混凝土基本原理精选(九篇)
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第1篇：混凝土基本原理范文
ABAQUS是一套功能强大的工程模拟有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。被广泛用于土木工程专业领域的科学研究和工程设计。许多高等院校也争相开设ABAQUS有限元课程，一些学者也将ABAQUS有限元软件用于教学研究工作，得出了很多有益的成果［1-4］。将有限元ABAQUS软件用于《混凝土结构基本原理》课程的教学具有以下优势:
1)直观化教学，有利于学生对混凝土结构基本理论知识的理解。比如在讲授混凝土材料的抗压强度时，学生很难理解为什么混凝土抗压强度远低于砂浆和骨料任一单一材料的强度。其原因可从混凝土受压破坏的机理来分析。由于水泥、水、骨料组成的混凝土，在硬化过程中水泥和水形成的水泥石与骨料粘结在一起。凝结初期由于水泥石收缩、骨料下沉等原因，在水泥石和骨料之间的交界面上形成微裂缝。在外力作用下，微裂缝将有一个发展过程，混凝土的破坏过程就是裂缝不断产生、扩展和失稳的过程。这些过程无法直观观测到，只能通过超声波、X光、电子显微镜进行直接或间接观测。引入有限元软件后，这些问题就能得到解决。图1就是通过有限元软件数值模拟了混凝土材料内部微裂缝在荷载作用下扩展、贯通破坏的全过程，形象直观，有利于学生们对混凝土结构抗压强度概念的理解，也增强了学生的学习兴趣［5，6］，通过指导学生建立混凝土有限元模型和对模型进行数值模拟实验，能够提高学生的动手能力，学习掌握有限元基本概念和软件操作，为学生今后从事混凝土领域的科学研究工作打下基础。
2)部分替代混凝土构件承载力实验，具有一定的经济效益。《混凝土结构基本原理》课程中轴心受力构件承载力方程、受弯构件正截面承载力方程、受弯构件斜截面承载力方程等均是通过对钢筋混凝土构件的承载力实验破坏现象、特征规律和材料的破坏程度等进行一定的理论分析得到，因此《混凝土结构基本原理》课程的教学离不开钢筋混凝土构件的承载力实验。通过实验过程中钢筋混凝土构件的设计、制作和受力全过程的实验，对构件承载力、刚度和裂缝进行测定，并对破坏形态进行观测等工作，进一步加强了学生对钢筋混凝土构件受力性能、承载力计算理论、裂缝及变形性能的理解，初步掌握结构实验测量数据的整理和分析，提高了实验分析报告的撰写能力。根据笔者对多个大专院校《混凝土结构基本原理》课程教学的调查分析，鉴于实验条件和学时限制，大多数院校所开设的实验项目较少，仅开展了钢筋混凝土适筋梁正截面破坏的受力全过程实验、钢筋混凝土梁斜截面剪压破坏的受力全过程实验和大偏心受压构件正截面破坏的受力全过程实验。对于钢筋混凝土少筋梁、超筋梁正截面破坏的受力全过程实验;钢筋混凝土梁斜截面斜压破坏、斜拉破坏的受力全过程实验以及小偏心受压构件正截面破坏的受力全过程实验并未开设。个别院校未开设任何混凝土构件承载力破坏实验，仅通过观看实验录像了解混凝土承载力破坏现象。由于缺乏混凝土构件承载力破坏实验，学生对混凝土构件的承载力基本原理与钢筋设计计算方法理解不透彻，教师在授课时也感觉底气不足。然而如果大面积开展混凝土构件承载力实验又是不现实的。首先经济投入大，成本高。混凝土构件承载力破坏实验需要有加载装置、测试仪器及制作构件等费用，需要几十万的经费投入，同时要有相关的场地及人工成本。另一方面，《混凝土结构基本原理》课程的学时有限，目前课程普遍为64学时，如果在混凝土结构实验方面投入太多学时，就会出现《混凝土结构基本原理》理论知识学时不够的难处。因此采用有限元软件对混凝土构件破坏发展过程进行数值模拟实验，并且可以重复性观看，使学生获得更多的混凝土知识，取得较好的经济效益。数值模拟实验研究，在某些方面可以取代或优于实验室实验研究［7，8］。
2ABAQUS有限元软件在《混凝土结构基本原理》课程教学中的应用案例
混凝土材料的强度尺寸效应是指混凝土强度随着结构体积的增大而降低的现象。该理论是《混凝土结构基本原理》课程教学中的难点，学生往往很难理解混凝土材料的强度尺寸效应现象。如果采用试验教学，经济投入高且占用学时。为此我们在《混凝土结构基本原理》课程中引入新的教学手段。借助于ABAQUS有限元软件，建立不同体积的混凝土立方体、棱柱体有限元仿真模型，开展了直接拉伸和压缩荷载作用下的混凝土强度尺寸效应的数值模拟。图2为边长150mm，250mm，350mm和450mm的立方体混凝土细观力学模型，开展立方体单轴拉伸数值实验，测得了不同体积混凝土试件模型的抗拉强度，如表1所示。
3结语
第2篇：混凝土基本原理范文
历
层
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 计算机及其应用
080702 02331数据结构
04735数据库系统原理
00023高等数学（工本） 03708中国近现代史纲要
04737C++程序设计 02333软件工程
00015英语（二）
03709基本原理概论
计算机网络
080709 02331数据结构
00023高等数学（工本）
04735数据库系统原理
03708中国近现代史纲要
00015英语（二）
03709基本原理概论
机电一体化
080307 02194工程经济
02240机械工程控制基础 02202传感器与检测技术
03709基本原理概论00015英语（二）
建筑工程
080806 0446建筑设备
02440混凝土结构设计 03347流体力学 03708中国近现代史纲要
02404工程地质及土力学 00015英语（二）
03709基本原理概论
汉语言文学
050105 00540外国文学史
00812中国现当代作家作品专题研究 00814中国古代文论
00819训诂学 00539中国古代文学史（二）
00321中国文化概论
03708中国近现代史纲要
00541语言学概论
03709基本原理概论
00015英语（二）
英语语言文学
050201 00600高级英语
00830现代语言学 03708中国近现代史纲要
00603英语写作
03709基本原理概论
会计
020204 00162会计制度设计
04184线性代数（经管类）
03708中国近现代史纲要
00159高级财务会计 00161财务报表分析（一）
00071社会保障概论
03709基本原理概论
00015英语（二
04183概率论与数理统计（经管类）
工商企业管理
020202 00067财务管理学
00149国际贸易理论与实务
04184线性代数（经管类）
03708中国近现代史纲要
00071社会保障概论
04183概率论与数理统计（经管类）
03709基本原理概论
00015英语（二）
金融
020106 00067财务管理学
00076国际金融
00077金融市场学
04184线性代数（经管类）
03708中国近现代史纲要
00071社会保障概论
04183概率论与数理统计（经管类）
03709基本原理概论
00015英语（二）
市场营销
020208 00186国际商务谈判 00149国际贸易理论与实务
04184线性代数（经管类）
03708中国近现代史纲要
00071社会保障概论
04183概率论与数理统计（经管类）
03709基本原理概论
00015英语（二）
行政管理
030302 00320领导科学
00319行政组织理论
00323西方行政学说史
00321中国文化概论
03708中国近现代史纲要
00322中国行政史
00316西方政治制度
00015英语（二）
03709基本原理概论
本
科 公安管理
030401 00372公安信息学 00235犯罪学（一） 04729大学语文
03708中国近现代史纲要 00373涉外警务概论
03709基本原理概论
法律
