混凝土读书报告

第一篇：混凝土读书报告

钢筋混凝土原理和分析读书报告

——钢筋与混凝土的粘结

经过一个学期对《钢筋混凝土原理与分析》的学习，再加上平时阅读的一些关于混凝土的书籍和期刊，我对钢筋混凝土理论有了初步的认识。我选取了自己比较感兴趣的一个章节（钢筋与混凝土的粘结）细细研究了一番，因此我的读书报告将主要围绕这一章进行。

一、内容摘要及自我理解

混凝土是以水泥为主要胶结材料，拌合一定比例的砂、石和水，有时还加入少量的各种添加剂，经过搅拌、注模、养护等工序后，逐渐凝固硬化而成的人工混合材料。混凝土的抗压强度很高，抗拉强度相对很弱，把钢材放置在混凝土结构中的主要作用是承受拉力，以弥补混凝土抗拉强度的低下和延性的不足。因此，钢筋混凝土就是以混凝土为主体，配置不同形式的高抗拉强度的钢筋所构成的组合材料，两者的性能互补，成为迄今结构工程中应用最为成功、最广泛的组合材料。1.粘结力的组成首先，钢筋和混凝土是两种不同性质的材料，它们为什么能共同工作呢？原因有两点：其一，混凝土在硬化过程中体积收缩，对钢筋产生粘结力(亦叫握裹力)；其二，两者的膨胀系数基本一致(钢筋为1．2×10；混凝土为1．0×l0— 1．4×10)，受温度影响时，其变动基本相同，不致破坏钢筋混凝土结构的整体性，而导致两者脱离。实践证明，钢筋和混凝土之所以能共同使用，主要条件就是钢筋和混凝土的粘结作用。

一个钢筋混凝土梁只有当钢筋沿全长与混凝土可靠地粘结，在荷载作用下次梁的钢筋应力随截面弯矩而变化，才符合梁的基本受力特点。根据混凝土构件中钢筋受力状态的不同，粘结应力状态可分作两类问题：（1）钢筋端部的锚固粘结。在简支梁支座处的钢筋端部、梁跨间的主筋搭接或切断的外伸段等，钢筋的端头应力为零，在经过锚固后，钢筋的应力应能达到其设计强度。(2)裂缝间粘结。受拉构件或梁受拉区的混凝土开裂后，裂缝截面上混凝土退出工作，使钢筋拉应力增大，但裂缝间截面上混凝土仍承受一定的拉力，钢筋的应力偏小，钢筋应力沿纵向发生变化，其表面必有相应的粘结应力分布，粘结应力的存在，是混凝土能钢筋的平均应变和总变形小于钢筋单独受力是的相应变形。

钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力由三部分组成：

（1）混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力，其抗剪极限值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。（2）周围混凝土随钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用，它取决于混凝-5-5-5 土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及两者间的摩擦系数等。

（3）钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力。

其实粘结力的三部分都与钢筋表面的粗糙程度和锈蚀程度密切相关，在试验中很难单独量测或严格区分，而且在钢筋的不同受力阶段，随着钢筋滑移的发展，荷载的加卸等各部分的作用也有变化。

2.粘结应力试验方法

结构中钢筋粘结部位的受力状态复杂，很难准确模拟，现有两类钢筋拔出试验方法：

（1）拉式试验

这是最早的试验方法，试件一般为菱柱形，钢筋埋设在其中心，水平方向浇注混凝土。试验时，试件的一端支承在带孔的垫板上，试验机夹持外露钢筋端施加拉力，直至钢筋屈服。上述试件的加载端混凝土受到局部挤压，与结构中钢筋端部的应力状态差别大，影响试验结果的真实性。后来就有人将其改为试件加载端的局部钢筋与周围混凝土脱空的试件，这种方法解决了局部挤压的问题，但是对于配置螺纹钢筋的试件常会因纵向劈裂破坏。至今各国对这类试验的标准试件的规定尚不统一。

（2）梁式试验

梁式试件能更好地模拟钢筋在两端的粘结锚固状况，它分两半制作，钢筋在加载端和支座端各有一段无粘结区，中间的粘结长度为10d。梁跨中的拉区为试验钢筋，压区用铰相连，力臂明确，以便根据试验荷载准确地计算钢筋拉力。这种试验方法的思路是很巧妙，但是我感觉因为那个铰的存在，会增大的试验的难度，钢筋的实际受力情况可能会很复杂。

这两类试件的试验结果对比表明，材料和粘结长度相同的试件，拉式试验比梁式试验测得的平均粘结强度高，主要是由于两者的钢筋周围混凝土应力状态不同和混凝土保护层厚度有差别。

试验方法虽多，但是试验测的都是极限拉力，不能直接得到钢筋拉拔过程中某个位置处的应变值，从而建立钢筋应变（力）沿长度的分布规律。为了量测粘结应力沿钢筋埋长的分布，又不破坏其粘结状态，必须在钢筋内部布置电阻片。因为如果直接在钢筋表面贴应变片，那么在钢筋拉拔过程中就会导致应变片本身损坏；如果用套管将应变片保护起来，又会造成钢筋与混凝土之间的粘结状况失真。在钢筋内股粘贴应变片这种方法虽然操作麻烦，但是能获得真实可靠的数据。

3.粘结机理研究

光圆钢筋和变形钢筋与混凝土的极限粘结强度相差悬殊，粘结机理和破坏形态多有不同，分述如下：

（1）光圆钢筋

光圆钢筋的粘结强度在钢筋滑动前取决于化学粘着力，滑动后则主要取决于摩阻力。光圆钢筋从混凝土中拔出的过程：当加载初期，钢筋与混凝土界面上开始受剪时，化学粘着力起主要作用，此时截面无滑移。随着拉力的增大，从加载端的粘着力很快被破坏，此时钢筋只有靠近加载端的一部分受力，粘结应力分布也限于这一段。随着荷载增大，钢筋的受力段逐渐加长，粘结应力分布的峰点向自由端移动，加载端滑移加快。当滑移段遍及钢筋全埋长，粘结应力的峰点很靠近自由端，此时加载端粘结破坏严重，粘结应力已很小，钢筋的应力接近均匀。当自由端达到钢筋的极限粘结强度时，钢筋的滑移急速增大拉拔力由钢筋表面的摩阻力和残存的咬合力承担，最终，钢筋从混凝土中被拔出。光圆钢筋与混凝土的粘结强度较低，滑移较大，粘结性能较差。

（2）变形钢筋

变形钢筋和光圆钢筋的主要区别是钢筋表面具有不同形状的横肋或斜肋。一个不配横向筋的拔出时间，开始受力后钢筋的加载端局部就因为应力集中而破坏了与混凝土的粘着力，发生滑移。当荷载增大时，钢筋自由端的粘着力也被破坏，开始出现滑移，加载端的滑移加快增长。

光圆钢筋拉拔试验的破坏形态均为钢筋自混凝土中拔出的剪切破坏，变形钢筋一般形成劈裂式破坏。从机理上分析这是因为在拉拔过程中，变形钢筋表面突出的肋就像混凝土的楔子，对混凝土有挤压和剪切作用，使得肋前混凝土压碎，并在肋前形成斜面。作用在斜面上的力沿钢筋轴线方向的分力为粘结应力的主体，垂直钢筋轴线方向的分力为径向扩张力，它在周围混凝土中产生环形拉应力，导致出现劈裂裂缝。

图1 图2 比较光圆钢筋和变形钢筋的粘结应力-滑移曲线不难发现，和光圆钢筋相比，变形钢筋 自由端滑移是的应力值接近，但是应力和极限应力的比值却大大减小，钢筋的受力段和滑移段的长度也较早的遍及钢筋的全埋长。

在光圆钢筋的粘结应力-滑移曲线中，我发现大概在滑移超过0.25mm的时候加载端的滑动值将小于自由端的滑动值。变形钢筋的曲线只画了一部分，再往后延伸，似乎也有自由端滑动值大于加载端滑动值的趋势。为什么加载端的滑动值会小于自由端地滑动值？其中的钢筋和混凝土的应力状态是什么？这个问题我还没有想到合理的解释。4.粘结应力-滑移本构模型

钢筋混凝土结构有些设计或分析过程中要求应用钢筋和混凝土间的粘结应力-滑移本构关系，那么首先就要确定其中的两个特征值，即劈裂应力和极限粘结强度，然后再通过假设做出粘结应力-滑移的本构模型。

（1）劈裂应力

图3 试件劈裂时的应力状态

图3（a）是将钢筋周围的混凝土简化为一厚壁管，劈裂面上得拉应力均匀分布，这是一种半理论半经验的方法。后来就有人对这种方法提出质疑，因为在径向裂缝处不可能有应力存在，并且劈裂面的拉应力是非均匀分布，于是就提出了图3（b）这种应力状态模型。但是他的这种假设过于繁琐，后人就又提出了图3（c）这种应力模型，这种模型既考虑了径向裂缝处无应力的情况，也对劈裂面的拉应力做了简化。这些都是在熊老师的提示下，我才在这貌似简单的图里看出前人如何发现问题解决问题以及再改进的一系列探索过程。

（2）极限粘结强度

钢筋与混凝土的平均极限粘结强度，一般用试验数据的回归分析式。粘结应力状态过于复杂，此时已经无法做出粘结应力的模型，只有靠做大量的试验后得到一个回归分析式。5.粘结应力的影响因素

通过大量的试验我们发现钢筋和混凝土的粘结性能及各项特征值，受到许多不同因素的影响而变化。

（1）混凝土的强度。提高混凝土的强度会延迟拔出试件的内裂和劈裂应力，提高极限粘结强度和粘结刚度。（2）保护层厚度。增大保护层厚度，加强了外围混凝土的抗劈裂能力，能提高试件的劈裂应力和极限粘结强度。

（3）钢筋埋长。试件的粘结强度随埋长的增加而降低，埋长很大的试件，钢筋加载端达到屈服而不被拔出。

（4）钢筋的直径和外形。直径越大的钢筋，相对粘结面积减小，不利于极限粘结强度；肋的外形变化对钢筋的极限粘结强度值差别不大，对滑移值影响稍大。

（5）横向箍筋。拔出试件内配设横向箍筋，能延迟和约束径向-纵向劈裂裂缝的开展，阻止劈裂破坏，提高粘结强度。

（6）横向压应力。横向压应力作用在钢筋锚固端，增大了钢筋和混凝土界面的摩阻力，有利于粘结锚固。

另外，浇注钢筋混凝土时钢筋所处的位置及混凝土的密实度、骨料的粒径、数量和表面形态等也是影响粘结强度的因素。概括的来说，就是所有与钢筋和混凝土有关的因素都会影响粘结强度。

