钢筋混凝土论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇钢筋混凝土论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

对于钢筋混凝土构件，材料的非线性与几何非线性同时存在，试验方法存在一定的局限性，导致对钢筋混凝土构件的内部受力状态和破坏机理的研究不够深入。混凝土是由水泥、水、砂和石子及各种掺合料硬化而成，是成分复杂、性能多样的建筑材料。长期以来，人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的应力或内力，而以极限状态的设计方法确定构件的承载能力。这种方法往往是基于大量的试验数据基础上的经验公式，虽然能够反映钢筋混凝土构件的非弹性性能[1]，但是在使用上存在局限性，也缺乏系统的理论性。随着计算机的发展，有限元法在工程领域得到了越来越广泛的应用。随着计算机的普及和完善，运用数值模拟方法检验和代替部分试验，具有节约成本、方便等有点。

2钢筋混凝土梁的模拟分析

2.1模型建立

以钢筋混凝土梁为例进行模拟分析：梁长6米，高取为500mm，截面宽度去为300mm，在跨中施加集中荷载20kN，梁左端施加可动铰支座约束，右端施加固定铰支座约束。

2.2位移图

受力前的图形为图2中的边框线，梁在集中力荷载作用下的位移图为图2.2中的实体。在集中荷载的作用下，以梁跨中间的位置向下弯曲最为明显，越到两端位移越小，直至为零，这与假设的边界约束条件相一致。

2.3应力图

从图中可以看出，梁受力后跨中截面部分的应力最大[2]。随着荷载的逐步加大跨中部分的应力变成红色，表明此处为梁的受力薄弱环节，在结构设计和施工中此处都应该加强措施以保证梁构件的安全。

3结语

数值模拟方法以其自身强大的优势，在一定程度可以起到辅助和代替部分试验的重要作用。在今后的发展研究中，随着数值模拟理论的不断进步，它必将会为工程实践提供准确的理论依据。

参考文献：

[1]江见鲸,陆新征,叶列平.混凝土结构有限元分析[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]TianhuHe,MingzhiGuan.FiniteElementMethodtoaGeneralizedTwo-dimensionalThermo-elasticProblemwithThermalRelaxation,ProceedingsoftheThirdInternationalConferenceonMechanicalEngineeringandMechanics,Vol1,Beijing,P.R.China,Oct.21-23:278-283.

篇(2)

关键词：屋面裂缝事故处理

1工程概况

某幼儿园1995年8月开工，于1996年12月竣工交付使用，建筑面积1643m2，为一幢3层框架及部分砖混结构建筑。钢筋混凝土梁式桩基，三层局部楼面及屋面为井字梁结构。于1999年3月发现①～⑤轴、A～D轴间井字梁两侧屋面板底以下部位出现多道肉眼可见的垂直裂缝。在清除表面粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状，宽度约0.5～1mm，多为表面裂缝，基本未贯穿梁底，且大都分布在跨中区域，在LB梁上的分布多于LA1及LA2梁，同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了明显的错位.

2裂缝原因分析

(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，由于为桩基础，沉降量均较小，最大沉降量10.4mm，最小沉降量9.3mm，最大差异沉降仅1.1mm，故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。

(2)对梁体进行回弹测得混凝土强度等级达到C20，符合原设计要求，故可排除梁身混凝土强度等级不足引起梁体开裂的可能。

(3)该井字梁结构系夏季施工，原定屋面做法为刚性防水层上用1∶10水泥珍珠岩找坡，再做架空层隔热，而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用，而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材替代架空层。通过实地检查发现，该防水材料已老化变质，其上铝白色也已退尽。宁波地区冬季最低室外温度在-5℃左右，室内温度可达到10℃，夏季室外温度可达到38℃左右，在阳光直射处则可达到45℃以上，室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层，但厚度较薄，且其上SBS已失去原有的反光作用，故该层面保温性较差，梁体的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。

3设计计算的复核

现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级，最大裂缝允许宽度为0.3mm。复核工作分两部分进行。

(1)按受弯构件验算梁体裂缝宽度，其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加。因该梁是夏季施工的，冬季则产生收缩变形，梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底，因此，冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的，即冬季二者的影响是叠加的。

经计算得屋面综合荷载q＝7.58kN/m2，区格的长a和宽b分别为3.4m和3m，则荷载效应产生的弯矩

Ml＝0.34qa2b＝0.34×7.58×3.42×3＝4kN·m

而由构件上下表面温差产生的温度弯矩Mt：

Mt＝EIαΔt/h＝Ebh2αΔt/12＝2.55×104×250×700×700×10^－5×10／12＝26000000N·mm＝26kN·m

其中E为C20混凝土弹性模量取2.55×104N/mm2；α为C20混凝土线膨胀系数，取1×10^－5，I为构件截面惯性矩，矩形时为bh^3／12，(b为构件宽250mm，h为构件高度700mm)；Δt为构件上、下表面温差，取为10℃。

因而M＝Ml＋Mt＝89.4＋26＝115.4kN·m

按《混凝土设计规范(GBJ10-89)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度Wmax＝0.215mm＜0.3mm。

