉸的位置 地震作用下,框架中塑性鉸要出現(xiàn)在梁上,不允許出現(xiàn)在梁的跨中梁的跨中出現(xiàn)塑鉸將導(dǎo)致局部破壞,見圖3在梁端的塑性鉸必須具有延性,刁一能使結(jié)構(gòu)在形成機(jī)構(gòu)之前,可以抵抗外荷載并具有延性。由圖4,在框架結(jié)構(gòu)中,塑性鉸出現(xiàn)的位置或順序不同,將使框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的破形 式圖4(b)所示是一個(gè)強(qiáng)梁弱柱型結(jié)構(gòu),所以塑性鉸首先出現(xiàn)在柱中,當(dāng)某薄弱層柱的上下端均出現(xiàn)塑性鉸時(shí),該層就成為幾何可變體系,而引起上部結(jié)構(gòu)的倒塌這種結(jié)構(gòu)破壞只跟最薄弱層柱的強(qiáng)度和延性性能有關(guān),而其他各層梁柱的承載能力和耗能能力均沒有發(fā)揮作用圖4(a)是一個(gè)強(qiáng)柱弱梁型結(jié)構(gòu),塑性鉸首先出現(xiàn)在梁中,當(dāng)部分梁端甚至全部梁端均出現(xiàn)塑性鉸時(shí),結(jié)構(gòu)仍能繼續(xù)承受外荷載,而只有當(dāng)柱子底部也出現(xiàn)塑性鉸時(shí),結(jié)構(gòu)刁一達(dá)到破壞由此可知,柱中出現(xiàn)塑性鉸,不易修復(fù)而且容易引起結(jié)構(gòu)倒塌;而塑性鉸出現(xiàn)在梁端,卻可以使結(jié)構(gòu)在破壞前有較大的變形,吸收和耗散較多的地震能量,因而具有較好的抗震性能。震害調(diào)查發(fā)現(xiàn):凡是具有現(xiàn)澆樓板的框架,由于現(xiàn)澆樓板大大加強(qiáng)了梁的強(qiáng)度和剛度,地震破壞都發(fā)生在柱中,破壞較嚴(yán)重;反之裂縫出在梁中,破壞較輕,從而也證實(shí)強(qiáng)梁弱柱引起的結(jié)構(gòu)震害比較嚴(yán)重。
此外,梁的延性遠(yuǎn)大于柱的延性這是因?yàn)橹菈簭潣?gòu)件,較大的軸壓比將使柱的延性下降,而梁是受彎構(gòu)件,比較容易實(shí)現(xiàn)高延性比要求因此,較合理的框架破壞機(jī)制應(yīng)是梁比柱的塑性屈服盡可能早發(fā)生和多發(fā)生,底層柱柱根的塑性鉸較晚形成,各層柱子的屈服順序應(yīng)錯(cuò)開,不要集中在某一層這種破壞機(jī)制的框架,就是強(qiáng)柱弱梁型框架 2.2梁柱的延性設(shè)計(jì)
要使結(jié)構(gòu)具有延性,就必需保證框架梁柱有足夠的延性,而梁柱的延性是以其截面塑性 鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力來(lái)度量的。因此框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是梁柱塑性鉸設(shè)計(jì)為此,應(yīng)遵循:①“強(qiáng)剪弱彎”設(shè)計(jì)原則一一控制構(gòu)件的破壞形態(tài)適筋梁或大偏壓柱,在截面破壞時(shí)可以達(dá)到較好的延性,可吸收和耗散地震能量,使內(nèi)力重分布得以充分發(fā)展;而鋼筋混凝土梁柱在受到較大剪力時(shí),往往旱現(xiàn)脆性破壞所以在進(jìn)行框架梁、柱設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于其受彎承載力,使構(gòu)件發(fā)生延性較好的彎曲破壞,避免發(fā)生延性較差的剪切破壞,而且保證構(gòu)件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過早剪壞。②梁、柱剪跨比限制。剪跨比反映了構(gòu)件截面承受的彎知與剪力的相對(duì)大小它是影響梁、柱極限變形能力的主要因素之一,對(duì)構(gòu)件的破壞形態(tài)有很重要的影響因此柱的剪跨比λ=m/ vhe(m, v分別是截面承受的彎知、剪力值,he為柱截面高度)宜控制在1.5以上③梁、柱剪壓比限制。當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸太小或混凝土強(qiáng)度太低時(shí),按抗剪承載力公式計(jì)算的箍筋數(shù)量會(huì)很多,則箍筋在充分發(fā)揮作用之前,構(gòu)件將過早旱現(xiàn)脆性斜壓破壞,這時(shí)再增加箍筋用量己沒有意義因此,設(shè)計(jì)中應(yīng)限制剪壓比(v/hc b ho)即梁截面的平均剪應(yīng)力,使箍筋數(shù)量不至于太多,同時(shí),也可有效地防比斜裂縫過早出現(xiàn),減輕混凝土碎裂程度。這實(shí)質(zhì)上也是對(duì)構(gòu)件最小截面尺寸的要求。④柱軸壓比限制及其他措施試驗(yàn)研究表明,軸壓比的大小,與柱的破壞形態(tài)和變形能力是密切相關(guān)的隨著軸壓比不同,柱將產(chǎn)生兩種破壞形態(tài):受拉鋼筋首先屈服的大偏心受壓破壞和破壞時(shí)受拉鋼筋并不屈服的小偏心受壓破壞。而且,軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一,柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低,見圖5,尤其在高軸壓比下,增加箍筋對(duì)改善柱變形能力的作用并不明顯所以,抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)限制柱的軸壓比不能太大,其實(shí)質(zhì)就是希望框架柱在地震作用下,仍能實(shí)現(xiàn)大偏心受壓下的彎曲破壞,使柱具有延性性質(zhì)高層建筑中,底層柱往往承受很大的軸力,很難將軸壓比限制在較低水平試驗(yàn)表明,在知形柱或圓形柱內(nèi)設(shè)置知形核心柱,不但可以提高柱的受壓承載力,還可以提高柱的變形能力在壓、彎、剪作用下,當(dāng)柱出現(xiàn)彎、剪裂縫,在大變形情況下芯柱可以有效地減小柱的壓縮,保持柱的外形和截面承載力,特別對(duì)于承受高軸壓的短柱,更有利于提高變形能力,延緩倒塌⑤箍筋震害表明,梁端、柱端震害嚴(yán)重,是框架梁、柱的薄弱部位。所以按照強(qiáng)剪弱彎原則設(shè)計(jì)的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性鉸,稱為箍筋加密在塑性鉸配置足夠的箍筋,可約束核心混凝土,顯著提高塑性鉸混凝土的極限應(yīng)變值,提高抗壓強(qiáng)度,防比斜裂縫的開展,從而可充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力,提高梁、柱的延性此外,框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性與箍筋形式有關(guān)。例如,西安建筑科技大學(xué)和日本川鐵株式會(huì)社的研究表明,在其它條件相同的情況下,采用連續(xù)知形復(fù)合螺旋箍比一般復(fù)合箍筋可提高柱的極限變形角25%所以知形截面柱采用連續(xù)知形復(fù)合螺旋箍(圖7),可大大提高其延性⑥縱筋配筋率。試驗(yàn)表明:鋼筋混凝土單筋梁的變形能力,隨截面混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度x/h0的減小而增大,而x/h0隨著配筋率的增大、鋼筋屈服強(qiáng)度的提高和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的降低而增大,延性性能降低為此,《規(guī)范》對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)框架梁的x/h0作出了規(guī)定同時(shí),框架梁還應(yīng)滿足最小配筋率的要求
2.3“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”設(shè)計(jì)原則
由于節(jié)點(diǎn)的受力狀況非常復(fù)雜,所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)只有保證各節(jié)點(diǎn)不出現(xiàn)脆性剪切 破壞,刁一能使梁、柱充分發(fā)揮其承載能力和變形能力實(shí)際設(shè)計(jì)中,為保證框架結(jié)構(gòu)的延 性《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》是依據(jù)抗震等級(jí)對(duì)構(gòu)件本身不同性質(zhì)的承載力或構(gòu)件間的相對(duì)的承載力進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整,并依據(jù)規(guī)定的構(gòu)造要求來(lái)達(dá)到延性要求內(nèi)力調(diào)整系數(shù),依據(jù)抗震等級(jí)不同而異:一級(jí)抗震等級(jí)以實(shí)際配筋為基礎(chǔ)進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整;
二、三級(jí)抗震等級(jí)是在設(shè)計(jì)內(nèi)力的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整而構(gòu)造要求,則根據(jù)不同的抗震等級(jí),規(guī)定出截面形式、尺寸限制、材料規(guī)格、配筋率以及構(gòu)造形式等。3設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1方案確定時(shí)著重考慮的問題 3.1.1建筑高度
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度,6度設(shè)防:60m, 7度設(shè)防:55m, 8度設(shè)防:45m, 9度設(shè)防25m。對(duì)于平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或iv類場(chǎng)地上的結(jié)構(gòu),房屋適用的最大高度應(yīng)適當(dāng)降低,甲類建筑應(yīng)按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度確定房屋的最大高度。3.1.2抗震等級(jí)
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋根據(jù)使用功能的重要性、設(shè)防烈度和房屋高度不同,設(shè)計(jì)時(shí)采用不同的抗震等級(jí),并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。3.1.3結(jié)構(gòu)的傳力線路
計(jì)算簡(jiǎn)圖明確,傳力簡(jiǎn)單直接避免過渡。在荷載作用下,結(jié)構(gòu)的傳力路線越短、越直接,結(jié)構(gòu)的工作效能越高,滿足強(qiáng)度所耗費(fèi)的建材也就越少。3.1.4建筑的平面布局
結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則,剛度分布應(yīng)力求均勻?qū)ΨQ,側(cè)向剛度沿豎向逐步減小,避免突變,重力或風(fēng)力作用中心與剛度中心盡量重合,避免扭轉(zhuǎn)。當(dāng)建筑布局很不規(guī)則時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置,并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。在建筑的平面布局中,應(yīng)當(dāng)盡量使柱網(wǎng)按開間等跨和進(jìn)深等距布置,這樣能充分利用連續(xù)梁的受力特點(diǎn),可以使各跨梁截面趨于一致,提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。3.1.5建筑的使用功能
建筑的使用功能決定了荷載性質(zhì)和荷載取值,不但對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響,而且影響柱網(wǎng)布置、結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施,同時(shí),對(duì)地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也有影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到:框架結(jié)構(gòu)功能與建筑使用功能及外部條件一致,發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)。3.1.6工程地質(zhì)情況
建筑場(chǎng)地的地質(zhì)條件,影響著地基基礎(chǔ)形式及上部結(jié)構(gòu)的確定,應(yīng)選擇安全、可靠的場(chǎng)地和地基有抗震要求時(shí),應(yīng)選擇對(duì)建筑抗震有利的地段,即應(yīng)選擇穩(wěn)定基巖,堅(jiān)硬土,開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土場(chǎng)地,當(dāng)無(wú)法避開不利的或危險(xiǎn)的場(chǎng)地時(shí),應(yīng)采
取適當(dāng)?shù)拇胧?.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 3.2.1框架梁
框架梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁柱中心線不重合時(shí),應(yīng)考慮偏心對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響,以及梁荷載對(duì)柱子的偏心影響。偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí),可采篇三:混凝土讀書報(bào)告題材2011 3至第16周上課,第3周緒論
第4文獻(xiàn)綜述
第5周至16周,53次報(bào)告(第6周國(guó)慶停)11次課,作53次報(bào)告。
第5、7周:各4人報(bào)告;
第8至16周:各5人報(bào)告。篇四:混凝土結(jié)構(gòu)理論讀書報(bào)告
《混凝土結(jié)構(gòu)理論》讀書報(bào)告
混凝土構(gòu)件的變形和裂縫控制] 專業(yè):[建筑與土木工程] 學(xué)生姓名:[ 涂平平] 任課教師:[ 徐 海 燕 ] 完成時(shí)間:2013年4月12日 [ 混凝土構(gòu)件的變形和裂縫控制------混凝土結(jié)構(gòu)理論讀書報(bào)告
