混凝土基本原理精選(九篇)

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第1篇：混凝土基本原理范文

ABAQUS是一套功能強(qiáng)大的工程模擬有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。被廣泛用于土木工程專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)。許多高等院校也爭相開設(shè)ABAQUS有限元課程，一些學(xué)者也將ABAQUS有限元軟件用于教學(xué)研究工作，得出了很多有益的成果［1-4］。將有限元ABAQUS軟件用于《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程的教學(xué)具有以下優(yōu)勢:

1)直觀化教學(xué)，有利于學(xué)生對混凝土結(jié)構(gòu)基本理論知識的理解。比如在講授混凝土材料的抗壓強(qiáng)度時(shí)，學(xué)生很難理解為什么混凝土抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)低于砂漿和骨料任一單一材料的強(qiáng)度。其原因可從混凝土受壓破壞的機(jī)理來分析。由于水泥、水、骨料組成的混凝土，在硬化過程中水泥和水形成的水泥石與骨料粘結(jié)在一起。凝結(jié)初期由于水泥石收縮、骨料下沉等原因，在水泥石和骨料之間的交界面上形成微裂縫。在外力作用下，微裂縫將有一個(gè)發(fā)展過程，混凝土的破壞過程就是裂縫不斷產(chǎn)生、擴(kuò)展和失穩(wěn)的過程。這些過程無法直觀觀測到，只能通過超聲波、X光、電子顯微鏡進(jìn)行直接或間接觀測。引入有限元軟件后，這些問題就能得到解決。圖1就是通過有限元軟件數(shù)值模擬了混凝土材料內(nèi)部微裂縫在荷載作用下擴(kuò)展、貫通破壞的全過程，形象直觀，有利于學(xué)生們對混凝土結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度概念的理解，也增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［5，6］，通過指導(dǎo)學(xué)生建立混凝土有限元模型和對模型進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)習(xí)掌握有限元基本概念和軟件操作，為學(xué)生今后從事混凝土領(lǐng)域的科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。

2)部分替代混凝土構(gòu)件承載力實(shí)驗(yàn)，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益?！痘炷两Y(jié)構(gòu)基本原理》課程中軸心受力構(gòu)件承載力方程、受彎構(gòu)件正截面承載力方程、受彎構(gòu)件斜截面承載力方程等均是通過對鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力實(shí)驗(yàn)破壞現(xiàn)象、特征規(guī)律和材料的破壞程度等進(jìn)行一定的理論分析得到，因此《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程的教學(xué)離不開鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)過程中鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)、制作和受力全過程的實(shí)驗(yàn)，對構(gòu)件承載力、剛度和裂縫進(jìn)行測定，并對破壞形態(tài)進(jìn)行觀測等工作，進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生對鋼筋混凝土構(gòu)件受力性能、承載力計(jì)算理論、裂縫及變形性能的理解，初步掌握結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)的整理和分析，提高了實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告的撰寫能力。根據(jù)筆者對多個(gè)大專院?！痘炷两Y(jié)構(gòu)基本原理》課程教學(xué)的調(diào)查分析，鑒于實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)時(shí)限制，大多數(shù)院校所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，僅開展了鋼筋混凝土適筋梁正截面破壞的受力全過程實(shí)驗(yàn)、鋼筋混凝土梁斜截面剪壓破壞的受力全過程實(shí)驗(yàn)和大偏心受壓構(gòu)件正截面破壞的受力全過程實(shí)驗(yàn)。對于鋼筋混凝土少筋梁、超筋梁正截面破壞的受力全過程實(shí)驗(yàn);鋼筋混凝土梁斜截面斜壓破壞、斜拉破壞的受力全過程實(shí)驗(yàn)以及小偏心受壓構(gòu)件正截面破壞的受力全過程實(shí)驗(yàn)并未開設(shè)。個(gè)別院校未開設(shè)任何混凝土構(gòu)件承載力破壞實(shí)驗(yàn)，僅通過觀看實(shí)驗(yàn)錄像了解混凝土承載力破壞現(xiàn)象。由于缺乏混凝土構(gòu)件承載力破壞實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對混凝土構(gòu)件的承載力基本原理與鋼筋設(shè)計(jì)計(jì)算方法理解不透徹，教師在授課時(shí)也感覺底氣不足。然而如果大面積開展混凝土構(gòu)件承載力實(shí)驗(yàn)又是不現(xiàn)實(shí)的。首先經(jīng)濟(jì)投入大，成本高?；炷翗?gòu)件承載力破壞實(shí)驗(yàn)需要有加載裝置、測試儀器及制作構(gòu)件等費(fèi)用，需要幾十萬的經(jīng)費(fèi)投入，同時(shí)要有相關(guān)的場地及人工成本。另一方面，《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程的學(xué)時(shí)有限，目前課程普遍為64學(xué)時(shí)，如果在混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)方面投入太多學(xué)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》理論知識學(xué)時(shí)不夠的難處。因此采用有限元軟件對混凝土構(gòu)件破壞發(fā)展過程進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，并且可以重復(fù)性觀看，使學(xué)生獲得更多的混凝土知識，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究，在某些方面可以取代或優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究［7，8］。

2ABAQUS有限元軟件在《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程教學(xué)中的應(yīng)用案例

混凝土材料的強(qiáng)度尺寸效應(yīng)是指混凝土強(qiáng)度隨著結(jié)構(gòu)體積的增大而降低的現(xiàn)象。該理論是《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程教學(xué)中的難點(diǎn)，學(xué)生往往很難理解混凝土材料的強(qiáng)度尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。如果采用試驗(yàn)教學(xué)，經(jīng)濟(jì)投入高且占用學(xué)時(shí)。為此我們在《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程中引入新的教學(xué)手段。借助于ABAQUS有限元軟件，建立不同體積的混凝土立方體、棱柱體有限元仿真模型，開展了直接拉伸和壓縮荷載作用下的混凝土強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的數(shù)值模擬。圖2為邊長150mm，250mm，350mm和450mm的立方體混凝土細(xì)觀力學(xué)模型，開展立方體單軸拉伸數(shù)值實(shí)驗(yàn)，測得了不同體積混凝土試件模型的抗拉強(qiáng)度，如表1所示。

3結(jié)語

第2篇：混凝土基本原理范文

歷

層

次

星期五（1月7日）

星期六（1月8日）

星期日（1月9日）

上午

（8：30—11：00）

下午

（2：00—4：30）

上午

（8：30—11：00）

下午

（2：00—4：30）

上午

（8：30—11：00）

下午

（2：00—4：30）

本

科　 計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用

080702　 02331數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

04735數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理

00023高等數(shù)學(xué)（工本）　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

04737C++程序設(shè)計(jì)　 02333軟件工程

00015英語（二）

03709基本原理概論

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

080709　 02331數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

00023高等數(shù)學(xué)（工本）

04735數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00015英語（二）

03709基本原理概論

機(jī)電一體化

080307　 02194工程經(jīng)濟(jì)

02240機(jī)械工程控制基礎(chǔ)　 02202傳感器與檢測技術(shù)

03709基本原理概論00015英語（二）

建筑工程

080806　 0446建筑設(shè)備

02440混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　 03347流體力學(xué)　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

02404工程地質(zhì)及土力學(xué)　 00015英語（二）

03709基本原理概論

漢語言文學(xué)

050105　 00540外國文學(xué)史

00812中國現(xiàn)當(dāng)代作家作品專題研究　 00814中國古代文論

00819訓(xùn)詁學(xué)　 00539中國古代文學(xué)史（二）

00321中國文化概論

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00541語言學(xué)概論

03709基本原理概論

00015英語（二）

英語語言文學(xué)

050201　 00600高級英語

00830現(xiàn)代語言學(xué)　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00603英語寫作

03709基本原理概論

會(huì)計(jì)

020204　 00162會(huì)計(jì)制度設(shè)計(jì)

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00159高級財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)　 00161財(cái)務(wù)報(bào)表分析（一）

00071社會(huì)保障概論

03709基本原理概論

00015英語（二

04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（經(jīng)管類）

工商企業(yè)管理

020202　 00067財(cái)務(wù)管理學(xué)

00149國際貿(mào)易理論與實(shí)務(wù)

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00071社會(huì)保障概論

04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（經(jīng)管類）

03709基本原理概論

00015英語（二）

金融

020106　 00067財(cái)務(wù)管理學(xué)

00076國際金融

00077金融市場學(xué)

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00071社會(huì)保障概論

04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（經(jīng)管類）

03709基本原理概論

00015英語（二）

市場營銷

020208　 00186國際商務(wù)談判　 00149國際貿(mào)易理論與實(shí)務(wù)

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00071社會(huì)保障概論

04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（經(jīng)管類）

03709基本原理概論

00015英語（二）

行政管理

030302　 00320領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)

00319行政組織理論

00323西方行政學(xué)說史

00321中國文化概論

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00322中國行政史

00316西方政治制度

00015英語（二）

03709基本原理概論

本

科　 公安管理

030401　 00372公安信息學(xué)　 00235犯罪學(xué)（一）　 04729大學(xué)語文

03708中國近現(xiàn)代史綱要　 00373涉外警務(wù)概論

03709基本原理概論

法律

030106

00230合同法

05678金融法　 00262法律文書寫作

00227公司法

00257票據(jù)法　 5680婚姻家庭法

0263外國法制史

3708中國近現(xiàn)代史綱要　 0228環(huán)境與資源保護(hù)法學(xué)

0169房地產(chǎn)法

0015英語（二）

3709基本原理概論

教育學(xué)

040108　 00464中外教育簡史　 00469教育學(xué)原理

00321中國文化概論

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00449教育管理原理

00466發(fā)展與教育心理學(xué)　 00456教育科學(xué)研究方法（二）

00015英語（二）

03709基本原理概論

教育管理

040107　 00459高等教育管理

00454教育預(yù)測與規(guī)劃　 00458中小學(xué)教育管理

00451教育經(jīng)濟(jì)學(xué)

00457學(xué)前教育原理　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00449教育管理原理　 00456教育科學(xué)研究方法（二）

00015英語（二）

03709基本原理概論

人力資源管理

020218　 06093人力資源開發(fā)與管理

06089勞動(dòng)關(guān)系與勞動(dòng)法

06091薪酬管理　 00182公共關(guān)系學(xué)

00321中國文化概論

03708中國近現(xiàn)代史綱要　 00071社會(huì)保障概論

00015英語（二）

03709基本原理概

學(xué)前教育

040102　 00401學(xué)前比較教育　 00883學(xué)前特殊兒童教育

00403學(xué)前兒童家庭教育　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00399學(xué)前游戲論

00015英語（二）

03709基本原理概論

漢語言文學(xué)教育

050113　 00037美學(xué)

00538中國古代文學(xué)史（一）　 00537中國現(xiàn)代文學(xué)史　 000540外國文學(xué)史　 06417中學(xué)語文課堂教學(xué)技能訓(xùn)練

00539中國古代文學(xué)史（二）

00466發(fā)展與教育心理學(xué)　 00541語言學(xué)概論

00024普通邏輯

英語教育

050206　 00087英語翻譯　 00831英語語法　 00604英美文學(xué)選讀

06425中學(xué)英語課程教材教法　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00466發(fā)展與教育心理學(xué)　 00603英語寫作