030106
00230合同法
05678金融法 00262法律文书写作
00227公司法
00257票据法 5680婚姻家庭法
0263外国法制史
3708中国近现代史纲要 0228环境与资源保护法学
0169房地产法
0015英语（二）
3709基本原理概论
教育学
040108 00464中外教育简史 00469教育学原理
00321中国文化概论
03708中国近现代史纲要
00449教育管理原理
00466发展与教育心理学 00456教育科学研究方法（二）
00015英语（二）
03709基本原理概论
教育管理
040107 00459高等教育管理
00454教育预测与规划 00458中小学教育管理
00451教育经济学
00457学前教育原理 03708中国近现代史纲要
00449教育管理原理 00456教育科学研究方法（二）
00015英语（二）
03709基本原理概论
人力资源管理
020218 06093人力资源开发与管理
06089劳动关系与劳动法
06091薪酬管理 00182公共关系学
00321中国文化概论
03708中国近现代史纲要 00071社会保障概论
00015英语（二）
03709基本原理概
学前教育
040102 00401学前比较教育 00883学前特殊儿童教育
00403学前儿童家庭教育 03708中国近现代史纲要
00399学前游戏论
00015英语（二）
03709基本原理概论
汉语言文学教育
050113 00037美学
00538中国古代文学史（一） 00537中国现代文学史 000540外国文学史 06417中学语文课堂教学技能训练
00539中国古代文学史（二）
00466发展与教育心理学 00541语言学概论
00024普通逻辑
英语教育
050206 00087英语翻译 00831英语语法 00604英美文学选读
06425中学英语课程教材教法 03708中国近现代史纲要
00466发展与教育心理学 00603英语写作
地理教育
070702 03144环境科学基础 02094人文地理学概论 02104现代自然地理学 02103计量地理与地理信息系统 03708中国近现代史纲要 02101区域科学原理
03709基本原理概论
思想政治教育
040202 05630中学政治课专题选讲 00479当代资本主义
00034社会学概论 05629思想政治课教学法
00413现代教育技术 00480中国传统道德
03708中国近现代史纲要
00483科学思维方法论 00456教育科学研究方法（二）
00015英语（二）
00312政治学概论
历史教育
060102 00768中国古代经济史
00774史学理论与方法 00770中国近代史专题
05632中学历史专题选讲 00413现代教育技术 05631中学历史课堂教学技能训练 03708中国近现代史纲要 00775历史教育学
00456教育科学研究方法（二）
生物教育
070402 02079生态学概论 02084组织胚胎学
02082生物学基本实验技术 02078 生物统计学 02088生物教育学 02085细胞生物学 00015英语（二）
03709基本原理概论
法律教育
030113 00230合同法
05678金融法 00227公司法
00261行政法学
00262法律文书写作 00466发展与教育心理学 00228环境与资源保护法
信息技术教育
080713 05935信息技术教育 05578有线电视技术 04347信息技术与课程整合 04338音响技术及应用
计算机科学教育
080745 07839计算机教学法 00023高等数学（工本） 02197概率论与数理统计（二） 00441多媒体教学系统
数学教育
070102 02010概率论与数理统计（一） 02009抽象代数 06855微分方程 02018数学教育学
物理教育
070202 02034电动力学 06857中学物理专题选讲 00466发展与教育心理学
本
科 化学教育学
070302 02051物理化学（二） 06441化学课堂教学技能训练 00466发展与教育心理学 00015英语（二）
音乐教育
050408 00732简明配器法 07976音乐欣赏（二）
美术教育
050410 02200现代设计方法 00745中国画论 00742美术技法理论
体育教育
040302 00499体育游戏 04551体育概论
旅游管理
020210 06011旅游学概论 01868民族文化概论
应用化学
081209 02066有机化学（二） 02483工业分析 03709基本原理概论
民商法
030116 05558侵权行为法 06455社会保障法
05559海商法
03709基本原理概论
基础教育
040120 04579中学语文教学法 06420中文工具书 05683素质教育理论与实践 3709基本原理概论
软件工程
080720 07167多媒体计算机技术 07165软件工程概论 07026网络应用程序设计 3709基本原理概论
英语翻译
050134 05349英汉语言文化比较 3709基本原理概论
汽车服务工程
082232 06906汽车运行材料 04446汽车营销与贸易 06895汽车节能技术 3709基本原理概论
小学教育
040112 00464中外教育简史
06231现代教育测量与评价 00458中小学教育管理 03330小学数学教学研究
3709基本原理概论
03301中小学教师信息技术（高级）
制药科学与工程
081204 07780化学制药工艺学 3709基本原理概论
道路与桥梁工程
080807 06080高速公路
06082筑路机械及施工 06076结构设计原理 06079城市道路
06078交通工程 06081隧道工程
03709基本原理概论
应用电子技术
080735 0342高级语言程序设计（一）
2202传感器与检测技术
6541现代通信技术
3709基本原理概论
护理学
100702 03006护理管理学
03203外科护理学（二）
03008护理学研究
03009精神障碍护理学 00182公共关系学
03005护理教育导论
03708中国近现代史纲要
03010妇产科护理学（二）
03011儿科护理学（二）
04436康复护理学
00015英语（二）
03709基本原理概论
国际贸易
020110 00100国际运输与保险 00101外经贸经营与管理 03708中国近现代史纲要
04184线性代数（经管类）
00102世界市场行情 03709基本原理概论
04183概率论与数理统计（经管类）
00098国际市场营销学
物流管理
020229 00067财务管理学
00009政治经济学（财经类）
03708中国近现代史纲要
04184线性代数（经管类） 03709基本原理概论00015英语（二）
04183概率论与数理统计（经管类）
00043经济法概论（财经类）
第3篇：混凝土基本原理范文
关键词：钢结构基本原理课程；教学实验；土木工程；教学研究
中图分类号：G642423；TU391 文献标志码：A 文章编号：10052909（2017）02012403
钢结构基本原理课程是土木工程专业的一门核心主干课程，其主要目的是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识及计算方法，为进一步学习钢结构的设计、制作和建造等奠定基础[1]。近年来，钢结构在土木建筑领域的应用越来越广泛，钢结构蓬勃发展的态势使钢结构基本原理课程的重要性日益凸显，对钢结构基本原理课程教学及人才培养提出了更高的要求[2- 3]。