姓名:涂平平專業(yè):11級(jí)建筑與土木工程 學(xué)號(hào):20110108521312 [摘要] 混凝土是多種材料組成的非勻質(zhì)材料,其抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度,就產(chǎn)生了裂縫。裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和正常使用。在結(jié)構(gòu)的使用期限內(nèi),各種荷載的作用都將產(chǎn)生相應(yīng)的變形,特別是在混凝土開裂后以及荷載的長(zhǎng)期作用下混凝土發(fā)生徐變,過大的變形可能影響結(jié)構(gòu)的使用性能,甚至安全性。[關(guān)鍵詞]混凝土 裂縫 變形 剛度
一.引言
混凝土是抗壓性能大大優(yōu)于抗拉性能的材料。由于其極限拉伸變形很小,當(dāng)混凝土構(gòu)件受到彎矩、剪力、拉力和扭矩等荷載效應(yīng)作用,或由于地基不均勻沉降、混凝土收縮和溫度變化而產(chǎn)生的外加變形受到鋼筋或其它構(gòu)件約束,以及鋼筋銹蝕體積膨脹時(shí),混凝土中便產(chǎn)生拉應(yīng)力,該拉應(yīng)力超過其極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)開裂。同時(shí),混凝土材料來(lái)源廣泛,成分多樣,施工工序繁多,養(yǎng)護(hù)硬化需要較長(zhǎng)時(shí)間,受環(huán)境影響較大,混凝土自身構(gòu)成機(jī)理,以及凍融和化學(xué)作用等也往往是混凝土開裂的原因。所以,鋼筋混凝土構(gòu)件截面在施工中和正常使用階段難免出現(xiàn)荷載和非荷載因素導(dǎo)致的裂縫。因此需要對(duì)混凝土的裂縫進(jìn)行驗(yàn)算和控制,這是其它材料結(jié)構(gòu)所不遇的特殊問題。
建筑物混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用運(yùn)行過程中,由于自身內(nèi)部作用和相鄰?fù)獠拷Y(jié)構(gòu)物的牽制而處于不同程度的約束狀態(tài),這時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)將很有可能發(fā)生變形,當(dāng)某變形過大所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí).就會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)的開裂,使得混凝土結(jié)構(gòu)承載力降低.甚至整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞,嚴(yán)重影響到建筑結(jié)構(gòu)物的使用功能。
所以,在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)就應(yīng)該對(duì)使用階段的構(gòu)件最大變形進(jìn)行驗(yàn)算,并按允許值加以限制。此外,在超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析時(shí),為了建立變形協(xié)調(diào)條件,必須獲知構(gòu)件的剛度值及其變化,才能求解多余未知力。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的非線性受力全過程分析,要求構(gòu)件各截面剛度的變化全過程。所以,構(gòu)件的剛度或截面的彎矩-曲率關(guān)系直接影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布和重分布。
二.內(nèi)容綜述
㈠.混凝土裂縫產(chǎn)生的不良影響:
①鋼筋銹蝕,降低結(jié)構(gòu)的耐久性。混凝土的開裂使構(gòu)件中局部鋼筋直接與周圍介質(zhì)接觸,對(duì)于露天結(jié)構(gòu)和處在潮濕環(huán)境,甚至含酸、氯介質(zhì)的侵蝕環(huán)境下,鋼筋表層將逐漸氧化而發(fā)生銹蝕,并往內(nèi)部發(fā)展。鋼筋的受力面積因受銹蝕而逐漸減小,縱向裂縫破壞了鋼筋和混凝土的粘結(jié)力,都使構(gòu)件的承載力減小,耐久性下降,影響結(jié)構(gòu)的安全度。②降低結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性,甚至造成滲漏,嚴(yán)重?fù)p害一些水工結(jié)構(gòu)和容器結(jié)構(gòu)的使用性能。③降低結(jié)構(gòu)的剛度,增大變形量,影響非結(jié)構(gòu)性建筑部件的使用性能和觀瞻,例如門窗的開啟,隔墻和裝飾材料的變形等。④裂縫的顯現(xiàn)和發(fā)展,以及室內(nèi)非結(jié)構(gòu)材料的局部損傷,都使人們心理上產(chǎn)生不安全感。有時(shí)成為要求進(jìn)行裂縫處理或加固的主要因素。
㈡.構(gòu)件的變形產(chǎn)生的不良影響:
①改變結(jié)構(gòu)的內(nèi)力或承載力。例如受壓構(gòu)件的附加偏心距增大,承載力下降;結(jié)構(gòu)的剛度過小,在機(jī)械設(shè)備振動(dòng)、移動(dòng)荷載作用,或風(fēng)振作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)加劇。②妨礙建筑物的使用功能。例如工業(yè)廠房中,吊車梁撓度過大會(huì)增加軌道與扣件間的磨損,甚至影響吊
車正常運(yùn)行,無(wú)法作業(yè);屋面梁、板撓度過大會(huì)導(dǎo)致屋面積水,引起滲漏和附加撓度;樓面梁、板撓度隨可變荷載的變化而變化,過大則被其支承的儀器、設(shè)備難以維持水平和穩(wěn)定而影響正常使用。③引起相連建筑部件的損傷。例如天花板和吊頂?shù)南麓购烷_裂、支承的輕質(zhì)隔墻的局部損傷和開裂、門窗和移動(dòng)式隔墻的開啟受阻。④人們的心理不安全感。例如梁板的下垂和彎曲,柱的側(cè)向偏斜、薄板的震顫等都可能引起人們的心理恐慌。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),日常生活中,人們心理上能夠承受的最大撓度大致為l/250(l為構(gòu)件的計(jì)算跨度),超過此限值就有可能引起用戶的不安。
㈢.裂縫分析方法
混凝土裂縫發(fā)展的因素眾多,以及混凝土的非勻質(zhì)性和材料的離散度較大,裂縫的開展和延伸有一定的隨機(jī)性,使構(gòu)件表面的裂縫狀況變異性大,對(duì)其認(rèn)識(shí)和分析主要有三種方法。其中粘結(jié)-滑移法和無(wú)滑移法的區(qū)別在于粘結(jié)-滑移法認(rèn)為混凝土受拉裂縫的間距主要取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度、鋼筋的配筋率與直徑,以及二者間的平均粘結(jié)應(yīng)力等;無(wú)滑移法則認(rèn)為截面配筋率和鋼筋直徑對(duì)裂縫的間距和寬度影響很小,假設(shè)裂縫截面在鋼筋和混凝土界面處的相對(duì)滑移很小,可予忽略,即裂縫寬度為零,構(gòu)件表面裂縫的寬度隨該點(diǎn)至鋼筋的距離成正比增大。第三種方法為綜合分析法,將上面兩種方法合理的結(jié)合起來(lái),既考慮構(gòu)件表面至鋼筋的距離對(duì)裂縫寬度的重大作用,又修正鋼筋界面上相對(duì)滑移和裂縫寬度為零的假設(shè),計(jì)入粘結(jié)-滑移的影響。
計(jì)算在使用荷載作用下的最大裂縫寬度,有幾種方法,第一種先確定平均裂縫間距和平均裂縫寬度,而后乘以根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)求得的“擴(kuò)大系數(shù)”來(lái)確定最大裂縫寬度;第二種是直接給出最大裂縫間距來(lái)計(jì)算最大裂縫寬度;第三種是確定主要影響參數(shù),根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì),在一定的保證率條件下,給出最大裂縫寬度的計(jì)算公式。《規(guī)范》以第一種方法為主。㈣.變形分析方法
在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)就應(yīng)該對(duì)使用階段的構(gòu)件最大變形進(jìn)行驗(yàn)算,并按允許值加以限制。此外,在超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析時(shí),為了建立變形協(xié)調(diào)條件,必須獲知構(gòu)件的剛度值及其變化,才能求解多余未知力。截面剛度計(jì)算中有三種計(jì)算方法,有效慣性矩法、剛度解析法、受拉剛化效應(yīng)修正法。這類計(jì)算方法的共同特點(diǎn)是:構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)取為拉區(qū)混凝土已經(jīng)開裂,但鋼筋尚未屈服,即彎矩mcr 在工程設(shè)計(jì)中,對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算,不論其構(gòu)件截面開裂與否,都把構(gòu)件 假定為理想的彈性體,并采用材料力學(xué)的計(jì)算公式。實(shí)際上,裂縫出現(xiàn)前構(gòu)件才基本是彈性 的,變形與荷載之間保持線性關(guān)系;臨近開裂時(shí),構(gòu)件受拉區(qū)況凝上出現(xiàn)塑性,混凝土彈性 模量衰減為變形模量,截面開裂后,不但混凝土變形模量進(jìn)一步降低,而且截面的幾何特性 也發(fā)生變化。所以計(jì)算構(gòu)件變形的最大難點(diǎn)就在于如何找到一個(gè)既適合應(yīng)用彈性公式又符 合上述變化的構(gòu)件剛度。目前,國(guó)內(nèi)外計(jì)算受彎構(gòu)件變形(實(shí)際上是計(jì)算構(gòu)件剛度)的公式繁 多,這些公式都是根據(jù)各自的試驗(yàn)條件或資料提出的,因而帶有局限性,且各公式的計(jì)算結(jié)果有時(shí)差異較大。 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件分全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件、部分預(yù)應(yīng)力混凝土月類構(gòu)件和開裂的b 類構(gòu)件,前二者基本處于彈性階段,變形計(jì)算較為符合實(shí)際情況,后者截面已開裂,受拉區(qū) 混凝土已消壓,構(gòu)件已衰退為類似于鋼筋混凝土構(gòu)件,這就使變形計(jì)算復(fù)雜化,容易產(chǎn)生差 異。有學(xué)者研究后提出:鋼筋混凝土梁的變形計(jì)算,現(xiàn)行橋規(guī)公式尚屬合理,可維持不變。鋼筋混凝土板的變形計(jì)算,現(xiàn)行橋規(guī)公式的計(jì)算值均比其他規(guī)范大,建議提高其計(jì)算剛度,即取消剛度的0.85非線性折減,以改善其計(jì)算效果。部分預(yù)應(yīng)力混凝土b類受彎構(gòu)件的變形,現(xiàn)行橋規(guī)和設(shè)計(jì)建議的公式均有較好的效果,下次修訂規(guī)范時(shí)可選其中之一。非開裂的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,其變形剛度可維持現(xiàn)狀。 ㈤.措施 混凝土的變形性能無(wú)論是非荷載作用的變形,還是外荷載作用引起的變形,其最為重要的是要認(rèn)真分析,制定切實(shí)有效符合實(shí)際的施工措施;做好混凝土溫度變形的控制工作,避免和減少產(chǎn)生混凝土溫度裂縫。為此澆筑大體積混凝土?xí)r,應(yīng)適當(dāng)考慮采取以下措施,以杜絕和減少溫度變形,防止出現(xiàn)裂縫: ⑴.控制砼升溫 1.選用水化熱低的水泥。水化熱是水泥熟料水化所放出的熱量。為使砼減少升溫,可以在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下,減少水泥用量,盡量選用中低熱水泥。一般工程可選用礦渣水泥或粉煤灰水泥。2.利用砼的后期強(qiáng)度。利用砼后期強(qiáng)度主要是從配合比設(shè)計(jì)入手,并通過試驗(yàn)證明28天之后砼強(qiáng)度能繼續(xù)增長(zhǎng)。到預(yù)計(jì)的時(shí)間能達(dá)到或超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度。3.摻入減水劑和微膨脹劑。摻加一定數(shù)量的減水劑或緩凝劑,可以減少水泥用量,改善和易性,推遲水化熱的峰值期。而摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,也可以減少砼的溫度應(yīng)力。4.摻入粉煤灰外摻劑。在砼中加入少量的磨細(xì)粉煤灰取代部分水泥,不僅可降低水化熱,還改善砼的塑性。5.骨料的選用。連續(xù)級(jí)配粗骨料配制的砼具有較好的和易性,較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強(qiáng)度。另外砂、石含泥量要嚴(yán)格控制。砂的含泥量小于2%,石的含泥量小于1%。 6.降低砼的出機(jī)溫度和澆筑溫度。首先要降低砼拌合溫度。降低砼出機(jī)溫度的最有效的辦法是降低石子的溫度,在氣溫較高時(shí),要避免太陽(yáng)直接照射骨料,必要時(shí)向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。 另外砼在裝卸、運(yùn)輸、澆筑等工序都對(duì)溫度有影響。為此,在炎熱的夏季應(yīng)盡量減少?gòu)臄嚢枵镜饺肽5臅r(shí)間。 ⑵.采用保溫或保濕養(yǎng)護(hù),延緩砼降溫速度 為減少砼澆筑后所產(chǎn)生的內(nèi)外溫差,夏季應(yīng)采用保濕養(yǎng)護(hù),冬季應(yīng)保溫養(yǎng)護(hù)。大體積砼結(jié)構(gòu)終凝后,其表面蓄存一定深度的水,具有一定的隔熱保溫效果,縮小了砼內(nèi)外溫差,從而控制裂縫的開展。而基礎(chǔ)工程大體積砼結(jié)構(gòu)拆模后,宜盡快回填土,避免氣溫驟變,亦可延緩降溫速率,避免產(chǎn)生裂縫。 ⑶.改善施工工藝,提高砼抗裂能力 1.采用分層分段法澆筑砼,有利于砼消化熱的散失,減小內(nèi)外溫差。2.改善配筋,避免應(yīng)力集中,增強(qiáng)抵抗溫度應(yīng)力的能力。孔洞周圍、變斷面轉(zhuǎn)角部位、轉(zhuǎn)角處都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。