地理教育

070702　 03144環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)　 02094人文地理學(xué)概論　 02104現(xiàn)代自然地理學(xué)　 02103計(jì)量地理與地理信息系統(tǒng)　 03708中國近現(xiàn)代史綱要　 02101區(qū)域科學(xué)原理

03709基本原理概論

思想政治教育

040202　 05630中學(xué)政治課專題選講　 00479當(dāng)代資本主義

00034社會(huì)學(xué)概論　 05629思想政治課教學(xué)法

00413現(xiàn)代教育技術(shù)　 00480中國傳統(tǒng)道德

03708中國近現(xiàn)代史綱要

00483科學(xué)思維方法論　 00456教育科學(xué)研究方法（二）

00015英語（二）

00312政治學(xué)概論

歷史教育

060102　 00768中國古代經(jīng)濟(jì)史

00774史學(xué)理論與方法　 00770中國近代史專題

05632中學(xué)歷史專題選講　 00413現(xiàn)代教育技術(shù)　 05631中學(xué)歷史課堂教學(xué)技能訓(xùn)練　 03708中國近現(xiàn)代史綱要　 00775歷史教育學(xué)

00456教育科學(xué)研究方法（二）

生物教育

070402　 02079生態(tài)學(xué)概論　 02084組織胚胎學(xué)

02082生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)　 02078 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)　 02088生物教育學(xué)　 02085細(xì)胞生物學(xué)　 00015英語（二）

03709基本原理概論

法律教育

030113　 00230合同法

05678金融法　 00227公司法

00261行政法學(xué)

00262法律文書寫作　 00466發(fā)展與教育心理學(xué)　 00228環(huán)境與資源保護(hù)法

信息技術(shù)教育

080713　 05935信息技術(shù)教育　 05578有線電視技術(shù)　 04347信息技術(shù)與課程整合　 04338音響技術(shù)及應(yīng)用

計(jì)算機(jī)科學(xué)教育

080745　 07839計(jì)算機(jī)教學(xué)法　 00023高等數(shù)學(xué)（工本）　 02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（二）　 00441多媒體教學(xué)系統(tǒng)

數(shù)學(xué)教育

070102　 02010概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（一）　 02009抽象代數(shù)　 06855微分方程　 02018數(shù)學(xué)教育學(xué)

物理教育

070202　 02034電動(dòng)力學(xué)　 06857中學(xué)物理專題選講　 00466發(fā)展與教育心理學(xué)

本

科　 化學(xué)教育學(xué)

070302　 02051物理化學(xué)（二）　 06441化學(xué)課堂教學(xué)技能訓(xùn)練　 00466發(fā)展與教育心理學(xué)　 00015英語（二）

音樂教育

050408　 00732簡明配器法　 07976音樂欣賞（二）

美術(shù)教育

050410　 02200現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法　 00745中國畫論　 00742美術(shù)技法理論

體育教育

040302　 00499體育游戲　 04551體育概論

旅游管理

020210　 06011旅游學(xué)概論　 01868民族文化概論

應(yīng)用化學(xué)

081209　 02066有機(jī)化學(xué)（二）　 02483工業(yè)分析　 03709基本原理概論

民商法

030116　 05558侵權(quán)行為法　 06455社會(huì)保障法

05559海商法

03709基本原理概論

基礎(chǔ)教育

040120　 04579中學(xué)語文教學(xué)法　 06420中文工具書　 05683素質(zhì)教育理論與實(shí)踐　 3709基本原理概論

軟件工程

080720　 07167多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)　 07165軟件工程概論　 07026網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)　 3709基本原理概論

英語翻譯

050134　 05349英漢語言文化比較　 3709基本原理概論

汽車服務(wù)工程

082232　 06906汽車運(yùn)行材料　 04446汽車營銷與貿(mào)易　 06895汽車節(jié)能技術(shù)　 3709基本原理概論

小學(xué)教育

040112　 00464中外教育簡史

06231現(xiàn)代教育測量與評價(jià)　 00458中小學(xué)教育管理　 03330小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究

3709基本原理概論

03301中小學(xué)教師信息技術(shù)（高級）

制藥科學(xué)與工程

081204　 07780化學(xué)制藥工藝學(xué)　 3709基本原理概論

道路與橋梁工程

080807　 06080高速公路

06082筑路機(jī)械及施工　 06076結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理　 06079城市道路

06078交通工程　 06081隧道工程

03709基本原理概論

應(yīng)用電子技術(shù)

080735　 0342高級語言程序設(shè)計(jì)（一）

2202傳感器與檢測技術(shù)

6541現(xiàn)代通信技術(shù)

3709基本原理概論

護(hù)理學(xué)

100702　 03006護(hù)理管理學(xué)

03203外科護(hù)理學(xué)（二）

03008護(hù)理學(xué)研究

03009精神障礙護(hù)理學(xué)　 00182公共關(guān)系學(xué)

03005護(hù)理教育導(dǎo)論

03708中國近現(xiàn)代史綱要

03010婦產(chǎn)科護(hù)理學(xué)（二）

03011兒科護(hù)理學(xué)（二）

04436康復(fù)護(hù)理學(xué)

00015英語（二）

03709基本原理概論

國際貿(mào)易

020110　 00100國際運(yùn)輸與保險(xiǎn)　 00101外經(jīng)貿(mào)經(jīng)營與管理　 03708中國近現(xiàn)代史綱要

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

00102世界市場行情　 03709基本原理概論

04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（經(jīng)管類）

00098國際市場營銷學(xué)

物流管理

020229　 00067財(cái)務(wù)管理學(xué)

00009政治經(jīng)濟(jì)學(xué)（財(cái)經(jīng)類）

03708中國近現(xiàn)代史綱要

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）　 03709基本原理概論00015英語（二）

04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（經(jīng)管類）

00043經(jīng)濟(jì)法概論（財(cái)經(jīng)類）

第3篇：混凝土基本原理范文

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程；教學(xué)實(shí)驗(yàn)；土木工程；教學(xué)研究

中圖分類號：G642423；TU391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：10052909（2017）02012403

鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程是土木工程專業(yè)的一門核心主干課程，其主要目的是使學(xué)生全面掌握鋼結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件和連接的基礎(chǔ)知識及計(jì)算方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作和建造等奠定基礎(chǔ)[1]。近年來，鋼結(jié)構(gòu)在土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢使鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的重要性日益凸顯，對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)及人才培養(yǎng)提出了更高的要求[2- 3]。

鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程特點(diǎn)是知識點(diǎn)多、計(jì)算公式復(fù)雜、概念抽象，需要很強(qiáng)的空間想象能力。而學(xué)生大多沒有接觸過實(shí)際工程，對構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)的形式及破壞模式等內(nèi)容缺乏感性認(rèn)識，這些知識僅通過課堂講解顯得非常抽象，容易降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此采用單一的課堂教學(xué)方式難以收到良好的教學(xué)效果[4-5]。教學(xué)實(shí)驗(yàn)作為鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的重要組成部分，可實(shí)現(xiàn)抽象的理論知識與具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的融合，給學(xué)生更為立體的感性認(rèn)識，具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的重要作用。因此，若對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程中生澀難懂的理論知識，輔助以相應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也即將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生通過接觸實(shí)際，增強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的直觀性，既可加深學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)基本原理的理解，又可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識，從而有效提高課程教學(xué)質(zhì)量[6-7]。

鑒于此，本文就在鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程中如何開展配套教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索，對具體教學(xué)實(shí)驗(yàn)的途徑和步驟，以及教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)管理提出相關(guān)建議。

一、傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

一是，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)一般以課堂理論講解為主，輔助以習(xí)題練習(xí)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程要求學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件（包括軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件以及偏心受力構(gòu)件）的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定的計(jì)算與設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)連接（包括焊縫連接和螺栓連接）的計(jì)算及設(shè)計(jì)等內(nèi)容。不論是基本構(gòu)件還是連接，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)和實(shí)際生活中接觸都很少，對于學(xué)生來說確實(shí)比較抽象。尤其是對貫穿整個(gè)課程教學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定問題，概念抽象，公式復(fù)雜，僅靠課堂理論教學(xué)難以使學(xué)生建立圖像概念，對教師和學(xué)生而言均是難點(diǎn)。

二是，大部分高校開設(shè)有土木工程專業(yè)技術(shù)課程建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，但該實(shí)驗(yàn)課程與鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程理論教學(xué)不匹配。主要體現(xiàn)在：第一，教學(xué)重點(diǎn)不一致，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程在闡明建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)基本原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)在于學(xué)習(xí)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法及手段，包括訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)變片粘貼、電橋連接、儀器標(biāo)定等技能，有的會(huì)開展混凝土簡支梁的靜載試驗(yàn)；第二，很少涉及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)性能試驗(yàn)[8]；第三，開設(shè)時(shí)間不合理，建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程是在鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程結(jié)束后才開設(shè)，不利于學(xué)生對于理論知識的及時(shí)強(qiáng)化與鞏固。

因此，開展和鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程相配套的實(shí)驗(yàn)課程，已成為當(dāng)前土木工程專業(yè)教學(xué)改革的重點(diǎn)和當(dāng)務(wù)之急。

二、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

（一）實(shí)驗(yàn)選題

要提高課堂教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程內(nèi)容的核心理論（包括焊縫和螺栓的設(shè)計(jì)，鋼構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度等）組織開展相應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，形成“課堂教學(xué)+配套教學(xué)實(shí)驗(yàn)”的多元化教學(xué)模式。

在鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)中，鋼構(gòu)件的穩(wěn)定問題是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。相較于強(qiáng)度問題，鋼構(gòu)件的穩(wěn)定問題概念更加抽象，公式更加復(fù)雜。僅通過有限的課堂理論教學(xué)，學(xué)生很難對穩(wěn)定問題有深刻的理解，到最后往往只能讓學(xué)生強(qiáng)記設(shè)計(jì)公式，以驗(yàn)算作為教學(xué)目標(biāo)。軸心受壓鋼構(gòu)件整體穩(wěn)定問題是學(xué)生最早接觸到的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題，是教學(xué)的重中之重。因此，本文以軸心受壓鋼構(gòu)件穩(wěn)定教學(xué)實(shí)驗(yàn)作為案例講述配套教學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程。

（二）實(shí)踐過程

1.確定實(shí)驗(yàn)方案

通過試驗(yàn)機(jī)對工字型柱施加S向壓力，監(jiān)測試件的軸向壓縮變形，及跨中側(cè)向變形與軸力的關(guān)系，從而得到軸壓柱整體穩(wěn)定的性能。為考察不同長細(xì)比對軸壓承載力的影響，每組試驗(yàn)設(shè)計(jì)了兩種相同截面、不同長度的工字形柱，如圖1所示。