钢结构基本原理课程特点是知识点多、计算公式复杂、概念抽象，需要很强的空间想象能力。而学生大多没有接触过实际工程，对构件和连接节点的形式及破坏模式等内容缺乏感性认识，这些知识仅通过课堂讲解显得非常抽象，容易降低学生的学习兴趣，因此采用单一的课堂教学方式难以收到良好的教学效果[4-5]。教学实验作为钢结构基本原理课程的重要组成部分，可实现抽象的理论知识与具体的实验现象的融合，给学生更为立体的感性认识，具有其他教学环节不可替代的重要作用。因此，若对钢结构基本原理课程中生涩难懂的理论知识，辅助以相应的教学实验，也即将理论教学和实验教学有机结合起来，使学生通过接触实际，增强理论学习的直观性，既可加深学生对钢结构基本原理的理解，又可培养学生的动手能力和创新意识，从而有效提高课程教学质量[6-7]。
鉴于此，本文就在钢结构基本原理课程中如何开展配套教学实验进行探索，对具体教学实验的途径和步骤，以及教学方式和实验管理提出相关建议。
一、传统教学存在的问题
一是，传统的钢结构基本原理课程教学一般以课堂理论讲解为主，辅助以习题练习。钢结构基本原理课程要求学习钢结构基本构件（包括轴心受力构件、受弯构件以及偏心受力构件）的强度、刚度及稳定的计算与设计，钢结构连接（包括焊缝连接和螺栓连接）的计算及设计等内容。不论是基本构件还是连接，学生在日常学习和实际生活中接触都很少，对于学生来说确实比较抽象。尤其是对贯穿整个课程教学的钢结构整体稳定和局部稳定问题，概念抽象，公式复杂，仅靠课堂理论教学难以使学生建立图像概念，对教师和学生而言均是难点。
二是，大部分高校开设有土木工程专业技术课程建筑结构实验，但该实验课程与钢结构基本原理课程理论教学不匹配。主要体现在：第一，教学重点不一致，传统实验课程在阐明建筑结构试验基本原理的基础上，重点在于学习传统实验方法及手段，包括训练学生应变片粘贴、电桥连接、仪器标定等技能，有的会开展混凝土简支梁的静载试验；第二，很少涉及钢结构构件和节点性能试验[8]；第三，开设时间不合理，建筑结构实验课程是在钢结构基本原理课程结束后才开设，不利于学生对于理论知识的及时强化与巩固。
因此，开展和钢结构基本原理课程相配套的实验课程，已成为当前土木工程专业教学改革的重点和当务之急。
二、课程实验教学的实践
（一）实验选题
要提高课堂教学质量，应依据钢结构基本原理课程内容的核心理论（包括焊缝和螺栓的设计，钢构件的强度、稳定和刚度等）组织开展相应的教学实验，形成“课堂教学+配套教学实验”的多元化教学模式。
在钢结构基本原理课程教学中，钢构件的稳定问题是重点，也是难点。相较于强度问题，钢构件的稳定问题概念更加抽象，公式更加复杂。仅通过有限的课堂理论教学，学生很难对稳定问题有深刻的理解，到最后往往只能让学生强记设计公式，以验算作为教学目标。轴心受压钢构件整体稳定问题是学生最早接触到的钢结构稳定问题，是教学的重中之重。因此，本文以轴心受压钢构件稳定教学实验作为案例讲述配套教学实验的过程。
（二）实践过程
1.确定实验方案
通过试验机对工字型柱施加S向压力，监测试件的轴向压缩变形，及跨中侧向变形与轴力的关系，从而得到轴压柱整体稳定的性能。为考察不同长细比对轴压承载力的影响，每组试验设计了两种相同截面、不同长度的工字形柱，如图1所示。
2.理论讲解
该实验安排在课堂教学过半的教学周中，正值轴心受力构件的课堂学习基本结束，此时进行教学实验，可有效巩固并强化学生对轴心受压构件整体失稳的理解。在正式加载前，教师应针对实验相关事宜进行讲解。讲解内容包括以下三方面：第一，回顾轴心受压构件整体稳定的理论知识；第二，讲述实验原理、试件及实验步骤；第三，介绍加载装置及数据信号的采集和分析。在讲解过程中要交代清楚实验过程中需重点关注的内容，有助于基础较差的学生跟上实验进程。
3.实验加载和测试
实验开始前，通过刀口支座将试件固定于实验机中，标定传感器，调试加载系统和测试装置能否正常工作。对试件不断施加轴向压力，直至试件发生整体失稳，其间需记录各项测试数据。
4.实验结果分析
从实验现象、实验数据及应变分布等方面对钢构件的整体稳定性能进行分析，归纳总结构件整体失稳的影响规律。通过与实验结果的对比，验证理论计算公式的正确性，分析两者差异的原因，整理分析结果，撰写实验报告。
5.分组讨论
实验结束后，增加一节课，结合理论、实验及工程实际，组织学生开展综合讨论。要求学生分组讨论，或由学生登台讲解，鼓励不同意见的碰撞，让学生在讨论中进一步加深对知识的理解。
（三）教学效果
钢柱的整体稳定实验是一个观赏性较强的实验，其能充分调动学生的学习积极性，帮助学生了解H型截面轴心受压构件发生整体弯曲失稳的过程和破坏模式，认识轴心受力构件整体稳定承载力的影响因素，并掌握其计算方法，同时还能锻炼学生的动手能力及创新能力。通过增加教学实验，提高了钢结构基本原理课程教学效果，教学评价达到了99.85%的认可度，充分体现了学生对教学实验的肯定。
三、结语
将与钢结构基本原理课程核心内容相配套的实验融入课程教学，是对课堂教学多元化的有益尝试。实践证明，该方式开阔了学生的视野，让学生体验到了学习的乐趣，对学生从书本走向实践和科学研究产生了积极的影响。教学实验是人才培养的关键环节，而课程配套教学实验更有其无可替代的作用，值得在土木工程各专业课程教学中推广。受资助经费和实验条件所限，目前学校仅开展了有限的试点实验。今后应建立内容更为广泛、形式更为灵活的备选实验，形成系统合理的配套教学实验系统，建立教学实验网络信息平台，以进一步提高教学实验效果。
参考文献：
[1]白正仙， 刘学春. 面向卓越工程师培养计划的本科钢结构课程教学改革探讨[J]. 教育教学论坛， 2013（34）：231-233.
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[3]贾玉琢， 曾聪， 龚靖， 等. 钢结构精品课程的教学改革与实践[J]. 教育教学论坛， 2014（29）：206-207.
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[8]王伟， 赵宪忠， 郭小农， 等. 钢结构多功能教学实验平台的研制与实践[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）建筑制图是一门既有理论又有实践的技术基础课。它培养学生的读图、制图技能，空间想象能力和空间构思能力，能为学生学习后续课程和完成课程设计、毕业设计打下必要的基础。通过该课程的学习，学生应掌握各种投影法的基本理论和制图方法；能正确应用投影作图方法解决空间度量问题和定位问题，应具有图解空间几何问题的基本技能；能正确地使用绘图工具和仪器，掌握用仪器作图和徒手作图的方法和技能；能正确地阅读和绘制一般的建筑工程图；掌握计算机绘图的基本内容，并能上机绘制简单的图形。
（二）建筑材料是一门专业基础课，为建筑施工和建筑工程造价与管理等专业课程提供建筑材料方面的基础知识，并为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用各类建筑材料打下基础。课程的任务是使学生获得有关建筑材料的技术性质及应用的基础知识和基础理论，并获得主要建筑材料的试验方法的基本技能训练。学生在学习本课程后，应能够掌握常用建筑材料的成分、结构、构造与技术性质关系，外界因素对材料性质的影响及各主要技术性质的内容及相互关系，同时学会常用建筑材料的质量鉴定方法，并在此基础上初步培养学生根据工程特点合理地选用材料，能正确使用及运输、保管材料，此外对相应的国家标准和技术规范也应有一定的了解。