(2)按受拉构件验算梁体裂缝宽度。由于该梁为夏季施工，冬季则产生收缩变形，但受支座的约束，在混凝土内产生拉应力。如夏季施工时的温度为35℃，冬季按0℃计算，则冬夏温差将达35℃左右。如近似按轴心受拉构件验算，则可算得最大裂缝宽度Wmax＝0.82mm＞0.3mm。

由计算过程中得知，温度变形产生的伸缩应力很大(本例为781kN)，虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素，但由于两者的线膨胀系数不同，砖混部分还是对构件产生了较大的约束。

(3)很明显，本工程屋面井字梁侧面出现裂缝的主要原因是由于冬夏季温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外温差所产生内力效应的影响叠加于荷载效应的综合作用结果。因该梁是在夏季施工的，而且保温隔热措施较差，在冬季的低温下，沿梁长方向产生收缩。当收缩变形受到支座的约束时，在梁体内产生了拉应力。由于混凝土的抗拉强度较低，当拉应力超过抗拉强度时，便产生裂缝。此外，设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算，抗拉筋明显不足，也是导致井字梁构件裂缝的主要原因之一。由于LA1、LA2梁配筋大于LB梁，故裂缝在LB梁上分布较广。

4处理措施

该工程从竣工到发现裂缝已经过两年多时间，此后又经过近三个月的现场裂缝发展的观测，证实裂缝的开展已处于稳定状态。引起构件裂缝的主要因素——混凝土收缩变形由于各种井字梁及其支承系统的协调变形已趋稳定，同时按温度效应与荷载效应组合验算构件抗弯强度证明梁截面承载力能够满足使用要求，故工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理。

(1)改善屋面保温性能。考虑到原有屋面防水材料SBS已老化变质，为防止屋面渗漏，揭去重做。同时重新在屋面上铺设了架空层，以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差。

(2)鉴于构件裂缝宽度较小，故采用表面处理法施工。具体方法为：凿去裂缝两侧各宽5cm范围内的粉刷层，对裂缝处用水冲洗，然后刷掺有107胶的水泥浆，最后用1∶2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。对井字梁边梁与支承墙体间的错位处，先贴上宽300mm的铅丝网，再用水泥砂浆进行重新粉刷。同时在构件修补后经过一年左右的跟踪观测，没有发现新裂缝产生，因此可以认定以上分析结果以及裂缝处理方法是正确的。

5结束语

对于象井字梁构件这类体量较大，相互之间约束又较多的混凝土构件，为防止产生温度裂缝可采取如下一些措施：

(1)选择适宜的季节浇注混凝土。因为混凝土的抗拉强度较低，为防止其收缩变形使梁体内产生拉应力，应尽量选择温度低的季节浇注。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井水拌制，或设置简易的遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土的搅拌和浇筑温度。

(2)选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含热量，尽量降低水灰比，合理使用减水剂，加强振捣，以减少水化热，提高混凝土的密实性和抗拉强度。

(3)做好保温隔热工作，尽量减少构件的冬夏季温差和室内外温差。

篇(3)

关键词：模板混凝土

一、模板工程（forwork）指新浇混凝土成型的模板以及支承模板的一整套构造体系，其中，接触混凝土并控制预定尺寸，形状、位置的构造部分称为模板，支持和固定模板的杆件、桁架、联结件、金属附件、工作便桥等构成支承体系，对于滑动模板，自升模板则增设提升动力以及提升架、平台等构成。模板工程在混凝土施工中是一种临时结构。

模板的分类有各种不同的分阶段类方法：按照形状分为平面模板和曲面模板两种；按受力条件分为承重和非承重模板（即承受混凝土的重量和混凝土的侧压力）；按照材料分为木模板、钢模板、钢木组合模板、重力式混凝土模板、钢筋混凝土镶面模板、铝合金模板、塑料模板等；按照结构和使用特点分为拆移式、固定式两种；按其特种功能有滑动模板、真空吸盘或真空软盘模板、保温模板、钢模台车等。

二、我国在二十世纪六十年代前的水利水电工程施工中主要采用木质模板，由于木材易于制作成各种形状，有些形状特殊的构筑物，如水电站的尾水管的混凝土浇筑，通常均采用木材制作模板，近代仍然有许多国家、许多水利水电工程中使用木模板或钢木混合结构。

七十年代以来，我国在混凝土坝施工中多采用大型钢木混合模板，混凝土（预制）模板等，随后广泛发展了滑动模板以及由此而带来的混凝土浇筑工艺的革新。1973年丹江口水库下游引水工程排子河度槽的空心墩，采用了滑动模板施工方案。1975年密云水库溢洪道工程的溢流堰和陡槽陡坡混凝土衬砌，采用了沿轨道行走的拖板式滑动模板，1997年在曲率变化复杂的清水闸双曲拱坝上采用了滑动模板施工，在这一时期还有竖井、隧洞、渠道、拦污栅工程等采用了滑动模板施工。

七十年代末，我国执行以钢代木的技术政策，组合钢模板大部分用于基础、柱、梁、板、墙等施工中，尤其用于水电工程中的大体积混凝土施工中，呈现了明显的优势。

1946年在狼溪坝（worfcreek）首次使用悬壁模板，随后在使用中不断改进，颇受欢迎。中国在二十世纪五十年代已采用半悬壁模板，七十年代中期，开始研制钢悬壁模板，由于混凝土施工中模板的吊装十分频繁，美国在七十年代初研制并在德活夏克重力坝中，使用自动锚固的自升悬臂模板，取得了很好的技术经济效益。