為此,在孔洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網(wǎng)片,在變截面作局部處理使截面逐漸過渡,同時(shí)增配抗裂鋼筋都能防止裂縫的產(chǎn)生。值得注意的是,配筋要盡可能 應(yīng)用小直徑和小間距,按全截面對(duì)稱配置。3.設(shè)置后澆帶。對(duì)于平面尺寸過大的大體積砼應(yīng)設(shè)置后澆帶,以減少外約束力和溫度應(yīng)力;同時(shí)也有利于散熱,降低砼的內(nèi)部溫度。4.做好溫度監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)反映溫差,隨時(shí)指導(dǎo)養(yǎng)護(hù),控制砼內(nèi)外溫差不超過25攝氏度。三.結(jié)束語(yǔ) 《鋼筋混凝土原理》這本書系統(tǒng)全面的介紹了混凝土這種材料在單軸和多軸應(yīng)力狀態(tài)下,以及各種特殊條件下的強(qiáng)度和變形的一般規(guī)律,以此作為了解和分析構(gòu)件性能的基礎(chǔ)。在表述鋼筋混凝土構(gòu)件在各種受力條件下的性能時(shí),強(qiáng)調(diào)以試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),著重介紹其受力變形和破壞的全過程,各種因素的影響,機(jī)理分析,重要技術(shù)指標(biāo)的確定,計(jì)算原則和方法等。在閱讀完該課本后,使我能夠較好的了解到鋼筋混凝土材料和構(gòu)件受力性能的一般規(guī)律,受益匪淺。 四.參考文獻(xiàn) [1].鮑衛(wèi)剛,寧平華,鄭紹硅.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件變形比較研究[j].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào).1992.12 [2].丁大鈞,藍(lán)宗建.關(guān)于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件剛度計(jì)算的幾點(diǎn)看法[j].土木工程學(xué)報(bào).1983.6 [3].解恒燕,鄭文忠.預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件反向變形控制與驗(yàn)算[j].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2010.8 [4].過鎮(zhèn)海.鋼筋混凝土原理[m].北京:清華大學(xué)出版社,1999.篇五:高等鋼筋混凝土讀書報(bào)告 高等鋼筋混凝土讀書報(bào)告(王小萌 sq09018146003)高等鋼筋混凝土這門課程,它所講述的就鋼筋與混凝土。通過對(duì)這課程的學(xué)習(xí)我了解到鋼筋和混凝土材料特點(diǎn),性能,變形和破壞機(jī)理以及為什么只有鋼筋和混凝土結(jié)合在一起使用才能發(fā)揮他們最佳作用。本門課程是在本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上的一個(gè)提高。本人認(rèn)為這課程中與以前本科學(xué)習(xí)最大的不同在于其第四章多軸強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系,其他章節(jié)與本科教學(xué)基本相同,不同的只是在某些方面加以補(bǔ)充以及比本科教學(xué)有更詳細(xì)的論述。本人在此不再論述,將詳細(xì)論述多軸強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系,特別是本構(gòu)關(guān)系仍有很大的發(fā)展空間,值得去研究。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,承受單一的單軸壓和拉應(yīng)力狀態(tài)構(gòu)件極少,一般的構(gòu)件都是處于二維或三維應(yīng)力狀態(tài).因此在設(shè)計(jì)這些構(gòu)件時(shí),如果我還是采用混凝土的單軸抗壓和抗拉強(qiáng)度的話,那么必然過低地給出二軸和三軸抗壓強(qiáng)度,浪費(fèi)材料,過高地估計(jì)多軸拉-壓應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度,埋下安全隱患,顯然都不合理。人們?cè)缭?0世紀(jì)初就開始進(jìn)行多軸受壓應(yīng)力實(shí)驗(yàn),但由于結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用不急迫和實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平的限制,混凝土多軸性能的研究幾乎停帶.到了20世紀(jì)60年代,由于一些國(guó)家大力發(fā)展核電站,推動(dòng)了混凝土多軸性能的研究,特別是由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,以及有限元分析方法的漸趨成熟,為準(zhǔn)確地分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了強(qiáng)有力的理論和運(yùn)算手段,促使尋求和研究合理,準(zhǔn)確的混凝土破壞準(zhǔn)則和本構(gòu)關(guān)系.同時(shí),電子測(cè)量和控制技術(shù)的進(jìn)步,為建造復(fù)雜的混凝土實(shí)驗(yàn)設(shè)備和改進(jìn)測(cè)量技術(shù)提供了條件.到了70年代出現(xiàn)了研究高潮,很多國(guó)家的學(xué)者展開了對(duì)混凝土多軸性能的大量的系統(tǒng)性的試驗(yàn)和理論研究,取得的成果以融入相關(guān)規(guī)范,70年代末我國(guó)學(xué)者在該領(lǐng)域也進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和研究,并取相應(yīng)的成果。關(guān)于多軸強(qiáng)度的特點(diǎn)及規(guī)律在課件中有詳細(xì)論述在此不在多提,下面就多軸應(yīng)力計(jì)算方法和本構(gòu)關(guān)系及未來(lái)展望談下本人看法。 多軸應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算方法 1.1 應(yīng)力應(yīng)變分析 在闡述此應(yīng)力計(jì)算方法之前,先分析缺口構(gòu)件在缺口處的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),如圖1。當(dāng)構(gòu)件處于平面應(yīng)力時(shí), 其應(yīng)力應(yīng)變分量不為0的為?22,?11,?22,?33。當(dāng)構(gòu)件處于平面應(yīng)變時(shí), 其應(yīng)力應(yīng)變分量不為0的有?22,?33,?11,?22。一般情況下應(yīng)力應(yīng)變分量不為0的有?22,?23,?32,?33,?11,?22,?23,?32,?33。由于?23??32,?23??32所以有7 個(gè)未知量。圖1 缺口處應(yīng)力分量 1.2計(jì)算公式 1.2.1 neuber 理論分析方法。 從上邊的應(yīng)力狀態(tài)分析中可以看出, 當(dāng)構(gòu)件處于平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)(平面應(yīng)變狀態(tài)類似)有四個(gè)分量, 即一個(gè)應(yīng)力分量和三個(gè)應(yīng)變分量。為了得到這四個(gè)分量,需要四個(gè)方程。由neuber 公式可以提供一個(gè)方程, 通過化簡(jiǎn)可以得到: eenn?22?22??22?22(1) 式中 e ——完全彈性狀態(tài)相應(yīng)物理量的值 n ——用neuber 法計(jì)算相應(yīng)物理量的值 圖2 neuber 法 此式具有能量意義,從圖2 中可以看出,雖然缺口處于塑性狀態(tài),但總應(yīng)變能密度與缺口處于線彈性狀態(tài)時(shí)的總應(yīng)變能密度相等,即陰影面積與b 點(diǎn)和兩坐標(biāo)軸圍成的矩形面積相等。另外三個(gè)方程可根據(jù)本構(gòu)關(guān)系給出。當(dāng)構(gòu)件處于多軸應(yīng)力狀態(tài)時(shí), 由上邊的分析并考慮到?23??32,?23??32 可知,有三個(gè)應(yīng)力分量和 四個(gè)應(yīng)變分量共七個(gè)未知參量。本構(gòu)方程只能提供四個(gè)方程,因此還需要三個(gè)額外的方程才能得出這七個(gè)未知參量。在多軸狀態(tài)時(shí), 把在單軸狀態(tài)下的neuber 公式(1)推廣到多軸應(yīng)力狀態(tài)。式(1)推廣到多軸狀態(tài)下的張量形式如下:ee?ij?ij??ijn?ijn(2)。i,j?1,2,3累加。 由于在實(shí)際解決問題時(shí), 用主應(yīng)力應(yīng)變表示比較方便, 此時(shí)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)用五個(gè)未知量即?2,?3,?1,?2,?3 表示。這樣只需要五個(gè)方程就可以解出未知的參量。用主應(yīng)力可以把等式(2)寫成如下形式: eeeeeennnnnn?11?11??22?22??33?33??11?11??22?22??33?33(3)p根據(jù)本構(gòu)關(guān)系, 并假設(shè)?eq?f(?eq),這里f(?eq)是單軸拉壓情況下本構(gòu)關(guān) 系中的等效塑性應(yīng)變表達(dá)函數(shù),p 代表塑性狀態(tài)相應(yīng)物理量的值。則本構(gòu)方程可以寫成如下三個(gè)方程: nf(?eq)nvnnn?1??(?2??3)?(?2??3n)(4)e2?eq nf(?eq)1nn(2?2n??3n)??(?2?v?3)?e2?eqn2 nf(?eq)1nn??(?3?v?2)?(2?3n??2n)e2?eqn3 n? 其中,?eq(5)(6)v——泊松比 這樣為解上述問題還缺一個(gè)條件。諸多試驗(yàn)表明,在比例加載情況下, 缺口處最 大主應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)變能密度與總應(yīng)變能密度之比與假設(shè)缺口處處于完全線彈性情況時(shí)最大主應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)變能密度與總應(yīng)變能密度之比相等,即 ee?2?2?2n?2n(7)?nneeeenn?2?2??3?3?2?2??3?3 通過以上各式,應(yīng)力應(yīng)變即可求出。1.2.2 等效應(yīng)變能密度法理論 圖3 等效應(yīng)變能密度法 此方法最初是在缺口件處于平面應(yīng)力狀態(tài)下提出的。其形式如下: ?e?22 0ee(8)?d22d?220e22e22e?22 式中上標(biāo)e 為等效應(yīng)變能密度法計(jì)算相應(yīng)物理量的值。從圖3 中可以看出,雖然缺口處在塑性狀態(tài),但其應(yīng)變能密度與缺口處在彈性狀態(tài)下的應(yīng)變能密度相等,即陰影面積與直線ob 和橫軸組成的三角形面積相等, 這種方法稱為等效應(yīng)變能密度法(equivalentstrainenergy density method ,簡(jiǎn)記為esed 法)。其他方程的分析方法與上述相同。在平面應(yīng)力狀態(tài),本構(gòu)方程和公式(8)聯(lián)立即可解決, 此時(shí)公式(8)的具體形式如下。等效應(yīng)變能密度公式: 1eeee?22?22???22d?22(9)2 多軸加載的一般情況下, 等效應(yīng)變能密度公式的具體形式如下。等效應(yīng)變能pe?eq1ee11?2veeee2eepe(1?v)(?eq)??2??3eqd?eq密度公式:(?2?2??3?3)? ?022e6e(10) pee?eq? f(?eq)e?eq?eq——等效的對(duì)應(yīng)項(xiàng)的值 p ——塑性對(duì)應(yīng)項(xiàng)的值 1.2.3多軸修正neuber 法模型的建立 通過圖2 和圖3 可以看出, 在彈性范圍內(nèi)neuber法和等效應(yīng)變能密度法所計(jì)算的應(yīng)力和應(yīng)變是相等的,但是進(jìn)入塑性狀態(tài)以后, 二者卻是有差異的。因此在計(jì)算應(yīng)力應(yīng)變的公式中, 應(yīng)該有體現(xiàn)屈服強(qiáng)度的參量σys。一般情況下neuber 法過高地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變,給出應(yīng)力應(yīng)變估算結(jié)果的上限;而esed 法過低地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變, 給出應(yīng)力應(yīng)變估算結(jié)果的下限。通過對(duì)neuber 法和等效應(yīng)變能密度法仔細(xì)分析,并且考慮應(yīng)力應(yīng)變曲線關(guān)系的幾何表示,可以發(fā)現(xiàn)二者的區(qū)別主要表現(xiàn)為neuber 法比等效應(yīng)變能密度法所計(jì)算的面積要大一些,并設(shè)此面 積差為s。為了使計(jì)算結(jié)果更符合工程實(shí)際,并使其位于這兩種計(jì)算方法所得的結(jié)果 圖4 多軸應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算的修正neuber 法原理圖 之間,從neuber 法所代表的面積中減去它比等效應(yīng)變能密度法所大的面積s 的一半, 表現(xiàn)在本文提出的公式(11)中,即取系數(shù)k1 為0.5。通過對(duì)圖4 進(jìn)行分析,本文提出新的計(jì)算方法, 在主應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下其表達(dá)式為: ?2???1?ys?ee?1?k1??2?2??3e?3e2j?2j??3j?3j?(11)???122???e2 ej 為新方法計(jì)算對(duì)應(yīng)物理量的值。式中的k1=0.5 ,并且要求?ys??2。