二、心得体会

通过这一个学期对钢筋混凝土原理与分析的学习，我对这门课以及研究生阶段如何学习有了初步的认识。1.本科阶段我学习的是《钢筋混凝土原理与设计》主要是学习“是什么”，比较简单概括的讲了一下原理，重点在于如何运用某种方法进行计算和设计。研究生阶段我学习的是《钢筋混凝土原理与分析》主要是学习“为什么”，比较详细的介绍各种原理，以及各种试验中试件的受力机理分析，重点在于分析前人研究总结这种原理的过程，即解决问题的思想和方法。2.混凝土是一种非均质、不定向的，且随时间和环境条件而变化的多相混合材料，因此钢筋混凝土力学性能复杂多变。在做试验时，所有与钢筋和混凝土有关的因素都有可能会影响试验的结果，所以在进行试验前应考虑所有影响试验结果的因素，设置多种对比试件，这样才能排除次要因素的影响，得出科学真实的结论。3.钢筋混凝土内部应力状态复杂，在对试验结果进行分析时，时常会做各种简化假设，巧妙并且贴合实际的假设能避免很多分析上的困难。因此，“如何简化假设以及为什么这样简化假设”将会是我学习和实践的重要环节之一。

三、结语

所有前人的研究成果，加深了我们对钢筋混凝土的材料和结构性能的规律性认识，篇二：高等混凝土读书报告

钢筋混凝土框架结构的抗震设计要点汇总

摘 要：地震灾害具突发性，至今可预见性仍很低，给人类社会造成损失严重是各类自然灾害中最严重的灾害之一。根据我国现有科学水平和经济条件，对建筑抗震提出了三个水准的设防目标，即通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”。钢筋混凝土框架结构是地震设防区常见的建筑结构形式，在工业和民用建筑中应用广泛，由于结构本身的力学特点，抗震‘性能较差。通过加强技术措施，挖掘材料潜力，可以得到有效改善。针对框架结构设计中常见的一些问题进行了分析，提出了设计中注意的要点。关键字

混凝土结构 框架结构 结构抗震 结构设计 key words concrete structure, frame structure, structural seismic, structure design 钢筋混凝土框架结构是我国多高层建筑中最常用的结构形式，广泛用于地震设防区，在合理的设计下具有良好的抗震性，所以以框架结构为例来阐述混凝土的抗震设计。1.结构延性在抗震中的重要性及作用

结构抗震的本质就是延性，延性是结构，构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力，是结构抗震能力强弱的标志。今天已有本身延性非常好材料（加钢纤维、碳纤维布和使用钢管混凝土等）应用于结构抗震研究当中，但在实际工程应用中这些材料造价相对较高，不够经济。现已通过大量的试验与实践证明结构的延性与构件的轴压比、配箍率、混凝土强度、剪跨比、钢筋、保护层厚度、箍筋形式、钢筋与混凝土粘结等因素密切相关。所以可以通过合理的设计来达到发挥结构与构件延性的目的。

我国现很多高层建筑中，钢筋混凝土结构应用最为普遍，其中钢筋混凝土框架结构是最 常用的结构形式。其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性，目前广泛用于地震设防地:,具有良好的抗震性能，然而未经合理设计的框架结构会在地震作用下产生较严重的震害。结构抗震的本质就是延性。对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉混凝土出现裂缝，表现出非弹性变形然后受拉钢筋屈服，受压高度减小，受压混凝土压碎，构件最终破坏。从受拉钢筋屈服到压混凝土压碎，是构件的破坏过程在这过程中，构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质图1是钢筋硅受弯构件的m一△曲线，△v是屈服变形，△u是极限变形提高延性可增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。延性结构通过塑性铰域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量;同时，这种变形降低了结构的刚度，致使结构在地震作用下的反应减小，也就是使地震对结构作用力减小当结构设计成为延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用。对于地震发生概率极少的抗震结构，延性结构是一种经济的设计对策此外，延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布，采用塑性内力重分布方法设计时，同样也可以节约钢筋用量，取得较好的经济效果。因此可以说结构的延性和结构的强度是同等重要的延性好的结构的破坏我们称之为塑性破坏，延性差的结构的破坏我们称之为脆性破坏，塑性破坏能提前给人以预兆，是符合结构设计理沦的结构延性在抗震中之所以如此重要，是因为结构延性具有如下作用。1.1防比脆性破坏

钢筋混凝土结构或构件的脆性破坏是突发性的没有预兆，为了保障人们生命财产安全，除对构件发生脆性破坏时的可靠指标有较高要求外，还要保证结构或构件在破坏前有足够的变形能力。

1.2承受某些偶然因素的作用 结构在使用过程中可能会承受设计中未考虑到的偶然因素作用，如偶然的超载、基础的不均匀沉降等其会在结构中产生内力和变形，而延性结构的变形能力则可作为发生意外情况时内力和变形的安全储备。1.3实现塑性内力重分布

延性结构容许构件的某些临界截面有一定转动能力形成塑性铰域，产生内力重分布，从而使钢筋混凝土超静定结构能够按塑性方法进行设计，得到有利的弯知分布，使配筋合理节约材料而且便于施工 1.4有利于结构抗震

在地震作用下，延性结构通过塑性铰域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量，同 时这种变形降低了结构的刚度，致使结构在地震作用下反应减小，也就是使地震对结构的作用力减小，因此，具有较强抗震能力。2框架结构抗震设计的一般原则

从以上内容可看出，结构延性在结构的抗震中起着非常重要的作用，其与结构的承载能 力同等重要因此，位于抗震的建筑必须考虑其延性，进行延性抗震设计，用以抵抗地震作用因为钢筋混凝土材料具有双重性，如果设计合理，尽量消除或减少混凝土脆性性质的危害，充分发挥钢筋塑性性能，可以实现延结构。根据震害以及近年来国内外试验研究资料，延性框架设计时大致上应符合以下原则。2.1“强柱弱梁”设计原则一一控制塑性铰的位置 地震作用下，框架中塑性铰要出现在梁上，不允许出现在梁的跨中梁的跨中出现塑铰将导致局部破坏，见图3在梁端的塑性铰必须具有延性，刁一能使结构在形成机构之前，可以抵抗外荷载并具有延性。由图4，在框架结构中，塑性铰出现的位置或顺序不同，将使框架结构产生不同的破形 式图4(b)所示是一个强梁弱柱型结构，所以塑性铰首先出现在柱中，当某薄弱层柱的上下端均出现塑性铰时，该层就成为几何可变体系，而引起上部结构的倒塌这种结构破坏只跟最薄弱层柱的强度和延性性能有关，而其他各层梁柱的承载能力和耗能能力均没有发挥作用图4(a)是一个强柱弱梁型结构，塑性铰首先出现在梁中，当部分梁端甚至全部梁端均出现塑性铰时，结构仍能继续承受外荷载，而只有当柱子底部也出现塑性铰时，结构刁一达到破坏由此可知，柱中出现塑性铰，不易修复而且容易引起结构倒塌;而塑性铰出现在梁端，却可以使结构在破坏前有较大的变形，吸收和耗散较多的地震能量，因而具有较好的抗震性能。震害调查发现:凡是具有现浇楼板的框架，由于现浇楼板大大加强了梁的强度和刚度，地震破坏都发生在柱中，破坏较严重;反之裂缝出在梁中，破坏较轻，从而也证实强梁弱柱引起的结构震害比较严重。

此外，梁的延性远大于柱的延性这是因为柱是压弯构件，较大的轴压比将使柱的延性下降，而梁是受弯构件，比较容易实现高延性比要求因此，较合理的框架破坏机制应是梁比柱的塑性屈服尽可能早发生和多发生，底层柱柱根的塑性铰较晚形成，各层柱子的屈服顺序应错开，不要集中在某一层这种破坏机制的框架，就是强柱弱梁型框架 2.2梁柱的延性设计

要使结构具有延性，就必需保证框架梁柱有足够的延性，而梁柱的延性是以其截面塑性 铰的转动能力来度量的。因此框架结构抗震设计的关键是梁柱塑性铰设计为此，应遵循:①“强剪弱弯”设计原则一一控制构件的破坏形态适筋梁或大偏压柱，在截面破坏时可以达到较好的延性，可吸收和耗散地震能量，使内力重分布得以充分发展;而钢筋混凝土梁柱在受到较大剪力时，往往旱现脆性破坏所以在进行框架梁、柱设计时，应使构件的受剪承载力大于其受弯承载力，使构件发生延性较好的弯曲破坏，避免发生延性较差的剪切破坏，而且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪坏。②梁、柱剪跨比限制。剪跨比反映了构件截面承受的弯知与剪力的相对大小它是影响梁、柱极限变形能力的主要因素之一，对构件的破坏形态有很重要的影响因此柱的剪跨比λ=m/ vhe(m, v分别是截面承受的弯知、剪力值，he为柱截面高度)宜控制在1.5以上③梁、柱剪压比限制。当构件的截面尺寸太小或混凝土强度太低时，按抗剪承载力公式计算的箍筋数量会很多，则箍筋在充分发挥作用之前，构件将过早旱现脆性斜压破坏，这时再增加箍筋用量己没有意义因此，设计中应限制剪压比(v/hc b ho)即梁截面的平均剪应力，使箍筋数量不至于太多，同时，也可有效地防比斜裂缝过早出现，减轻混凝土碎裂程度。这实质上也是对构件最小截面尺寸的要求。④柱轴压比限制及其他措施试验研究表明，轴压比的大小，与柱的破坏形态和变形能力是密切相关的随着轴压比不同，柱将产生两种破坏形态:受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和破坏时受拉钢筋并不屈服的小偏心受压破坏。而且，轴压比是影响柱的延性的重要因素之一，柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低，见图5，尤其在高轴压比下，增加箍筋对改善柱变形能力的作用并不明显所以，抗震设计中应限制柱的轴压比不能太大，其实质就是希望框架柱在地震作用下，仍能实现大偏心受压下的弯曲破坏，使柱具有延性性质高层建筑中，底层柱往往承受很大的轴力，很难将轴压比限制在较低水平试验表明，在知形柱或圆形柱内设置知形核心柱，不但可以提高柱的受压承载力，还可以提高柱的变形能力在压、弯、剪作用下，当柱出现弯、剪裂缝，在大变形情况下芯柱可以有效地减小柱的压缩，保持柱的外形和截面承载力，特别对于承受高轴压的短柱，更有利于提高变形能力，延缓倒塌⑤箍筋震害表明，梁端、柱端震害严重，是框架梁、柱的薄弱部位。所以按照强剪弱弯原则设计的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性铰，称为箍筋加密在塑性铰配置足够的箍筋，可约束核心混凝土，显著提高塑性铰混凝土的极限应变值，提高抗压强度，防比斜裂缝的开展，从而可充分发挥塑性铰的变形和耗能能力，提高梁、柱的延性此外，框架结构构件的延性与箍筋形式有关。例如，西安建筑科技大学和日本川铁株式会社的研究表明，在其它条件相同的情况下，采用连续知形复合螺旋箍比一般复合箍筋可提高柱的极限变形角25%所以知形截面柱采用连续知形复合螺旋箍(图7)，可大大提高其延性⑥纵筋配筋率。试验表明:钢筋混凝土单筋梁的变形能力，随截面混凝土受压区相对高度x/h0的减小而增大，而x/h0随着配筋率的增大、钢筋屈服强度的提高和混凝土强度等级的降低而增大，延性性能降低为此，《规范》对一、二、三级抗震等级框架梁的x/h0作出了规定同时，框架梁还应满足最小配筋率的要求