三、模板工程之所以受到重视，并努力提高和改进其工作和使用性能，与它在混凝土施工中的重要性是分不开的。

首先，水工混凝土施工中模板工程费用比重很大，约占混凝土总造价的15-30%。在无筋或少筋的大体积混凝土工程中约占5-15%。模板制作与安装劳动消耗量约为28%-45%（一方混凝土中的劳动量）并消耗大量优质钢材和木材，见下表：

大坝名称

白

山

龙羊峡

太平哨

葛州坝

安

康

清水闸

均

值

砼单价（元/m3）

63.0

86.5

54.1

47.0

67.1

75.0

65.4

每m3砼模板费用

三次周转

元

9.6

12.1

9.7

9.1

9.0

9.0

%

15.2

14.0

17.9

19.4

12.0

15.7

七次周转

元

7.4

9.3

6.6

6.7

7.0

7.4

%

11.7

10.7

12.2

14.3

11.0

12.0

备注

83年单价不计吊车工作占班费

模板的作用，还常常表现于控制施工进度上，在大体积混凝土施工中，根据一些工程的统计，模板的拆装时间，约占总施工周期的35%。模板工序在许多情况下是施工网络图中的关键线路，模板工艺的改进常常可以加快施工进度。

水利水电工程中模板的地位，还可以从国外混凝土坝施工经验中看到，下面是国外工程中模板工程占施工费用的比例。

1、苏联：模板的平均劳动消耗占混凝土单价的10-22%。

2、日本：模板费用占施工中的费用为：拱坝47%，重力坝30%。

3、美国：模板工程占总费用的20%。

（注：日、美是对单个有代表性的坝的施工总结而得。）

由上可知：模板工程在钢筋混凝土施工中占有相当重要的作用，做好模板的结构设计和工艺设计对提高工程效益和加快施工进度是有相当的意义。

四、模板的型式和结构有时能改变混凝土的浇筑工艺

传统的模板型式是采用拉条固定面板，这种结构方式妨碍入仓，混凝土拌合物的整平与捣固，妨碍面层的凿毛清理，妨碍浇筑仓面的施工准备工作，无法进行机械化作业。

悬臂模板则大大克服了传统的模板型式的缺点，在机械化施工和减少劳动消耗上呈现了很大的优势。

意大利修建阿尔卑—得热拉大坝时，采用了一种不拆除的模板（钢挡板），由于这种模板形成了承压面，所以大幅度降低对大坝混凝土砌体的要求，取消了浇筑块间接缝的防渗，采用分层铺筑混凝土，取消施工中的工作面，（在混凝土铺完之后用专门机械切出工作缝）。

苏联在萨扬诺—舒申斯克水电站施工中架用带“锚杆”的双层悬壁模板，这种模板的支承柱不是向下伸而是向上伸出，下层模板的支承柱支撑上层模板的面板，模板的自重和混凝土的侧压力均由下层模板承受，因此每个浇筑仓至少有两层模板，这种模板只需拆除下层模板的固定螺栓。从而，减少了各浇筑层间的时间间隔，提高了浇筑速度也减少了混凝土表面的清理工作与准备工作量。

滑动模板则对混凝土浇筑速度更显示出优势和潜在的生命力，这种型式的模板除表现在时间效益（工期缩短）之外，模板本身的价格也可以降低，而且能很大程度上提高混凝土浇筑效果。

总之，不同的模板型式决定了混凝土浇筑的不同施工工艺，也对混凝土的质量和工程效益有不同的影响，如何改进模板工艺是一个重要课题。

五、我局在参加的水电建设工程中对模板工程仍然以传统的模板型式为主，尽管在太平湾电站建设中引进了一些新的工艺技术（试用），但有些问题仍然值得探讨。

1、我局一直倡议施工单位在混凝土施工中尽量使用钢模板，但在实际施工中，有许多部位诸如挡水坝段，厂房立墙等都仅使用少量钢模，这不仅浪费了大量木材而且大大降低了工效。成功的工程总结出，钢模可比木模提高工效2-4倍（工效包括安装、拆模、电焊、凿毛、搭设平台等的综合用工），而且钢模的成本费（达到标准周转率）仅为木模的一半。因此，合理的以钢模代替木模是提高经济效益的好方法之一。

2、我局在模板管理上有许多不足。其主要表现在模板的使用周转率上，按规定，钢模板的周转率为50次，大型木模板为15次，一般木模板为7次，而我局实际周转率远远达不到这个要求，仅以一般木模为例，我局使用周转率为4次左右，这大大增加了施工费用，解决这一问题的办法除了提高工人思想素质，业务水平外，我们的管理水平有待提高。

3、在我局引进使用新的模板工艺上，滑升模板是突出的一例，有成功也有失误，在云峰大坝修补工程中，使用的滑模是比较成功的，而在太平湾清水闸闸墩上使用滑模则值得探讨，排除试验目的来谈，滑升模板一次性投资较大，因此它适用于高层混凝土浇筑中，高度较低的混凝土浇筑中使用则效益不显著或者没有效益，因此新技术的使用中应考虑其适用范围，并与经济效益挂钩才是适宜的。