如果 ee,此時(shí)認(rèn)為?ys??2,公式(11)變成neuber 公式(3)。?ys??2 2 結(jié)論 1)通常neuber 法過高地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變,而等效應(yīng)變能密度法(esed)過低地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變。 2)本文考慮了neuber 法和等效應(yīng)變能密度法的異同, 并且提出一個(gè)修正的neuber 公式, 此公式在彈性狀態(tài)時(shí)與neuber 公式完全相同。而從結(jié)果圖中及理論分析可知,在彈性狀態(tài)下,這三種方法實(shí)際相同。3)所得結(jié)果與neuber 法和等效應(yīng)變能密度法的結(jié)果比較(見圖6、圖7)表明,本方法能較精確地估算多軸加載下缺口根部的應(yīng)力應(yīng)變, 且便于工程實(shí)際應(yīng)用。4)通過上文中所述,當(dāng)用主應(yīng)力去代替應(yīng)力偏量時(shí),會(huì)產(chǎn)生問題。文獻(xiàn)[ 1 ] 經(jīng)過研究指出,當(dāng)在比例加載的情況下,這種誤差不大。 本構(gòu)模型的學(xué)習(xí)體會(huì) 隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高和生產(chǎn)力的發(fā)展,混凝土的應(yīng)用模式、應(yīng)用環(huán)境已由單純房屋建筑等簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)漸擴(kuò)大到像海洋石油鉆井平臺(tái)、高拱壩以及核電站預(yù)應(yīng)力混凝土保護(hù)層等復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。混凝土是以水泥為膠凝材料的多組分多相非勻質(zhì)的復(fù)合材料,對(duì)混凝土強(qiáng)度的形成、破損的過程與機(jī)理以及如何設(shè)計(jì)和計(jì)算強(qiáng)度,都是非常復(fù)雜的問題。因此,獲得工程中使用方便的混凝土本構(gòu)模型有重要意義。1 基于經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)上的本構(gòu)模型 1.1 線彈性本構(gòu)模型 線彈性本構(gòu)模型是迄今發(fā)展最成熟的材料本構(gòu)模型,這種模型能較好地描述混凝土受拉和低應(yīng)力受壓時(shí)性能,也適于描述混凝土其它受力情況下的初始階段,基于這類模型運(yùn)用到有限元分析中已有很多成功的例子。由于混凝土的變形特征具有非線性,尤其是在受壓狀態(tài)下。因此只能在一些特定的條件下使用線彈性本構(gòu)模型的,如:混凝土的應(yīng)力發(fā)展水平很低,內(nèi)部微裂縫和塑性變形還未發(fā) 展到明顯的階段;預(yù)應(yīng)力或受約束結(jié)構(gòu)在開裂以前;對(duì)形體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算或初步分析。 1.2 彈性非線性本構(gòu)模型 彈性非線性本構(gòu)模型突出了混凝土非線性變化的特點(diǎn)。彈性非線性模型假設(shè)混凝土的彈性非線性可以通過不斷變化的切線模量(增量理論)或割線模量(全量理論)來(lái)描述。它具有精度好,數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單,算法穩(wěn)定等特點(diǎn),在計(jì)算一次性單調(diào)加載時(shí)會(huì)得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。但是由于理論的局限性和已獲得的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)范圍較小,非線性彈性模型難以覆蓋各種應(yīng)力狀態(tài)下的受力變形過程。由于它以材料的彈性為基礎(chǔ),不能反映混凝土加載和卸載的區(qū)別、存在滯回環(huán)、卸載后存在殘余變形等;不能應(yīng)用于卸載、加載循環(huán)和非比例加載等復(fù)雜的受力過程。1.3 塑性本構(gòu)模型 塑性力學(xué)的基本概念是從一種理想化的拉伸曲線中起源并引伸出來(lái),并把單軸的試驗(yàn)結(jié)果推廣至三維空間。一般說(shuō)來(lái),該理論由三部分組成:初始屈服面、強(qiáng)化準(zhǔn)則和流動(dòng)規(guī)則,它們與屈服面密不可分。1950 年ducker 提出其著名公設(shè)以后,人們才從理性高度上搞清了塑性流動(dòng)規(guī)律和加載 函數(shù)的關(guān)系,并明確了屈服面形狀所必須滿足的外凸性,從而把分散的規(guī)則用統(tǒng)一的觀點(diǎn)聯(lián)系起來(lái),建立了統(tǒng)一的理論框架,從數(shù)學(xué)上形成了比較嚴(yán)格的理論體系,由于基本假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證困難,對(duì)于混凝土這種多相材料來(lái)說(shuō),難以確定明顯的屈服點(diǎn)(面)。在描述軟化現(xiàn)象時(shí),還需要改用yushin公設(shè),因?yàn)閐ucker 公設(shè)只能描述穩(wěn)定材料的性能。因此,用塑性力學(xué)方法來(lái)描述混凝土的性能,還有待深入研究,繼續(xù)改進(jìn)。目前所提出的一些混凝土非經(jīng)典塑性模型,其基本觀點(diǎn)是將材料非彈性變形分解為塑性滑移變形和混凝土內(nèi)部裂紋擴(kuò)展所引起的變形。塑性滑移部分按經(jīng)典塑性理論通過加載面在主應(yīng)力空間解決,微裂紋變形則通過建立在應(yīng)變空間上的勢(shì)函數(shù)來(lái)處理。該模型由于同時(shí)定義了兩種加載面,從而造成了數(shù)值計(jì)算的困難。同時(shí),對(duì)于任何一條實(shí)測(cè)混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線,無(wú)法知道其非彈性變形中塑性滑移和微裂紋擴(kuò)展各項(xiàng)的比例,因此模型所依賴的這兩種加載面也就很難通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定,可靠性難以保證。2 基于新興力學(xué)理論的本構(gòu)模型 2.1 基于斷裂力學(xué)的混凝土模型 斷裂力學(xué)起源于金屬材料的斷裂,最早將斷裂力學(xué)用于混凝土研究的是kaplain。隨后的工作幾乎都是在混凝土為線彈性的假定下,運(yùn)用斷裂力學(xué)對(duì)混凝土斷裂參量的研究。但是由于沒有弄清混凝土斷裂破壞的特殊性質(zhì),所以導(dǎo)致了很多相互矛盾的結(jié)果。不同研究所獲得的混凝土斷裂韌度的測(cè)定值,其離散性之大已經(jīng)引起很多學(xué)者產(chǎn)生線彈性斷裂力學(xué)能否應(yīng)用于混凝土材料的懷疑。例如,glucklich 證明,臨界應(yīng)變能釋放率要比混凝土的表面能的2 倍大得多。其他越來(lái)越多的試驗(yàn)結(jié)果也表明,泥凝土的kic 值隨著試件 尺寸的變化而變化,并與裂紋長(zhǎng)度和相對(duì)缺口深度有關(guān)。不僅如此,kic 還隨骨料體積、形狀、水灰比和齡期的不同而不同。后者由于材料性質(zhì)的變化而引起kic 的變化。單就尺寸變化引起的kic 的不同結(jié)果,就值得懷疑線彈性斷裂力學(xué)對(duì)混凝土的適用性。然而,隨著近年來(lái)對(duì)大尺寸混凝土試件(h> 2m)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,以往對(duì)混凝土斷裂參量的測(cè)定,實(shí)際上并不真正代表混凝土的斷裂韌度,而僅僅是名義值。 混凝土結(jié)構(gòu)安裝 裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指主要承重構(gòu)件一部分采用工廠預(yù)制生產(chǎn),其他構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)澆注,然后通過現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工組裝成具有可靠傳力機(jī)制,并滿足承載力和變形要求的結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)稱裝配式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式結(jié)合了現(xiàn)澆式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和全裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點(diǎn),避免了它們的一些主要缺點(diǎn),既具有良好的整體性和抗震性,又可以通過預(yù)制構(gòu)件減少現(xiàn)場(chǎng)工作量和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),是工程中一種較理想的結(jié)構(gòu)。[1] 單層工業(yè)廠房是裝配整體式結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛的一方面。單層工業(yè)廠房建筑面積大、構(gòu)件類型少、數(shù)量多,因此一般多采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)安裝工程直接影響整個(gè)工程的施工進(jìn)度、勞動(dòng)生產(chǎn)率、工程質(zhì)量、施工安全和工程成本,必須予以充分重視。 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件有基礎(chǔ)、柱子、吊車梁、連系梁、物架、天窗架、屋面板等。除了基礎(chǔ)是現(xiàn)澆外,其余構(gòu)件均可為預(yù)制構(gòu)件,在現(xiàn)場(chǎng)或預(yù)制構(gòu)件廠預(yù)制,然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。因此,單層工業(yè)廠房的施工關(guān)鍵是制定一個(gè)切實(shí)可行的構(gòu)件運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)安裝方案。 首先我們需要一個(gè)完善的準(zhǔn)備工作,包括場(chǎng)地清理、道路修筑、基礎(chǔ)準(zhǔn)備、構(gòu)件的檢查、清理、運(yùn)輸、堆放、彈線放樣以及吊裝機(jī)具的準(zhǔn)備等;接著要確定具體的構(gòu)件安裝方法及技術(shù)要求。單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的安裝方法,有以下兩種:分件安裝法(起重機(jī)每開行一次,僅吊裝一種或幾種構(gòu)件)和綜合安裝法(起重機(jī)在廠房?jī)?nèi)一次開行中就安裝完一個(gè)節(jié)間的各種類型的構(gòu)件)。對(duì)于起重機(jī)的選用也非常重要,一般鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)吊裝,多采用履帶式、汽車式、輪胎式起重機(jī)。在沒有的情況下,也可采用桅桿式起重機(jī)等。起重機(jī)的三個(gè)工作參數(shù):起重量、起重高度和起重半徑是我們選擇的關(guān)鍵。[2] 單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱一般均為現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制,其截面形式有矩形、工字形、雙肢形等。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到75%混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值以上時(shí)方可吊裝。吊裝前需對(duì)柱進(jìn)行綁扎,擦汗那個(gè)度不大的柱子,綁扎一點(diǎn)(在牛腿上)即可,較長(zhǎng)的柱子,為避免過大的吊裝應(yīng)力出現(xiàn)裂縫,應(yīng)綁扎兩點(diǎn)或多點(diǎn)。[3]柱的吊裝方法,按柱起吊后柱身是否垂直,分為直吊法和斜吊法;按柱在吊升過程中柱身運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),分為旋轉(zhuǎn)法和滑行法。柱子插入杯口后,應(yīng)使柱身大體垂直。在柱腳離杯底30mm一50mm時(shí),停止吊鉤下降,開始對(duì)位。柱吊裝以后要做平面位置、標(biāo)高及垂直度等三項(xiàng)內(nèi)容的校正,可以使用敲打楔子法、螺旋千斤頂平頂法、螺旋千斤頂斜頂法、撐桿校正法進(jìn)行校正。柱子采用澆灌細(xì)豆石混凝土的方法最后固定,為防止柱子在校正后被大風(fēng)或術(shù)楔變形使柱子產(chǎn)生新偏差,灌縫作業(yè)應(yīng)在校正后立即進(jìn)行,灌縫時(shí),需將柱底雜物清理干凈,并灑水濕潤(rùn)。在灌混凝土和振搗時(shí)不得碰撞柱子或楔子。[4] 吊車梁的吊裝:施工準(zhǔn)備,在吊車梁端頭彈出梁的中心線,同時(shí)在彈柱子線時(shí),在柱牛腿上彈出吊車梁中心線應(yīng)在位置線;準(zhǔn)備墊鐵、電焊機(jī)、連接鐵板等,準(zhǔn)備吊索等工具。吊車梁的吊裝必須在基礎(chǔ)杯口第二次澆灌的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上才能進(jìn)行。吊車梁面有的有預(yù)埋的吊環(huán),吊裝時(shí)只要吊索相等掛上小吊鉤即可;如無(wú)預(yù)埋吊環(huán)則要捆綁鋼絲繩索用卡環(huán)卡牢,再用等長(zhǎng)索小吊鉤起吊,起吊后要使吊車梁保持水平以便于安裝。[5] 中小型單層工業(yè)廠房屋架的跨度為12一24 m,質(zhì)量為3一10 t。鋼筋混凝土屋架一般在施工現(xiàn)場(chǎng)平臥疊澆預(yù)制。在屋架吊裝前,先要將屋架扶直(又稱翻身),然后將屋架吊運(yùn)到預(yù)定地點(diǎn)就為(排放)。屋架翻身:屋架在工地制作時(shí)是平臥式的,在翻身起立時(shí),當(dāng)屋架跨度在18 m及18 m以上時(shí),要求在屋架腹桿及弦桿上綁扎水平及豎向鋼管,以增加屋架的剛度,吊裝至柱頂安裝完畢后才可拆下。[6]扶直可分為正向扶直和反向扶直。