2.理論講解

該實(shí)驗(yàn)安排在課堂教學(xué)過半的教學(xué)周中，正值軸心受力構(gòu)件的課堂學(xué)習(xí)基本結(jié)束，此時(shí)進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)，可有效鞏固并強(qiáng)化學(xué)生對軸心受壓構(gòu)件整體失穩(wěn)的理解。在正式加載前，教師應(yīng)針對實(shí)驗(yàn)相關(guān)事宜進(jìn)行講解。講解內(nèi)容包括以下三方面：第一，回顧軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的理論知識；第二，講述實(shí)驗(yàn)原理、試件及實(shí)驗(yàn)步驟；第三，介紹加載裝置及數(shù)據(jù)信號的采集和分析。在講解過程中要交代清楚實(shí)驗(yàn)過程中需重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，有助于基礎(chǔ)較差的學(xué)生跟上實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

3.實(shí)驗(yàn)加載和測試

實(shí)驗(yàn)開始前，通過刀口支座將試件固定于實(shí)驗(yàn)機(jī)中，標(biāo)定傳感器，調(diào)試加載系統(tǒng)和測試裝置能否正常工作。對試件不斷施加軸向壓力，直至試件發(fā)生整體失穩(wěn)，其間需記錄各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及應(yīng)變分布等方面對鋼構(gòu)件的整體穩(wěn)定性能進(jìn)行分析，歸納總結(jié)構(gòu)件整體失穩(wěn)的影響規(guī)律。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比，驗(yàn)證理論計(jì)算公式的正確性，分析兩者差異的原因，整理分析結(jié)果，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

5.分組討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，增加一節(jié)課，結(jié)合理論、實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)際，組織學(xué)生開展綜合討論。要求學(xué)生分組討論，或由學(xué)生登臺(tái)講解，鼓勵(lì)不同意見的碰撞，讓學(xué)生在討論中進(jìn)一步加深對知識的理解。

（三）教學(xué)效果

鋼柱的整體穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)是一個(gè)觀賞性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，其能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生了解H型截面軸心受壓構(gòu)件發(fā)生整體彎曲失穩(wěn)的過程和破壞模式，認(rèn)識軸心受力構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的影響因素，并掌握其計(jì)算方法，同時(shí)還能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力。通過增加教學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高了鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)效果，教學(xué)評價(jià)達(dá)到了99.85%的認(rèn)可度，充分體現(xiàn)了學(xué)生對教學(xué)實(shí)驗(yàn)的肯定。

三、結(jié)語

將與鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程核心內(nèi)容相配套的實(shí)驗(yàn)融入課程教學(xué)，是對課堂教學(xué)多元化的有益嘗試。實(shí)踐證明，該方式開闊了學(xué)生的視野，讓學(xué)生體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的樂趣，對學(xué)生從書本走向?qū)嵺`和科學(xué)研究產(chǎn)生了積極的影響。教學(xué)實(shí)驗(yàn)是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而課程配套教學(xué)實(shí)驗(yàn)更有其無可替代的作用，值得在土木工程各專業(yè)課程教學(xué)中推廣。受資助經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)條件所限，目前學(xué)校僅開展了有限的試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。今后應(yīng)建立內(nèi)容更為廣泛、形式更為靈活的備選實(shí)驗(yàn)，形成系統(tǒng)合理的配套教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，建立教學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，以進(jìn)一步提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]賈玉琢， 曾聰， 龔靖， 等. 鋼結(jié)構(gòu)精品課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J]. 教育教學(xué)論壇， 2014（29）：206-207.

[4]黃玲， 謝洪陽. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)改革探討[J]. 高等建筑教育， 2010（4）：68-70.

[5]鄧海. 針對鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)具體問題的探討與實(shí)踐[J]. 高等建筑教育， 2015（1）：72-74.

[6]郭小農(nóng)， 王偉， 蔣首超， 等. 鋼結(jié)構(gòu)基本原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J]. 高等建筑教育， 2011（1）：149-154.

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[8]王偉， 趙憲忠， 郭小農(nóng)， 等. 鋼結(jié)構(gòu)多功能教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制與實(shí)踐[J]. 高等建筑教育， 2009（2）：102-104.

Abstract：Owing to abstract concepts， complex formulas as well as incompatible traditional teaching experiments， it is urgent to establish an experimental teaching system matching the course of basic principles of steel structure. In accordance with the case of axial compression experiment for steel member， the method for teaching experiments was discussed and relevant suggestions for schedules， progress steps and attentions were proposed. By introducing the specific experimental teaching into the abstract and difficult theoretical knowledge， the teaching efficiency can be greatly improved by attracting the student’s attention. Finally， the diversified teaching method is worthy of further promotion.

第4篇：混凝土基本原理范文

（一）建筑制圖是一門既有理論又有實(shí)踐的技術(shù)基礎(chǔ)課。它培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、制圖技能，空間想象能力和空間構(gòu)思能力，能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程和完成課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握各種投影法的基本理論和制圖方法；能正確應(yīng)用投影作圖方法解決空間度量問題和定位問題，應(yīng)具有圖解空間幾何問題的基本技能；能正確地使用繪圖工具和儀器，掌握用儀器作圖和徒手作圖的方法和技能；能正確地閱讀和繪制一般的建筑工程圖；掌握計(jì)算機(jī)繪圖的基本內(nèi)容，并能上機(jī)繪制簡單的圖形。

（二）建筑材料是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為建筑施工和建筑工程造價(jià)與管理等專業(yè)課程提供建筑材料方面的基礎(chǔ)知識，并為今后從事專業(yè)技術(shù)工作時(shí)，合理選擇和使用各類建筑材料打下基礎(chǔ)。課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得有關(guān)建筑材料的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論，并獲得主要建筑材料的試驗(yàn)方法的基本技能訓(xùn)練。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程后，應(yīng)能夠掌握常用建筑材料的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與技術(shù)性質(zhì)關(guān)系，外界因素對材料性質(zhì)的影響及各主要技術(shù)性質(zhì)的內(nèi)容及相互關(guān)系，同時(shí)學(xué)會(huì)常用建筑材料的質(zhì)量鑒定方法，并在此基礎(chǔ)上初步培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)工程特點(diǎn)合理地選用材料，能正確使用及運(yùn)輸、保管材料，此外對相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范也應(yīng)有一定的了解。

（三）建筑力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過建筑力學(xué)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握三個(gè)部分的內(nèi)容：第一部分，掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，為學(xué)習(xí)下一步的內(nèi)容準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)；第二部分，要求學(xué)生對桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識和一定的計(jì)算能力；第三部分，使學(xué)生了解桿系結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移的計(jì)算方法和原理。學(xué)習(xí)本課程的基本要求是學(xué)生對建筑力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識，能分析桿件的應(yīng)力、位移，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算，同時(shí)能選擇桿系結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖，并能分析其幾何組成，了解力法、位移法的基本原理，能分析簡單壓桿的臨界荷載，并進(jìn)行穩(wěn)定性校核。

（四）在測量學(xué)教學(xué)中，理論與實(shí)踐并重是本課程的突出特點(diǎn)，該課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際測量能力，掌握簡單的繪圖技巧，具備一定的繪圖能力，使學(xué)生具備解決實(shí)際工程測量問題的能力。該課程通過課堂講授、課間實(shí)習(xí)、教學(xué)實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握測量學(xué)的基本知識、基本概念、基本理論、基本技術(shù)和基本方法，能正確使用常規(guī)測量儀器，并對測量學(xué)的新理論、新技術(shù)、新儀器和新方法有所了解，從而能勝任施工建設(shè)、運(yùn)營管理諸階段的工程測量工作，并能運(yùn)用已掌握的知識解決生產(chǎn)實(shí)踐中相關(guān)的工程測量問題。

（五）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這門課程所講述的是鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土拉、壓、彎、扭各類構(gòu)件的理論，這些構(gòu)件幾乎可以應(yīng)用于目前工業(yè)與民用建筑所廣泛采用的各類結(jié)構(gòu)中。所有建筑工程類專業(yè)的畢業(yè)生，無論他將來從事設(shè)計(jì)、科研或施工工作，還是從事工程管理工作，都將時(shí)刻與之接觸，因此，它是一門非常重要課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)熟悉鋼筋及混凝土的力學(xué)性能，能夠分析在靜力荷載所引起的不同內(nèi)力作用下，拉、壓、彎、扭各類構(gòu)件的性能，能對簡單結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，了解各類結(jié)構(gòu)變形及裂縫的基本理論。

（六）鋼結(jié)構(gòu)這門課程的學(xué)習(xí)，主要是學(xué)生理解、掌握鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的結(jié)構(gòu)原理。對學(xué)生提出的要求是弄懂鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，了解鋼材的力學(xué)性能、相應(yīng)指標(biāo)、影響因素及如何地使用鋼材，正確理解疲勞問題的基本概念，懂得焊接和螺栓連接的構(gòu)造，了解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算。

（七）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，這門課程的任務(wù)在于使學(xué)生掌握建筑工程專業(yè)范圍內(nèi)所必需的土力學(xué)基本理論，基本知識及基本技能。在學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生應(yīng)先學(xué)習(xí)工程地質(zhì)、建筑力學(xué)等基礎(chǔ)課；同時(shí)，本課程又為后續(xù)的專業(yè)課服務(wù)。學(xué)習(xí)該課程的基本要求是，掌握土的各種力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律及其指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)確定方法，土中應(yīng)力分布、土體最終變形量、地基沉降過程的計(jì)算方法以及填土壓實(shí)原理，此外還需掌握土體各類強(qiáng)度問題的分析方法和土體加固措施，這里包括土壓力理論、土坡穩(wěn)定性分析、天然地基承載力以及擋土墻與滑坡整治等內(nèi)容。

（八）建筑施工與施工組織是一門專業(yè)課，其內(nèi)容龐雜，理論面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，屬于綜合應(yīng)用科學(xué)。本課程的任務(wù)是研究一般的工業(yè)與民用建筑工程各主要組成部分、分項(xiàng)工程的施工技術(shù)的基本規(guī)律，研究施工組織的基本原理、基本方法和基本規(guī)律。學(xué)習(xí)本課程應(yīng)熟練掌握土方工程、鋼筋混凝土工程、結(jié)構(gòu)安裝工程的施工工藝、施工方法和施工要求，并以此掌握建筑施工的基本規(guī)律和基本原理。熟悉各常見分項(xiàng)工程的施工機(jī)械的選擇和使用、施工方法的具體操作內(nèi)容和要求。掌握施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容和編制方法，掌握施工進(jìn)度計(jì)劃的編制方法，熟練掌握流水作業(yè)的基本原理和組織方式。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生具備一定綜合應(yīng)用能力，能結(jié)合具體單位工程進(jìn)行施工方案的選定和施工組織設(shè)計(jì)的編制，掌握組織生產(chǎn)及科學(xué)管理的基本方法。

第5篇：混凝土基本原理范文

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；后澆帶；膨脹加強(qiáng)帶；施工工藝

Abstract: with the beijing-shanghai high iron nanjing south north square engineering as an example, the expansion strengthening belt instead of the pouring belt of the basic principle and construction technique for this paper, and expounds the overlong concrete structure used in place of the traditional expansion strengthening belt of the pouring belt is an effective speed up the progress of the projects and reduce the construction cost of the technical measures.