（三）建筑力学是一门专业基础课。通过建筑力学的学习，要求学生掌握三个部分的内容：第一部分，掌握质点、质点系和刚体机械运动的基本规律，为学习下一步的内容准备必要的基础；第二部分，要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念，必要的基础知识和一定的计算能力；第三部分，使学生了解杆系结构的组成规律、静定结构的内力与位移的计算方法和原理。学习本课程的基本要求是学生对建筑力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识，能分析杆件的应力、位移，进行强度和刚度计算，同时能选择杆系结构的计算简图，并能分析其几何组成，了解力法、位移法的基本原理，能分析简单压杆的临界荷载，并进行稳定性校核。
（四）在测量学教学中，理论与实践并重是本课程的突出特点，该课程的主要任务是培养学生的实际测量能力，掌握简单的绘图技巧，具备一定的绘图能力，使学生具备解决实际工程测量问题的能力。该课程通过课堂讲授、课间实习、教学实习等教学环节，使学生掌握测量学的基本知识、基本概念、基本理论、基本技术和基本方法，能正确使用常规测量仪器，并对测量学的新理论、新技术、新仪器和新方法有所了解，从而能胜任施工建设、运营管理诸阶段的工程测量工作，并能运用已掌握的知识解决生产实践中相关的工程测量问题。
（五）钢筋混凝土结构，这门课程所讲述的是钢筋混凝土及预应力混凝土拉、压、弯、扭各类构件的理论，这些构件几乎可以应用于目前工业与民用建筑所广泛采用的各类结构中。所有建筑工程类专业的毕业生，无论他将来从事设计、科研或施工工作，还是从事工程管理工作，都将时刻与之接触，因此，它是一门非常重要课程。通过本课程的学习，学生应熟悉钢筋及混凝土的力学性能，能够分析在静力荷载所引起的不同内力作用下，拉、压、弯、扭各类构件的性能，能对简单结构进行设计和计算，了解各类结构变形及裂缝的基本理论。
（六）钢结构这门课程的学习，主要是学生理解、掌握钢结构基本构件的结构原理。对学生提出的要求是弄懂钢结构设计的基本原则，了解钢材的力学性能、相应指标、影响因素及如何地使用钢材，正确理解疲劳问题的基本概念，懂得焊接和螺栓连接的构造，了解钢结构构件的设计计算。
（七）土力学与地基基础是一门技术基础课，这门课程的任务在于使学生掌握建筑工程专业范围内所必需的土力学基本理论，基本知识及基本技能。在学习本课程之前，学生应先学习工程地质、建筑力学等基础课；同时，本课程又为后续的专业课服务。学习该课程的基本要求是，掌握土的各种力学性质的变化规律及其指标的实验确定方法，土中应力分布、土体最终变形量、地基沉降过程的计算方法以及填土压实原理，此外还需掌握土体各类强度问题的分析方法和土体加固措施，这里包括土压力理论、土坡稳定性分析、天然地基承载力以及挡土墙与滑坡整治等内容。
（八）建筑施工与施工组织是一门专业课，其内容庞杂，理论面广、实践性强，属于综合应用科学。本课程的任务是研究一般的工业与民用建筑工程各主要组成部分、分项工程的施工技术的基本规律，研究施工组织的基本原理、基本方法和基本规律。学习本课程应熟练掌握土方工程、钢筋混凝土工程、结构安装工程的施工工艺、施工方法和施工要求，并以此掌握建筑施工的基本规律和基本原理。熟悉各常见分项工程的施工机械的选择和使用、施工方法的具体操作内容和要求。掌握施工组织设计的内容和编制方法，掌握施工进度计划的编制方法，熟练掌握流水作业的基本原理和组织方式。通过该课程的学习，要求学生具备一定综合应用能力，能结合具体单位工程进行施工方案的选定和施工组织设计的编制，掌握组织生产及科学管理的基本方法。
第5篇：混凝土基本原理范文
关键词：混凝土裂缝；后浇带；膨胀加强带；施工工艺
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
中图分类号: TU755.6+7文献标识码：B文章编号：T2012-02（03）8044
0引言
钢筋混凝土结构长度超过规范规定的伸缩缝最大间距时，为防止混凝土受温度应力和干缩应力作用而引起开裂，通常采用设置后浇带的方法处理，在两侧混凝土浇筑完毕2个月后，采用高一强度等级、膨胀混凝土进行二次浇筑。这种传统后浇带施工工期长，施工成本高，且后浇带清理十分麻烦，填缝不好还会留下渗漏隐患。
混凝土膨胀加强带是一种采用比正常部位混凝土高一强度等级的膨胀混凝土，设置在建筑物混凝土收缩应力最大部位的超长混凝土整浇浇筑技术。具有增强了混凝土结构的整体性，有效地提高混凝土结构的抗裂性，加速工程进度，缩短工期，减少质量缺陷的优点。
京沪高铁南京南站北广场工程为一层地下混凝土超长结构，呈扇形，东西向长395.6m，南北向135m，总建筑面积约40515m2，设计有多条后浇带，将整个地下室分为18个区块。工程自2011年3月10日初开工，为确保京沪高铁南京南站2011年6月30日开通，主体结构必须于6月10日前完成，工期仅91d，如果按常规后浇带组织施工，将无法满足工期要求。为此，有必要采用膨胀加强带代替后浇带进行施工。
1膨胀加强带代替后浇带的基本原理
1.1补偿收缩混凝土裂缝控制的基本原理
使用普通混凝土现浇地下室墙壁等结构时，钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距仅为20～30m。而使用补偿收缩混凝土可延长浇筑长度，依据《补偿收缩混凝土应用技术规范》规定，其浇筑长度可延长到60m以上。
补偿收缩混凝土的工作原理如图1所示。当混凝土膨胀时，混凝土中的钢筋对它的膨胀产生限制作用，钢筋本身也因与混凝土一起膨胀而产生拉应力σs，同时混凝土中产生相应的压应力σc。
图1 混凝土受力示意图 （图在文章最后）
当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则
Ac•σc＝As•σs＝As•Es•ε2
设 μ＝As／Ac 则σc＝μ•Es•ε2
式中σc――混凝土预压应力，MPa；
As――钢筋截面积；
Μ――配筋率，％；
Ac――混凝土截面积；
Es――钢筋弹性模量，MPa；
ε2――混凝土的限制膨胀率(也即钢筋伸长率)％。
由上式可见，σc与ε2成正比例关系，而限制膨胀率随膨胀剂掺量的增加而增加，所以，可以通过调整膨胀剂的掺量，使混凝土获得不同的预压应力。
补偿收缩混凝土在养护期间的膨胀可补偿部分后期的收缩，其收缩落差比普通混凝土少30%左右，一般小于极限拉伸变形Sp，若大于Sp开裂。由于补偿混凝土干缩开始时间往后推迟，此期间混凝土的抗拉强度得到长足的增长，抵抗混凝土干缩所产生的拉应力，故可以避免有害裂缝。
1.2膨胀加强带设计基本原理
图2为混凝土膨胀加强带模型示意图。图3为补偿收缩混凝土无缝设计原理图.从图2中可以看出，超长混凝土结构使用普通混凝土的温度收缩应力曲线为ABCDE，其中 从两边向中间增长到B、D两点时， （混凝土抗拉强度），开始发生开裂，释放能量；仅采用小掺量膨胀剂的膨胀混凝土进行浇筑的超长混凝土结构，能够抵消部分温度收缩应力，其收缩应力曲线为AFGHE，应力从两边向中间随结构长度的延伸而增长，达到F、H两点时， ，开始产生开裂，当采用小掺量膨胀剂的膨胀混凝土，并在适当部位局部加大膨胀剂掺量形成膨胀加强带，对超过长混凝土结构进行叠加式重复补偿时，其温度应力曲线为AIJKE，可以看出没有达到混凝土抗拉强度所以不会开裂。
图2 混凝土膨胀加强带模型示意图
图3 补偿收缩混凝土无缝设计原理图
2膨胀加强带的设计和技术要求
2.1补偿收缩混凝土设计
补偿收缩混凝土设计的重点是确定膨胀剂的参量，以获得合适的限制膨胀率，在结构中建立一定的预压应力，这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生的温差和干缩的拉应力，防止混凝土开裂。根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB-50119、《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178等相关规范的要求，在征求相关专家、设计人员意见的的基础上，确定混凝土设计限制膨胀率如表1所示，结合南京原材料情况及不同结构部位，根据搅拌站试配，最终确定配合比如表2所示。