屋架的綁扎:屋架的綁扎點(diǎn)應(yīng)選在上弦節(jié)點(diǎn)處或附近500 mm區(qū)域內(nèi),左右對(duì)稱,一般情況下,屋架跨度小于或等于18 m時(shí)綁扎兩點(diǎn);當(dāng)跨度大于18 m 時(shí)需綁扎四點(diǎn);當(dāng)跨度大于30 m 是,應(yīng)考慮采用橫吊梁,以減少綁扎高度。屋架的吊裝:屋架吊裝時(shí),先起吊離地50 cm左右,并使屋架中心對(duì)準(zhǔn)跨中位置,然后升高到超過柱頂30 cm左右時(shí),用溜繩拉正使與軸線平行,緩緩下落一次對(duì)中落好。將臨時(shí)固定拉桿拉住屋架,用經(jīng)緯儀或線錘吊掛檢查其垂直度無(wú)誤后即吊上屋面板兩塊,一端一塊并隨即焊于屋架上。屋架正式固定好位置后,在支座處將端頭鐵板與柱頂鐵板焊牢;有螺栓的把螺母擰牢并點(diǎn)上電焊防止松扣。天窗架的吊裝:基本和屋架的吊裝一樣。[7] 在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中,裝配式混凝土建筑是建筑工業(yè)化最重要的方式,它具有提高質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約能源、減少消耗、清潔生產(chǎn)等許多優(yōu)點(diǎn)。目前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,建筑業(yè)和其他行業(yè)一樣都在進(jìn)行工業(yè)化技術(shù)改造。預(yù)制裝配式混凝土建筑又開始煥發(fā)出新的生機(jī)。許多高質(zhì)量要求的建筑已選用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)來(lái)建造.建筑體系也借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)采用裝配整體式或預(yù)制外墻掛板等方式,都取得了非常好的效果。[8] 當(dāng)然除了單層工業(yè)廠房,外還有許多的建筑使用裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。某核電站混凝土底板模塊化吊裝就是一個(gè)典型案例。底板模塊是核電廠柴油機(jī)安裝平臺(tái),為使吊裝順利進(jìn)行,保證核電建設(shè)可靠穩(wěn)妥,設(shè)計(jì)了一套專用吊裝連接系統(tǒng),主要由焊接H型鋼構(gòu)架、吊環(huán)螺絲、吊耳及滾輪和無(wú)接頭繩圈吊索等部分組成。為預(yù)防吊裝和施工過程中底板模塊以及吊裝構(gòu)架可能發(fā)生的變形甚至破壞,對(duì)吊裝構(gòu)架進(jìn)行受力分析,非常必要。設(shè)計(jì)過程從吊裝方案選擇人手,經(jīng)過數(shù)學(xué)建模以及有限元分析等過程,最終使底板模塊整體吊裝構(gòu)架設(shè)計(jì)完成,并獲得應(yīng)用。[9] 由于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)符合綠色、低碳理念,近年在我國(guó)得到廣泛關(guān)注和研究,隨著我國(guó)“建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化”進(jìn)程的加快,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在許多民用領(lǐng)域也得到了廣泛的推廣,全國(guó)各地不斷涌現(xiàn)出房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的新形式及建造新技術(shù)。[10]我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化的正式提出,始于1999年國(guó)務(wù)院辦公廳72號(hào)文《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量的若干意見》,該文要求運(yùn)用現(xiàn)代科技對(duì)傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)、全面的改造。可在當(dāng)時(shí)卻是聞?wù)弑姸鴳?yīng)者廖。深圳在2009年9月頒布了《預(yù)制裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(SJGl8—2009),確定了當(dāng)?shù)仡A(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收要求。北京在2010年2月頒布了《關(guān)于推進(jìn)本市住宅產(chǎn)業(yè)化的指導(dǎo)意見》。意見中的基本原則一是政府引導(dǎo)、市場(chǎng)主導(dǎo)。二是以人為本,提升品質(zhì)。三是科技進(jìn)步,產(chǎn)業(yè)升級(jí)。同時(shí)頒布了《關(guān)于產(chǎn)業(yè)化住宅項(xiàng)目實(shí)施面積獎(jiǎng)勵(lì)等優(yōu)惠措施的暫行辦法》。辦法中明確:對(duì)于產(chǎn)業(yè)化住宅,在原規(guī)劃的建筑面積基礎(chǔ)上,獎(jiǎng)勵(lì)不超過3%的建筑面積。目前,一方面預(yù)制裝配式住宅的節(jié)點(diǎn)控制、預(yù)制構(gòu)件質(zhì)鼉、施工工藝、抗震性能已有很大改善,并且編制了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,從技術(shù)體系上具備了推廣的基礎(chǔ)。另一方面,保障性住房需求量大,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速;同時(shí)勞動(dòng)力成本逐漸提高,這樣產(chǎn)業(yè)化方式和傳統(tǒng)方式建造的成本會(huì)逐步縮小,為推進(jìn)預(yù)制裝配式住宅提供了機(jī)遇。[11]建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)已將“預(yù)制混凝土裝配整體式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)”劃入其中,可見預(yù)制工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)建筑業(yè)發(fā)展方向的指引十分明確。[12] 不過混凝土裝配式住宅結(jié)構(gòu)是一個(gè)新型產(chǎn)業(yè),目前還沒有形成一個(gè)完整配套的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),施工技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求。裝配式住宅的主要構(gòu)配件,與其配套的建筑裝飾、電氣、設(shè)備等各專業(yè)預(yù)留預(yù)埋都要在工廠進(jìn)行,因此,預(yù)制構(gòu)件加工生產(chǎn)前,[13]應(yīng)對(duì)電氣、設(shè)備、生產(chǎn)、吊裝等專業(yè)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。 同時(shí)作為一項(xiàng)新的產(chǎn)業(yè),裝配式結(jié)構(gòu)還有問題要解決,其中一項(xiàng)就是結(jié)構(gòu)的抗震。各次大地震的震害調(diào)查發(fā)現(xiàn): 在整體倒塌的建筑物中,預(yù)制梁、柱構(gòu)件破壞較輕,而主要的倒塌原因是框架結(jié)構(gòu)內(nèi)各個(gè)構(gòu)件間的連接破壞。唐山地震之后,通過震害調(diào)查發(fā)現(xiàn),預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的震害比較嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為因各構(gòu)件間的連接破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體離散、倒塌。 [14][15]我國(guó)傳統(tǒng)的裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)的各種連接方法,在抗震性能上存在薄弱環(huán)節(jié)。因此預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)是裝配式結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),也是裝配式結(jié)構(gòu)抗震研究的重點(diǎn)及結(jié)構(gòu)整體抗震研究的前提和基礎(chǔ)。各國(guó)的專家和學(xué)者也對(duì)此展開了深入的研究探索,我國(guó)的侯雪巖等人進(jìn)行了裝配式鋼筋混凝士樓蓋在水平荷載往復(fù)作用下的變形性能試驗(yàn)研究。結(jié)果表明: 只要采取合理的構(gòu)造措施,就可能有效地防止裝配式樓板在水平荷載下的相互錯(cuò)動(dòng),從而提高整個(gè)裝配式樓蓋的整體性和水平剛度,并獲得減輕結(jié)構(gòu)自重從而減小地震荷載的效果。邱元等人提出一種裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行了低周反復(fù)對(duì)稱加載試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明: 該節(jié)點(diǎn)形式在反復(fù)荷載作用下具有良好的抗震耗能性能,且對(duì)于左右梁高不等的情況該節(jié)點(diǎn)。[16]同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行了一系列節(jié)點(diǎn)的抗震性能對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)表明:后澆整體節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)具有相同的抗震能力:鋼纖維混凝土對(duì)減少節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋用量有益.但對(duì)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度、延性和耗能的提高作用不明顯:橡膠片螺栓連接節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)和后澆節(jié)點(diǎn)存在明顯的差異.呈非線性彈性特點(diǎn).彈性變形范圍大、耗能少。建議采取必要措施增加橡膠片螺栓連接節(jié)點(diǎn)的耗能能力。[17]綜合了在預(yù)制裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工方面的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合建設(shè)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)裝配式框架結(jié)構(gòu)施工工藝特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝情況和土建裝配要點(diǎn),從施工進(jìn)程深入設(shè)計(jì)分析層面,我們可以從抗震性能和節(jié)點(diǎn)抗震性能分析兩個(gè)層面重點(diǎn)探討該類型建筑抗震性能控制要點(diǎn),確保工程良好的長(zhǎng)期效益。[18] 最后說(shuō)一下裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工安裝常見的質(zhì)量通病與防治。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)主要是由工廠化生產(chǎn)的混凝土構(gòu)件,通過現(xiàn)場(chǎng)裝配的方式建造的結(jié)構(gòu),無(wú)論上述哪種技術(shù)體系,在應(yīng)用過程中均應(yīng)對(duì)其質(zhì)量水平進(jìn)行管理控制,因此研究裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的控制,對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的大范圍應(yīng)用具有非常重要的指導(dǎo)意義。[19] 1.構(gòu)件齡期達(dá)不到要求就安裝,造成個(gè)別構(gòu)件安裝后出現(xiàn)質(zhì)量問題。措施:預(yù)制構(gòu)件在安裝前,預(yù)制構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí),混凝土同條件立方體抗壓強(qiáng)度不宜小于混凝土強(qiáng)度等級(jí)值的 75%。 2.安裝精度差,墻板、掛板軸線偏位,墻板與墻板縫隙及相鄰高差大,板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)錯(cuò)峰等。措施:應(yīng)編制針對(duì)性安裝方案,做好技術(shù)交底和人員教育培訓(xùn)。裝配式結(jié)構(gòu)施工前,宜選擇有代表性的單元或構(gòu)件進(jìn)行試安裝,根據(jù)試安裝結(jié)果及時(shí)調(diào)整完善施工方案,確定施工工藝及工序等。 3.疊合樓板及鋼筋深入梁、墻尺寸不符合要求;疊合樓板之間縫處理不好,造成后期開裂;疊合樓板安裝后樓板產(chǎn)生小裂縫。措施:疊合樓板的預(yù)制板的板端與支座(梁或剪力墻)擱置長(zhǎng)度不應(yīng)少于 15mm。板端支座處,預(yù)制板內(nèi)的縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支座梁或墻的現(xiàn)澆混凝土層中,在支座內(nèi)錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于 5d 及 100mm 的較大值,且宜伸過支座中心線。單向預(yù)制板的板側(cè)支座處,鋼筋可不伸出,支座處宜貼預(yù)制板頂面在現(xiàn)澆混凝土中設(shè)置附加鋼筋。模板支撐、起拱以及拆模進(jìn)行嚴(yán)格控制,以防疊合樓板安裝后樓板產(chǎn)生裂縫。 4.外墻滲漏。措施:預(yù)制外墻板的接縫和門窗洞口等防水薄弱部位,宜采用構(gòu)造防水和材料防水相結(jié)合的防排水做法,并應(yīng)滿足熱工、防水、防火、環(huán)保、隔聲及建筑裝飾等要求,做到材料耐久、便于制作和安裝等。