Keywords: concrete crack; Of the pouring belt; Expansion strengthening belt; Construction technology

中圖分類號: TU755.6+7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：T2012-02（03）8044

0引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長度超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí)，為防止混凝土受溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力作用而引起開裂，通常采用設(shè)置后澆帶的方法處理，在兩側(cè)混凝土澆筑完畢2個(gè)月后，采用高一強(qiáng)度等級、膨脹混凝土進(jìn)行二次澆筑。這種傳統(tǒng)后澆帶施工工期長，施工成本高，且后澆帶清理十分麻煩，填縫不好還會(huì)留下滲漏隱患。

混凝土膨脹加強(qiáng)帶是一種采用比正常部位混凝土高一強(qiáng)度等級的膨脹混凝土，設(shè)置在建筑物混凝土收縮應(yīng)力最大部位的超長混凝土整澆澆筑技術(shù)。具有增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，有效地提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性，加速工程進(jìn)度，縮短工期，減少質(zhì)量缺陷的優(yōu)點(diǎn)。

京滬高鐵南京南站北廣場工程為一層地下混凝土超長結(jié)構(gòu)，呈扇形，東西向長395.6m，南北向135m，總建筑面積約40515m2，設(shè)計(jì)有多條后澆帶，將整個(gè)地下室分為18個(gè)區(qū)塊。工程自2011年3月10日初開工，為確保京滬高鐵南京南站2011年6月30日開通，主體結(jié)構(gòu)必須于6月10日前完成，工期僅91d，如果按常規(guī)后澆帶組織施工，將無法滿足工期要求。為此，有必要采用膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶進(jìn)行施工。

1膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶的基本原理

1.1補(bǔ)償收縮混凝土裂縫控制的基本原理

使用普通混凝土現(xiàn)澆地下室墻壁等結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距僅為20～30m。而使用補(bǔ)償收縮混凝土可延長澆筑長度，依據(jù)《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，其澆筑長度可延長到60m以上。

補(bǔ)償收縮混凝土的工作原理如圖1所示。當(dāng)混凝土膨脹時(shí)，混凝土中的鋼筋對它的膨脹產(chǎn)生限制作用，鋼筋本身也因與混凝土一起膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力σs，同時(shí)混凝土中產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力σc。

圖1 混凝土受力示意圖 （圖在文章最后）

當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí)，則

Ac•σc＝As•σs＝As•Es•ε2

設(shè) μ＝As／Ac 則σc＝μ•Es•ε2

式中σc――混凝土預(yù)壓應(yīng)力，MPa；

As――鋼筋截面積；

Μ――配筋率，％；

Ac――混凝土截面積；

Es――鋼筋彈性模量，MPa；

ε2――混凝土的限制膨脹率(也即鋼筋伸長率)％。

由上式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率隨膨脹劑摻量的增加而增加，所以，可以通過調(diào)整膨脹劑的摻量，使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。

補(bǔ)償收縮混凝土在養(yǎng)護(hù)期間的膨脹可補(bǔ)償部分后期的收縮，其收縮落差比普通混凝土少30%左右，一般小于極限拉伸變形Sp，若大于Sp開裂。由于補(bǔ)償混凝土干縮開始時(shí)間往后推遲，此期間混凝土的抗拉強(qiáng)度得到長足的增長，抵抗混凝土干縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，故可以避免有害裂縫。

1.2膨脹加強(qiáng)帶設(shè)計(jì)基本原理

圖2為混凝土膨脹加強(qiáng)帶模型示意圖。圖3為補(bǔ)償收縮混凝土無縫設(shè)計(jì)原理圖.從圖2中可以看出，超長混凝土結(jié)構(gòu)使用普通混凝土的溫度收縮應(yīng)力曲線為ABCDE，其中 從兩邊向中間增長到B、D兩點(diǎn)時(shí)， （混凝土抗拉強(qiáng)度），開始發(fā)生開裂，釋放能量；僅采用小摻量膨脹劑的膨脹混凝土進(jìn)行澆筑的超長混凝土結(jié)構(gòu)，能夠抵消部分溫度收縮應(yīng)力，其收縮應(yīng)力曲線為AFGHE，應(yīng)力從兩邊向中間隨結(jié)構(gòu)長度的延伸而增長，達(dá)到F、H兩點(diǎn)時(shí)， ，開始產(chǎn)生開裂，當(dāng)采用小摻量膨脹劑的膨脹混凝土，并在適當(dāng)部位局部加大膨脹劑摻量形成膨脹加強(qiáng)帶，對超過長混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加式重復(fù)補(bǔ)償時(shí)，其溫度應(yīng)力曲線為AIJKE，可以看出沒有達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度所以不會(huì)開裂。

圖2 混凝土膨脹加強(qiáng)帶模型示意圖

圖3 補(bǔ)償收縮混凝土無縫設(shè)計(jì)原理圖

2膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)計(jì)和技術(shù)要求

2.1補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)

補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是確定膨脹劑的參量，以獲得合適的限制膨脹率，在結(jié)構(gòu)中建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可補(bǔ)償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的溫差和干縮的拉應(yīng)力，防止混凝土開裂。根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB-50119、《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T178等相關(guān)規(guī)范的要求，在征求相關(guān)專家、設(shè)計(jì)人員意見的的基礎(chǔ)上，確定混凝土設(shè)計(jì)限制膨脹率如表1所示，結(jié)合南京原材料情況及不同結(jié)構(gòu)部位，根據(jù)攪拌站試配，最終確定配合比如表2所示。

表1 混凝土限制膨脹率（×10-4）

表2 攪拌站提供配合比（kg/m3）

2.2混凝土實(shí)測限制膨脹率

在實(shí)際施工過程中，我們現(xiàn)場取樣送檢26批次，各規(guī)格混凝土的限制膨脹率均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，具體數(shù)據(jù)如表3所示。

表3各批次混凝土水養(yǎng)14d限制膨脹率技術(shù)要求對比

圖4為一組補(bǔ)償收縮混凝土與膨脹加強(qiáng)帶混凝土實(shí)測限制膨脹率數(shù)據(jù)?？梢娀炷猎阡摻钕拗谱饔孟乱琅f可以發(fā)揮有效的膨脹作用，并且將膨脹能儲(chǔ)存在鋼筋中。在水養(yǎng)14d后開始干燥，雖然此時(shí)混凝土開始收縮，但是，在水養(yǎng)階段儲(chǔ)存起來的膨脹能開始發(fā)揮作用以抵消后期干燥的收縮作用。在42d齡期時(shí)混凝土也未發(fā)生明顯收縮作用，這為混凝土結(jié)構(gòu)良好的抗裂性提供了有力保障。

圖4現(xiàn)場取樣限制膨脹率（C40為膨脹加強(qiáng)帶）

2.3 膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造

膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置位置與原設(shè)計(jì)后澆帶位置相同，寬度2m,先澆筑一側(cè)參照施工縫做法設(shè)鋼板止水帶；加強(qiáng)帶兩側(cè)用密目鋼絲網(wǎng)分割并用鋼筋固定牢固，以防普通混凝土流入加強(qiáng)帶。加強(qiáng)帶的構(gòu)造如圖5所示?；炷翝仓r(shí)先澆筑加強(qiáng)帶預(yù)留鋼板止水帶一側(cè)，再次澆筑時(shí)先澆筑加強(qiáng)帶，在澆筑另一側(cè)混凝土。

圖5加強(qiáng)帶的構(gòu)造圖

2.4 原材料技術(shù)要求

2.4.1 水泥

必須采用滿足《通用硅酸鹽水泥》（GB-175）要求的42.5P.O或42.5P.II水泥。堿含量在0.6%以內(nèi)；Cl－含量≯0.02%；燒失量＜3%；標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量≯27%；C3A≤6%。建議選用早期水化熱較低，比表面積較低（＜350m2/kg）的水泥。

2.4.2 粉煤灰

建議使用滿足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596）II級以上的粉煤灰。粉煤灰應(yīng)品質(zhì)穩(wěn)定、燒失量低。

2.4.3 礦粉

各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》（GB/T 18046）。建議使用S95級以上礦粉。

2.4.4 骨料

砂、石各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法》（JGJ52）。砂應(yīng)采用級配良好的潔凈中、粗河砂、江砂，細(xì)度模數(shù)≥2.4。石子應(yīng)采用5～25連續(xù)級配碎石?？刂剖雍蜕白拥暮嗔糠謩e不超過1%和3%，泥塊含量分別不超過0.5%和1%，砂云母含量≯1%。

2.4.5 膨脹劑

為了有效補(bǔ)償混凝土的收縮，應(yīng)采用滿足GB23439-2009《混凝土膨脹劑》中Ⅰ型要求限制膨脹率＞2.5×10-4、質(zhì)量穩(wěn)定的膨脹劑，本工程使用了江蘇蘇博特新材料有限公司的SBT-HME(III)低堿型混凝土膨脹劑。

2.4.6 減水劑

減水劑應(yīng)滿足《混凝土外加劑》(GB 8076) 要求。為了進(jìn)一步降低混凝土的收縮，建議采用收縮率低的新一代聚羧酸系高性能減水劑，如 PCA®聚羧酸高性能減水劑。

2.4.7 水

應(yīng)盡量采用潔凈的地下水，水的性能指標(biāo)應(yīng)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 63）的規(guī)定。

3 施工技術(shù)及質(zhì)量保障措施

3.1膨脹加強(qiáng)帶施工

（1）膨脹加強(qiáng)帶的兩側(cè)需用密孔鋼絲網(wǎng)攔隔，并用鋼筋固定牢固，一般每隔300設(shè)一根豎向Φ12鋼筋；底板＞600時(shí)，還應(yīng)在中間設(shè)置水平鋼筋，確保密目鋼絲網(wǎng)不被混凝土沖開，以防止普通補(bǔ)償收縮混凝土混入加強(qiáng)帶。

（2）鋼絲網(wǎng)接頭必須搭接牢固，下口50mm保護(hù)層范圍必須封閉，可將密目鋼絲網(wǎng)下口增加80mm翻邊，遇底層鋼筋處剪開，用鋼釘固定在墊層上。

3.2 混凝土質(zhì)量保證

（1）超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工關(guān)鍵技術(shù)在于保障混凝土質(zhì)量，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的限制膨脹率。要求混凝土配合比計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌均勻，各種原材料必須滿足相關(guān)技術(shù)要求。

（2）嚴(yán)格控制混凝土入模坍落度，施工中嚴(yán)禁隨意加水。

（3）要組織好混凝土的供應(yīng)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的指揮和調(diào)度，確保混凝土連續(xù)澆筑，防止?jié)仓r(shí)把普通混凝土與膨脹加強(qiáng)帶混凝土相混淆。

3.3混凝土的澆筑

（1）應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和攪拌系統(tǒng)的生產(chǎn)率及具體環(huán)境特點(diǎn)以及混凝土的凝結(jié)時(shí)間，選擇合適的澆筑方法。

（2）應(yīng)控制混凝土入模坍落度不宜過大，宜控制在14～18cm，澆筑時(shí)應(yīng)注意落差不能過大，防止混凝土離析，防止石子下沉造成混凝土不均勻引起沉縮裂縫。

（3）注意嚴(yán)防普通混凝土進(jìn)入膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)，以免影響設(shè)置效果，同時(shí)，嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位，以免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)。