2.3“强节点弱构件”设计原则

由于节点的受力状况非常复杂，所以在结构设计时只有保证各节点不出现脆性剪切 破坏，刁一能使梁、柱充分发挥其承载能力和变形能力实际设计中，为保证框架结构的延 性《抗震设计规范》是依据抗震等级对构件本身不同性质的承载力或构件间的相对的承载力进行内力调整，并依据规定的构造要求来达到延性要求内力调整系数，依据抗震等级不同而异:一级抗震等级以实际配筋为基础进行内力调整;

二、三级抗震等级是在设计内力的基础上进行调整而构造要求，则根据不同的抗震等级，规定出截面形式、尺寸限制、材料规格、配筋率以及构造形式等。3设计要点

3.1方案确定时着重考虑的问题 3.1.1建筑高度

钢筋混凝土框架结构房屋适用的最大高度，6度设防:60m, 7度设防:55m, 8度设防:45m, 9度设防25m。对于平面和竖向均不规则的结构或iv类场地上的结构，房屋适用的最大高度应适当降低，甲类建筑应按本地区设防烈度提高一度确定房屋的最大高度。3.1.2抗震等级

钢筋混凝土框架结构房屋根据使用功能的重要性、设防烈度和房屋高度不同，设计时采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。3.1.3结构的传力线路

计算简图明确，传力简单直接避免过渡。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，满足强度所耗费的建材也就越少。3.1.4建筑的平面布局

结构平面布置规则，刚度分布应力求均匀对称，侧向刚度沿竖向逐步减小，避免突变，重力或风力作用中心与刚度中心尽量重合，避免扭转。当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。在建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距布置，这样能充分利用连续梁的受力特点，可以使各跨梁截面趋于一致，提高结构的整体刚度。3.1.5建筑的使用功能

建筑的使用功能决定了荷载性质和荷载取值，不但对建筑设计产生影响，而且影响柱网布置、结构方案和结构构造措施，同时，对地基处理和基础设计也有影响。设计时应做到:框架结构功能与建筑使用功能及外部条件一致，发挥结构的功能并取得与经济的协调。3.1.6工程地质情况

建筑场地的地质条件，影响着地基基础形式及上部结构的确定，应选择安全、可靠的场地和地基有抗震要求时，应选择对建筑抗震有利的地段，即应选择稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土场地，当无法避开不利的或危险的场地时，应采

取适当的措施。3.2结构设计要点 3.2.1框架梁

框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不重合时，应考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响，以及梁荷载对柱子的偏心影响。偏心距大于该方向柱宽的1/4时，可采篇三：混凝土读书报告题材2011 3至第16周上课，第3周绪论

第4文献综述

第5周至16周，53次报告（第6周国庆停）11次课，作53次报告。

第5、7周：各4人报告；

第8至16周：各5人报告。篇四：混凝土结构理论读书报告

《混凝土结构理论》读书报告

混凝土构件的变形和裂缝控制] 专业：[建筑与土木工程] 学生姓名：[ 涂平平] 任课教师：[ 徐 海 燕 ] 完成时间：2013年4月12日 [ 混凝土构件的变形和裂缝控制------混凝土结构理论读书报告

姓名：涂平平专业：11级建筑与土木工程 学号：20110108521312 [摘要] 混凝土是多种材料组成的非匀质材料，其抗拉强度远小于抗压强度，当拉应力超过混凝土的抗拉强度，就产生了裂缝。裂缝会影响结构的整体性、耐久性和正常使用。在结构的使用期限内，各种荷载的作用都将产生相应的变形，特别是在混凝土开裂后以及荷载的长期作用下混凝土发生徐变，过大的变形可能影响结构的使用性能，甚至安全性。[关键词]混凝土 裂缝 变形 刚度

一．引言

混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料。由于其极限拉伸变形很小，当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用，或由于地基不均匀沉降、混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其它构件约束，以及钢筋锈蚀体积膨胀时，混凝土中便产生拉应力，该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。同时，混凝土材料来源广泛，成分多样，施工工序繁多，养护硬化需要较长时间，受环境影响较大，混凝土自身构成机理，以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。所以，钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出现荷载和非荷载因素导致的裂缝。因此需要对混凝土的裂缝进行验算和控制，这是其它材料结构所不遇的特殊问题。

建筑物混凝土结构在实际使用运行过程中，由于自身内部作用和相邻外部结构物的牵制而处于不同程度的约束状态，这时混凝土结构将很有可能发生变形，当某变形过大所产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时.就会引起混凝土结构的开裂，使得混凝土结构承载力降低.甚至整个结构的破坏，严重影响到建筑结构物的使用功能。

所以，在设计混凝土结构时就应该对使用阶段的构件最大变形进行验算，并按允许值加以限制。此外，在超静定结构的内力分析时，为了建立变形协调条件，必须获知构件的刚度值及其变化，才能求解多余未知力。在进行结构的非线性受力全过程分析，要求构件各截面刚度的变化全过程。所以，构件的刚度或截面的弯矩-曲率关系直接影响结构的内力分布和重分布。

二．内容综述

㈠.混凝土裂缝产生的不良影响：

①钢筋锈蚀，降低结构的耐久性。混凝土的开裂使构件中局部钢筋直接与周围介质接触，对于露天结构和处在潮湿环境，甚至含酸、氯介质的侵蚀环境下，钢筋表层将逐渐氧化而发生锈蚀，并往内部发展。钢筋的受力面积因受锈蚀而逐渐减小，纵向裂缝破坏了钢筋和混凝土的粘结力，都使构件的承载力减小，耐久性下降，影响结构的安全度。②降低结构的抗渗性，甚至造成渗漏，严重损害一些水工结构和容器结构的使用性能。③降低结构的刚度，增大变形量，影响非结构性建筑部件的使用性能和观瞻，例如门窗的开启，隔墙和装饰材料的变形等。④裂缝的显现和发展，以及室内非结构材料的局部损伤，都使人们心理上产生不安全感。有时成为要求进行裂缝处理或加固的主要因素。

㈡.构件的变形产生的不良影响：

①改变结构的内力或承载力。例如受压构件的附加偏心距增大，承载力下降；结构的刚度过小，在机械设备振动、移动荷载作用，或风振作用下的结构响应加剧。②妨碍建筑物的使用功能。例如工业厂房中，吊车梁挠度过大会增加轨道与扣件间的磨损，甚至影响吊

车正常运行，无法作业；屋面梁、板挠度过大会导致屋面积水，引起渗漏和附加挠度；楼面梁、板挠度随可变荷载的变化而变化，过大则被其支承的仪器、设备难以维持水平和稳定而影响正常使用。③引起相连建筑部件的损伤。例如天花板和吊顶的下垂和开裂、支承的轻质隔墙的局部损伤和开裂、门窗和移动式隔墙的开启受阻。④人们的心理不安全感。例如梁板的下垂和弯曲，柱的侧向偏斜、薄板的震颤等都可能引起人们的心理恐慌。根据经验，日常生活中，人们心理上能够承受的最大挠度大致为l/250（l为构件的计算跨度），超过此限值就有可能引起用户的不安。

㈢.裂缝分析方法

混凝土裂缝发展的因素众多，以及混凝土的非匀质性和材料的离散度较大，裂缝的开展和延伸有一定的随机性，使构件表面的裂缝状况变异性大，对其认识和分析主要有三种方法。其中粘结-滑移法和无滑移法的区别在于粘结-滑移法认为混凝土受拉裂缝的间距主要取决于混凝土的抗拉强度、钢筋的配筋率与直径，以及二者间的平均粘结应力等；无滑移法则认为截面配筋率和钢筋直径对裂缝的间距和宽度影响很小，假设裂缝截面在钢筋和混凝土界面处的相对滑移很小，可予忽略，即裂缝宽度为零，构件表面裂缝的宽度随该点至钢筋的距离成正比增大。第三种方法为综合分析法，将上面两种方法合理的结合起来，既考虑构件表面至钢筋的距离对裂缝宽度的重大作用，又修正钢筋界面上相对滑移和裂缝宽度为零的假设，计入粘结-滑移的影响。

计算在使用荷载作用下的最大裂缝宽度，有几种方法，第一种先确定平均裂缝间距和平均裂缝宽度，而后乘以根据试验统计求得的“扩大系数”来确定最大裂缝宽度；第二种是直接给出最大裂缝间距来计算最大裂缝宽度；第三种是确定主要影响参数，根据数理统计，在一定的保证率条件下，给出最大裂缝宽度的计算公式。《规范》以第一种方法为主。㈣.变形分析方法

在设计混凝土结构时就应该对使用阶段的构件最大变形进行验算，并按允许值加以限制。此外，在超静定结构的内力分析时，为了建立变形协调条件，必须获知构件的刚度值及其变化，才能求解多余未知力。截面刚度计算中有三种计算方法，有效惯性矩法、刚度解析法、受拉刚化效应修正法。这类计算方法的共同特点是：构件的应力状态取为拉区混凝土已经开裂，但钢筋尚未屈服，即弯矩mcr

在工程设计中，对于钢筋混凝土结构的变形计算，不论其构件截面开裂与否，都把构件 假定为理想的弹性体，并采用材料力学的计算公式。实际上，裂缝出现前构件才基本是弹性 的，变形与荷载之间保持线性关系；临近开裂时，构件受拉区况凝上出现塑性，混凝土弹性 模量衰减为变形模量，截面开裂后，不但混凝土变形模量进一步降低，而且截面的几何特性 也发生变化。所以计算构件变形的最大难点就在于如何找到一个既适合应用弹性公式又符 合上述变化的构件刚度。目前，国内外计算受弯构件变形(实际上是计算构件刚度)的公式繁 多，这些公式都是根据各自的试验条件或资料提出的，因而带有局限性，且各公式的计算结果有时差异较大。

预应力混凝土受弯构件分全预应力混凝土构件、部分预应力混凝土月类构件和开裂的b 类构件，前二者基本处于弹性阶段，变形计算较为符合实际情况，后者截面已开裂，受拉区 混凝土已消压，构件已衰退为类似于钢筋混凝土构件，这就使变形计算复杂化，容易产生差