[20] 我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化起步較晚,裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,產(chǎn)業(yè)工人缺少,另外造成質(zhì)量問題的因素很多,需要政府、行業(yè)、企業(yè)從健全標(biāo)準(zhǔn)與圖集、優(yōu)化工藝工法、培育產(chǎn)業(yè)工人、強(qiáng)化施工過程管控、提高安裝精度、加強(qiáng)質(zhì)量驗(yàn)收幾方面共同努力,來(lái)提高工程質(zhì)量,推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化健康快速發(fā)展。 [1]楊卉.李晨光.秦珩.Yang Hui.Li Chen-guang.QinHeng裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制研究綜述[期刊論文]-建筑技術(shù)開發(fā) 2013(5)[2]馬騰皎淺析單層裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的安裝[期刊論文]-科學(xué)與財(cái)富 2012(8)[3]魏曉坤.楊素娟單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的吊裝[期刊論文]-遼寧建材 2009(8)[4]程榮蘭.CHENG Ronglan淺談單層工業(yè)廠房柱吊裝施工技術(shù)[期刊論文]-科技傳播 2011(9)[5][6][7]歐陽(yáng)命.OUYANG Ming 簡(jiǎn)述裝配式鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝[期刊論文]-山西建筑2008(25)[8]蔣勤儉.JIANG Qin-jian國(guó)內(nèi)外裝配式混凝土建筑發(fā)展綜述[期刊論文]-建筑技術(shù) 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高彈性模量混凝土不是高性能混凝土。混凝土的高彈性模量,在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工時(shí),可能會(huì)減少預(yù)應(yīng)力的損失,從而混凝土結(jié)構(gòu)在受力方而更為有利。這往往造成一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),若混凝土結(jié)構(gòu)處于溫度變化較大,特別是全天溫度變化較大的環(huán)境中時(shí),由于高彈性模量,造成的溫度應(yīng)力也更大。同理,在其他環(huán)境中因混凝土體積變化造成的應(yīng)力也越大。因?yàn)榛炷猎缙诘幕瘜W(xué)收縮、塑性收縮及失水收縮等,均會(huì)形成混凝土的拉應(yīng)力,而此時(shí)彈性模量增長(zhǎng)過快,彈性模量越高,拉應(yīng)力相應(yīng)也越大,此時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度還很低,極易造成混凝土開裂。所以,這也不能叫高性能混凝土。 大流動(dòng)度混凝土不是高性能混凝土。過大的流動(dòng)性,甚至自密實(shí)性混凝土,可能過多地使用膠凝材料,這會(huì)使混凝土的長(zhǎng)期性及耐久性性能降低。只有在某些特定的施工場(chǎng)合下,才用高流動(dòng)度或自密實(shí)混凝土。比如,鉆孔灌注樁,由于樁孔中有泥獎(jiǎng)護(hù)壁或深樁孔等等。 高密實(shí)度、低滲透性混凝土也不是高性能混凝土。一般的認(rèn)為,混凝土越密實(shí)、低滲透性,從而外界的侵蝕性介質(zhì)不易滲透進(jìn)入混凝土中。因而,混凝土不易遭受侵蝕,其耐久性更好,這樣的混凝土可以認(rèn)為是高性能混凝土,但是,過于密實(shí)的混凝土,內(nèi)部水分遷移也很困難,極有可能在外部水介質(zhì)或濕度發(fā)生變化時(shí)造成內(nèi)部水分不均衡,從而產(chǎn)生應(yīng)力,特別是會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,使混凝土開裂。因此,單純強(qiáng)調(diào)混凝土的密實(shí)度、低滲透性,也不是高性能混凝土。 我國(guó)資深院士吳中偉認(rèn)為:高性能混凝土為一種新型高技術(shù)混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。是以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo),針對(duì)不同用途的要求,對(duì)下列性能有重點(diǎn)的加以保證:耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。 高性能混凝土具有豐富的技術(shù)內(nèi)容,盡管同業(yè)對(duì)高性能混凝土有不同的定義和解釋,但彼此均認(rèn)為高性能混凝土的基本特征是按耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì),保證拌和物易于澆筑和密實(shí)成型,硬化后有足夠的強(qiáng)度,不發(fā)生或盡量少發(fā)生由溫度和收縮產(chǎn)生的裂縫,內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)合理而有低滲透性和高抗化學(xué)侵蝕。因此高性能混凝土具有良好的性能優(yōu)點(diǎn): (1)、高性能混凝土具有一定的強(qiáng)度和高抗?jié)B能力,但不一定具有高強(qiáng)度,中、低強(qiáng)度亦可。 (2)、高性能混凝土具有良好的工作性,混凝土拌和物應(yīng)具有較高的流動(dòng)性,混凝土在成型過程中不分層、不離析,易充滿模型;泵送混凝土、自密實(shí)混凝土還具有良好的可泵性、自密實(shí)性能。 (3)、高性能混凝土的使用壽命長(zhǎng),對(duì)于一些特護(hù)工程的特殊部位,控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是混凝土的強(qiáng)度,而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50~100年以上,是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。 (4)、高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性,即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱,硬化后期具有較小的收縮變形。 概括起來(lái)說(shuō),高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土,能最大限度地延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限,降低工程造價(jià)。 2、混凝土配合比設(shè)計(jì) 2.1高性能混凝土對(duì)材料的要求 高性能混凝土與普通混凝土使用基本相同的原材料(如水泥、砂、石),同時(shí)必須使用外加劑和礦物細(xì)摻料。但由于高性能的要求和配置特點(diǎn),原材料對(duì)普通混凝土影響不明顯的因素,對(duì)高性能混凝土就可能影響顯著,高性能混凝土對(duì)材料的要求如下: (1)水泥:高性能混凝土所用的水灰比很低,要滿足施工工作性的要求,水泥用量就要大,但為了盡量降低混凝土的內(nèi)部升溫和減小收縮,又應(yīng)當(dāng)盡量降低水泥的用量,同時(shí),為使混凝土有足夠的彈性模量和體積的穩(wěn)定性,對(duì)膠凝材料總用量也要加以限制,因此用于高性能混凝土的水泥的流動(dòng)性能比強(qiáng)度更重要。高性能混凝土所用水泥最好是強(qiáng)度高且同時(shí)具有良好的流動(dòng)性能,并與目前使用的高效減水劑有良好的相容性。我國(guó)一般采用42.5號(hào)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。(2)粗骨料:粗骨料應(yīng)該選用級(jí)配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、線漲系數(shù)小的潔凈碎石,也可采用碎卵石,不宜采用砂巖碎石。 (3)細(xì)骨料:細(xì)骨料應(yīng)該選用級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、孔隙率小的潔凈天然中粗河砂。 (4)礦物摻和料(包括硅灰、粉煤灰、磨細(xì)礦渣、天然佛石巖、磨細(xì)石灰石粉、石英砂粉等): 在配置混凝土?xí)r加入較大量礦物摻和料,可降低溫升,改善工作性,增進(jìn)后期強(qiáng)度,并可改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高抗腐蝕能力,增強(qiáng)混凝土的耐久性。因此礦物細(xì)摻料應(yīng)選用品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。不同礦物摻和料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的施工環(huán)境特點(diǎn)、拌合物性能、力學(xué)性能以及耐久性要求通過試驗(yàn)確定。一般來(lái)說(shuō)礦物摻和料摻量不宜小于膠凝材料總量的20%。當(dāng)混凝土中粉煤灰摻量大于30%時(shí),混凝土水膠比不宜大于0.45。預(yù)應(yīng)力混凝土以及處于凍融環(huán)境中的混凝土中粉煤灰摻量不宜大于30%。 (5)外加劑:主要指無(wú)需取代水泥而外摻小于5 %的化合物。外加劑的主要性能是改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能。用于高性能混凝土的外加劑有減水劑、緩凝劑、引氣劑等。其中高效減水劑使得混凝土的水灰比能降得很底卻仍可有很好的工作性。因此外加劑應(yīng)采用減水率高、塌落度損失小、適量引氣、能明顯提高混凝土耐久性且質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。外加劑與水泥之間應(yīng)具有良好的相容性。外加劑的摻量都很少,使用外加劑時(shí)應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間,以得到均勻的混凝土拌合物。 (6)水:飲用水即可。 2.2配制高性能混凝土的目標(biāo)及影響因素 2.2.1耐久性 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)首先要保證其滿足耐久性要求,這與普通混凝土不同。耐久性要求包括抗?jié)B性、抗凍性、抗化學(xué)侵蝕性、抗碳化性和體積穩(wěn)定性以及堿一集料反應(yīng)等[2]。由于大多數(shù)造成混凝土劣化的原因都是有害介質(zhì)通過水的侵入而發(fā)生的,所以混凝土抗?jié)B性直接影響到混凝土的耐久性。2.2.2強(qiáng)度 混凝土的強(qiáng)度是其最基本的性能特征。高層建筑、大跨度橋梁等都對(duì)混凝土強(qiáng)度提出了更高的要求。一般認(rèn)為,只要水膠比低于0.38,各種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土都可做成高性能混凝土。影響強(qiáng)度的主要因素是水膠比和礦物細(xì)摻料的用量。2.2.3工作性 高性能混凝土拌合物的工作性比強(qiáng)度還重要,是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。高性能混凝土拌合物具有高流動(dòng)性(坍落度應(yīng)不小于120mm、可泵性,同 時(shí)還應(yīng)具有體積穩(wěn)定、不離析、不泌水等特性。影響高性能混凝土拌合物的因素主要有水泥砂漿用量、集料級(jí)配、外加劑品種及用量等。2.3配合比的參數(shù)選擇 高性能混凝土配合比的參數(shù)主要有水膠比、漿集比、砂率和高效減水劑摻量。2.3.1水膠比 低水膠比是高性能混凝土的配制特點(diǎn)之一。為達(dá)到混凝土的低滲透性以保證其耐久性,無(wú)論設(shè)計(jì)強(qiáng)度是多少,高性能混凝土的水膠比一般都不能大于0.40,以保證混凝土的密實(shí)。實(shí)踐證明,當(dāng)水膠比降到0.40以下時(shí),隨水膠比的降低,混凝土強(qiáng)度卻能繼續(xù)提高。其原因是,盡管水泥水化不完全,但較低的水膠比能夠降低混凝土孔隙率并減小孔隙尺寸,而未水化的水泥顆粒則作為一種堅(jiān)強(qiáng)的細(xì)微集料發(fā)揮其作用。在較低的水膠比(鎮(zhèn)0.40)范圍內(nèi),水膠比的稍微變化就可使混凝土強(qiáng)度發(fā)生較大的變化,所以嚴(yán)格控制水膠比是保證高性能混凝土質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵。水膠比確定后,用礦物細(xì)摻料的摻量來(lái)調(diào)節(jié)強(qiáng)度。2.3.2漿集比 水泥漿和集料的比例為漿集比。美國(guó)Mehta和Aitcin認(rèn)為,采用適宜的集料時(shí),固定漿集體積比35:65可以很好地解決強(qiáng)度、工作性和尺寸穩(wěn)定性(彈性模量、干縮和徐變)之間的矛盾,配制出理想的高性能混凝土。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),高性能混凝土中膠凝材料總用量應(yīng)不超過550kg/m3,并隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)下降而減少。其中水泥用量應(yīng)盡量減少,而以干縮小的礦物細(xì)摻料部分取代之,以減少混凝土的溫升和干縮,提高抗化學(xué)侵蝕的能力,增加密實(shí)度,降低造價(jià)。但是,為了保證高性能混凝土的耐久性,膠凝材料總用量也不能低于300kg/m3。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究報(bào)告和工程實(shí)踐資料,建議配制C50 ~C70的高性能混凝土,可單獨(dú)摻加15%~30%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或20%~50%礦渣代替水泥;配制C80以上的混凝土,可用5%~10%的硅灰和15%~35%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或礦渣混合摻入。 