（4）在混凝土澆筑至膨脹加強(qiáng)帶附近時(shí)，應(yīng)注意使振動(dòng)棒插搗點(diǎn)與密目鋼絲網(wǎng)保持距離≮30cm，并不得過振。另外在混凝土澆筑、振搗過程中應(yīng)掌握時(shí)間，在接近混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗，二次壓抹，使混凝土中的成分重新組合，排除混凝土中的孔隙和多余水分，使混凝土更加密實(shí)，以達(dá)到減少混凝土收縮裂縫的目的。

（5）膨脹加強(qiáng)帶澆筑前，應(yīng)將先期澆筑的混凝土表面按施工縫的要求清理干凈，充分濕潤。尤其是外貼式橡膠止水帶表面必須清理干凈。

（6）混凝土振搗應(yīng)及時(shí)、充分，振搗要密實(shí)，不應(yīng)欠振或過振，澆筑時(shí)注意振搗到位使混凝土充滿端頭角落?；炷琳駝?dòng)棒移動(dòng)間距400mm左右，時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土流動(dòng)性而定，以15～25s/次為宜，振搗時(shí)間過長，骨料下沉，混凝土表面砂漿層富集，容易產(chǎn)生裂紋。

（7）在表面水基本收干前后，初步用長刮尺刮平，用木抹子磨平搓毛2～3遍，拍打液化混凝土，愈合裂紋；在混凝土終凝前用機(jī)械磨光機(jī)打磨，進(jìn)一步減少混凝土表面細(xì)紋。

3.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

（1）混凝土澆筑后必須進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)；在硬化中須加以保護(hù)。

（2）為了避免大面積板式結(jié)構(gòu)混凝土塑性開裂，應(yīng)在抹面之后混凝土表面開始變干時(shí)即開始采取覆蓋薄膜措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。若施工期間溫度較高、風(fēng)速較大混凝土容易在抹面之前即發(fā)生塑性開裂，此時(shí)可以在澆筑完畢抹面之前在混凝土表面噴灑水分蒸發(fā)抑制劑以降低水分蒸發(fā)抑制塑性開裂。

（3）底板、頂板混凝土宜采取澆水并薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，同時(shí)應(yīng)保持混凝土表面濕潤；在膨脹加強(qiáng)帶澆筑完畢且凝結(jié)抹面之后，采取覆蓋麻袋澆水的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)總齡期不應(yīng)少于14d。

（4）墻體補(bǔ)償混凝土澆筑完成后，可以帶模養(yǎng)護(hù)。膨脹加強(qiáng)帶澆筑完畢后，應(yīng)在頂端設(shè)多孔淋水管。達(dá)到脫模強(qiáng)度后，可松動(dòng)對拉螺栓，使墻體外側(cè)與模板之間有2～3mm的縫隙，確保上部淋水進(jìn)入模板與墻壁間。直至養(yǎng)護(hù)14d后再拆模。

（5）頂板膨脹加強(qiáng)帶處模板及其支撐，須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方可拆除。

（6）組織專門人員負(fù)責(zé)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，并對薄膜完整性及保濕養(yǎng)護(hù)情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

4 實(shí)施效果

4.1 工程質(zhì)量

嚴(yán)格按照施工前編制的施工技術(shù)方案、施工交底組織施工，主體結(jié)構(gòu)完成至今未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫和滲漏現(xiàn)象。實(shí)踐證明采用膨脹混凝土無縫施工技術(shù)，既達(dá)到了結(jié)構(gòu)一體化的初衷，又避免了裂縫出現(xiàn)，同時(shí)簡化了施工過程，是一種可行的結(jié)構(gòu)施工方法。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

取消了后澆帶，省去了為保護(hù)后澆帶而砌筑的磚墻及預(yù)制混凝土蓋板，同時(shí)也省去了后澆帶清理的人工開支，減少了模板和支架的占用時(shí)間，簡化施工過程、降低了施工成本。

4.3 工期對比

后澆帶一般應(yīng)在其兩側(cè)混凝土澆筑完畢2個(gè)月后才能封閉，而采用膨脹加強(qiáng)帶可實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆筑，施工工期大為縮短。

參考文獻(xiàn)

[1]王鐵夢. 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997

[2]江正榮，朱國梁.簡明施工計(jì)算手冊. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2005

[3]王慶春，柳春圃.建筑施工常用數(shù)據(jù)手冊. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，1994

[4]建筑施工手冊(第4版).北京:中國建筑工業(yè)出版社.2003

作者簡介：卜偉（1970年― ），男，高級工程師，注冊監(jiān)理工程師。畢業(yè)于東南大學(xué)建筑工程專業(yè)，現(xiàn)任江蘇建科建設(shè)監(jiān)理有限公司總監(jiān)理工程師，主要從事工程監(jiān)理工作。

第6篇：混凝土基本原理范文

【關(guān)鍵詞】 廢舊樓房；拆除爆破；設(shè)計(jì)與施工

【中圖分類號】 TU722 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B 【文章編號】 1727-5123（2013）05-080-01

建筑結(jié)構(gòu)的分類，按照所用材料的不同可分為：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等；按照其受力性能的不同可分為：有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)等。而在經(jīng)濟(jì)全球化迅速發(fā)展和人們生活水平日益提高的今天，卻面臨著快速拆除各種廢舊樓房的煩惱和來自一些危險(xiǎn)建筑物的不安全感，因此，如何快速處理這類建筑物成了我們城市化過程中的苦惱。本文將重點(diǎn)介紹建筑物的爆破拆除及其原理，為我們在城市化建設(shè)中掃除障礙。在拆除爆破中，經(jīng)常會(huì)遇到以下幾種形式的建筑物結(jié)構(gòu)：砌體結(jié)構(gòu)，即由磚、砌塊及石料等體塊材料通過砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)；磚混結(jié)構(gòu)，石砌體結(jié)構(gòu)的一種，主要指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、附壁柱等采用磚或砌塊砌筑，柱、梁、樓板、屋面板、桁架等采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；排架結(jié)構(gòu)，即由屋頂、鋼筋混凝土梁和柱作為主要承重構(gòu)件，屋頂和柱頂之間是鉸接的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)：即由現(xiàn)澆的鋼筋混凝土梁、柱、板作為主要承重構(gòu)件，梁和柱之間是剛性連接，構(gòu)成了一個(gè)整體鋼架。

1 樓房類建筑物拆除方法

樓房類建筑物的拆除方法主要有：人工法；機(jī)械法（吊車錘拆除法、吊車拆卸法、挖掘機(jī)拆除法；裝載機(jī)拆除法）；爆破拆除法（鉆孔爆破法；水壓爆破法；水孔爆破法；糊炮爆破法）；綜合拆除法等。在諸多的拆除方法中，應(yīng)用最多、最廣的便是爆破拆除法。

2 樓房拆除爆破的基本原理

在進(jìn)行樓房爆破的設(shè)計(jì)與施工過程中，需根據(jù)爆破對象的介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)尺寸和邊界條件，爆區(qū)環(huán)境，安全要求等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。與普通工程爆破相比，城市樓房拆除爆破有其特殊性，在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)遵循以下四個(gè)基本原理：微分原理、等能原理、失穩(wěn)原理、緩沖原理。

微分原理：合理地確定孔網(wǎng)參數(shù)、用藥量以及裝藥結(jié)構(gòu)，使炸藥均勻地分布到被爆破介質(zhì)中，形成多點(diǎn)分散的布藥形式，防止能量過于集中，這一設(shè)計(jì)原理稱為微分原理。有人也稱之為多打孔，少裝藥的設(shè)計(jì)方法。

等能原理：根據(jù)被爆破物狀況、環(huán)境條件及工程要求，優(yōu)選爆破參數(shù)，以期使每個(gè)炮孔內(nèi)炸藥爆炸釋放出的能量與該孔周圍介質(zhì)達(dá)到預(yù)期爆破效果所需的能量相等，這一原理稱為等能原理。

失穩(wěn)原理：爆破拆除樓房等建筑物的爆破設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是：分析被拆除物的受力狀態(tài)，然后爆除結(jié)構(gòu)物的某些關(guān)鍵承重部位，使之失去承載力，結(jié)構(gòu)物整體失去穩(wěn)定性，在其自重作用小坍塌或傾倒，這一設(shè)計(jì)思路為失穩(wěn)原理。

緩沖原理：選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)或適宜的炸藥品種，緩和爆轟波峰值壓力對介質(zhì)的沖擊左右，使爆炸能量得到合理的分配和利用，以期達(dá)到減少爆破危害、改善爆破效果的目的，這一原理稱為緩沖原理。

3 樓房類建筑物的爆破拆除方案

樓房類建筑物爆破拆除，主要應(yīng)用失穩(wěn)原理確定布孔范圍，應(yīng)用微分原理確定孔網(wǎng)參數(shù)，應(yīng)用等能原理確定單孔裝藥量，并設(shè)計(jì)可靠合理的爆破網(wǎng)路，使埋設(shè)在爆破缺口范圍內(nèi)各承重構(gòu)件上的炸藥按設(shè)計(jì)要求順序起爆，迫使被拆除建筑物傾倒坍塌。在樓房拆除爆破中造成建筑物結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的方法有三種：不同爆高法，不同時(shí)差法，重心移出法。

樓房拆除爆破的基本方案有：單向傾倒、單向折疊傾倒、雙向折疊傾倒、內(nèi)向折疊坍塌、原地坍塌等五種。

單向傾倒爆破：在擬拆除建筑物的底部布置一個(gè)三角形或梯形爆破缺口，缺破后，建筑物上部結(jié)構(gòu)在重力作用下產(chǎn)生傾覆力矩，繞某個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，向預(yù)定方向傾倒、坍塌觸地撞擊解體破碎。

單向折疊傾倒爆破：在擬拆除的樓房內(nèi)，布置兩個(gè)或兩個(gè)以上的同向爆破缺口，將大樓在豎向上分成幾段，各缺口分次微差起爆或同時(shí)起爆，使建筑物失穩(wěn)，各分段樓體在自重作用下向同一方向傾倒。

雙向折疊傾倒爆破：在擬拆除的樓房內(nèi)，布置兩個(gè)或兩個(gè)以上的反向爆破缺口，將大樓在豎向上分成幾段，各缺口分次微差起爆或同時(shí)起爆，使各分段在自重作用下向不同方向坍塌傾倒。

內(nèi)向折疊坍塌爆破：對于寬高比基本相等或平面尺寸的長度、寬度大于高度的建筑物，在被拆除建筑物內(nèi)布置一個(gè)或多個(gè)內(nèi)高外低的梯形爆破缺口。每個(gè)爆破缺口先爆中間、后爆兩側(cè)部位；有數(shù)個(gè)爆破缺口時(shí)，先爆上部缺口，后爆下部缺口，迫使建筑物向內(nèi)傾倒坍塌。這種拆除爆破方案適用于被拆除建筑物四周場地較小，建筑物寬高比不大于一的框架結(jié)構(gòu)樓房，磚混結(jié)構(gòu)樓房等建筑物的爆破拆除。