4、模板工程在近几年已形成一个专门学科，但这方面的书并不多，我们在工程施工中应对每一项工作，各种形式的模板认真总结，使得在今后的工作中对每种建筑型式的模板有路可循，既方便工作，又能不断改进，不断进步。

六、鉴于模板工程在钢筋混凝土施工中的重要作用，世界各国都在研究并不断改进模板工程的施工技术和工艺，伴随着模板专业公司的建立，模板工程的发展将不断向快速、节省方向迈进。

模板工程的发展前景将是以如何加快混凝土施工为中心发展，1973年十一届世界大坝会议提出了混凝土坝设计与施工的任务和课题，讨论的结论是：“降低混凝土造价的根本出路是加快施工进度。”为此提出了新的混凝土坝施工方法就是：大体积混凝土连续垂直浇筑法，这相应给模板工程带来了新的课题。

我认为加快进度的途径之一就是：

1、认真研究滑动模板的使用问题。

2、增加浇筑层厚度，减少水平接缝，采用自升模板。

3、加大浇筑块尺寸，减少施工缝，以缩小立模面积。

随着改革的不断深入，适应工程招、投标的需要，就要做为前期工作涉及的内容有：

1、模板工程的规划，主要是结合施工方案拟定，选择模板体系，组织生产，选购机具以及编制概算。

篇(4)

1．1混凝土骨料加工

众所周知，在水利工程混凝土材料中骨占据很大的比重，其重要性对整个水利工程的施工质量是不言而喻的。然而，在大型水利工程中骨料由施工单位自己加工的，由于骨架的加工所用到的设备比较多，且需要占用较大的加工场地。因此，在大型水利工程施工中，施工单位应该合理规划骨料加工场地，有效的降低工程成本。若是小型的水利工程，其施工单位需要根据工程所在地的实际状况，优先选用工程所在地附近的骨料，从而减少石料开采费用，最大限度的降低工程成本。同时在选用天然砂石时，需要注意海沙中的贝壳含量，如表1所示;若选用人工砂时，需要注意人工砂中的石粉含量应符合相关标准破碎机械。石料的碎石机种类比较多，而工程中常见的主要有以下4种:鄂式碎石机、锥式碎石机、滚式碎石机、锤式碎石机。可是每种碎石机的性能有所差异，需要根据工程的特点选取合适的碎石机，而在水利工程中常见的碎石机主要是鄂式、锥式碎石机。

1．2钢筋的加工

1．2．1成轧或冷拉调直

根据钢筋直径的大小可以将钢筋分为轻筋、重筋两种，直径不大于12mm的盘条状的称为轻筋，而大于12mm呈棒状的则为重筋。根据钢筋的性能可知，可以采用自动调直剪切机对轻筋实施调直切断操作，但是对于重筋，则需要采用手动工具、调直机或弯筋机进行调直切断。在钢筋调直操作中，首先需要对钢筋表面进行除锈处理，若钢筋表面的锈蚀较严重，则需要采用风砂枪进行表面除锈处理。同时还需要根据水利工程的特点，对选择合适品种、规格的钢筋。此外，为了最大限度的减少钢筋断头，减少钢筋的浪费，需要优化钢筋切割作业，这样既可以加快钢筋加工作业，还可以减少工程成本。

1．2．2钢筋冷拨

钢筋冷拔是通过钨合金拔丝模孔将直径较大的I级钢筋强力拉拔成直径较小钢丝的过程。通过冷拔过程，钢筋的抗拉强度增大，减少钢筋用量。但是冷拔后其塑性降低，且应力应变的屈服段消失。

2水利工程钢筋混凝土工程施工技术

2．1配料

在混凝土配料阶段，在各种材料的重量上可以出现一定程度的误差，水泥、水及外加剂的误差为±l%，骨料为土2%。在配制骨料时，需要根据水利工程的特点，而采取适宜的配料方式。如在小型水利工程场地中，可以采用手推车、磅秤进行科学配料;而对于大型水利工程场地，需要采用机动翻斗车、轻轨斗车，加快配料速度。水及外加剂，一般在混合料的拌和机上均设置有吸式量水器，可以自动的进行量水。而对于外加剂则是根据其比重配成稀溶液与水一起使用。对于水泥，对于小型水利工程，直接使用袋装水泥;而对于大型水利工程则可以使用散装水泥，用电子称科学计量。同时，尽量选取水泥熟料中不含有或是含量较少的氧化镁、三氧化硫、铝酸三钙、碱含量等，减少对水泥性能的影响。因为铝酸三钙在混合料中，反应速度较快，释放出来的热量较多，对水泥的凝结速度、硬化过程释放热量有直接的影响;氧化镁、三氧化硫主要对混凝土的安定性有较大的影响;同时，水泥中的含钙量较高，直接影响混凝土的抗压强度，影响混凝土结构的耐久性;此外，水泥中的碱含量会造成碱集料反应，降低外加剂的功效。