2.3.3砂率 砂率主要影響混凝土的工作性。高性能混凝土中的粗集料用量應(yīng)該比中低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中多一些。當(dāng)水膠比不同時(shí),高性能混凝土中的最優(yōu)砂率也有所不同。一般而言,隨著混凝土砂率的增加,強(qiáng)度呈增長(zhǎng)的趨勢(shì),而彈性模量則呈下降趨勢(shì)。高性能混凝土的砂率可根據(jù)膠凝材料總用量,粗細(xì)集料的顆粒 級(jí)配及泵送要求等因素來(lái)選擇。2.3.4高效減水劑摻量 高性能混凝土的高強(qiáng)度、高耐久性是以低水膠比和低用水量為保證的,高效減水劑是實(shí)現(xiàn)大流動(dòng)性的唯一途徑。高效減水劑的摻量要根據(jù)混凝土坍落度來(lái)確定。一般情況下,用量越大,坍落度增加越高,但超過一定量后效果不再顯著,也不經(jīng)濟(jì)。高效減水劑均有其最佳摻量,大多數(shù)在1%~2%之間,以此為參照可以確定高效減水劑摻量。2.4高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)方法 高性能混凝土由水泥、礦物細(xì)摻料、砂、石子、水和超塑化劑等多種成分按嚴(yán)格的比例關(guān)系組成,傳統(tǒng)配合比設(shè)計(jì)方法不可能得到優(yōu)化的配合比,而“全計(jì)算法”在設(shè)定條件下能精確計(jì)算出每個(gè)組分的用量和相互比例。HPC配合比全計(jì)算法設(shè)計(jì)步驟如下: 1、配制強(qiáng)度 fcu.p=fcu.o+1.645σ 式中:fcu.p—配制強(qiáng)度,MPa; fcu.o—混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,MPa; σ—混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。 2、水膠比 W/(C+F)= 1/[(fcu.p/(Afcu.o+B)] 式中:A,B-回歸系數(shù) 3、用水量 W=Ve-Va/[1+0.335/(W/B)] 式中:Ve—漿體體積,L; Va—空氣體積,L.4、膠凝材料的用量 C+F=W/[W/(C+F)]=Q C=(1-a)Q F=a*Q 式中:Q-膠凝材料用量(kg/m3); a-細(xì)摻料摻量(%); C-水泥用量(kg/m3); F-細(xì)摻料用量(kg/m3).5、砂率及集料用量 Sp=(Ves-Ve+W)/(1000-Ve)*100% S=(D-W-C-F)*Sp G=D-W-C-F-S 式中:D-混凝土容重(kg/m3); G-石子用量(kg/m3); S-砂的用量(kg/m3); Ve-漿體體積,L; Ves-干砂漿體積,L.6、復(fù)合超塑化劑(CSP)摻量 μ=[(VWo-VW)/VWo+Δη]*3.67% 式中:VWo一坍落度為7cm ~9cm基準(zhǔn)混凝土用水量,與石子最大粒徑有關(guān),L; Vw—用水量,L; Δη—減水劑增量系數(shù),取決與高性能混凝土的初始坍落度; 當(dāng)SL一16cm~18 cm時(shí),Δη=0.04; 當(dāng)SL一20cm~22cm時(shí),Δη= 0.06.3、高性能混凝土質(zhì)量的施工中控制 (1)振搗方式的質(zhì)量控制。施工方要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及其施工規(guī)范等做好施工方案,并且及時(shí)向所有操作人員做好技術(shù)交底,預(yù)防因振搗方式不對(duì)而造成混凝土分層、離析、表面浮漿、麻面等質(zhì)量問題,進(jìn)而盡可能降低混凝土成型硬化后出現(xiàn)裂縫的概率,保證混凝土的耐久性。 (2)二次振搗或多次搓壓表面。高強(qiáng)、高性能混凝土在拌制過程中,摻加多種外加劑及摻和料,一般情況下緩凝4小時(shí)左右,這段時(shí)間已澆混凝土表面因環(huán)境及水泥水化作用失水較多,容易產(chǎn)生收縮裂縫,經(jīng)初凝前二次振搗或多次搓壓表面,能有效防止表層裂紋,且通過留置的混凝土試塊進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),強(qiáng)度提高5%左右。 (3)在施工過程中出現(xiàn)下列情況之一應(yīng)挖出混凝土。不能保證混凝土振搗密實(shí)或?qū)λそㄖ?lái)不利影響的級(jí)配錯(cuò)誤的混凝土料;長(zhǎng)時(shí)間凝固、超過規(guī)定時(shí)間的混凝土料;下到高等級(jí)混凝土澆筑部位的低等級(jí)混凝土料。(4)澆筑完的混凝土必須遮蓋來(lái)保溫或者防雨。 (5)加強(qiáng)高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)。混凝土養(yǎng)護(hù)有兩個(gè)目的:一是創(chuàng)造使水泥得以充分水化的條件,加速混凝土硬化;二是防止混凝土成型后因日曬、風(fēng)吹、干燥、寒冷等自然因素的影響而出現(xiàn)超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞等現(xiàn)象。混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為溫度(20± 3)℃,相對(duì)濕度保持90%以上,時(shí)間28d。在實(shí)際工程中一般無(wú)法保證標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件,而只能采取措施在經(jīng)濟(jì)實(shí)用條件下取得盡可能好的養(yǎng)護(hù)效果。混凝土養(yǎng)護(hù)從大的范圍可分為自然養(yǎng)護(hù)與加熱養(yǎng)護(hù)兩類。 4、總結(jié) 高性能混凝土的研究與開發(fā)應(yīng)用,對(duì)傳統(tǒng)混凝土的技術(shù)性能有了重大的突破,對(duì)節(jié)能、工程質(zhì)量、工程經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與勞動(dòng)保護(hù)等方面都具有重大的意義。配制高性能混凝土的方法有很多,在原材料和生產(chǎn)工藝不變的條件下,采用加入活性礦物細(xì)摻料和高效減水劑的技術(shù)途徑來(lái)配制高性能混凝土,有利于高性能混凝土的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。高性能混凝土科學(xué)地大量使用礦物細(xì)摻料及其它工業(yè)廢渣,有利于降低成本,保護(hù)環(huán)境。因此,高性能混凝土是可持續(xù)發(fā)展的混凝土,其配合比設(shè)計(jì)也將得到更深入的研究。 參考文獻(xiàn) [1] 吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土[Ml,北京:中國(guó)鐵道出版社1999.[2] 馬保國(guó),王信剛,李相國(guó),王凱.高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及其存在的問題[J].混凝土,2005,184(2):12-15.[3] 賀俊杰.高性能混凝土配制技術(shù)[J].福建建筑,2008,124(10):61-62. 混凝土實(shí)習(xí)報(bào)告 專業(yè)班級(jí):土木0902 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 1.項(xiàng)目名稱: 洪山保利心語(yǔ)六期——馬克先生的岸 2.實(shí)習(xí)日期: 2011.12.0 33實(shí)習(xí)目的: 1.深化與加強(qiáng)對(duì)混凝土基本理論,基本概念和基本工作方法的了解和掌握,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)混凝土專業(yè)相關(guān)的專業(yè)課程奠定感性知識(shí)基礎(chǔ)。通過本次參觀,努力從理論高度上升到實(shí)踐高度,更好的實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合,為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定初步的知識(shí)。 2.通過參觀,去親身感受到我們未來(lái)可能的工作場(chǎng)所與工作方式。 3.通過本課程的教學(xué)實(shí)習(xí)激發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)土木工程專業(yè)的熱情和興趣。 4.實(shí)習(xí)內(nèi)容: (1)剪力墻及其地基處理: 現(xiàn)場(chǎng)來(lái)自中南設(shè)計(jì)院的總工給我們?cè)敿?xì)講解了剪力墻的特點(diǎn)。總工介紹說(shuō)由于在建的項(xiàng)目屬于高層建筑,考慮到風(fēng)荷載以及汶川地震后國(guó)家地震烈度設(shè)防等級(jí)提高,所以采用剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻屬于主要豎向受力構(gòu)件,可以理解為加長(zhǎng)了的異行柱,是鋼筋混凝土構(gòu)件,整棟樓的豎向力都要由其承受,同時(shí)還要由其承受水平方向的風(fēng)荷載與地震力,它的配筋是根據(jù)受力及荷載有程序計(jì)算得來(lái)的.鋼筋直 徑是需要計(jì)算的,在某些薄弱的地方還需要人為加大。剪力墻的主要特點(diǎn)有5條: 1.建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時(shí),這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來(lái)的豎向荷載,同時(shí)承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來(lái)的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。 2.剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻,因此墻體的布置必須同時(shí)滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。 左圖為剪力墻構(gòu)成的小區(qū) 3,剪力墻結(jié)構(gòu)體系,有很好的承載能力,而且有很好的整體性和空間作用,比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力,因此,可建造較高的建筑物。實(shí)際上現(xiàn)在30層以上的建筑基本上采取的都是剪力墻。 4.剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大,在水平荷載作用下側(cè)移小,其缺點(diǎn)是 剪力墻的間距有一定限制,建筑平面布置不靈活,不適合要求大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大,靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。但由于本棟建筑考慮到地下室以及一樓開設(shè)門面的特殊要求,所以要改為柱式結(jié)構(gòu)。 5.剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板,可以不設(shè)梁,所以空間利用比較好,可節(jié)約層高。 上圖為地基的處理 總工介紹說(shuō)在做剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),地下室要特別注意,這是由于地下室的外墻主要承受土的惻壓力,所以豎向鋼筋受力,水平鋼筋為分布筋,而地上部分的剪力墻主要承受地震剪力,所以水平鋼筋受力,豎向鋼筋為分布筋。地上部分和地下部分的處理是不一樣的,在回填土之后,由于考慮到消防的要求,之后消防車開到地基上的活荷載,其軸壓力需要特別考慮。(2)框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)又稱構(gòu)架式結(jié)構(gòu)。房屋的框架按跨數(shù)分有單跨、多跨;按層數(shù)分有單層、多層;按立面構(gòu)成分有對(duì)稱、不對(duì)稱;按所用材料分有鋼框架、混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架(現(xiàn)澆整體式、裝配式、裝配整體式,也可根據(jù)需要施加預(yù)應(yīng)力,主要是對(duì)梁或板)、鋼框架。裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規(guī)模工業(yè)化施工,效率較高,工程質(zhì)量較好。 其主要特點(diǎn)是: 空間分隔靈活,自重輕,節(jié)省材料;具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn),利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化,便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu),以縮短施工工期;采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí),結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好,設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。 