表1 混凝土限制膨胀率（×10-4）
表2 搅拌站提供配合比（kg/m3）
2.2混凝土实测限制膨胀率
在实际施工过程中，我们现场取样送检26批次，各规格混凝土的限制膨胀率均满足规范和设计要求，具体数据如表3所示。
表3各批次混凝土水养14d限制膨胀率技术要求对比
图4为一组补偿收缩混凝土与膨胀加强带混凝土实测限制膨胀率数据。可见混凝土在钢筋限制作用下依旧可以发挥有效的膨胀作用，并且将膨胀能储存在钢筋中。在水养14d后开始干燥，虽然此时混凝土开始收缩，但是，在水养阶段储存起来的膨胀能开始发挥作用以抵消后期干燥的收缩作用。在42d龄期时混凝土也未发生明显收缩作用，这为混凝土结构良好的抗裂性提供了有力保障。
图4现场取样限制膨胀率（C40为膨胀加强带）
2.3 膨胀加强带构造
膨胀加强带设置位置与原设计后浇带位置相同，宽度2m,先浇筑一侧参照施工缝做法设钢板止水带；加强带两侧用密目钢丝网分割并用钢筋固定牢固，以防普通混凝土流入加强带。加强带的构造如图5所示。混凝土浇筑时先浇筑加强带预留钢板止水带一侧，再次浇筑时先浇筑加强带，在浇筑另一侧混凝土。
图5加强带的构造图
2.4 原材料技术要求
2.4.1 水泥
必须采用满足《通用硅酸盐水泥》（GB-175）要求的42.5P.O或42.5P.II水泥。碱含量在0.6%以内；Cl－含量≯0.02%；烧失量＜3%；标准稠度用水量≯27%；C3A≤6%。建议选用早期水化热较低，比表面积较低（＜350m2/kg）的水泥。
2.4.2 粉煤灰
建议使用满足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596）II级以上的粉煤灰。粉煤灰应品质稳定、烧失量低。
2.4.3 矿粉
各项指标应满足《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046）。建议使用S95级以上矿粉。
2.4.4 骨料
砂、石各项指标应满足国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量标准及检测方法》（JGJ52）。砂应采用级配良好的洁净中、粗河砂、江砂，细度模数≥2.4。石子应采用5～25连续级配碎石。控制石子和砂子的含泥量分别不超过1%和3%，泥块含量分别不超过0.5%和1%，砂云母含量≯1%。
2.4.5 膨胀剂
为了有效补偿混凝土的收缩，应采用满足GB23439-2009《混凝土膨胀剂》中Ⅰ型要求限制膨胀率＞2.5×10-4、质量稳定的膨胀剂，本工程使用了江苏苏博特新材料有限公司的SBT-HME(III)低碱型混凝土膨胀剂。
2.4.6 减水剂
减水剂应满足《混凝土外加剂》(GB 8076) 要求。为了进一步降低混凝土的收缩，建议采用收缩率低的新一代聚羧酸系高性能减水剂，如 PCA®聚羧酸高性能减水剂。
2.4.7 水
应尽量采用洁净的地下水，水的性能指标应符合《混凝土用水标准》（JGJ 63）的规定。
3 施工技术及质量保障措施
3.1膨胀加强带施工
（1）膨胀加强带的两侧需用密孔钢丝网拦隔，并用钢筋固定牢固，一般每隔300设一根竖向Φ12钢筋；底板＞600时，还应在中间设置水平钢筋，确保密目钢丝网不被混凝土冲开，以防止普通补偿收缩混凝土混入加强带。
（2）钢丝网接头必须搭接牢固，下口50mm保护层范围必须封闭，可将密目钢丝网下口增加80mm翻边，遇底层钢筋处剪开，用钢钉固定在垫层上。
3.2 混凝土质量保证
（1）超长混凝土结构无缝施工关键技术在于保障混凝土质量，以达到设计要求的限制膨胀率。要求混凝土配合比计量准确，搅拌均匀，各种原材料必须满足相关技术要求。
（2）严格控制混凝土入模坍落度，施工中严禁随意加水。
（3）要组织好混凝土的供应，加强施工现场的指挥和调度，确保混凝土连续浇筑，防止浇筑时把普通混凝土与膨胀加强带混凝土相混淆。
3.3混凝土的浇筑
（1）应根据结构特点和搅拌系统的生产率及具体环境特点以及混凝土的凝结时间，选择合适的浇筑方法。
（2）应控制混凝土入模坍落度不宜过大，宜控制在14～18cm，浇筑时应注意落差不能过大，防止混凝土离析，防止石子下沉造成混凝土不均匀引起沉缩裂缝。
（3）注意严防普通混凝土进入膨胀加强带内，以免影响设置效果，同时，严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位，以免形成潜在的冷缝或薄弱点。
（4）在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时，应注意使振动棒插捣点与密目钢丝网保持距离≮30cm，并不得过振。另外在混凝土浇筑、振捣过程中应掌握时间，在接近混凝土初凝前进行二次振捣，二次压抹，使混凝土中的成分重新组合，排除混凝土中的孔隙和多余水分，使混凝土更加密实，以达到减少混凝土收缩裂缝的目的。
（5）膨胀加强带浇筑前，应将先期浇筑的混凝土表面按施工缝的要求清理干净，充分湿润。尤其是外贴式橡胶止水带表面必须清理干净。
（6）混凝土振捣应及时、充分，振捣要密实，不应欠振或过振，浇筑时注意振捣到位使混凝土充满端头角落。混凝土振动棒移动间距400mm左右，时间应根据混凝土流动性而定，以15～25s/次为宜，振捣时间过长，骨料下沉，混凝土表面砂浆层富集，容易产生裂纹。
（7）在表面水基本收干前后，初步用长刮尺刮平，用木抹子磨平搓毛2～3遍，拍打液化混凝土，愈合裂纹；在混凝土终凝前用机械磨光机打磨，进一步减少混凝土表面细纹。
3.4 混凝土的养护
（1）混凝土浇筑后必须进行充分养护；在硬化中须加以保护。
（2）为了避免大面积板式结构混凝土塑性开裂，应在抹面之后混凝土表面开始变干时即开始采取覆盖薄膜措施进行养护。若施工期间温度较高、风速较大混凝土容易在抹面之前即发生塑性开裂，此时可以在浇筑完毕抹面之前在混凝土表面喷洒水分蒸发抑制剂以降低水分蒸发抑制塑性开裂。
（3）底板、顶板混凝土宜采取浇水并薄膜覆盖养护，同时应保持混凝土表面湿润；在膨胀加强带浇筑完毕且凝结抹面之后，采取覆盖麻袋浇水的方法进行养护，且养护总龄期不应少于14d。
（4）墙体补偿混凝土浇筑完成后，可以带模养护。膨胀加强带浇筑完毕后，应在顶端设多孔淋水管。达到脱模强度后，可松动对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有2～3mm的缝隙，确保上部淋水进入模板与墙壁间。直至养护14d后再拆模。
（5）顶板膨胀加强带处模板及其支撑，须在混凝土强度达到100%后方可拆除。
（6）组织专门人员负责混凝土的养护工作，并对薄膜完整性及保湿养护情况进行检查，发现问题及时处理。
4 实施效果
4.1 工程质量
严格按照施工前编制的施工技术方案、施工交底组织施工，主体结构完成至今未发现明显裂缝和渗漏现象。实践证明采用膨胀混凝土无缝施工技术，既达到了结构一体化的初衷，又避免了裂缝出现，同时简化了施工过程，是一种可行的结构施工方法。
4.2 经济效益
取消了后浇带，省去了为保护后浇带而砌筑的砖墙及预制混凝土盖板，同时也省去了后浇带清理的人工开支，减少了模板和支架的占用时间，简化施工过程、降低了施工成本。
4.3 工期对比
后浇带一般应在其两侧混凝土浇筑完毕2个月后才能封闭，而采用膨胀加强带可实现混凝土连续浇筑，施工工期大为缩短。
参考文献
[1]王铁梦. 工程结构裂缝控制. 北京:中国建筑工业出版社，1997
[2]江正荣，朱国梁.简明施工计算手册. 北京:中国建筑工业出版社，2005
[3]王庆春，柳春圃.建筑施工常用数据手册. 北京:中国建筑工业出版社，1994
[4]建筑施工手册(第4版).北京:中国建筑工业出版社.2003