2．2混凝土拌合、运输的质量控制

在混凝土拌合中，要采用集中的厂拌法进行混凝土拌合料的拌合，提高其混凝土的均匀性。同时，在拌合过程中，拌合物在拌和楼内的拌和时间控制在60～90s以内，如表3所示。从而有效的确保了混凝土拌合物具有良好的和易性，为浇筑混凝土的施工质量做好物质基础。在拌合料的运输中，要对拌合物进行有效的覆盖，防止水分的蒸发，确保其坍落度满足要求，同时，在运输途中不可以随意停车，要防止混凝土漏浆、漏料。尽量保持车辆行驶的稳定性，避免拌和物发生离析现象，影响拌合物的工作性能。

2．3混凝土的浇筑

在混凝土浇筑施工以前，需要进行水利工程地基处理，往往需要在土基上交换组素混凝土，从而确保基础底下500mm内的土体干燥，且做好降水处理，确保混凝土浇筑施工的顺利进行。在混凝土浇筑时，施工人员要确保在混凝土初凝时间内顺利进行浇筑，避免设置施工缝。若在浇筑施工中，由于机械故障或者是因为停电而无法正常的浇筑时，要确保在混凝土初凝时间内完成混凝土的浇筑。若超出了混凝土的初凝时间，要对先前浇筑的混凝土表明进行适当的处理，在表明进行凿出不平的接茬，然后在上面铺一层水泥浆，然后继续进行混凝土的浇筑，这样很大程度上避免了混凝土结构形成裂缝。

3水利工程钢筋混凝土养护技术

研究发现，对水泥硬化过程影响较明显的是CaSiO3与CaSiO2，特别是CaSiO3对水泥的早期强度的形成有较大的影响。因此，在水利工程钢筋混凝土硬化中，要及时进行有效的混凝土表面养护工作，可以大大增强混凝土硬化强度。在夏季施工时，为了保证混凝土硬化过程中表面的湿润度，应对其进行合理的洒水，减少水分的蒸发。初冬季节施工时，要增加适当的保温措施，可以燃烧火柴，增加施工温度，使其达到预定的硬化质量。养护的时间控制，在夏季时，应不少于7d，在初冬时，应不少于10d，从而确保混凝土结构的浇筑质量。

4结语

篇(5)

钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发

2.项目研究背景：

所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用（或称荷载）的平面或空间体系。

编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-2002,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比，新增内容约占15％，有重大修订的内容约占35％，保持和基本保持原规范内容的部分约占50％，规范全面总结了原规范实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。

3.项目研究意义：

建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。

由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。

一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，

4.文献研究概况

在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。

建筑结构设计统一标准（gbj68－84）该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物（包括一般构筑物）的整个结构，以及组成结构的构件和基础；适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上，并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于“概率设计法”，这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势，而我国在设计规范（或标准）中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。

结构的作用效应常见的作用效应有：

1．内力。

轴向力，即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力；

剪力，即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力；

弯矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩；

扭矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。

2．应力。如正应力、剪应力、主应力等。

3．位移。作用引起的结构或构件中某点位变（线位移）或某线段方向的改变（角位移）。

4．挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。

5．变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。

6．应变：如线应变、剪应变和主应变等。

极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类：

1．承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态：

（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；

（2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；（3）结构转变为机动体系；

（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）。

2．正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：

（1）影响正常使用或外观的变形；

（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；

（3）影响正常使用的振动；（4）影响正常使用的其它特定状态。

结构设计的基本任务，是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的，人们采用过多种设计方法。以现代观点看，可划分为定值设计法和概率设计法两大类。

1．定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素（如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等）看作非随机变量，而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法，即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应s（内力、变形、裂缝宽度等）不应大于结构抗力r（强度、刚度、抗裂度等），即s≤r。在20世纪70年代中期前，我国和国外主要都采用这种方法。

2．概率设计法：将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量，而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法，即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构，也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力r（s＞r）的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的，至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期，结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。

面向对象编程

使创建windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程，或oop。这种技术可以创建可重用组建，

它是程序的组成模块。

几个定义

控件提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。

事件由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制，或从端口接收数据。

方法嵌入在对象定义中的程序代码，它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如，数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。

对象程序的基本元素，它含有定义其特征的属性，定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是visualbasic中所有对象的示例。

过程为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。

属性对象的特征，如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观，有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。

5.设计主要内容

本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括：

1.平面钢架分析程序的改造

对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求：

(1)编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序，或以图形方式输入计算简图。

(2)修改程序，使之适合多工况内力计算；(3)根据输入、输出数据的特点，设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。

2．编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设计程序

(1)根据有关的规范，应明确计算的各种荷载（恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等）的计算方法，在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。

地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。

(2)计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的杆端力（随机）文件中。

对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。

(3)在(2)中产生的杆端力文件基础上，分别计算各种可能的荷载组合下，梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。

(4)从(3)生成的文件中选出最不利组合，同时给出截面配筋。

梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。

(5)部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定，用auto-cadvba绘制梁、柱配筋图。

5．成果形式

本毕业设计的成果应包括：

1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序

在存放源程序的软盘中，应至少有一个算例的数据文件，可在基本不需另外键入数据的前提下，显示正确地运行结果。

2．软件使用手册

这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。

3．软件说明书

这是软件作者的工作档案，是软件维护的基本资料。其中应包括：

(1)软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述，主要的计算公式及其使用的符号的含义，重要算法的文字说明：