抗震房-房屋框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)體系的缺點(diǎn)為:框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中顯著;框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小,屬柔性結(jié)構(gòu)框架,在強(qiáng)烈地震作用下,結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大,易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破壞,適用于非抗震設(shè)計(jì);鋼材和水泥用量較大,構(gòu)件的總數(shù)量多,吊裝次數(shù)多,接頭工作量大,工序多,浪費(fèi)人力,施工受季節(jié)、環(huán)境影響較大;不適宜建造高層建筑,框架是由梁柱構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu),其承載力和剛度都較低,特別是水平方向的(即使可以考慮現(xiàn)澆樓面與梁共同工 上圖為框架結(jié)構(gòu) 作以提高樓面水平剛度,但也是有限的),它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁,其總體水平位移上大下小,但相對(duì)于各樓層而言,層間變形上小下大,設(shè)計(jì)時(shí)如何提高框架的抗側(cè)剛度及控制好結(jié)構(gòu)側(cè)移為重要因素,對(duì)于鋼筋混凝土框架,當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時(shí),結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大,而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩和整體的側(cè)移亦顯著增加,從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大,對(duì)建筑平面布置和空間處理,就可能帶來(lái)困難,影響建筑空間的合理使用,在材料消耗和造價(jià)方面,也趨于不合理,故一般適用于建造不超過15層的房屋。(3)建筑施工中框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的區(qū)別 一、受力體系不同:框架結(jié)構(gòu)是利用梁、柱組成的縱、橫兩個(gè)方向的框架形成的結(jié)構(gòu)體系,它同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載。而剪力墻體系是利用建筑物的墻體(內(nèi)墻或外墻)做成剪力墻來(lái)抵抗水平力,同時(shí)它也承受垂直荷載,所以它既受剪力又受彎,所以稱為剪力墻。 二、各自優(yōu)點(diǎn):框架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活,可形成較大的建筑空間,建筑立面處理也比較方便。而剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大,水平荷載作用下側(cè)移小。 三、各自缺點(diǎn):框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小,當(dāng)層數(shù)較多時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)移,易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(如隔墻、裝飾等)破壞,而影響使用。而剪力墻結(jié)構(gòu)的間距小,結(jié)構(gòu)建筑平面布置不靈活,不適用于大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大。 四、適應(yīng)的建筑高度:框架結(jié)構(gòu)在非地震區(qū),一般不超過15層。而剪力墻一般在30m高度范圍內(nèi)都適用。 從上面的比較,我們可以發(fā)現(xiàn),兩者的優(yōu)缺點(diǎn)存在互補(bǔ)性,因此便產(chǎn)生另一種結(jié)構(gòu)形式,即所謂的“框架剪力墻結(jié)構(gòu)”,它是在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)剪力墻的一種結(jié)構(gòu)體系。它具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活、有較大空間的優(yōu)點(diǎn),又具有側(cè)向剛度較大的優(yōu)點(diǎn)。是兩者優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合。這個(gè)結(jié)構(gòu)體系中,剪力墻主要承受水平荷載,豎向荷載主要由框架承擔(dān)。這種結(jié)構(gòu)一般宜用于10~20層的建筑。 5.實(shí)習(xí)心得 首先感謝老師和項(xiàng)目部門給我們提供這次寶貴的機(jī)會(huì),讓我們有機(jī)會(huì)進(jìn)一步的接觸實(shí)際工程。 通過這次實(shí)習(xí),我們了解到做工程并不像書上所寫那么容易,很多情況下,施工現(xiàn)場(chǎng)的情況比書上所學(xué)的復(fù)雜的多,因此我們必須把書上的基本內(nèi)容徹底掌握,只有這樣,我們?cè)儆龅酵话l(fā)情況時(shí),我們才能合理運(yùn)用自己所掌握的內(nèi)容,迅速有效的解決問題,保證工程質(zhì)量和速度。本次實(shí)習(xí)還讓我們學(xué)習(xí)到很多書上沒有的實(shí)際操作問題,可以避免我們?cè)诠ぷ髦谐霈F(xiàn)類似問題。 實(shí)習(xí)是每個(gè)學(xué)生十分重要的一門課程,它不僅能檢驗(yàn)我們課堂上所學(xué)的內(nèi)容,而且能讓我們學(xué)到許多課堂上無(wú)法學(xué)到的東西,更為重要的是它能為我們以后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)習(xí)報(bào)告 通過此次實(shí)習(xí),我們學(xué)到很多東西,依次實(shí)習(xí)磚混結(jié)構(gòu),剪力墻,框架結(jié)構(gòu),框剪墻體地下室等結(jié)構(gòu)。 磚混結(jié)構(gòu): 磚混結(jié)構(gòu)的住宅承重結(jié)構(gòu)是樓板和墻體。 在牢固性上,理論上說(shuō)框架結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到的牢固性要大于磚混結(jié)構(gòu),所以磚混結(jié)構(gòu)在做建筑設(shè)計(jì)時(shí),樓高不能超過6層,而框架結(jié)構(gòu)可以做到幾十層。但在實(shí)際建設(shè)過程中,國(guó)家規(guī)定了建筑物要達(dá)到的抗震等級(jí),無(wú)論是磚混還是框架,都要達(dá)到這個(gè)等級(jí),而開發(fā)商即使用框架結(jié)構(gòu)蓋房子,也不會(huì)為了提高建筑堅(jiān)固程度而增加投資,只要滿足抗震等級(jí)就可以了。 在隔音效果上來(lái)說(shuō),磚混住宅的隔音效果是中等的,框架結(jié)構(gòu)的隔音效果取決于隔斷材料的選擇,一些高級(jí)的隔斷材料的隔音效果要比磚混好,而普通的隔斷材料,如水泥空心板之類的,隔音效果是很差的。如果你要進(jìn)行室內(nèi)空間的改造,框架結(jié)構(gòu)因?yàn)槎鄶?shù)墻體不承重,所以改造起來(lái)比較簡(jiǎn)單,敲掉墻體就可以了,而磚混結(jié)構(gòu)中很多墻體是承重結(jié)構(gòu),不允許拆除的,你只能在少數(shù)非承重墻體上做文章。區(qū)別承重墻和非承重墻的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是看原始結(jié)構(gòu)圖,通常墻體厚度在240mm的墻體是承重的,120mm或者更薄的墻體是非承重的,但有時(shí)為了和梁或者承重墻齊平,非承重墻也會(huì)做到240mm的厚度。剪力墻: 分平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無(wú)梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及抗倒塌能力,在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻。現(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時(shí)澆筑,整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中,由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成,筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體,其剛度和強(qiáng)度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。墻根據(jù)受力特點(diǎn)可以分為承重墻和剪力墻,前者以承受 1 豎向荷載為主,如砌體墻;后者以承受水平荷載為主。在抗震設(shè)防區(qū),水平荷載主要由水平地震作用產(chǎn)生,因此剪力墻有時(shí)也稱為抗震墻。 剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。其中以鋼筋混凝土剪力墻最為常用。 框架結(jié)構(gòu): 框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu),即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。采用結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重,僅起到圍護(hù)和分隔作用,一般用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭陶粒等輕質(zhì)板材等材料砌筑或裝配而成。 框剪墻體: 框剪是指框架剪力墻結(jié)構(gòu),是以柱和剪力墻為結(jié)構(gòu)豎向主框架的結(jié)構(gòu)模式!利用剪力墻來(lái)增加建筑物的抗剪和抗橫向彎矩的能力,是現(xiàn)在小高層住宅采用較多的結(jié)構(gòu)。 框剪結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn):框剪結(jié)構(gòu)的受力變形是剪彎形,框架結(jié)構(gòu)是剪切形,上部變形大,下部變形小;剪力墻結(jié)構(gòu)是彎曲形,上部變形小,下部變形大。框剪結(jié)構(gòu)是兩種結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用,減小各曾見到相對(duì)位移與頂點(diǎn)位移,側(cè)向剛度得到很大的提高。水平荷載主要由剪力墻承受,一般能承擔(dān)80%的荷載。剪力墻側(cè)向剛度大于框架結(jié)構(gòu),在沿高度 分配的水平荷載就比較均勻,各層梁柱彎矩比較接近,有利于減小梁柱的截面積.但內(nèi)部空間被限制,不如框架結(jié)構(gòu)的大和通透。 地下室施工:地下室是建筑物中處于室外地面以下的房間。在房屋底層以下建造地下室,可以提高建筑用地效率。一些高層建筑基礎(chǔ)埋深很大,充分利用這一深度來(lái)建造地下室,其經(jīng)濟(jì)效果和使用效果俱佳。 地下室的類型按功能分,有普通地下室和防空地下室。按結(jié)構(gòu)材料分,有磚墻結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)地下室。按構(gòu)造形式分,有全地下室和半地下室,地下室頂板的底面標(biāo)高高于室外地面標(biāo)高的稱半地下室,即房間地面低于室外設(shè)計(jì)地面的平均高度大于該房間平均凈高1/3,且小于等于1/2 者。這類地下室一部分在地面以上,可利用側(cè)墻外的采光井解決采光和通風(fēng)問題。地下室頂板的底面標(biāo)高低于室外地面標(biāo)高的,稱為全地下室。 施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1、臨電問題:攪拌機(jī)、鋼筋加工廠的電箱配置不夠完備,存在著漏電的危險(xiǎn),以及碰電的危險(xiǎn)性。 2、部分七層幢號(hào)用的腳手架都是毛竹,班主都沒對(duì)毛竹的質(zhì)量進(jìn)行挑選就使用,這樣隨著層數(shù)的增高,荷載的加大,存在的危險(xiǎn)性也就越大,特別是小橫桿,領(lǐng)導(dǎo)還指出雖改成鐵桿腳手架已不可能,但底層最好要挑選性的用料。 3、腳手架的、支模架的基礎(chǔ)不是很穩(wěn),存在塌倒的可能性,特別是下雨天。 4、木頭房太多,而且不規(guī)范,工人隨處搭房住人,這使得工人的生命存在威脅,且使工地不能規(guī)范化管理。 以上的安全問題不僅是我所實(shí)習(xí)的這個(gè)工地存在的問題,很多工程都存在著這些問題,所以施工現(xiàn)場(chǎng)安全仍需進(jìn)一步改進(jìn),有關(guān)部門也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督的力度。 實(shí)習(xí)的收獲和體會(huì): 在實(shí)習(xí)的期間里,對(duì)我來(lái)講是一個(gè)理論與實(shí)際相結(jié)合的過程,在工地現(xiàn)場(chǎng)施工員、技術(shù)負(fù)責(zé)人的指導(dǎo)之下,以及自已的努力積極參與工作,讓自己對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)的做法,標(biāo)準(zhǔn)層的施工有了深入的了解與掌握。而且對(duì)整個(gè)土木工程的各個(gè)方面也有了深刻的理解和認(rèn)識(shí),并且鞏固了書本上的知識(shí),將理論運(yùn)用到實(shí)際中去,從實(shí)際施工中豐富自已的理論知識(shí)。整個(gè)實(shí)習(xí)的過程時(shí)間雖短,但讓自己知道了如何當(dāng)一名好的做作人員。整個(gè)實(shí)習(xí)的過程也讓自己發(fā)現(xiàn)了自己理論知識(shí)上的不足,也讓自己為以后的學(xué)習(xí)充滿了動(dòng)力。工地雖說(shuō)是苦了點(diǎn),但也讓自己明白了一句話:“吃得苦中苦,方為人上人。”。并且我非常感謝學(xué)院以及老師為自己提供了一個(gè)良好的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),也讓自己第一次接觸現(xiàn)場(chǎng),接觸社會(huì),不僅讓自己學(xué)會(huì)了如何將理論與實(shí)際相結(jié)合,更重要的是讓自己學(xué)會(huì)了如何做人。 經(jīng)過了此次實(shí)習(xí),也讓自己成熟了許多,但獲得知識(shí)的同時(shí)也存在了一些問題,第二篇:混凝土讀書報(bào)告
第三篇:高性能混凝土技術(shù)讀書報(bào)告
第四篇:混凝土實(shí)習(xí)報(bào)告
第五篇:混凝土實(shí)習(xí)報(bào)告