作者简介：卜伟（1970年― ），男，高级工程师，注册监理工程师。毕业于东南大学建筑工程专业，现任江苏建科建设监理有限公司总监理工程师，主要从事工程监理工作。
第6篇：混凝土基本原理范文
【关键词】 废旧楼房；拆除爆破；设计与施工
【中图分类号】 TU722 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2013）05-080-01
建筑结构的分类，按照所用材料的不同可分为：钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构等；按照其受力性能的不同可分为：有框架结构、剪力墙结构、壳体结构等。而在经济全球化迅速发展和人们生活水平日益提高的今天，却面临着快速拆除各种废旧楼房的烦恼和来自一些危险建筑物的不安全感，因此，如何快速处理这类建筑物成了我们城市化过程中的苦恼。本文将重点介绍建筑物的爆破拆除及其原理，为我们在城市化建设中扫除障碍。在拆除爆破中，经常会遇到以下几种形式的建筑物结构：砌体结构，即由砖、砌块及石料等体块材料通过砂浆砌筑而成的结构；砖混结构，石砌体结构的一种，主要指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑，柱、梁、楼板、屋面板、桁架等采用钢筋混凝土结构；排架结构，即由屋顶、钢筋混凝土梁和柱作为主要承重构件，屋顶和柱顶之间是铰接的建筑结构；框架结构：即由现浇的钢筋混凝土梁、柱、板作为主要承重构件，梁和柱之间是刚性连接，构成了一个整体钢架。
1 楼房类建筑物拆除方法
楼房类建筑物的拆除方法主要有：人工法；机械法（吊车锤拆除法、吊车拆卸法、挖掘机拆除法；装载机拆除法）；爆破拆除法（钻孔爆破法；水压爆破法；水孔爆破法；糊炮爆破法）；综合拆除法等。在诸多的拆除方法中，应用最多、最广的便是爆破拆除法。
2 楼房拆除爆破的基本原理
在进行楼房爆破的设计与施工过程中，需根据爆破对象的介质特性、结构尺寸和边界条件，爆区环境，安全要求等条件进行设计。与普通工程爆破相比，城市楼房拆除爆破有其特殊性，在设计和施工中应遵循以下四个基本原理：微分原理、等能原理、失稳原理、缓冲原理。
微分原理：合理地确定孔网参数、用药量以及装药结构，使炸药均匀地分布到被爆破介质中，形成多点分散的布药形式，防止能量过于集中，这一设计原理称为微分原理。有人也称之为多打孔，少装药的设计方法。
等能原理：根据被爆破物状况、环境条件及工程要求，优选爆破参数，以期使每个炮孔内炸药爆炸释放出的能量与该孔周围介质达到预期爆破效果所需的能量相等，这一原理称为等能原理。
失稳原理：爆破拆除楼房等建筑物的爆破设计指导思想是：分析被拆除物的受力状态，然后爆除结构物的某些关键承重部位，使之失去承载力，结构物整体失去稳定性，在其自重作用小坍塌或倾倒，这一设计思路为失稳原理。
缓冲原理：选择合理的装药结构或适宜的炸药品种，缓和爆轰波峰值压力对介质的冲击左右，使爆炸能量得到合理的分配和利用，以期达到减少爆破危害、改善爆破效果的目的，这一原理称为缓冲原理。
3 楼房类建筑物的爆破拆除方案
楼房类建筑物爆破拆除，主要应用失稳原理确定布孔范围，应用微分原理确定孔网参数，应用等能原理确定单孔装药量，并设计可靠合理的爆破网路，使埋设在爆破缺口范围内各承重构件上的炸药按设计要求顺序起爆，迫使被拆除建筑物倾倒坍塌。在楼房拆除爆破中造成建筑物结构失稳的方法有三种：不同爆高法，不同时差法，重心移出法。
楼房拆除爆破的基本方案有：单向倾倒、单向折叠倾倒、双向折叠倾倒、内向折叠坍塌、原地坍塌等五种。
单向倾倒爆破：在拟拆除建筑物的底部布置一个三角形或梯形爆破缺口，缺破后，建筑物上部结构在重力作用下产生倾覆力矩，绕某个轴线转动，向预定方向倾倒、坍塌触地撞击解体破碎。
单向折叠倾倒爆破：在拟拆除的楼房内，布置两个或两个以上的同向爆破缺口，将大楼在竖向上分成几段，各缺口分次微差起爆或同时起爆，使建筑物失稳，各分段楼体在自重作用下向同一方向倾倒。
双向折叠倾倒爆破：在拟拆除的楼房内，布置两个或两个以上的反向爆破缺口，将大楼在竖向上分成几段，各缺口分次微差起爆或同时起爆，使各分段在自重作用下向不同方向坍塌倾倒。
内向折叠坍塌爆破：对于宽高比基本相等或平面尺寸的长度、宽度大于高度的建筑物，在被拆除建筑物内布置一个或多个内高外低的梯形爆破缺口。每个爆破缺口先爆中间、后爆两侧部位；有数个爆破缺口时，先爆上部缺口，后爆下部缺口，迫使建筑物向内倾倒坍塌。这种拆除爆破方案适用于被拆除建筑物四周场地较小，建筑物宽高比不大于一的框架结构楼房，砖混结构楼房等建筑物的爆破拆除。
原地坍塌爆破：根据被拆除建筑物的高度不同，布置一定高度的一个或多个爆破缺口，将缺口内的承重墙，承重立柱及部分横梁钻凿爆破孔，从上到下依次爆破各个缺口。建筑物在自重作用下坍塌触地并相互碰撞而解体。
4 影响楼房爆破拆除方案选择的主要因素
除选择合理的爆破方案外，主要影响因素便是被拆除楼房周围环境、楼房结构形式和尺寸。楼房一侧有不小于楼房高度的开阔场地，可优先采用工程量少的定向倾倒爆破方案；倒向侧场地大于楼房高度一半而小于楼房高度，且楼房宽高比较大，可考虑采用单向折叠坍塌爆破方案；楼房四周场地均不足楼房的高度，且楼房宽高比较大，可考虑采用双向折叠倾倒爆破方案；楼房四周场地均不足楼房的高度，若楼房宽高比较小，要考虑原地坍塌或内向坍塌爆破方案。
另外，考虑到冬季室内保温的需要，北方地区的楼房墙体较厚，南方地区的楼房墙体则较薄，地震多发地区楼房抗震性能较好，而有些地区则对房屋的抗震性能要求较低，这些因素在楼房爆破拆除设计中均应该充分考虑。
参考文献
1 冯叔瑜等.城市控制爆破.北京：中国铁道出版社，1987
2 杨人光等.建筑物爆破拆除.北京：中国建筑工业出版社，1985
3 金骥良等.拆除爆破设计与施工.北京：中国铁道出版社，2004
第7篇：混凝土基本原理范文
关键词：桥梁；结构计算；教与学
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0065-03
同济大学土木工程本科专业自1998年开始实施宽口径人才培养模式。按个人兴趣和择优录取的原则，部分学生在第三学年进入桥梁工程课群组。这些学生在前两年的公共基础课和专业基础课学习阶段中，已经学习了《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《混凝土结构基本原理》、《钢结构基本原理》、《荷载与结构设计原则》等基础课程。经过这些课程的训练，学生已经储备了各种桥型结构计算的一些基础知识。但学生在各门专业课程中学到的计算方面的知识和方法仍然是分散的，而针对一座桥梁的系统的、全面的结构计算直到毕业设计阶段才得到锻炼，导致在有限的毕业设计时间内不能取得良好的效果。为此，同济大学桥梁工程系配合“卓越工程师”培养计划进行了课程设置改革，将桥梁课群组培养计划中涉及到的桥梁结构计算方面的内容整合成一门独立的《桥梁结构计算》课程，成为基础知识与实践能力间的重要纽带。本文着重介绍《桥梁结构计算》课程的教学目的和课程设置，并就教学特色谈谈作者的体会。
一、课程设置
桥梁结构计算是指：通过桥梁设计资料的汇集提炼出计算条件后，运用结构分析理论和方法，计算得到结构的位移、内力、应力、约束反力等效应，再对计算结果进行判断、审核，在决定取舍后将结果转换成有用的设计数据，作为评估桥梁性能和进行结构优化的直接依据提供给设计者的全过程。《桥梁结构计算》必须解决的问题是在学生学习完直到《桥梁工程》等阶段的专业课程后，通过本课程的教学，使学生掌握桥梁工程设计及科研中常用的一些桥梁结构分析基础理论、方法，并初步具备使用桥梁结构计算程序进行结构分析的能力，为后续专业课程及毕业设计中遇到的结构计算奠定必要的基础。《桥梁结构计算》课程主要设置以下内容：