异。有学者研究后提出：钢筋混凝土梁的变形计算，现行桥规公式尚属合理，可维持不变。钢筋混凝土板的变形计算，现行桥规公式的计算值均比其他规范大，建议提高其计算刚度，即取消刚度的0.85非线性折减，以改善其计算效果。部分预应力混凝土b类受弯构件的变形，现行桥规和设计建议的公式均有较好的效果，下次修订规范时可选其中之一。非开裂的预应力混凝土受弯构件，其变形刚度可维持现状。

㈤.措施 混凝土的变形性能无论是非荷载作用的变形，还是外荷载作用引起的变形，其最为重要的是要认真分析，制定切实有效符合实际的施工措施;做好混凝土温度变形的控制工作，避免和减少产生混凝土温度裂缝。为此浇筑大体积混凝土时，应适当考虑采取以下措施，以杜绝和减少温度变形，防止出现裂缝: ⑴.控制砼升温 1.选用水化热低的水泥。水化热是水泥熟料水化所放出的热量。为使砼减少升温，可以在满足设计强度要求的前提下，减少水泥用量，尽量选用中低热水泥。一般工程可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。2.利用砼的后期强度。利用砼后期强度主要是从配合比设计入手，并通过试验证明28天之后砼强度能继续增长。到预计的时间能达到或超过设计强度。3.掺入减水剂和微膨胀剂。掺加一定数量的减水剂或缓凝剂，可以减少水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰值期。而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，也可以减少砼的温度应力。4.掺入粉煤灰外掺剂。在砼中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥，不仅可降低水化热，还改善砼的塑性。5.骨料的选用。连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性，较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。另外砂、石含泥量要严格控制。砂的含泥量小于2%，石的含泥量小于1%。

6.降低砼的出机温度和浇筑温度。首先要降低砼拌合温度。降低砼出机温度的最有效的办法是降低石子的温度，在气温较高时，要避免太阳直接照射骨料，必要时向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。

另外砼在装卸、运输、浇筑等工序都对温度有影响。为此，在炎热的夏季应尽量减少从搅拌站到入模的时间。

⑵.采用保温或保湿养护，延缓砼降温速度

为减少砼浇筑后所产生的内外温差，夏季应采用保湿养护，冬季应保温养护。大体积砼结构终凝后，其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔热保温效果，缩小了砼内外温差，从而控制裂缝的开展。而基础工程大体积砼结构拆模后，宜尽快回填土，避免气温骤变，亦可延缓降温速率，避免产生裂缝。

⑶.改善施工工艺，提高砼抗裂能力 1.采用分层分段法浇筑砼，有利于砼消化热的散失，减小内外温差。2.改善配筋，避免应力集中，增强抵抗温度应力的能力。孔洞周围、变断面转角部位、转角处都会产生应力集中。为此，在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片，在变截面作局部处理使截面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋都能防止裂缝的产生。值得注意的是，配筋要尽可能

应用小直径和小间距，按全截面对称配置。3.设置后浇带。对于平面尺寸过大的大体积砼应设置后浇带，以减少外约束力和温度应力；同时也有利于散热，降低砼的内部温度。4.做好温度监测工作，及时反映温差，随时指导养护，控制砼内外温差不超过25摄氏度。三．结束语

《钢筋混凝土原理》这本书系统全面的介绍了混凝土这种材料在单轴和多轴应力状态下，以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律，以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时，强调以试验结果为依据，着重介绍其受力变形和破坏的全过程，各种因素的影响，机理分析，重要技术指标的确定，计算原则和方法等。在阅读完该课本后，使我能够较好的了解到钢筋混凝土材料和构件受力性能的一般规律，受益匪浅。

四．参考文献 [1].鲍卫刚,宁平华,郑绍硅.钢筋混凝土受弯构件变形比较研究[j].重庆交通学院学报.1992.12 [2].丁大钧,蓝宗建.关于钢筋混凝土受弯构件刚度计算的几点看法[j].土木工程学报.1983.6 [3].解恒燕,郑文忠.预应力混凝土受弯构件反向变形控制与验算[j].哈尔滨工业大学学报.2010.8 [4].过镇海.钢筋混凝土原理[m].北京：清华大学出版社,1999.篇五：高等钢筋混凝土读书报告

高等钢筋混凝土读书报告(王小萌 sq09018146003)高等钢筋混凝土这门课程，它所讲述的就钢筋与混凝土。通过对这课程的学习我了解到钢筋和混凝土材料特点，性能，变形和破坏机理以及为什么只有钢筋和混凝土结合在一起使用才能发挥他们最佳作用。本门课程是在本学习的基础上的一个提高。本人认为这课程中与以前本科学习最大的不同在于其第四章多轴强度和本构关系，其他章节与本科教学基本相同，不同的只是在某些方面加以补充以及比本科教学有更详细的论述。本人在此不再论述，将详细论述多轴强度和本构关系，特别是本构关系仍有很大的发展空间，值得去研究。

钢筋混凝土结构中,承受单一的单轴压和拉应力状态构件极少,一般的构件都是处于二维或三维应力状态.因此在设计这些构件时,如果我还是采用混凝土的单轴抗压和抗拉强度的话,那么必然过低地给出二轴和三轴抗压强度,浪费材料,过高地估计多轴拉-压应力状态下强度,埋下安全隐患,显然都不合理。人们早在20世纪初就开始进行多轴受压应力实验,但由于结构工程中应用不急迫和实验技术水平的限制,混凝土多轴性能的研究几乎停带.到了20世纪60年代,由于一些国家大力发展核电站,推动了混凝土多轴性能的研究,特别是由于电子计算机的飞速发展和广泛应用,以及有限元分析方法的渐趋成熟,为准确地分析复杂结构创建了强有力的理论和运算手段,促使寻求和研究合理,准确的混凝土破坏准则和本构关系.同时,电子测量和控制技术的进步,为建造复杂的混凝土实验设备和改进测量技术提供了条件.到了70年代出现了研究高潮,很多国家的学者展开了对混凝土多轴性能的大量的系统性的试验和理论研究,取得的成果以融入相关规范,70年代末我国学者在该领域也进行了相关试验和研究,并取相应的成果。关于多轴强度的特点及规律在课件中有详细论述在此不在多提，下面就多轴应力计算方法和本构关系及未来展望谈下本人看法。

多轴应力应变计算方法 1.1 应力应变分析

在阐述此应力计算方法之前,先分析缺口构件在缺口处的应力应变状态,如图1。当构件处于平面应力时, 其应力应变分量不为0的为?22,?11,?22,?33。当构件处于平面应变时, 其应力应变分量不为0的有?22,?33,?11,?22。一般情况下应力应变分量不为0的有?22,?23,?32,?33,?11,?22,?23,?32,?33。由于?23??32，?23??32所以有7 个未知量。图1 缺口处应力分量 1.2计算公式

1.2.1 neuber 理论分析方法。

从上边的应力状态分析中可以看出, 当构件处于平面应力状态时(平面应变状态类似)有四个分量, 即一个应力分量和三个应变分量。为了得到这四个分量,需要四个方程。由neuber 公式可以提供一个方程, 通过化简可以得到： eenn?22?22??22?22（1）

式中 e ——完全弹性状态相应物理量的值 n ——用neuber 法计算相应物理量的值

图2 neuber 法

此式具有能量意义,从图2 中可以看出,虽然缺口处于塑性状态,但总应变能密度与缺口处于线弹性状态时的总应变能密度相等,即阴影面积与b 点和两坐标轴围成的矩形面积相等。另外三个方程可根据本构关系给出。当构件处于多轴应力状态时, 由上边的分析并考虑到?23??32,?23??32 可知,有三个应力分量和

四个应变分量共七个未知参量。本构方程只能提供四个方程,因此还需要三个额外的方程才能得出这七个未知参量。在多轴状态时, 把在单轴状态下的neuber 公式(1)推广到多轴应力状态。式(1)推广到多轴状态下的张量形式如下：ee?ij?ij??ijn?ijn（2）。i,j?1,2,3累加。

由于在实际解决问题时, 用主应力应变表示比较方便, 此时应力应变状态用五个未知量即?2,?3,?1,?2,?3 表示。这样只需要五个方程就可以解出未知的参量。用主应力可以把等式(2)写成如下形式：

eeeeeennnnnn?11?11??22?22??33?33??11?11??22?22??33?33（3）p根据本构关系, 并假设?eq?f(?eq)，这里f(?eq)是单轴拉压情况下本构关

系中的等效塑性应变表达函数,p 代表塑性状态相应物理量的值。则本构方程可以写成如下三个方程：

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

这样为解上述问题还缺一个条件。诸多试验表明,在比例加载情况下, 缺口处最

大主应力应变的应变能密度与总应变能密度之比与假设缺口处处于完全线弹性情况时最大主应力应变的应变能密度与总应变能密度之比相等,即 ee?2?2?2n?2n(7)?nneeeenn?2?2??3?3?2?2??3?3 通过以上各式,应力应变即可求出。1.2.2 等效应变能密度法理论

图3 等效应变能密度法

此方法最初是在缺口件处于平面应力状态下提出的。其形式如下： ?e?22 0ee（8）?d22d?220e22e22e?22 式中上标e 为等效应变能密度法计算相应物理量的值。从图3 中可以看出,虽然缺口处在塑性状态,但其应变能密度与缺口处在弹性状态下的应变能密度相等,即阴影面积与直线ob 和横轴组成的三角形面积相等, 这种方法称为等效应变能密度法(equivalentstrainenergy density method ,简记为esed 法)。其他方程的分析方法与上述相同。在平面应力状态,本构方程和公式(8)联立即可解决, 此时公式(8)的具体形式如下。等效应变能密度公式：

1eeee?22?22???22d?22（9）2 多轴加载的一般情况下, 等效应变能密度公式的具体形式如下。等效应变能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——等效的对应项的值 p ——塑性对应项的值

1.2.3多轴修正neuber 法模型的建立

通过图2 和图3 可以看出, 在弹性范围内neuber法和等效应变能密度法所计算的应力和应变是相等的,但是进入塑性状态以后, 二者却是有差异的。因此在计算应力应变的公式中, 应该有体现屈服强度的参量σys。一般情况下neuber 法过高地估计应力应变,给出应力应变估算结果的上限;而esed 法过低地估计应力应变, 给出应力应变估算结果的下限。通过对neuber 法和等效应变能密度法仔细分析,并且考虑应力应变曲线关系的几何表示,可以发现二者的区别主要表现为neuber 法比等效应变能密度法所计算的面积要大一些,并设此面

积差为s。为了使计算结果更符合工程实际,并使其位于这两种计算方法所得的结果

图4 多轴应力应变计算的修正neuber 法原理图

之间,从neuber 法所代表的面积中减去它比等效应变能密度法所大的面积s 的一半, 表现在本文提出的公式(11)中,即取系数k1 为0.5。通过对图4 进行分析,本文提出新的计算方法, 在主应力应变状态下其表达式为: ?2???1?ys?ee?1?k1??2?2??3e?3e2j?2j??3j?3j?(11)???122???e2 ej 为新方法计算对应物理量的值。式中的k1=0.5 ,并且要求?ys??2。如果 ee,此时认为?ys??2,公式(11)变成neuber 公式(3)。?ys??2 2 结论