(2)程序的结构：模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能；

(3)带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义（尽可能的采用通用公式中的符号）。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明；(4)为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。

(5)部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。

4．对自己所编程序的评价

(1)对算例计算结果的合理性进行必要的分析；

(2)总结软件设计过程中的经验和及教训，提出设计改进意见。

以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外，其余均用计算机打印。

6.进度计划

第一周毕业实习，参观工程，收集资料。

第二周需求分析：描述计算机模型，编些初步的软件说明书。

第三周软件设计：选择模块划分的方案

第四周模块设计：数据输入界面设计（梁柱截面数据）

或数据输入界面设计（可视化图形输入）

第五周数据输入界面设计（框架数据、附加荷载）

第六周模块设计：荷载计算（恒载、活载），相应的内力计算

第七周荷载计算（风荷载、地震作用），相应的内力计算

第八周模块设计：梁配筋计算

第九周梁荷载组合，确定梁配筋

第十周梁荷载组合，确定梁配筋

第十一周模块设计：柱配筋计算

第十二周柱荷载组合，确定柱配筋

第十三周柱荷载组合，确定柱配筋

第十四周软件测试或用autocadvba绘制梁、柱配筋图；

第十五周软件测试

第十六周整理源程序，编写软件说明数和用户手册

篇(6)

关键词：转换结构，火灾后，残余承载力，理论分析

中图分类号：TV331文献标识码： A

一、火灾作用后钢筋混凝土脱梁转换结构残余承载力分析

本章参考文献[1]提出的二台阶模型方法计算高温下的承载力计算方法，根据吴波教授[2]高温后混凝土轴心抗压强度折减曲线。提出采用100℃和800℃等温线作为二台阶模型的分界线的方法。即当温度低于100℃时，混凝土强度没有折减；当温度介于100℃和800℃之间时，混凝土强度折减为常温下的二分之一；当温度高于800℃时，取混凝土的强度为零。

1.1.1基本假设

为了建立钢筋混凝土托梁转换结构火灾后残余承载力的计算公式，作基本假定如下：

1.截面应变线性分布，即截面在温度和荷载弯矩的共同作用下符合平截面假定；

2.截面的温度场己知，并忽略裂缝的影响；

3.钢筋和混凝土之间无相对滑移；

4.忽略混凝土的抗拉作用；

5.常温下受压区边缘混凝土的极限压应变取[38]:

（1-1）

式中，―混凝土立方体抗压强度标准值。

6.火灾作用后受压区边缘混凝土的极限压应变按下式[31]计算：

（1-2）

1.1.2界限受压区高度的确定

经历火灾作用后的钢筋混凝土构件在荷载作用下，其截面的界限受压区高度可按照我国混凝土结构设计规范计算常温下截面的受压区高度的原则确定：

根据普通钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力计算原理可知，界限受压区高度是指纵向受拉钢筋与受压混凝土破坏同时发生时的截面受压区的高度。

普通钢筋混凝土构件的界限受压区高度计算公式为：

(1-3)

根据我国规范，其受压区高度应满足下列条件：

，且(1-4)

1.1.3混凝土等效截面的确定

当构件三面受火时，按照100℃和800℃等温线作为二台阶模型的分界线的方法的小得到一个T型截面，如图1-1所示。

（1-5）

式中, ―100℃等温线的宽度，单位是mm；

―100℃等温线的高度，单位是mm；

―800℃等温线的宽度，单位是mm；

―800℃等温线的高度，单位是mm。

图1-1二台阶模型三面受火等效截面示意图

1.1.4三面受火工况后混凝土梁残余承载力

对于三面受火工况后的混凝土梁，其正截面残余承载力的应力计算简图如图1-2所示，根据图1-1等效截面图，参考常温下正截面受晚承载力的计算方法得到三面受火混凝土梁的残余承载力计算公式如下：

图1-2三面受火工况后混凝土梁正截面受弯承载力计算示意图

1.当压区高度或时有

（1-6）

（1-7）

2.当压区高度或时有

（1-8）

（1-9）

式中，为温度T下钢筋混凝土梁受弯承载力；

为混凝土轴心抗压强度设计值；

为混凝土受压区高度；

为钢筋的温度为T时的强度设计值；

为纵向钢筋的截面面积；

为300℃等温线的宽度，单位是mm；

为300℃等温线的高度，单位是mm；

为800℃等温线的宽度，单位是mm；

为800℃等温线的高度，单位是mm；

为截面的有效高度；

为纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离；

为纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离；

一般情况下,梁的拉区钢筋温度高,抗拉强度()很低，极少出现的情况。另外，受压区高度x还应满足1-2式的要求。

对于单面受火和四面受火混凝土梁的残余承载力公式的推导原理同三面受火混凝土梁，其公式大同小异，不再赘述。

1.1.5算例分析

本文托梁的截面尺寸如图1-3所示，梁受到标准升降温曲线的作用。

图1-3托梁截面尺寸及配筋情况

梁截面设计参数如下：

混凝土：弹性模量，抗压强度；

普通钢筋：弹性模量，屈服强度，

纵向受拉钢筋面积，纵向受压钢筋面积；

1.1.5.1 常温下钢筋混凝土托梁的极限受弯承载力

由式1-7解得：

所以有受拉钢筋求承载力，解得：

梁在常温下的极限受弯承载力为

1.1.5.2 受火工况2后[3]的钢筋混凝土托梁的极限受弯承载力

为简化计算，根据托梁上温度测点的温度曲线可假定各受火工况下托梁截面的平均最高温度时间取150min。受火工况2后的托梁在第150min时截面温度云图及由100℃和800℃等温线作出等效截面如下图1-4所示。