1.桥梁结构分析的准备工作。荷载横向分布计算是得到广泛应用的桥梁结构空间内力计算的一种实用近似方法，对简化计算步骤，提高计算效率具有十分重要的作用。而在采用有限元程序计算结构内力和变位，乃至计算桥梁横向分布以及对桥梁构件进行承载力和应力验算时，作为结构有限元分析求解中的重要数据，我们都会遇到断面几何特性的计算。课程中介绍了梯形分块法、三角形分块法、矩形条法、分舱板法等常用的截面特性计算方法，以及杠杆法、刚性横梁法、铰接板法、铰接梁法、刚接梁法、比拟正交异性板法（G-M法）等常用的荷载横向分布方法，通过手算及电算掌握其原理和计算方法。
2.桥梁结构分析的基本理论和桥梁结构计算程序的编写原理。有限单元法作为一种数值分析方法在当今工程分析界中获得了最广泛的应用，其基本理论是在开发或使用以有限元为基础的桥梁结构分析程序之前所必须基本掌握的。课程中基于结构力学中位移法的基础知识，介绍杆系结构有限单元法分析原理和静力分析程序的编制原理，包括杆系结构的单元刚度矩阵、坐标转换矩阵、总体刚度矩阵及荷载列阵的集成、边界条件处理、方程求解得到节点位移、单元内力及支承反力计算等内容。图1给出了杆系结构静力分析程序的流程图。
3.桥梁结构殊问题的分析理论和方法，以及将一般杆系分析程序扩充为具有施工仿真分析功能程序的原理和技巧。实际桥梁工程中的一些结构特性往往超越了普通杆系结构有限单元法的适用范围，桥梁结构计算必须能够明确桥梁结构殊问题的分析方法，并能对一般的有限元程序进行改造，实现桥梁结构的特殊分析。桥梁在施工过程中后期结构的受力状态与前期结构的受力状态密切相关，因此进行施工分析程序是必要的。课程中介绍带刚臂单元、等效节点荷载、节点同位移约束、单元端点自由度释放、支座强迫变位等一些特殊问题的分析理论与方法，介绍桥梁结构施工分析程序编制原理，另外将较为复杂的预应力效应分析、徐变效应分析、活载效应分析和索力调值
计算等内容作专题进行介绍。图2给出了桥梁施工分析程序流程图。
4.初步应用桥梁专用程序系统进行各桥型的结构分析。利用桥梁结构计算原理与程序进行实桥的结构分析是桥梁结构计算的直接目的。课程中介绍梁桥的结构计算，主要涉及一次落架法与悬臂浇筑法两种典型结构施工方法，并重点关注结构挠度计算和预拱度设置、挂篮模拟、连续刚构桥群桩基础的简化模拟等内容；介绍拱桥结构计算，包括拱桥的结构体系、施工方法概述、拱桥的稳定分析、拱桥的动力分析、上承式混凝土拱桥计算、中承式梁拱组合体系桥计算、斜拉扣挂法施工中承式桁架钢拱桥计算等；介绍斜拉桥结构计算，包括斜拉桥的结构体系与施工方法概述、斜拉桥合理成桥状态及合理施工状态确定方法、斜拉桥几何非线性分析方法介绍。由于悬索桥结构计算涉及到较为复杂的几何非线性分析，超出本科生教学要求和接受能力，因此本课程暂未讲授相关内容。课程中还给出了各桥型桥梁分析的一般流程，其中具有代表性的梁式桥的结构分析流程如图3所示。
二、桥梁结构计算教学特色
同济大学桥梁工程系在国内土木工程专业较早开展了《桥梁结构计算》课程，作为桥梁工程教学改革的一部分，这门课尝试了一些新的教学方法，具有以下几个方面的特点：
1.强调手算能力向电算能力的过渡与衔接。不断推出的国内外结构分析通用程序和桥梁分析专用程序，为桥梁工作者提供了有效的分析工具，也成为土木工程专业桥梁工程课群组本科毕业生必须初步掌握的内容。桥梁课群组学生通过《结构力学》、《结构设计原理》等课程学习到了计算原理，并通过课程作业及配套的课程设计锻炼了手算能力。同济大学桥梁工程系不仅在实践教学环节开设了专门讲授常用桥梁结构计算程序使用方法的《工程软件应用》课程，更重要的是，作为手算和电算方法的过渡，开设《桥梁结构计算》课程作为基础课程和毕业设计综合应用锻炼之间的重要纽带，加强学生实践能力培养。
2.强调课程内容的循序渐进、由简入繁。课程内容考虑到学生群体多为初涉桥梁工程的中高年级本科生的现状，从桥梁结构计算的基本原理入手，再有层次地引入相关程序功能的介绍，最后实现对实桥的结构计算。这样的教学思路不仅强化了学生的基本概念，同时也符合思维认知的一般过程，降低了学生掌握课程内容的难度。
3.强调桥梁结构计算实现方法的非唯一性。桥梁结构计算实现方法的非唯一性体现在两个层面：通过对不同桥梁结构计算软件的比较，可以发现各软件的程序编制原理存在着不同，这一点在预应力、徐变等模块上体现得尤为明显；使用人员对同一计算需求采用的不同计算方案，也会导致结果不同。学生在学习完课程后，能够了解桥梁结构计算的基本原理，对于特定的结构能够进行准确的模拟与合理的简化，选择适合该结构的计算软件与相应的实现方法。
4.强调计算分析人员对程序结果的把握。程序终究只是结构计算分析人员的工具，无法替代工程师在结构计算分析中的主导性。学生要理解输入数据的计算方法（比如预应力线形输入的导线法），以及如果输入了不同数据可能造成什么后果；要具有定性判断程序计算是否合理的能力。课程特别关注了学生对程序输入模块中各输入对象的理解，例如在预应力线形的输入中，课程利用导线法示意图扼要地讲解了其原理，学生在理解了基本原理后，也就自然掌握了预应力线形的输入方法。
5.强调学生实践能力的培养。通过布置荷载横向分布电算与简支梁结构电算作业，锻炼学生的动手能力。课程本身较强的实践性成为较为偏重理论的《桥梁工程》课程的有益补充，同时配合学生之前先修的预应力混凝土简支梁课程设计（手算）以及之后需要修习的大跨度桥梁课程设计（电算）等实践课程，为学生架起了从手算到电算之间的桥梁，便于学生把握手算与电算的异同，切实提升学生的设计能力。
6.注重和先修主干课程的有机联系。在第5点中已经可以看出，作为一门整合学生已有知识，培养学生结构计算能力的重要课程，《桥梁结构计算》十分重视和其他课程的有机联系。这样的联系不仅体现在实践环节的课程上，也体现在《混凝土结构基本原理》、《钢结构基本原理》等专业主干课程上。例如在讲解受弯构件承载力计算部分的内容时，课程给出了脉络清晰的计算程序框图（图4）。
7.介绍了多种桥梁结构计算分析软件。对当今国内主流的桥梁结构计算程序桥梁博士、Midas Civil等都有简要的介绍。多种软件的介绍不仅使得学生在之后的课程设计及毕业设计中能够较快上手，胜任结构计算的工作，更能够极大地锻炼学生的思辨能力，从而增进对桥梁结构计算基本理论的理解与对相同结构在不同软件下电算结果的把握。
三、学生反应
本文的第二作者是曾选修过《桥梁结构计算》的学生，也切实地感受到《桥梁结构计算》对于提高学生能力的重要作用，给学生印象最深刻的是《桥梁结构计算》课程在桥梁工程课群组中的纽带作用。譬如在《桥梁工程》中对荷载横向分布也有介绍，但限于课程目标与课时限制，对常用的荷载横向分布方法只有原理性的介绍。而《桥梁结构计算》则通过刚性横梁法的手算联系加深了对横向分布理论的认知，同时让学生通过软件采用其他多种方法计算结构的荷载横向分布效应，节省了计算机时代前繁复而意义不大的手工计算，高效地促进了学生对各种荷载横向分布方法理论的认知。又如课程中的实桥结构计算部分，老师提供一个完整的与给定结构相关联的“桥梁博士”计算模型，学生在此基础上进行修改与扩充，并通过对结构分析基本理论的理解采用Midas Civil软件进行复核，解决了学生对于一个实桥结构难以直接上手的问题，有机地串联了课程的大部分内容，让学生在利用两种软件分别建模的过程中体会桥梁结构计算实现方法的非唯一性以及各软件在不同模块上表现的差异，对两个模型结果进行比较来相互验证，从而确保计算结果的准确性。
同济大学桥梁工程系在课程改革中开设《桥梁结构计算》这门课程，希望能够引导学生把握桥梁结构计算分析发展的时代步伐，在牢固掌握基本理论的同时注重加强程序应用实践的意识。我们有理由相信，作为未来桥梁设计中坚的他们，一定能够使我国早日实现从桥梁大国到桥梁强国的跨越。
参考文献：
[1]肖汝诚.桥梁结构分析及程序系统[M].北京：人民交通出版社，2002.