1)通常neuber 法过高地估计应力应变,而等效应变能密度法(esed)过低地估计应力应变。

2)本文考虑了neuber 法和等效应变能密度法的异同, 并且提出一个修正的neuber 公式, 此公式在弹性状态时与neuber 公式完全相同。而从结果图中及理论分析可知,在弹性状态下,这三种方法实际相同。3)所得结果与neuber 法和等效应变能密度法的结果比较(见图6、图7)表明,本方法能较精确地估算多轴加载下缺口根部的应力应变, 且便于工程实际应用。4)通过上文中所述,当用主应力去代替应力偏量时,会产生问题。文献[ 1 ] 经过研究指出,当在比例加载的情况下,这种误差不大。

本构模型的学习体会

随着科学技术水平的提高和生产力的发展，混凝土的应用模式、应用环境已由单纯房屋建筑等简单结构渐扩大到像海洋石油钻井平台、高拱坝以及核电站预应力混凝土保护层等复杂应用环境下的复杂结构。混凝土是以水泥为胶凝材料的多组分多相非匀质的复合材料，对混凝土强度的形成、破损的过程与机理以及如何设计和计算强度，都是非常复杂的问题。因此，获得工程中使用方便的混凝土本构模型有重要意义。1 基于经典力学基础上的本构模型 1.1 线弹性本构模型

线弹性本构模型是迄今发展最成熟的材料本构模型，这种模型能较好地描述混凝土受拉和低应力受压时性能，也适于描述混凝土其它受力情况下的初始阶段，基于这类模型运用到有限元分析中已有很多成功的例子。由于混凝土的变形特征具有非线性，尤其是在受压状态下。因此只能在一些特定的条件下使用线弹性本构模型的，如：混凝土的应力发展水平很低，内部微裂缝和塑性变形还未发 展到明显的阶段；预应力或受约束结构在开裂以前；对形体复杂结构的近似计算或初步分析。

1.2 弹性非线性本构模型

弹性非线性本构模型突出了混凝土非线性变化的特点。弹性非线性模型假设混凝土的弹性非线性可以通过不断变化的切线模量(增量理论)或割线模量(全量理论)来描述。它具有精度好，数值计算简单，算法稳定等特点，在计算一次性单调加载时会得到比较准确的结果。但是由于理论的局限性和已获得的混凝土应力-应变试验数据范围较小，非线性弹性模型难以覆盖各种应力状态下的受力变形过程。由于它以材料的弹性为基础，不能反映混凝土加载和卸载的区别、存在滞回环、卸载后存在残余变形等；不能应用于卸载、加载循环和非比例加载等复杂的受力过程。1.3 塑性本构模型

塑性力学的基本概念是从一种理想化的拉伸曲线中起源并引伸出来，并把单轴的试验结果推广至三维空间。一般说来，该理论由三部分组成：初始屈服面、强化准则和流动规则，它们与屈服面密不可分。1950 年ducker 提出其著名公设以后，人们才从理性高度上搞清了塑性流动规律和加载

函数的关系，并明确了屈服面形状所必须满足的外凸性，从而把分散的规则用统一的观点联系起来，建立了统一的理论框架，从数学上形成了比较严格的理论体系，由于基本假设的实验验证困难，对于混凝土这种多相材料来说，难以确定明显的屈服点(面)。在描述软化现象时，还需要改用yushin公设，因为ducker 公设只能描述稳定材料的性能。因此，用塑性力学方法来描述混凝土的性能，还有待深入研究，继续改进。目前所提出的一些混凝土非经典塑性模型，其基本观点是将材料非弹性变形分解为塑性滑移变形和混凝土内部裂纹扩展所引起的变形。塑性滑移部分按经典塑性理论通过加载面在主应力空间解决，微裂纹变形则通过建立在应变空间上的势函数来处理。该模型由于同时定义了两种加载面，从而造成了数值计算的困难。同时，对于任何一条实测混凝土的应力—应变曲线，无法知道其非弹性变形中塑性滑移和微裂纹扩展各项的比例，因此模型所依赖的这两种加载面也就很难通过试验数据进行标定，可靠性难以保证。2 基于新兴力学理论的本构模型 2.1 基于断裂力学的混凝土模型

断裂力学起源于金属材料的断裂，最早将断裂力学用于混凝土研究的是kaplain。随后的工作几乎都是在混凝土为线弹性的假定下，运用断裂力学对混凝土断裂参量的研究。但是由于没有弄清混凝土断裂破坏的特殊性质，所以导致了很多相互矛盾的结果。不同研究所获得的混凝土断裂韧度的测定值，其离散性之大已经引起很多学者产生线弹性断裂力学能否应用于混凝土材料的怀疑。例如，glucklich 证明，临界应变能释放率要比混凝土的表面能的2 倍大得多。其他越来越多的试验结果也表明，泥凝土的kic 值随着试件

尺寸的变化而变化，并与裂纹长度和相对缺口深度有关。不仅如此，kic 还随骨料体积、形状、水灰比和龄期的不同而不同。后者由于材料性质的变化而引起kic 的变化。单就尺寸变化引起的kic 的不同结果，就值得怀疑线弹性断裂力学对混凝土的适用性。然而，随着近年来对大尺寸混凝土试件(h> 2m)实验结果的分析，人们已经认识到，以往对混凝土断裂参量的测定，实际上并不真正代表混凝土的断裂韧度，而仅仅是名义值。

第二篇：混凝土读书报告

混凝土结构安装

装配整体式钢筋混凝土结构是指主要承重构件一部分采用工厂预制生产，其他构件在现场浇注，然后通过现场装配式施工组装成具有可靠传力机制，并满足承载力和变形要求的结构，简称装配式结构。这种结构形式结合了现浇式钢筋混凝土结构和全装配式钢筋混凝土结构两者的优点，避免了它们的一些主要缺点，既具有良好的整体性和抗震性，又可以通过预制构件减少现场工作量和标准化生产，是工程中一种较理想的结构。[1]

单层工业厂房是装配整体式结构应用最为广泛的一方面。单层工业厂房建筑面积大、构件类型少、数量多，因此一般多采用装配式钢筋混凝土结构。结构安装工程直接影响整个工程的施工进度、劳动生产率、工程质量、施工安全和工程成本，必须予以充分重视。

单层工业厂房结构构件有基础、柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、屋面板等。除了基础是现浇外，其余构件均可为预制构件，在现场或预制构件厂预制，然后运输到施工现场进行安装。因此，单层工业厂房的施工关键是制定一个切实可行的构件运输和结构安装方案。

首先我们需要一个完善的准备工作，包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件的检查、清理、运输、堆放、弹线放样以及吊装机具的准备等；接着要确定具体的构件安装方法及技术要求。单层工业厂房结构的安装方法，有以下两种：分件安装法（起重机每开行一次，仅吊装一种或几种构件）和综合安装法（起重机在厂房内一次开行中就安装完一个节间的各种类型的构件）。对于起重机的选用也非常重要，一般钢筋混凝土单层工业厂房的结构吊装，多采用履带式、汽车式、轮胎式起重机。在没有的情况下，也可采用桅杆式起重机等。起重机的三个工作参数：起重量、起重高度和起重半径是我们选择的关键。[2]

单层工业厂房钢筋混凝土柱一般均为现场预制，其截面形式有矩形、工字形、双肢形等。当混凝土的强度达到75％混凝土强度标准值以上时方可吊装。吊装前需对柱进行绑扎，擦汗那个度不大的柱子，绑扎一点（在牛腿上）即可，较长的柱子，为避免过大的吊装应力出现裂缝，应绑扎两点或多点。[3]柱的吊装方法，按柱起吊后柱身是否垂直，分为直吊法和斜吊法；按柱在吊升过程中柱身运动的特点，分为旋转法和滑行法。柱子插入杯口后，应使柱身大体垂直。在柱脚离杯底30mm一50mm时，停止吊钩下降，开始对位。柱吊装以后要做平面位置、标高及垂直度等三项内容的校正，可以使用敲打楔子法、螺旋千斤顶平顶法、螺旋千斤顶斜顶法、撑杆校正法进行校正。柱子采用浇灌细豆石混凝土的方法最后固定，为防止柱子在校正后被大风或术楔变形使柱子产生新偏差，灌缝作业应在校正后立即进行，灌缝时，需将柱底杂物清理干净，并洒水湿润。在灌混凝土和振捣时不得碰撞柱子或楔子。[4]

吊车梁的吊装：施工准备，在吊车梁端头弹出梁的中心线，同时在弹柱子线时，在柱牛腿上弹出吊车梁中心线应在位置线；准备垫铁、电焊机、连接铁板等，准备吊索等工具。吊车梁的吊装必须在基础杯口第二次浇灌的混凝土强度达到设计强度70％以上才能进行。吊车梁面有的有预埋的吊环，吊装时只要吊索相等挂上小吊钩即可；如无预埋吊环则要捆绑钢丝绳索用卡环卡牢，再用等长索小吊钩起吊，起吊后要使吊车梁保持水平以便于安装。[5]

中小型单层工业厂房屋架的跨度为12一24 m，质量为3一10 t。钢筋混凝土屋架一般在施工现场平卧叠浇预制。在屋架吊装前，先要将屋架扶直（又称翻身），然后将屋架吊运到预定地点就为（排放）。屋架翻身：屋架在工地制作时是平卧式的，在翻身起立时，当屋架跨度在18 m及18 m以上时，要求在屋架腹杆及弦杆上绑扎水平及竖向钢管，以增加屋架的刚度，吊装至柱顶安装完毕后才可拆下。[6]扶直可分为正向扶直和反向扶直。屋架的绑扎：屋架的绑扎点应选在上弦节点处或附近500 mm区域内，左右对称，一般情况下，屋架跨度小于或等于18 m时绑扎两点；当跨度大于18 m 时需绑扎四点；当跨度大于30 m 是，应考虑采用横吊梁，以减少绑扎高度。屋架的吊装：屋架吊装时，先起吊离地50 cm左右，并使屋架中心对准跨中位置，然后升高到超过柱顶30 cm左右时，用溜绳拉正使与轴线平行，缓缓下落一次对中落好。将临时固定拉杆拉住屋架，用经纬仪或线锤吊挂检查其垂直度无误后即吊上屋面板两块，一端一块并随即焊于屋架上。屋架正式固定好位置后，在支座处将端头铁板与柱顶铁板焊牢；有螺栓的把螺母拧牢并点上电焊防止松扣。天窗架的吊装：基本和屋架的吊装一样。[7]