原地坍塌爆破：根據(jù)被拆除建筑物的高度不同，布置一定高度的一個(gè)或多個(gè)爆破缺口，將缺口內(nèi)的承重墻，承重立柱及部分橫梁鉆鑿爆破孔，從上到下依次爆破各個(gè)缺口。建筑物在自重作用下坍塌觸地并相互碰撞而解體。

4 影響樓房爆破拆除方案選擇的主要因素

除選擇合理的爆破方案外，主要影響因素便是被拆除樓房周圍環(huán)境、樓房結(jié)構(gòu)形式和尺寸。樓房一側(cè)有不小于樓房高度的開闊場地，可優(yōu)先采用工程量少的定向傾倒爆破方案；倒向側(cè)場地大于樓房高度一半而小于樓房高度，且樓房寬高比較大，可考慮采用單向折疊坍塌爆破方案；樓房四周場地均不足樓房的高度，且樓房寬高比較大，可考慮采用雙向折疊傾倒爆破方案；樓房四周場地均不足樓房的高度，若樓房寬高比較小，要考慮原地坍塌或內(nèi)向坍塌爆破方案。

另外，考慮到冬季室內(nèi)保溫的需要，北方地區(qū)的樓房墻體較厚，南方地區(qū)的樓房墻體則較薄，地震多發(fā)地區(qū)樓房抗震性能較好，而有些地區(qū)則對房屋的抗震性能要求較低，這些因素在樓房爆破拆除設(shè)計(jì)中均應(yīng)該充分考慮。

參考文獻(xiàn)

1 馮叔瑜等.城市控制爆破.北京：中國鐵道出版社，1987

2 楊人光等.建筑物爆破拆除.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1985

3 金驥良等.拆除爆破設(shè)計(jì)與施工.北京：中國鐵道出版社，2004

第7篇：混凝土基本原理范文

關(guān)鍵詞：橋梁；結(jié)構(gòu)計(jì)算；教與學(xué)

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）18-0065-03

同濟(jì)大學(xué)土木工程本科專業(yè)自1998年開始實(shí)施寬口徑人才培養(yǎng)模式。按個(gè)人興趣和擇優(yōu)錄取的原則，部分學(xué)生在第三學(xué)年進(jìn)入橋梁工程課群組。這些學(xué)生在前兩年的公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》、《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》、《荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則》等基礎(chǔ)課程。經(jīng)過這些課程的訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)儲(chǔ)備了各種橋型結(jié)構(gòu)計(jì)算的一些基礎(chǔ)知識。但學(xué)生在各門專業(yè)課程中學(xué)到的計(jì)算方面的知識和方法仍然是分散的，而針對一座橋梁的系統(tǒng)的、全面的結(jié)構(gòu)計(jì)算直到畢業(yè)設(shè)計(jì)階段才得到鍛煉，導(dǎo)致在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)不能取得良好的效果。為此，同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系配合“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了課程設(shè)置改革，將橋梁課群組培養(yǎng)計(jì)劃中涉及到的橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算方面的內(nèi)容整合成一門獨(dú)立的《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》課程，成為基礎(chǔ)知識與實(shí)踐能力間的重要紐帶。本文著重介紹《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》課程的教學(xué)目的和課程設(shè)置，并就教學(xué)特色談?wù)勛髡叩捏w會(huì)。

一、課程設(shè)置

橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算是指：通過橋梁設(shè)計(jì)資料的匯集提煉出計(jì)算條件后，運(yùn)用結(jié)構(gòu)分析理論和方法，計(jì)算得到結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力、應(yīng)力、約束反力等效應(yīng)，再對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷、審核，在決定取舍后將結(jié)果轉(zhuǎn)換成有用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，作為評估橋梁性能和進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的直接依據(jù)提供給設(shè)計(jì)者的全過程?！稑蛄航Y(jié)構(gòu)計(jì)算》必須解決的問題是在學(xué)生學(xué)習(xí)完直到《橋梁工程》等階段的專業(yè)課程后，通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握橋梁工程設(shè)計(jì)及科研中常用的一些橋梁結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)理論、方法，并初步具備使用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的能力，為后續(xù)專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的結(jié)構(gòu)計(jì)算奠定必要的基礎(chǔ)?！稑蛄航Y(jié)構(gòu)計(jì)算》課程主要設(shè)置以下內(nèi)容：

1.橋梁結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)備工作。荷載橫向分布計(jì)算是得到廣泛應(yīng)用的橋梁結(jié)構(gòu)空間內(nèi)力計(jì)算的一種實(shí)用近似方法，對簡化計(jì)算步驟，提高計(jì)算效率具有十分重要的作用。而在采用有限元程序計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變位，乃至計(jì)算橋梁橫向分布以及對橋梁構(gòu)件進(jìn)行承載力和應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，作為結(jié)構(gòu)有限元分析求解中的重要數(shù)據(jù)，我們都會(huì)遇到斷面幾何特性的計(jì)算。課程中介紹了梯形分塊法、三角形分塊法、矩形條法、分艙板法等常用的截面特性計(jì)算方法，以及杠桿法、剛性橫梁法、鉸接板法、鉸接梁法、剛接梁法、比擬正交異性板法（G-M法）等常用的荷載橫向分布方法，通過手算及電算掌握其原理和計(jì)算方法。

2.橋梁結(jié)構(gòu)分析的基本理論和橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算程序的編寫原理。有限單元法作為一種數(shù)值分析方法在當(dāng)今工程分析界中獲得了最廣泛的應(yīng)用，其基本理論是在開發(fā)或使用以有限元為基礎(chǔ)的橋梁結(jié)構(gòu)分析程序之前所必須基本掌握的。課程中基于結(jié)構(gòu)力學(xué)中位移法的基礎(chǔ)知識，介紹桿系結(jié)構(gòu)有限單元法分析原理和靜力分析程序的編制原理，包括桿系結(jié)構(gòu)的單元?jiǎng)偠染仃?、坐?biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、總體剛度矩陣及荷載列陣的集成、邊界條件處理、方程求解得到節(jié)點(diǎn)位移、單元內(nèi)力及支承反力計(jì)算等內(nèi)容。圖1給出了桿系結(jié)構(gòu)靜力分析程序的流程圖。

3.橋梁結(jié)構(gòu)殊問題的分析理論和方法，以及將一般桿系分析程序擴(kuò)充為具有施工仿真分析功能程序的原理和技巧。實(shí)際橋梁工程中的一些結(jié)構(gòu)特性往往超越了普通桿系結(jié)構(gòu)有限單元法的適用范圍，橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算必須能夠明確橋梁結(jié)構(gòu)殊問題的分析方法，并能對一般的有限元程序進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的特殊分析。橋梁在施工過程中后期結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)與前期結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)密切相關(guān)，因此進(jìn)行施工分析程序是必要的。課程中介紹帶剛臂單元、等效節(jié)點(diǎn)荷載、節(jié)點(diǎn)同位移約束、單元端點(diǎn)自由度釋放、支座強(qiáng)迫變位等一些特殊問題的分析理論與方法，介紹橋梁結(jié)構(gòu)施工分析程序編制原理，另外將較為復(fù)雜的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析、徐變效應(yīng)分析、活載效應(yīng)分析和索力調(diào)值

計(jì)算等內(nèi)容作專題進(jìn)行介紹。圖2給出了橋梁施工分析程序流程圖。

4.初步應(yīng)用橋梁專用程序系統(tǒng)進(jìn)行各橋型的結(jié)構(gòu)分析。利用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算原理與程序進(jìn)行實(shí)橋的結(jié)構(gòu)分析是橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的直接目的。課程中介紹梁橋的結(jié)構(gòu)計(jì)算，主要涉及一次落架法與懸臂澆筑法兩種典型結(jié)構(gòu)施工方法，并重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)撓度計(jì)算和預(yù)拱度設(shè)置、掛籃模擬、連續(xù)剛構(gòu)橋群樁基礎(chǔ)的簡化模擬等內(nèi)容；介紹拱橋結(jié)構(gòu)計(jì)算，包括拱橋的結(jié)構(gòu)體系、施工方法概述、拱橋的穩(wěn)定分析、拱橋的動(dòng)力分析、上承式混凝土拱橋計(jì)算、中承式梁拱組合體系橋計(jì)算、斜拉扣掛法施工中承式桁架鋼拱橋計(jì)算等；介紹斜拉橋結(jié)構(gòu)計(jì)算，包括斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與施工方法概述、斜拉橋合理成橋狀態(tài)及合理施工狀態(tài)確定方法、斜拉橋幾何非線性分析方法介紹。由于懸索橋結(jié)構(gòu)計(jì)算涉及到較為復(fù)雜的幾何非線性分析，超出本科生教學(xué)要求和接受能力，因此本課程暫未講授相關(guān)內(nèi)容。課程中還給出了各橋型橋梁分析的一般流程，其中具有代表性的梁式橋的結(jié)構(gòu)分析流程如圖3所示。

二、橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算教學(xué)特色

同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系在國內(nèi)土木工程專業(yè)較早開展了《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》課程，作為橋梁工程教學(xué)改革的一部分，這門課嘗試了一些新的教學(xué)方法，具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

1.強(qiáng)調(diào)手算能力向電算能力的過渡與銜接。不斷推出的國內(nèi)外結(jié)構(gòu)分析通用程序和橋梁分析專用程序，為橋梁工作者提供了有效的分析工具，也成為土木工程專業(yè)橋梁工程課群組本科畢業(yè)生必須初步掌握的內(nèi)容。橋梁課群組學(xué)生通過《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》等課程學(xué)習(xí)到了計(jì)算原理，并通過課程作業(yè)及配套的課程設(shè)計(jì)鍛煉了手算能力。同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系不僅在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)開設(shè)了專門講授常用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算程序使用方法的《工程軟件應(yīng)用》課程，更重要的是，作為手算和電算方法的過渡，開設(shè)《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》課程作為基礎(chǔ)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用鍛煉之間的重要紐帶，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。

2.強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的循序漸進(jìn)、由簡入繁。課程內(nèi)容考慮到學(xué)生群體多為初涉橋梁工程的中高年級本科生的現(xiàn)狀，從橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理入手，再有層次地引入相關(guān)程序功能的介紹，最后實(shí)現(xiàn)對實(shí)橋的結(jié)構(gòu)計(jì)算。這樣的教學(xué)思路不僅強(qiáng)化了學(xué)生的基本概念，同時(shí)也符合思維認(rèn)知的一般過程，降低了學(xué)生掌握課程內(nèi)容的難度。

3.強(qiáng)調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法的非唯一性。橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法的非唯一性體現(xiàn)在兩個(gè)層面：通過對不同橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的比較，可以發(fā)現(xiàn)各軟件的程序編制原理存在著不同，這一點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力、徐變等模塊上體現(xiàn)得尤為明顯；使用人員對同一計(jì)算需求采用的不同計(jì)算方案，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不同。學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后，能夠了解橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理，對于特定的結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬與合理的簡化，選擇適合該結(jié)構(gòu)的計(jì)算軟件與相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法。