图1-4托梁第150min截面温度分布云图及等效截面图

根据ABAQUS温度场分析知，受拉钢筋处钢筋温度约为800℃，受压钢筋外侧两根钢筋温度约为960℃，内侧两根钢筋温度约为320℃。

由公式1-3解得：

由公式1-7解得：

由公式1-6解得：

1.1.5.3 受火工况1后[3]的钢筋混凝土托梁的极限受弯承载力

受火工况1后的托梁在第150min时截面温度云图及由100℃和800℃等温线作出等效截面如下图1-5所示。

图1-5托梁第150min截面温度分布云图及等效截面图

根据ABAQUS温度场分析知，受拉钢筋处钢筋温度约为20℃，受压钢筋处钢筋温度约为800℃。

由公式1-3解得：

由式1-6解得：

由式1-7解得：

1.1.5.4 受火工况3后的钢筋混凝土托梁的极限受弯承载力

受火工况3后的托梁在第150min时截面温度云图及由100℃和800℃等温线作出等效截面如下图1-6所示。

图1-6托梁第150min截面温度分布云图及等效截面图

根据ABAQUS温度场分析知，受拉和受压钢筋处钢筋温度约为800℃。

由公式1-3解得：

由式1-6解得：

由式1-7解得：

经过上述计算，常温下托梁承载力为，钢筋混凝土托梁在标准升降温曲线的作用下在单面受火、三面受火、四面受火三种工况后的残余承载力分别为。单面受火梁相比常温下梁的承载力下降了4.8，承载力下降很小；三面受火梁相比常温下梁的承载力降低了19.1，承载力下降较多；四面受火梁相比常温下梁的承载力降低了43.1，承载力下降很多。

2.1初步结论

在温度场[3]分析的基础上，调取了不同受火工况下的托梁的温度场。并根据高温后强度曲线提出采用100℃和800℃等温线作为二台阶模型的分界线，将火灾后截面折减等效，参考常温下梁极限承载力的计算公式，推导出了不同工况火灾后梁的残余承载力计算公式。并计算了不同工况下的残余承载力，计算结果表明：单面受火梁相比常温下梁的承载力下降了4.8，承载力下降很小；三面受火梁相比常温下梁的承载力降低了19.1，承载力下降较多，经加固后仍可继续使用；四面受火梁相比常温下梁的承载力降低了43.1，承载力下降很多。

参考文献

[1]杨建平，时旭东，过镇海.高温下钢筋混凝土梁极限承载力的简化计算[J].工业建筑,2002,32（3）:26-28.

[2]朱玛，徐志胜，徐.高温后混凝土强度实验研究.湘潭矿业学院 学报，2000.

[3]苏冰.火灾作用后钢筋混凝土托梁转换结构的承载力性能研究[D]，山东建筑大学硕士论文.2013.

[4]吴波.火灾后钢筋混凝土结构的力学性能［M］.北京：科学出版社,2003;

[5]过镇海，时旭东.钢筋混凝土的高温性能及其计算.清华大学出版社，2003

篇(7)

【关键词】钢筋混凝土，建筑工程，结构设计，优化研究

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一.前言

伴随着我国建筑行业的迅速发展，工程建筑行业日渐成为了我国国民经济新的经济增长点，不仅仅在国民经济的增长中占据着越来越重要的地位，而且在改善居民生活方式，提高居民的生活质量方面有着巨大的推动作用。随着钢筋混凝土建筑结构在建筑行业中的广泛应用，建筑结构的设计和施工都有了新的标准和要求，在钢筋混凝土结构的设计施工中，不仅仅要使得结构的平面，立面布置符合相关规则，更要使得建筑结构的各种构件的强度和变形能够达到相关的标准，同时，要在满足建筑设计基本目标的基础上，更加重视建筑结构的抗震设计，提高建筑结构的抗震能力，保证整个建筑结构的质量。

二.钢筋混凝土建筑结构设计的优化措施

1．严格控制钢筋混凝土建筑结构设计中的各种材料设计

(一)在掺合料选择方面上。选择一些增加混凝土强度性能的一些掺合料。

(二)沙，沙石，水泥的配合比上面，优化三者配合比。

(三)在水泥的选择方面上。根据工程的需要，选择相对应的水泥。

(四)在钢筋的选型上面。比如，用U型钢，工字钢代替圆形钢。

2．结构体系的选型方面

由于大开间剪力墙结构体系，可以做到房间不露出梁柱，有效空间大、隔音效果较好，当采用钢制模板时，墙面和楼板表面平整并且不需要在湿作业的情况下抹灰。另外该结构体系不但用钢量少，施工周期短、造价低，还具有整体性强、侧向刚度大等优点，有利于抗风抗震，所以自九十年代起建筑结构体系基本上都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。随着经济的发展，为了进一步降低建筑造价，近几年来部分地区越来越多地采用短肢剪力墙与简体或一般剪力墙组成的结构体系。这个结构体系也属于剪力墙结构的一种。它的特点是建筑平面布置更具灵活性，并且又能节省钢筋和混凝土用量，减轻建筑的总重量，从而降低地基基础造价。