在许多发达国家中，装配式混凝土建筑是建筑工业化最重要的方式，它具有提高质量、缩短工期、节约能源、减少消耗、清洁生产等许多优点。目前，随着我国经济快速发展，建筑业和其他行业一样都在进行工业化技术改造。预制装配式混凝土建筑又开始焕发出新的生机。许多高质量要求的建筑已选用预制装配式结构来建造．建筑体系也借鉴国外经验采用装配整体式或预制外墙挂板等方式，都取得了非常好的效果。[8]

当然除了单层工业厂房，外还有许多的建筑使用装配整体式钢筋混凝土结构。某核电站混凝土底板模块化吊装就是一个典型案例。底板模块是核电厂柴油机安装平台，为使吊装顺利进行，保证核电建设可靠稳妥，设计了一套专用吊装连接系统，主要由焊接H型钢构架、吊环螺丝、吊耳及滚轮和无接头绳圈吊索等部分组成。为预防吊装和施工过程中底板模块以及吊装构架可能发生的变形甚至破坏，对吊装构架进行受力分析，非常必要。设计过程从吊装方案选择人手，经过数学建模以及有限元分析等过程，最终使底板模块整体吊装构架设计完成，并获得应用。[9]

由于装配式混凝土结构符合绿色、低碳理念，近年在我国得到广泛关注和研究，随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快，装配式混凝土结构在许多民用领域也得到了广泛的推广，全国各地不断涌现出房屋建筑装配式混凝土结构的新形式及建造新技术。[10]我国住宅产业化的正式提出，始于1999年国务院办公厅72号文《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》，该文要求运用现代科技对传统住宅产业进行系统、全面的改造。可在当时却是闻者众而应者廖。深圳在2009年9月颁布了《预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范》(SJGl8—2009)，确定了当地预制装配式住宅的设计、施工和验收要求。北京在2010年2月颁布了《关于推进本市住宅产业化的指导意见》。意见中的基本原则一是政府引导、市场主导。二是以人为本，提升品质。三是科技进步，产业升级。同时颁布了《关于产业化住宅项目实施面积奖励等优惠措施的暂行办法》。办法中明确：对于产业化住宅，在原规划的建筑面积基础上，奖励不超过3％的建筑面积。目前，一方面预制装配式住宅的节点控制、预制构件质鼍、施工工艺、抗震性能已有很大改善，并且编制了相关的标准规范，从技术体系上具备了推广的基础。另一方面，保障性住房需求量大，经济发展迅速；同时劳动力成本逐渐提高，这样产业化方式和传统方式建造的成本会逐步缩小，为推进预制装配式住宅提供了机遇。[11]建筑业十项新技术已将“预制混凝土装配整体式结构施工技术”划入其中，可见预制工业化生产对建筑业发展方向的指引十分明确。[12]

不过混凝土装配式住宅结构是一个新型产业，目前还没有形成一个完整配套的工业生产系统，施工技术远远满足不了现代住宅产业化生产需求。装配式住宅的主要构配件，与其配套的建筑装饰、电气、设备等各专业预留预埋都要在工厂进行，因此，预制构件加工生产前，[13]应对电气、设备、生产、吊装等专业进行深化设计。

同时作为一项新的产业，装配式结构还有问题要解决，其中一项就是结构的抗震。各次大地震的震害调查发现: 在整体倒塌的建筑物中，预制梁、柱构件破坏较轻，而主要的倒塌原因是框架结构内各个构件间的连接破坏。唐山地震之后，通过震害调查发现，预制装配式混凝土结构的震害比较严重，主要表现为因各构件间的连接破坏而导致结构整体离散、倒塌。

[14][15]我国传统的装配式钢筋混凝土结构结点的各种连接方法，在抗震性能上存在薄弱环节。因此预制构件的节点是装配式结构的薄弱环节，也是装配式结构抗震研究的重点及结构整体抗震研究的前提和基础。各国的专家和学者也对此展开了深入的研究探索，我国的侯雪岩等人进行了装配式钢筋混凝士楼盖在水平荷载往复作用下的变形性能试验研究。结果表明: 只要采取合理的构造措施，就可能有效地防止装配式楼板在水平荷载下的相互错动，从而提高整个装配式楼盖的整体性和水平刚度，并获得减轻结构自重从而减小地震荷载的效果。邱元等人提出一种装配式梁柱节点并对其进行了低周反复对称加载试验研究。试验结果表明: 该节点形式在反复荷载作用下具有良好的抗震耗能性能，且对于左右梁高不等的情况该节点。[16]同济大学进行了一系列节点的抗震性能对比试验。试验表明：后浇整体节点与现浇节点具有相同的抗震能力：钢纤维混凝土对减少节点区箍筋用量有益．但对节点强度、延性和耗能的提高作用不明显：橡胶片螺栓连接节点力学性能与现浇节点和后浇节点存在明显的差异．呈非线性弹性特点．弹性变形范围大、耗能少。建议采取必要措施增加橡胶片螺栓连接节点的耗能能力。[17]综合了在预制装配式钢筋混凝土框架结构施工方面的经验，结合建设经验，根据装配式框架结构施工工艺特点、生产工艺情况和土建装配要点，从施工进程深入设计分析层面，我们可以从抗震性能和节点抗震性能分析两个层面重点探讨该类型建筑抗震性能控制要点，确保工程良好的长期效益。[18]

最后说一下装配整体式混凝土结构施工安装常见的质量通病与防治。装配式混凝土结构主要是由工厂化生产的混凝土构件，通过现场装配的方式建造的结构，无论上述哪种技术体系，在应用过程中均应对其质量水平进行管理控制，因此研究装配式混凝土结构的质量风险并对风险点进行有针对性的控制，对装配式混凝土结构的大范围应用具有非常重要的指导意义。[19]

1.构件龄期达不到要求就安装，造成个别构件安装后出现质量问题。措施：预制构件在安装前，预制构件的混凝土强度应符合设计要求。当设计无具体要求时，混凝土同条件立方体抗压强度不宜小于混凝土强度等级值的 75%。

2.安装精度差，墙板、挂板轴线偏位，墙板与墙板缝隙及相邻高差大，板与现浇结构错峰等。措施：应编制针对性安装方案，做好技术交底和人员教育培训。装配式结构施工前，宜选择有代表性的单元或构件进行试安装，根据试安装结果及时调整完善施工方案，确定施工工艺及工序等。

3.叠合楼板及钢筋深入梁、墙尺寸不符合要求；叠合楼板之间缝处理不好，造成后期开裂；叠合楼板安装后楼板产生小裂缝。措施：叠合楼板的预制板的板端与支座（梁或剪力墙）搁置长度不应少于 15mm。板端支座处，预制板内的纵向受力钢筋宜从板端伸出并锚入支座梁或墙的现浇混凝土层中，在支座内锚固长度不应小于 5d 及 100mm 的较大值，且宜伸过支座中心线。单向预制板的板侧支座处，钢筋可不伸出，支座处宜贴预制板顶面在现浇混凝土中设置附加钢筋。模板支撑、起拱以及拆模进行严格控制，以防叠合楼板安装后楼板产生裂缝。

4.外墙渗漏。措施：预制外墙板的接缝和门窗洞口等防水薄弱部位，宜采用构造防水和材料防水相结合的防排水做法，并应满足热工、防水、防火、环保、隔声及建筑装饰等要求，做到材料耐久、便于制作和安装等。[20]

我国住宅产业化起步较晚，装配整体式混凝土结构相关标准体系不健全，产业工人缺少，另外造成质量问题的因素很多，需要政府、行业、企业从健全标准与图集、优化工艺工法、培育产业工人、强化施工过程管控、提高安装精度、加强质量验收几方面共同努力，来提高工程质量，推进住宅产业化健康快速发展。

[1]杨卉.李晨光.秦珩.Yang Hui.Li Chen-guang.QinHeng装配整体式混凝土结构质量控制研究综述[期刊论文]-建筑技术开发 2013(5)[2]马腾皎浅析单层装配式混凝土结构工业厂房的安装[期刊论文]-科学与财富 2012(8)[3]魏晓坤.杨素娟单层工业厂房结构的吊装[期刊论文]-辽宁建材 2009(8)[4]程荣兰.CHENG Ronglan浅谈单层工业厂房柱吊装施工技术[期刊论文]-科技传播 2011(9)[5][6][7]欧阳命.OUYANG Ming 简述装配式钢筋混凝土单层工业厂房结构吊装[期刊论文]-山西建筑2008(25)[8]蒋勤俭.JIANG Qin-jian国内外装配式混凝土建筑发展综述[期刊论文]-建筑技术 2010(12)[9]于喜年.杨盈彧.王建国.YU Xi-nian.YANG Ying-yu.WangJian-guo某核电厂混凝土底板模块化吊装设计及应用[期刊论文]-核动力工程 2013(6)[10]郭正兴.董年才.朱张峰.GuoZhengxing.DongNiancai.ZhuZhangfeng房屋建筑装配式混凝土结构建造技术新进展[期刊论文]-施工技术 2011(11)[11]沈定亮保障性住房中推广预制装配式住宅的可行性[期刊论文]-上海建材 2010(4)[12]石帅.王海涛.王晓琪.Shi Shuai.WangHaitao.WangXiaoqi预制装配式结构在建筑领域的应用[期刊论文]-施工技术 2014(15)[13]王召新.混凝土装配式住宅施工技术研究[D].北京工业大学,2012.[14]高会宗.刘京穗.GaoHui-zong.Liu Jing-sui 装配整体式板柱结构抗震加固设计[期刊论文]-工程抗震与加固改造 2008(5)[15]刘菲菲.张纪刚.于德湖.张同波.Liu Feifei.ZhangJigang.YuDehu.ZhangTongbo预制装配式混凝土结构新型梁连接节点设计与分析[期刊论文]-施工技术 2015(15)[16]陈子康,周云,张季超,吴从晓.装配式混凝土框架结构的研究与应用[J].工程抗震与加固改造,2012,04:1-11.[17]李振宝.韩建强.LI Zhen-bao.HANJian-qiang预应力装配混凝土框架结构抗震性能研究[期刊论文]-三明学院学报 2008(4)[18]钟志昌.ZHONG Zhi-chang预制钢筋砼框架结构施工及对其抗震性能分析[期刊论文]-价值工程 2016(8)[19]陶明白装配式混凝土结构质量风险分析和控制[期刊论文]-安徽建筑 2014(5)[20]张兴龙.装配整体式混凝土结构施工安装常见质量通病与防治[J].安徽建筑,2014,04:99-100+106.