4.強(qiáng)調(diào)計(jì)算分析人員對程序結(jié)果的把握。程序終究只是結(jié)構(gòu)計(jì)算分析人員的工具，無法替代工程師在結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中的主導(dǎo)性。學(xué)生要理解輸入數(shù)據(jù)的計(jì)算方法（比如預(yù)應(yīng)力線形輸入的導(dǎo)線法），以及如果輸入了不同數(shù)據(jù)可能造成什么后果；要具有定性判斷程序計(jì)算是否合理的能力。課程特別關(guān)注了學(xué)生對程序輸入模塊中各輸入對象的理解，例如在預(yù)應(yīng)力線形的輸入中，課程利用導(dǎo)線法示意圖扼要地講解了其原理，學(xué)生在理解了基本原理后，也就自然掌握了預(yù)應(yīng)力線形的輸入方法。

5.強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過布置荷載橫向分布電算與簡支梁結(jié)構(gòu)電算作業(yè)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。課程本身較強(qiáng)的實(shí)踐性成為較為偏重理論的《橋梁工程》課程的有益補(bǔ)充，同時(shí)配合學(xué)生之前先修的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁課程設(shè)計(jì)（手算）以及之后需要修習(xí)的大跨度橋梁課程設(shè)計(jì)（電算）等實(shí)踐課程，為學(xué)生架起了從手算到電算之間的橋梁，便于學(xué)生把握手算與電算的異同，切實(shí)提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。

6.注重和先修主干課程的有機(jī)聯(lián)系。在第5點(diǎn)中已經(jīng)可以看出，作為一門整合學(xué)生已有知識，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)計(jì)算能力的重要課程，《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》十分重視和其他課程的有機(jī)聯(lián)系。這樣的聯(lián)系不僅體現(xiàn)在實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程上，也體現(xiàn)在《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》、《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》等專業(yè)主干課程上。例如在講解受彎構(gòu)件承載力計(jì)算部分的內(nèi)容時(shí)，課程給出了脈絡(luò)清晰的計(jì)算程序框圖（圖4）。

7.介紹了多種橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件。對當(dāng)今國內(nèi)主流的橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算程序橋梁博士、Midas Civil等都有簡要的介紹。多種軟件的介紹不僅使得學(xué)生在之后的課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)中能夠較快上手，勝任結(jié)構(gòu)計(jì)算的工作，更能夠極大地鍛煉學(xué)生的思辨能力，從而增進(jìn)對橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算基本理論的理解與對相同結(jié)構(gòu)在不同軟件下電算結(jié)果的把握。

三、學(xué)生反應(yīng)

本文的第二作者是曾選修過《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》的學(xué)生，也切實(shí)地感受到《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》對于提高學(xué)生能力的重要作用，給學(xué)生印象最深刻的是《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》課程在橋梁工程課群組中的紐帶作用。譬如在《橋梁工程》中對荷載橫向分布也有介紹，但限于課程目標(biāo)與課時(shí)限制，對常用的荷載橫向分布方法只有原理性的介紹。而《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》則通過剛性橫梁法的手算聯(lián)系加深了對橫向分布理論的認(rèn)知，同時(shí)讓學(xué)生通過軟件采用其他多種方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布效應(yīng)，節(jié)省了計(jì)算機(jī)時(shí)代前繁復(fù)而意義不大的手工計(jì)算，高效地促進(jìn)了學(xué)生對各種荷載橫向分布方法理論的認(rèn)知。又如課程中的實(shí)橋結(jié)構(gòu)計(jì)算部分，老師提供一個(gè)完整的與給定結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的“橋梁博士”計(jì)算模型，學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改與擴(kuò)充，并通過對結(jié)構(gòu)分析基本理論的理解采用Midas Civil軟件進(jìn)行復(fù)核，解決了學(xué)生對于一個(gè)實(shí)橋結(jié)構(gòu)難以直接上手的問題，有機(jī)地串聯(lián)了課程的大部分內(nèi)容，讓學(xué)生在利用兩種軟件分別建模的過程中體會(huì)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法的非唯一性以及各軟件在不同模塊上表現(xiàn)的差異，對兩個(gè)模型結(jié)果進(jìn)行比較來相互驗(yàn)證，從而確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系在課程改革中開設(shè)《橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算》這門課程，希望能夠引導(dǎo)學(xué)生把握橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析發(fā)展的時(shí)代步伐，在牢固掌握基本理論的同時(shí)注重加強(qiáng)程序應(yīng)用實(shí)踐的意識。我們有理由相信，作為未來橋梁設(shè)計(jì)中堅(jiān)的他們，一定能夠使我國早日實(shí)現(xiàn)從橋梁大國到橋梁強(qiáng)國的跨越。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖汝誠.橋梁結(jié)構(gòu)分析及程序系統(tǒng)[M].北京：人民交通出版社，2002.

第8篇：混凝土基本原理范文

【關(guān)鍵詞】無損檢測；混凝土缺陷；PSD判據(jù)法

混凝土是我國建筑結(jié)構(gòu)工程最為重要的材料之一，它的質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全。多年來，結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量的傳統(tǒng)檢測方法是以按規(guī)定的取樣方法，制作的立方體試件，在規(guī)定的溫、濕度環(huán)境下，養(yǎng)護(hù)28d時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測得的試件抗壓強(qiáng)度來評定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度。用試件實(shí)驗(yàn)測得的混凝土性能指標(biāo)，往往是與結(jié)構(gòu)物中的混凝土的性能有一定差別。因此，直接在結(jié)構(gòu)物上檢測混凝土質(zhì)量的現(xiàn)場檢測技術(shù)，已成為混凝土質(zhì)管理的重要手段，這一檢測技術(shù)已引起各國建筑工程界的重視和承認(rèn)。

1 超聲無損檢測的基本原理

1.1 無損檢測

所謂混凝土“無損檢測”技術(shù)，就是要在不破壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件的情況下，利用測試儀器獲取有關(guān)混凝土質(zhì)量等受力功能的物理量，因該物理量與混凝土質(zhì)量(強(qiáng)度、混凝土缺陷)之間有較好的相關(guān)關(guān)系，可采用獲取的物理量去推定混凝土質(zhì)量(強(qiáng)度、混凝土缺陷)?；炷脸暀z測是用超聲波探頭中的壓電陶瓷或其他類型的壓電晶體加載某頻率的交流電壓后激發(fā)出固定頻率的彈性波，在材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播后再由超聲波換能器接收，即壓電逆效應(yīng)，通過對采集的超聲波信號的聲速、振幅、頻率以及波形等聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，以此推斷混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成情況。超聲波檢測可用于混凝土結(jié)構(gòu)的測厚、探傷，混凝土的彈性模量測定以及混凝土力學(xué)強(qiáng)度評定等方面。

1.2 PSD判據(jù)法(斜率法)

針對不同的混凝土構(gòu)件進(jìn)行評判，評判的方法主要有超聲參數(shù)直觀評判法、概率評判法和PSD法(即斜率法)，本文結(jié)合混凝土孔灌注樁利用直觀評判法和PSD判據(jù)法對混凝土構(gòu)件缺陷進(jìn)行評判和對比分析。PSD(Product of Slo-peand Difference)判據(jù)法即用“聲參數(shù)一深度曲線相鄰兩點(diǎn)之間的斜率(Si)與差值(ti-ti-1)之積”作為判據(jù)，簡稱PSD判據(jù)。

2 缺陷類型的評判

2.1 根據(jù)超聲參數(shù)綜合評判法，很快發(fā)現(xiàn)盡管我們能相互比較聲時(shí)的長短和幅值衰減的大小，但卻無法具體說明這些可疑缺陷的類型，這是由于只是根據(jù)缺陷的類型分析比較了T和A值的相對大小，但反之卻不能成立。

2.2 根據(jù)PSD判據(jù)法，求出相應(yīng)的夾層斷樁時(shí)的臨界判據(jù)值KcD，以判斷可疑區(qū)缺陷的嚴(yán)重程度。取該樁非可疑區(qū)段聲速的平均值，本例中Vl=0?455 cm /μs； 為夾層中夾雜物的聲速，根據(jù)地質(zhì)條件及成因分析，若在該深度存在夾層，很可能是砂、石、泥的混合物，本例中V2=0?32 cm /μs；該樁檢測管間距L=82 cm；在K值最大點(diǎn)的測點(diǎn)間距已加密， AH=10 cm，所以KcD為：KcD=[822×(0?455-0?32)2] /0?4552×0?322×10=578?03μs2/cm將可疑點(diǎn)的判據(jù)值Ki與斷樁臨界判據(jù)值KcD比較，若K>KcD者為斷樁，本例中，17?9 m的判據(jù)值為656大于臨界判據(jù)KcD(578)，所以17?9 m處可判為斷樁，其余8 m，10 m處Ki

3 結(jié)論

3.1 無論是超聲參數(shù)綜合評判法還是PSD判據(jù)法都能較準(zhǔn)精確地判定混凝土構(gòu)件中是否存在可疑缺陷，并且能判定可疑缺陷的大致位置。

3.2 超聲參數(shù)評判法不能判定可疑缺陷的類型，做簡單的定性比較。

3.3 PSD判據(jù)法基本可以判定可疑缺陷的類型，尤其是對于斷樁判斷較為準(zhǔn)確，也可以對缺陷的大小做出一定的定量分析，但判斷力不夠強(qiáng)。

3.4 在利用PSD判據(jù)法對混凝土缺陷進(jìn)行定性和定量分析時(shí)，不宜過于絕對化，由于超聲成像技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)缺陷的自動(dòng)定量，所以建議適當(dāng)結(jié)合超聲成像法作為最終判據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳慧敏.結(jié)構(gòu)混凝土現(xiàn)場檢測新技術(shù)：混凝土非破損檢測[M].長沙：湖南大學(xué)出版社，2011

[2]父新漩.混凝土無損檢測技術(shù)手冊[M].北京：人民交通出版社，2011

[3]邸小壇，周燕.舊建筑物的檢測加固與維護(hù)[M].北京：地震出版社，2009.