3．建筑结构的基础设计方面

在建筑的基础设计中，要综合考虑建筑场地的地质情况以及水位、使用功能、上部结构类型、施工条件和相邻建筑的相互影响，以保证建筑物不会过量沉降或倾斜，而且还能满足正常使用要求。另外还要注意相邻地下建筑物及各类地下设施的位置，以保证施工的安全。

4．建筑结构设计的抗震方面

（一）房建结构设计要从建筑的全局出发

全面考虑各种建筑部位的功能，在此基础上，科学设计每个部分的构件，保证每个部件之间的契合，促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求，满足一定的现实需求，同时，通过抗震设计，使得每个构件都可以具有相应的承载力，当地震来袭，每个构件都可以有着一定的次序先后破坏，整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性，从而延缓地震破坏的速度，消耗爆发的能量。增强建筑的整体抗震能力。

（二）要严格选择地基选址

地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。

（三）采用合理的建筑平立面

建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，通过无数次的实验表明，简单、规则、对称的建筑结构抗震能力强，对延缓地震烈度范围延伸，消耗地震的能量，减少地震对整体结构的破坏，而且，对称结构容易准确计算其地震反应。

5. 加强对连梁的设计优化

（一）对连梁的刚度进行折减

连梁由于跨高比较小与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，在连梁遇到外力发生屈服的过程中，主要有几个表现，比如出现裂缝，连梁的刚度减弱，内力发生重新分布，因此，一般而言，在进行建筑结构设计之前，要对连梁的刚度实施折减，从高规中的相关条款解释而言，是要对整个混凝土建筑结构的各个环节的刚度和弹性进行比较科学合理的分析，但是，在具体实际的操作过程中，各个部分的构件都需要承担比较大的弯矩和剪力，并且配筋设计具有很大的难度，因而，在笔者多年的建筑结构设计过程中，可以减少对竖向荷载能力的考虑，而更多的进行适当的开裂设计，将内力转移到墙体上去，如此，可以更好的实现建筑结构设计的优化。

（二）在设计过程中适当的减少连梁的高度

在进行连梁的设计中，为了达到降低连梁刚度，减少地震影响效果的目的，可以在保证整个建筑功能的基础上，让连梁的总体的跨度不断增加，如此，可以很大程度的让连梁的整体高度降低，一定程度而言，也使得可以讲整个连梁的整体承载能力控制在一定的范围之内，既可以让设计得到优化，又可以让建筑的功能得到正常发挥。

（三）在连梁设计过程中适当增加厚度

在进行连梁设计，在做好各种构件的设计优化的基础上，可以让连梁的整体截面的宽度进一步扩大，如此，不仅仅可以让建筑结构整体的刚度变大，也能够让整个地震过程中产生的各种内力作用相对而言变得更大。而且，由于连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。通过剪力墙的厚度增加，也有可能达到让连梁抗剪承载力符合限度的目的。

（四）提高混凝土等级

为了让连梁的抗剪承载能力不会超过规定个标准，可以合理的提高剪力墙的混泥土的等级，当混泥土的等级得到提升，混泥土的弹性模量增加比例会小于抗剪承载力的提升比例，从而，可以达到控制目标。

6．建筑结构设计的施工方面

为满足结构承载力的需求，通常在结构设计中柱与梁板选择不同强度等级的混凝土。施工规范规定柱的施工缝宜留设在梁底标高以下20mm-30mm处，其原则是施工缝宜留在结构受力小且便于施工的位置。施工时，为方便柱身混凝土的下料与振捣，在梁内钢筋未绑扎之前进行浇注。按施工规范的要求，当梁柱的混凝土强度等级不同时，节点处应按。弱梁强柱”的原则。在实际施工中，施工班组制定合理的节点保证措施，监理人员加强对浇注质量的监管和提高整体结构的抗震性能十分重要。

三.结束语

钢筋混凝土建筑结构设计是一项专业性极强的工作，必须综合考虑到多种因素，既要满足居民的生活生产多种需要，更要从地震防护，防水防渗漏等各种因素对建筑结构做出性能设计，同时，从城市整体的人文自然，交通政治等各方面的因素出发，选择合理的建筑结构体系，做出科学严谨的设计，实现实用价值和美学价值的统一，为整个建筑业的发展和居民生活质量的提高，奠定基础。

参考文献：

[1]刘利峰 钢筋混凝土建筑结构设计优化研究 [期刊论文] 《科技资讯》 -2010年20期

[2]张红标 建筑结构设计成本优化研究--以深圳高层钢筋混凝土建筑结构为例 [学位论文] 2011 - 浙江大学：企业管理

[3]张民 钢筋混凝土框架-剪力墙结构设计的优化研究 [学位论文]2008 - 同济大学土木工程学院 同济大学：结构工程

[4]洪叶 空间钢筋混凝土框架结构优化研究 [学位论文]2007 - 上海大学：结构工程