第三篇：高性能混凝土技术读书报告

高性能混凝土技术

摘要：高性能混凝土（HPC)是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土，HPC的W/C≤0.38，混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔，具有高的抗渗性和耐久性。在传统混凝土的基础上，通过添加一些掺和料、外加剂，来改善其混 凝土的性能，达到提高其耐久性的目的。

关键词：高性能混凝土，活性矿物掺合料，高效减水剂，配合比设计

1、高性能混凝土简介

高强度混凝土不是高性能混凝土。过分强调混凝土的强度，特别是早期强度，对混凝土的其他性能是不利的，因为要求了早期强度，则势必大幅度增加水泥用量，并还要用各种技术手段来加速水泥的水化。这样，混凝土内部由于水化反应过快，水化物来不及迁移，造成局部应力，大孔隙问题，使混凝土的整体性能下降。它还有可能造成后期(28天或56天)强度大大超过设计强度。这是非常危险的，因为钢筋混凝土理论中，强度过高，与配筋不协调，成为少筋混凝土结构。这种结构在破坏以前没有任何先兆，为脆性破坏。所以，在此条件下，不能称为高性能混凝土。

高弹性模量混凝土不是高性能混凝土。混凝土的高弹性模量，在进行预应力施工时，可能会减少预应力的损失，从而混凝土结构在受力方而更为有利。这往往造成一种错误的认识，若混凝土结构处于温度变化较大，特别是全天温度变化较大的环境中时，由于高弹性模量，造成的温度应力也更大。同理，在其他环境中因混凝土体积变化造成的应力也越大。因为混凝土早期的化学收缩、塑性收缩及失水收缩等，均会形成混凝土的拉应力，而此时弹性模量增长过快，弹性模量越高，拉应力相应也越大，此时混凝土的抗拉强度还很低，极易造成混凝土开裂。所以，这也不能叫高性能混凝土。

大流动度混凝土不是高性能混凝土。过大的流动性，甚至自密实性混凝土，可能过多地使用胶凝材料，这会使混凝土的长期性及耐久性性能降低。只有在某些特定的施工场合下，才用高流动度或自密实混凝土。比如，钻孔灌注桩，由于桩孔中有泥奖护壁或深桩孔等等。

高密实度、低渗透性混凝土也不是高性能混凝土。一般的认为，混凝土越密实、低渗透性，从而外界的侵蚀性介质不易渗透进入混凝土中。因而，混凝土不易遭受侵蚀，其耐久性更好，这样的混凝土可以认为是高性能混凝土，但是，过于密实的混凝土，内部水分迁移也很困难，极有可能在外部水介质或湿度发生变化时造成内部水分不均衡，从而产生应力，特别是会产生拉应力，使混凝土开裂。因此，单纯强调混凝土的密实度、低渗透性，也不是高性能混凝土。

我国资深院士吴中伟认为:高性能混凝土为一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，对下列性能有重点的加以保证:耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，硬化后有足够的强度，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。因此高性能混凝土具有良好的性能优点：

（1）、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。

（2）、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

（3）、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。

（4）、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。

概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

2、混凝土配合比设计

2.1高性能混凝土对材料的要求

高性能混凝土与普通混凝土使用基本相同的原材料(如水泥、砂、石),同时必须使用外加剂和矿物细掺料。但由于高性能的要求和配置特点,原材料对普通混凝土影响不明显的因素,对高性能混凝土就可能影响显著,高性能混凝土对材料的要求如下:

（1）水泥：高性能混凝土所用的水灰比很低,要满足施工工作性的要求,水泥用量就要大,但为了尽量降低混凝土的内部升温和减小收缩,又应当尽量降低水泥的用量,同时,为使混凝土有足够的弹性模量和体积的稳定性,对胶凝材料总用量也要加以限制,因此用于高性能混凝土的水泥的流动性能比强度更重要。高性能混凝土所用水泥最好是强度高且同时具有良好的流动性能,并与目前使用的高效减水剂有良好的相容性。我国一般采用42.5号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。（2）粗骨料：粗骨料应该选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线涨系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。

（3）细骨料：细骨料应该选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然中粗河砂。

（4）矿物掺和料(包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣、天然佛石岩、磨细石灰石粉、石英砂粉等): 在配置混凝土时加入较大量矿物掺和料,可降低温升,改善工作性,增进后期强度,并可改善混凝土的内部结构,提高抗腐蚀能力,增强混凝土的耐久性。因此矿物细掺料应选用品质稳定的产品。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境特点、拌合物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般来说矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土水胶比不宜大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土中粉煤灰掺量不宜大于30%。

（5）外加剂:主要指无需取代水泥而外掺小于5 %的化合物。外加剂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剂有减水剂、缓凝剂、引气剂等。其中高效减水剂使得混凝土的水灰比能降得很底却仍可有很好的工作性。因此外加剂应采用减水率高、塌落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间应具有良好的相容性。外加剂的掺量都很少,使用外加剂时应当延长搅拌时间,以得到均匀的混凝土拌合物。

（6）水：饮用水即可。

2.2配制高性能混凝土的目标及影响因素 2.2.1耐久性

高性能混凝土配合比设计首先要保证其满足耐久性要求，这与普通混凝土不同。耐久性要求包括抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性和体积稳定性以及碱一集料反应等[2]。由于大多数造成混凝土劣化的原因都是有害介质通过水的侵入而发生的，所以混凝土抗渗性直接影响到混凝土的耐久性。2.2.2强度

混凝土的强度是其最基本的性能特征。高层建筑、大跨度桥梁等都对混凝土强度提出了更高的要求。一般认为，只要水胶比低于0.38，各种强度等级的混凝土都可做成高性能混凝土。影响强度的主要因素是水胶比和矿物细掺料的用量。2.2.3工作性

高性能混凝土拌合物的工作性比强度还重要，是保证混凝土浇筑质量的关键。高性能混凝土拌合物具有高流动性(坍落度应不小于120mm、可泵性，同 时还应具有体积稳定、不离析、不泌水等特性。影响高性能混凝土拌合物的因素主要有水泥砂浆用量、集料级配、外加剂品种及用量等。2.3配合比的参数选择

高性能混凝土配合比的参数主要有水胶比、浆集比、砂率和高效减水剂掺量。2.3.1水胶比

低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一。为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性，无论设计强度是多少，高性能混凝土的水胶比一般都不能大于0.40，以保证混凝土的密实。实践证明，当水胶比降到0.40以下时，随水胶比的降低，混凝土强度却能继续提高。其原因是，尽管水泥水化不完全，但较低的水胶比能够降低混凝土孔隙率并减小孔隙尺寸，而未水化的水泥颗粒则作为一种坚强的细微集料发挥其作用。在较低的水胶比(镇0.40)范围内，水胶比的稍微变化就可使混凝土强度发生较大的变化，所以严格控制水胶比是保证高性能混凝土质量的一个关键。水胶比确定后，用矿物细掺料的掺量来调节强度。2.3.2浆集比

水泥浆和集料的比例为浆集比。美国Mehta和Aitcin认为，采用适宜的集料时，固定浆集体积比35：65可以很好地解决强度、工作性和尺寸稳定性(弹性模量、干缩和徐变)之间的矛盾，配制出理想的高性能混凝土。

根据经验，高性能混凝土中胶凝材料总用量应不超过550kg/m3，并随混凝土强度等级下降而减少。其中水泥用量应尽量减少，而以干缩小的矿物细掺料部分取代之，以减少混凝土的温升和干缩，提高抗化学侵蚀的能力，增加密实度，降低造价。但是，为了保证高性能混凝土的耐久性，胶凝材料总用量也不能低于300kg/m3。

根据国内外有关研究报告和工程实践资料，建议配制C50 ~C70的高性能混凝土，可单独掺加15%~30%的优质粉煤灰或20%~50%矿渣代替水泥;配制C80以上的混凝土，可用5%~10%的硅灰和15%~35%的优质粉煤灰或矿渣混合掺入。

2.3.3砂率

砂率主要影响混凝土的工作性。高性能混凝土中的粗集料用量应该比中低强度等级混凝土中多一些。当水胶比不同时，高性能混凝土中的最优砂率也有所不同。一般而言，随着混凝土砂率的增加，强度呈增长的趋势，而弹性模量则呈下降趋势。高性能混凝土的砂率可根据胶凝材料总用量，粗细集料的颗粒 级配及泵送要求等因素来选择。2.3.4高效减水剂掺量

高性能混凝土的高强度、高耐久性是以低水胶比和低用水量为保证的，高效减水剂是实现大流动性的唯一途径。高效减水剂的掺量要根据混凝土坍落度来确定。一般情况下，用量越大，坍落度增加越高，但超过一定量后效果不再显著，也不经济。高效减水剂均有其最佳掺量，大多数在1%~2%之间，以此为参照可以确定高效减水剂掺量。2.4高性能混凝土配合比设计方法

高性能混凝土由水泥、矿物细掺料、砂、石子、水和超塑化剂等多种成分按严格的比例关系组成，传统配合比设计方法不可能得到优化的配合比，而“全计算法”在设定条件下能精确计算出每个组分的用量和相互比例。HPC配合比全计算法设计步骤如下：

1、配制强度

fcu.p=fcu.o+1.645σ

式中:fcu.p—配制强度，MPa；

fcu.o—混凝土立方体抗压强度标准值，MPa；

σ—混凝土强度标准差。

2、水胶比

W/(C+F)= 1/[(fcu.p/（Afcu.o+B)] 式中：A,B-回归系数

3、用水量

W=Ve-Va/[1+0.335/(W/B)] 式中：Ve—浆体体积，L； Va—空气体积，L.4、胶凝材料的用量

C+F=W/[W/(C+F)]=Q

C=(1-a)Q F=a*Q 式中：Q-胶凝材料用量（kg/m3)； a-细掺料掺量（％)； C-水泥用量（kg/m3)； F-细掺料用量（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-浆体体积，L； Ves-干砂浆体积，L.6、复合超塑化剂（CSP)掺量

µ=[(VWo-VW)/VWo+Δη]*3.67％

式中：VWo一坍落度为7cm ~9cm基准混凝土用水量，与石子最大粒径有关，L； Vw—用水量，L；

Δη—减水剂增量系数，取决与高性能混凝土的初始坍落度；

当SL一16cm~18 cm时，Δη=0.04；

当SL一20cm~22cm时，Δη= 0.06.3、高性能混凝土质量的施工中控制

（1）振捣方式的质量控制。施工方要根据设计图纸及其施工规范等做好施工方案,并且及时向所有操作人员做好技术交底,预防因振捣方式不对而造成混凝土分层、离析、表面浮浆、麻面等质量问题,进而尽可能降低混凝土成型硬化后出现裂缝的概率,保证混凝土的耐久性。

（2）二次振捣或多次搓压表面。高强、高性能混凝土在拌制过程中,掺加多种外加剂及掺和料,一般情况下缓凝4小时左右,这段时间已浇混凝土表面因环境及水泥水化作用失水较多,容易产生收缩裂缝,经初凝前二次振捣或多次搓压表面,能有效防止表层裂纹,且通过留置的混凝土试块进行强度试验,强度提高5%左右。

（3）在施工过程中出现下列情况之一应挖出混凝土。不能保证混凝土振捣密实或对水工建筑带来不利影响的级配错误的混凝土料；长时间凝固、超过规定时间的混凝土料；下到高等级混凝土浇筑部位的低等级混凝土料。（4）浇筑完的混凝土必须遮盖来保温或者防雨。

（5）加强高性能混凝土的养护。混凝土养护有两个目的：一是创造使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土硬化；二是防止混凝土成型后因日晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏等现象。混凝土的标准养护条件为温度（20± 3）℃，相对湿度保持90％以上，时间28d。在实际工程中一般无法保证标准养护条件，而只能采取措施在经济实用条件下取得尽可能好的养护效果。混凝土养护从大的范围可分为自然养护与加热养护两类。

4、总结

高性能混凝土的研究与开发应用，对传统混凝土的技术性能有了重大的突破，对节能、工程质量、工程经济、环境与劳动保护等方面都具有重大的意义。配制高性能混凝土的方法有很多，在原材料和生产工艺不变的条件下，采用加入活性矿物细掺料和高效减水剂的技术途径来配制高性能混凝土，有利于高性能混凝土的大规模推广和应用。高性能混凝土科学地大量使用矿物细掺料及其它工业废渣，有利于降低成本，保护环境。因此，高性能混凝土是可持续发展的混凝土，其配合比设计也将得到更深入的研究。

参考文献

[1] 吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[Ml，北京:中国铁道出版社1999.[2] 马保国，王信刚，李相国，王凯.高性能混凝土配合比设计及其存在的问题[J].混凝土，2005,184(2)：12-15.[3] 贺俊杰.高性能混凝土配制技术[J].福建建筑，2008,124(10)：61-62.