第9篇：混凝土基本原理范文

關(guān)鍵詞：泥水平衡頂管；基本原理；應(yīng)用

中圖分類號： S276 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1泥水平衡式頂管的基本原理

圖1為泥水式平衡頂管掘進(jìn)機(jī)在施工過程中的平衡的基本原理。掘進(jìn)機(jī)在地下水位h2的深度以下施工，掘進(jìn)機(jī)的直徑與h3相等，地下水的高度自掘進(jìn)機(jī)底開始，其高度為h1。

圖 1

泥水平衡的基本原理圖

當(dāng)掘進(jìn)機(jī)正常工作時(shí)，閥門1和2均打開，面閥門3則關(guān)閉。這時(shí)泥水從進(jìn)泥管經(jīng)過閥門1而進(jìn)入掘進(jìn)機(jī)的泥水倉里。而泥水倉中的泥水則通過閥門2由排泥管道排出。我們只要調(diào)節(jié)好進(jìn)、排泥水的流量，就可以使掘進(jìn)機(jī)的泥水倉中建立起一定的壓力。其中，p1為掘進(jìn)機(jī)頂部的地下水壓力，p3為掘進(jìn)機(jī)底部的地下水壓力。P2為掘進(jìn)機(jī)頂?shù)哪嗨畨毫?，p5為掘進(jìn)機(jī)底的泥水壓力。由于泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)在施工過程中泥水倉的泥水壓力必須比地下水高出一個(gè)Δp，即在圖中高出的Δh水頭部分，這個(gè)Δp一般取10～20kPa之間。這時(shí)，在掘進(jìn)機(jī)底部被增加一個(gè)Δp后的地下水壓應(yīng)為p4，在頂部的大小均為P2。因?yàn)樵黾拥倪@個(gè)Δp是泥水壓力，所以，它同地下水有不同的相對密度，因而當(dāng)掘進(jìn)機(jī)頂?shù)膲毫ο嗤瑫r(shí)，掘進(jìn)機(jī)底的壓力是不相同的，此時(shí)，掘進(jìn)機(jī)底的泥水壓力為p5。水的密度以γw表示，γm為泥水的密度，則：

p1=γw*h2

p2=γw*（h2+Δh）

p3=γw*h1

p4=γw*（h1+Δh）

p5=p4+γm*h3=γw*（h1+Δh）+γm*h3

實(shí)際上，泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)泥水倉內(nèi)是在BDEC這個(gè)梯形壓力區(qū)內(nèi)工作的。如果我們把BD作為理想的挖掘面，那么泥膜就在該面上形成。這層泥膜可防止泥水倉內(nèi)的泥水向地下滲透，同時(shí)也阻隔了地下水向泥水倉內(nèi)滲透。而泥水倉內(nèi)的BDEC的梯形壓力同時(shí)也平衡了土壓力，從而保持了挖掘面的穩(wěn)定。所以，在停止頂進(jìn)時(shí)，不僅要關(guān)閉閥門1和2，同時(shí)還要保持BDEC這個(gè)壓力梯度。如果停止頂進(jìn)過程中，由于滲漏或其他原因使這個(gè)梯度起變化，那么挖掘面也就會(huì)失穩(wěn)。通常，在設(shè)定泥水壓力pm時(shí)，一般都取其中間值，即pm=1/2（p2+p5）。

2工作井設(shè)計(jì)

2．1工作井位置的選擇

頂管工作井選在設(shè)計(jì)檢查井位置;工作井處應(yīng)便于設(shè)備、材料運(yùn)輸及下管、排水;單向頂進(jìn)，當(dāng)頂管段兩端條件相近時(shí)，工作坑宜選在管線下游;工作井距離建筑物、鐵路等較近時(shí)，必須保證足夠的安全距離或采取加固措施。工作坑間距不大于160m，中間設(shè)接收井，以保證檢查井間距符合設(shè)計(jì)規(guī)范。

2．2工作井結(jié)構(gòu)形式

由于埋深較大，頂管工作井與接收井均采用矩形鋼筋混凝土沉井。雙向工作井先頂進(jìn)深埋管道，后在井內(nèi)填砂(預(yù)留導(dǎo)軌支柱)頂進(jìn)淺埋管道。在雨污水管道中線間距小于3．5m的地方，兩根管平行頂進(jìn)，采用雨、污水合頂工作井。在頂管完工后，在工作井內(nèi)直接施作檢查井。為保護(hù)現(xiàn)狀通行的道路不在施工中受到破壞，對工作井及接收井周邊采用水泥深層攪拌樁支護(hù)兼作止水帷幕。采用500@350兩排攪拌樁，前后排錯(cuò)開布置，樁徑500mm，樁體邊線距沉井外墻1m，排距350mm，樁芯距350mm。樁體互相搭接150mm，攪拌樁內(nèi)摻65kg/m42．5普通硅酸鹽水泥，底部應(yīng)插入到不透水層，平均樁長為15m，地面空樁1m，有效樁長14m。結(jié)合現(xiàn)狀道路實(shí)際運(yùn)營情況，為保證工作井基坑及施工人員操作的絕對安全，經(jīng)計(jì)算確定:工作井鎖口及護(hù)壁均為0．7m厚的C30鋼筋混凝土，底板為0．5m厚的C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如有地下水封底下面增加0．3m厚片石。

2．3工作井尺寸

底寬:B=D1+S，其中，D1為管外徑，S為管兩側(cè)操作寬度，一般為每側(cè)1．2m～1．6m。底長:L=L1+L2+L3+L4+L5，其中，L1為管子頂進(jìn)后，尾端壓在導(dǎo)軌上的最小長度，混凝土管一般留0．3m～0．6m，使用工具管時(shí)，L1應(yīng)取0．5m;L2為管節(jié)長度，m;L3為出土工作間長度;L4為液壓油缸長度;L5為后背所占工作井長度，包括橫木、立鐵、橫鐵。深度:H=h1+h2+h3，其中，h1為管道外緣底部深度;h2為管道外緣底部至導(dǎo)軌底面的高度;h3為基礎(chǔ)及其墊層厚度。

2．4導(dǎo)軌安裝

將枕木埋設(shè)于混凝土基礎(chǔ)中，混凝土基礎(chǔ)頂面低于枕木面10mm～20mm。枕木長度宜采用2m～3m，埋設(shè)間距可根據(jù)管重、頂力和土質(zhì)選取400mm～800mm，枕木截面不小于150mm×150mm。導(dǎo)軌用型鋼和38號鋼軌制作，鋼軌焊于型鋼上，型鋼用道釘將導(dǎo)軌固定在枕木上。導(dǎo)軌安裝必須直順、平行、等高，安裝應(yīng)嚴(yán)格控制高程、內(nèi)距及中心線。導(dǎo)軌軸線偏差不大于3mm;頂面高差0mm～+3mm;兩軌間距±2mm。安裝時(shí)可用根據(jù)所頂管子的實(shí)際外徑制作的弧形板進(jìn)行檢查。

3頂力計(jì)算

頂管推力包括工具管切土正壓力、管壁摩阻力，也就是頂管施工中所受到的阻力。認(rèn)真選擇土質(zhì)參數(shù)，分不同管徑分別進(jìn)行計(jì)算。

4管節(jié)頂進(jìn)方法

4．1穿墻

沉井下沉?xí)r后背預(yù)留孔洞用磚砌封堵與墻同厚，頂管完成后拆除。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取以下幾點(diǎn)措施:1)將工具管推進(jìn)至離洞口1m處停止。工具管要嚴(yán)格調(diào)零，將工具管調(diào)整成一條直線，此時(shí)儀表所映的角度應(yīng)該為零，調(diào)零后將糾偏油缸鎖住。2)工具管出洞后，由于支撐面較小，工具管易出現(xiàn)下跌。為此須在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，導(dǎo)軌前端盡量接近穿墻管，減少頂管機(jī)的懸臂長度，同時(shí)將工具管與前3節(jié)管之間連接，加強(qiáng)整體性。3)工具管出洞后，發(fā)現(xiàn)下跌時(shí)立即采取主頂油缸進(jìn)行糾偏。4)工具管出洞前，可預(yù)先設(shè)定一個(gè)初始角(不大于+5')，以彌補(bǔ)工具管下跌。5)出洞操作速度要快，以防出洞口外土體坍塌。

4．2正常頂進(jìn)

出洞工作結(jié)束后，即可進(jìn)行正常的頂進(jìn)施工。正常頂進(jìn)時(shí),先在頂管機(jī)頭內(nèi)注入水，注水比例土水為1∶6，并且經(jīng)由小刀盤切削，由管道內(nèi)泥漿管運(yùn)送至井邊始沉池和終沉池，然后將泥漿外運(yùn)。實(shí)際操作時(shí)，只要機(jī)頭傾角與設(shè)計(jì)的偏離在±5%之內(nèi)，且激光點(diǎn)偏離靶心不超過1cm，就可以不作調(diào)整繼續(xù)頂進(jìn)。頂管機(jī)糾偏不宜追求零偏差，不可用大角度糾偏，應(yīng)根據(jù)管道偏差的大小、偏差發(fā)展趨勢而確定，使頂管機(jī)軌跡過渡平穩(wěn)。

4．3進(jìn)洞

頂管進(jìn)洞前應(yīng)做好以下幾方面的工作:1)頂管機(jī)進(jìn)洞前的3倍管徑范圍內(nèi)應(yīng)減慢頂進(jìn)速度，減小正面阻力對接收井的影響。2)破除接收井磚墻。3)接收井安裝臨時(shí)支架，防止頂管機(jī)頭下落。4)頂入的首節(jié)管在接收井內(nèi)露出的長度必須符合要求。5)管道進(jìn)洞后盡快封堵接收孔，防止泥水進(jìn)入接收井。6)工具管進(jìn)洞后，盡快把工具管和混凝土管節(jié)分離，并把管節(jié)和工作井的接頭做剛性接頭。

5膨潤土泥漿護(hù)壁

頂管機(jī)推進(jìn)過程中，若土質(zhì)較差，在頂管機(jī)內(nèi)沿頂管軸線方向注入水泥漿，達(dá)到改良土體，防止頂管機(jī)前端土體流失的目的。頂管的觸變泥漿具有兩種作用，一種是作用，另一種是支撐作用，不使土體坍塌。注漿應(yīng)和頂進(jìn)同步進(jìn)行，其原則是先注漿，后頂進(jìn);隨頂進(jìn)，隨注漿;確保管泥漿套的形成，充分發(fā)揮減阻和支承作用。在頂進(jìn)過程中避免長時(shí)間的泥漿停注，保證頂進(jìn)過程中的全部管段充滿良好的泥漿套。為減少地面沉降，應(yīng)減少減阻泥漿套的厚度。實(shí)際注漿量對于粘性土和粉土不應(yīng)大于理論注漿量的3倍。對于中粗砂層應(yīng)大于理論壓漿量的3倍。

6測量控制工作

井內(nèi)測量基座要單獨(dú)設(shè)置，不與管道、設(shè)備、后靠背接觸，不受頂管操作的影響，以保持其穩(wěn)定性，同時(shí)測量控制點(diǎn)需不定期進(jìn)行校核檢查。激光經(jīng)緯儀按設(shè)計(jì)要求調(diào)整好坡度和方向，照準(zhǔn)頂管機(jī)內(nèi)測量靶標(biāo)。在操作室內(nèi)通過攝像機(jī)可以清楚地觀察到激光靶標(biāo)的情況，通過激光點(diǎn)偏移中心點(diǎn)的刻度和方向，判斷頂管偏離設(shè)計(jì)要求的位移量。初始頂進(jìn)時(shí)每300mm測量一次，并做記錄。正常頂進(jìn)時(shí)在工作井可隨時(shí)用激光經(jīng)緯儀測量，每頂進(jìn)0．5m做一次記錄。在出洞、進(jìn)洞及糾偏過程中，適當(dāng)增加測量次數(shù)。測量記錄上分別繪制高程、中心曲線圖，隨時(shí)掌握機(jī)頭頂進(jìn)趨勢。

7結(jié)語

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，頂管施工在市政排水工程中得到了越來越多的應(yīng)用，技術(shù)人員需要掌握工作井設(shè)計(jì)方法、管材選擇、頂力估算、管道頂進(jìn)方法、觸變泥漿減阻、測量控制等技術(shù)要點(diǎn)，控制好施工每個(gè)環(huán)節(jié)，做好施工質(zhì)量控制。采用泥水平衡頂管施工方法，相對于大開挖從社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益上來講更具有優(yōu)越性，同時(shí)大大加快了施工進(jìn)度，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：