第四篇：混凝土实习报告

混凝土实习报告

专业班级：土木0902 姓

名：

学

号： 指导老师：

1.项目名称：

洪山保利心语六期——马克先生的岸

2.实习日期：

2011.12.0

33实习目的：

1.深化与加强对混凝土基本理论，基本概念和基本工作方法的了解和掌握，为进一步学习混凝土专业相关的专业课程奠定感性知识基础。通过本次参观，努力从理论高度上升到实践高度，更好的实现理论和实践的结合，为以后的工作和学习奠定初步的知识。

2.通过参观，去亲身感受到我们未来可能的工作场所与工作方式。

3.通过本课程的教学实习激发和提高学生学习土木工程专业的热情和兴趣。

4.实习内容：

（1）剪力墙及其地基处理：

现场来自中南设计院的总工给我们详细讲解了剪力墙的特点。总工介绍说由于在建的项目属于高层建筑，考虑到风荷载以及汶川地震后国家地震烈度设防等级提高，所以采用剪力墙结构，剪力墙属于主要竖向受力构件,可以理解为加长了的异行柱,是钢筋混凝土构件,整栋楼的竖向力都要由其承受,同时还要由其承受水平方向的风荷载与地震力,它的配筋是根据受力及荷载有程序计算得来的.钢筋直

径是需要计算的,在某些薄弱的地方还需要人为加大。剪力墙的主要特点有5条： 1．建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。

2．剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。

左图为剪力墙构成的小区

3，剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造较高的建筑物。实际上现在30层以上的建筑基本上采取的都是剪力墙。

4．剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是 剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。但由于本栋建筑考虑到地下室以及一楼开设门面的特殊要求，所以要改为柱式结构。

5．剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。

上图为地基的处理

总工介绍说在做剪力墙结构时，地下室要特别注意，这是由于地下室的外墙主要承受土的恻压力，所以竖向钢筋受力，水平钢筋为分布筋，而地上部分的剪力墙主要承受地震剪力，所以水平钢筋受力，竖向钢筋为分布筋。地上部分和地下部分的处理是不一样的，在回填土之后，由于考虑到消防的要求，之后消防车开到地基上的活荷载，其轴压力需要特别考虑。（2）框架结构

框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

其主要特点是：

空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

抗震房-房屋框架结构框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏，适用于非抗震设计；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工

上图为框架结构

作以提高楼面水平刚度，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。（3）建筑施工中框架结构与剪力墙结构的区别

一、受力体系不同：框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系，它同时承受竖向荷载和水平荷载。而剪力墙体系是利用建筑物的墙体（内墙或外墙）做成剪力墙来抵抗水平力，同时它也承受垂直荷载，所以它既受剪力又受弯，所以称为剪力墙。

二、各自优点：框架结构的主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便。而剪力墙结构的优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小。

三、各自缺点：框架结构侧向刚度较小，当层数较多时，会产生较大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰等）破坏，而影响使用。而剪力墙结构的间距小，结构建筑平面布置不灵活，不适用于大空间的公共建筑，另外结构自重也较大。

四、适应的建筑高度：框架结构在非地震区，一般不超过15层。而剪力墙一般在30m高度范围内都适用。

从上面的比较，我们可以发现，两者的优缺点存在互补性，因此便产生另一种结构形式，即所谓的“框架剪力墙结构”，它是在框架结构中设置适当剪力墙的一种结构体系。它具有框架结构平面布置灵活、有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优点。是两者优点的结合。这个结构体系中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。这种结构一般宜用于10～20层的建筑。

5.实习心得

首先感谢老师和项目部门给我们提供这次宝贵的机会，让我们有机会进一步的接触实际工程。

通过这次实习，我们了解到做工程并不像书上所写那么容易，很多情况下，施工现场的情况比书上所学的复杂的多，因此我们必须把书上的基本内容彻底掌握，只有这样，我们再遇到突发情况时，我们才能合理运用自己所掌握的内容，迅速有效的解决问题，保证工程质量和速度。本次实习还让我们学习到很多书上没有的实际操作问题，可以避免我们在工作中出现类似问题。

实习是每个学生十分重要的一门课程，它不仅能检验我们课堂上所学的内容，而且能让我们学到许多课堂上无法学到的东西，更为重要的是它能为我们以后的就业打下坚实的基础。

第五篇：混凝土实习报告

混凝土结构课程实习报告

通过此次实习，我们学到很多东西，依次实习砖混结构，剪力墙，框架结构，框剪墙体地下室等结构。

砖混结构： 砖混结构的住宅承重结构是楼板和墙体。

在牢固性上，理论上说框架结构能够达到的牢固性要大于砖混结构，所以砖混结构在做建筑设计时，楼高不能超过6层，而框架结构可以做到几十层。但在实际建设过程中，国家规定了建筑物要达到的抗震等级，无论是砖混还是框架，都要达到这个等级，而开发商即使用框架结构盖房子，也不会为了提高建筑坚固程度而增加投资，只要满足抗震等级就可以了。

在隔音效果上来说，砖混住宅的隔音效果是中等的，框架结构的隔音效果取决于隔断材料的选择，一些高级的隔断材料的隔音效果要比砖混好，而普通的隔断材料，如水泥空心板之类的，隔音效果是很差的。如果你要进行室内空间的改造，框架结构因为多数墙体不承重，所以改造起来比较简单，敲掉墙体就可以了，而砖混结构中很多墙体是承重结构，不允许拆除的，你只能在少数非承重墙体上做文章。区别承重墙和非承重墙的一个简单方法是看原始结构图，通常墙体厚度在240mm的墙体是承重的，120mm或者更薄的墙体是非承重的，但有时为了和梁或者承重墙齐平，非承重墙也会做到240mm的厚度。剪力墙：

分平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。墙根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙，前者以承受 1

竖向荷载为主，如砌体墙；后者以承受水平荷载为主。在抗震设防区，水平荷载主要由水平地震作用产生，因此剪力墙有时也称为抗震墙。

剪力墙按结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙。其中以钢筋混凝土剪力墙最为常用。

框架结构：

框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。

框剪墙体：

框剪是指框架剪力墙结构，是以柱和剪力墙为结构竖向主框架的结构模式！利用剪力墙来增加建筑物的抗剪和抗横向弯矩的能力，是现在小高层住宅采用较多的结构。

框剪结构的受力特点：框剪结构的受力变形是剪弯形，框架结构是剪切形，上部变形大，下部变形小；剪力墙结构是弯曲形，上部变形小，下部变形大。框剪结构是两种结构的综合应用，减小各曾见到相对位移与顶点位移，侧向刚度得到很大的提高。水平荷载主要由剪力墙承受，一般能承担80%的荷载。剪力墙侧向刚度大于框架结构，在沿高度

分配的水平荷载就比较均匀，各层梁柱弯矩比较接近，有利于减小梁柱的截面积.但内部空间被限制，不如框架结构的大和通透。

地下室施工：地下室是建筑物中处于室外地面以下的房间。在房屋底层以下建造地下室，可以提高建筑用地效率。一些高层建筑基础埋深很大，充分利用这一深度来建造地下室，其经济效果和使用效果俱佳。

地下室的类型按功能分，有普通地下室和防空地下室。按结构材料分，有砖墙结构和混凝土结构地下室。按构造形式分，有全地下室和半地下室，地下室顶板的底面标高高于室外地面标高的称半地下室，即房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高1/3，且小于等于1/2 者。这类地下室一部分在地面以上，可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题。地下室顶板的底面标高低于室外地面标高的，称为全地下室。

施工时应注意以下几点：

1、临电问题：搅拌机、钢筋加工厂的电箱配置不够完备，存在着漏电的危险，以及碰电的危险性。

2、部分七层幢号用的脚手架都是毛竹，班主都没对毛竹的质量进行挑选就使用，这样随着层数的增高，荷载的加大，存在的危险性也就越大，特别是小横杆，领导还指出虽改成铁杆脚手架已不可能，但底层最好要挑选性的用料。

3、脚手架的、支模架的基础不是很稳，存在塌倒的可能性，特别是下雨天。

4、木头房太多，而且不规范，工人随处搭房住人，这使得工人的生命存在威胁，且使工地不能规范化管理。

以上的安全问题不仅是我所实习的这个工地存在的问题，很多工程都存在着这些问题，所以施工现场安全仍需进一步改进，有关部门也应加强监督的力度。

实习的收获和体会：

在实习的期间里，对我来讲是一个理论与实际相结合的过程，在工地现场施工员、技术负责人的指导之下，以及自已的努力积极参与工作，让自己对整个基础的做法，标准层的施工有了深入的了解与掌握。而且对整个土木工程的各个方面也有了深刻的理解和认识，并且巩固了书本上的知识，将理论运用到实际中去，从实际施工中丰富自已的理论知识。整个实习的过程时间虽短，但让自己知道了如何当一名好的做作人员。整个实习的过程也让自己发现了自己理论知识上的不足，也让自己为以后的学习充满了动力。工地虽说是苦了点，但也让自己明白了一句话：“吃得苦中苦，方为人上人。”。并且我非常感谢学院以及老师为自己提供了一个良好的实习机会，也让自己第一次接触现场，接触社会，不仅让自己学会了如何将理论与实际相结合，更重要的是让自己学会了如何做人。

经过了此次实习，也让自己成熟了许多，但获得知识的同时也存在了一些问题，