第8篇：混凝土基本原理范文
【关键词】无损检测；混凝土缺陷；PSD判据法
混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一，它的质量直接关系到结构的安全。多年来，结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法，制作的立方体试件，在规定的温、湿度环境下，养护28d时按标准实验方法测得的试件抗压强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标，往往是与结构物中的混凝土的性能有一定差别。因此，直接在结构物上检测混凝土质量的现场检测技术，已成为混凝土质管理的重要手段，这一检测技术已引起各国建筑工程界的重视和承认。
1 超声无损检测的基本原理
1.1 无损检测
所谓混凝土“无损检测”技术，就是要在不破坏结构构件的情况下，利用测试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量，因该物理量与混凝土质量(强度、混凝土缺陷)之间有较好的相关关系，可采用获取的物理量去推定混凝土质量(强度、混凝土缺陷)。混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波，在材料或结构内部传播后再由超声波换能器接收，即压电逆效应，通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参数进行分析，以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波检测可用于混凝土结构的测厚、探伤，混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强度评定等方面。
1.2 PSD判据法(斜率法)
针对不同的混凝土构件进行评判，评判的方法主要有超声参数直观评判法、概率评判法和PSD法(即斜率法)，本文结合混凝土孔灌注桩利用直观评判法和PSD判据法对混凝土构件缺陷进行评判和对比分析。PSD(Product of Slo-peand Difference)判据法即用“声参数一深度曲线相邻两点之间的斜率(Si)与差值(ti-ti-1)之积”作为判据，简称PSD判据。
2 缺陷类型的评判
2.1 根据超声参数综合评判法，很快发现尽管我们能相互比较声时的长短和幅值衰减的大小，但却无法具体说明这些可疑缺陷的类型，这是由于只是根据缺陷的类型分析比较了T和A值的相对大小，但反之却不能成立。
2.2 根据PSD判据法，求出相应的夹层断桩时的临界判据值KcD，以判断可疑区缺陷的严重程度。取该桩非可疑区段声速的平均值，本例中Vl=0・455 cm /μs； 为夹层中夹杂物的声速，根据地质条件及成因分析，若在该深度存在夹层，很可能是砂、石、泥的混合物，本例中V2=0・32 cm /μs；该桩检测管间距L=82 cm；在K值最大点的测点间距已加密， AH=10 cm，所以KcD为：KcD=[822×(0・455-0・32)2] /0・4552×0・322×10=578・03μs2/cm将可疑点的判据值Ki与断桩临界判据值KcD比较，若K>KcD者为断桩，本例中，17・9 m的判据值为656大于临界判据KcD(578)，所以17・9 m处可判为断桩，其余8 m，10 m处Ki
3 结论
3.1 无论是超声参数综合评判法还是PSD判据法都能较准精确地判定混凝土构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 超声参数评判法不能判定可疑缺陷的类型，做简单的定性比较。
3.3 PSD判据法基本可以判定可疑缺陷的类型，尤其是对于断桩判断较为准确，也可以对缺陷的大小做出一定的定量分析，但判断力不够强。
3.4 在利用PSD判据法对混凝土缺陷进行定性和定量分析时，不宜过于绝对化，由于超声成像技术能够实现缺陷的自动定量，所以建议适当结合超声成像法作为最终判据。
参考文献：
[1]吴慧敏.结构混凝土现场检测新技术：混凝土非破损检测[M].长沙：湖南大学出版社，2011
[2]父新漩.混凝土无损检测技术手册[M].北京：人民交通出版社，2011
[3]邸小坛，周燕.旧建筑物的检测加固与维护[M].北京：地震出版社，2009.
第9篇：混凝土基本原理范文
关键词：泥水平衡顶管；基本原理；应用
中图分类号： S276 文献标识码： A 文章编号：
1泥水平衡式顶管的基本原理
图1为泥水式平衡顶管掘进机在施工过程中的平衡的基本原理。掘进机在地下水位h2的深度以下施工，掘进机的直径与h3相等，地下水的高度自掘进机底开始，其高度为h1。
图 1
泥水平衡的基本原理图
当掘进机正常工作时，阀门1和2均打开，面阀门3则关闭。这时泥水从进泥管经过阀门1而进入掘进机的泥水仓里。而泥水仓中的泥水则通过阀门2由排泥管道排出。我们只要调节好进、排泥水的流量，就可以使掘进机的泥水仓中建立起一定的压力。其中，p1为掘进机顶部的地下水压力，p3为掘进机底部的地下水压力。P2为掘进机顶的泥水压力，p5为掘进机底的泥水压力。由于泥水平衡顶管掘进机在施工过程中泥水仓的泥水压力必须比地下水高出一个Δp，即在图中高出的Δh水头部分，这个Δp一般取10～20kPa之间。这时，在掘进机底部被增加一个Δp后的地下水压应为p4，在顶部的大小均为P2。因为增加的这个Δp是泥水压力，所以，它同地下水有不同的相对密度，因而当掘进机顶的压力相同时，掘进机底的压力是不相同的，此时，掘进机底的泥水压力为p5。水的密度以γw表示，γm为泥水的密度，则：
p1=γw*h2
p2=γw*（h2+Δh）
p3=γw*h1
p4=γw*（h1+Δh）
p5=p4+γm*h3=γw*（h1+Δh）+γm*h3
实际上，泥水平衡顶管掘进机泥水仓内是在BDEC这个梯形压力区内工作的。如果我们把BD作为理想的挖掘面，那么泥膜就在该面上形成。这层泥膜可防止泥水仓内的泥水向地下渗透，同时也阻隔了地下水向泥水仓内渗透。而泥水仓内的BDEC的梯形压力同时也平衡了土压力，从而保持了挖掘面的稳定。所以，在停止顶进时，不仅要关闭阀门1和2，同时还要保持BDEC这个压力梯度。如果停止顶进过程中，由于渗漏或其他原因使这个梯度起变化，那么挖掘面也就会失稳。通常，在设定泥水压力pm时，一般都取其中间值，即pm=1/2（p2+p5）。
2工作井设计
2．1工作井位置的选择
顶管工作井选在设计检查井位置;工作井处应便于设备、材料运输及下管、排水;单向顶进，当顶管段两端条件相近时，工作坑宜选在管线下游;工作井距离建筑物、铁路等较近时，必须保证足够的安全距离或采取加固措施。工作坑间距不大于160m，中间设接收井，以保证检查井间距符合设计规范。
2．2工作井结构形式
由于埋深较大，顶管工作井与接收井均采用矩形钢筋混凝土沉井。双向工作井先顶进深埋管道，后在井内填砂(预留导轨支柱)顶进浅埋管道。在雨污水管道中线间距小于3．5m的地方，两根管平行顶进，采用雨、污水合顶工作井。在顶管完工后，在工作井内直接施作检查井。为保护现状通行的道路不在施工中受到破坏，对工作井及接收井周边采用水泥深层搅拌桩支护兼作止水帷幕。采用500@350两排搅拌桩，前后排错开布置，桩径500mm，桩体边线距沉井外墙1m，排距350mm，桩芯距350mm。桩体互相搭接150mm，搅拌桩内掺65kg/m42．5普通硅酸盐水泥，底部应插入到不透水层，平均桩长为15m，地面空桩1m，有效桩长14m。结合现状道路实际运营情况，为保证工作井基坑及施工人员操作的绝对安全，经计算确定:工作井锁口及护壁均为0．7m厚的C30钢筋混凝土，底板为0．5m厚的C30钢筋混凝土结构，如有地下水封底下面增加0．3m厚片石。
2．3工作井尺寸
底宽:B=D1+S，其中，D1为管外径，S为管两侧操作宽度，一般为每侧1．2m～1．6m。底长:L=L1+L2+L3+L4+L5，其中，L1为管子顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，混凝土管一般留0．3m～0．6m，使用工具管时，L1应取0．5m;L2为管节长度，m;L3为出土工作间长度;L4为液压油缸长度;L5为后背所占工作井长度，包括横木、立铁、横铁。深度:H=h1+h2+h3，其中，h1为管道外缘底部深度;h2为管道外缘底部至导轨底面的高度;h3为基础及其垫层厚度。
2．4导轨安装
将枕木埋设于混凝土基础中，混凝土基础顶面低于枕木面10mm～20mm。枕木长度宜采用2m～3m，埋设间距可根据管重、顶力和土质选取400mm～800mm，枕木截面不小于150mm×150mm。导轨用型钢和38号钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用道钉将导轨固定在枕木上。导轨安装必须直顺、平行、等高，安装应严格控制高程、内距及中心线。导轨轴线偏差不大于3mm;顶面高差0mm～+3mm;两轨间距±2mm。安装时可用根据所顶管子的实际外径制作的弧形板进行检查。
3顶力计算
顶管推力包括工具管切土正压力、管壁摩阻力，也就是顶管施工中所受到的阻力。认真选择土质参数，分不同管径分别进行计算。
4管节顶进方法
4．1穿墙
沉井下沉时后背预留孔洞用砖砌封堵与墙同厚，顶管完成后拆除。为防止管线出现偏斜，应采取以下几点措施:1)将工具管推进至离洞口1m处停止。工具管要严格调零，将工具管调整成一条直线，此时仪表所映的角度应该为零，调零后将纠偏油缸锁住。2)工具管出洞后，由于支撑面较小，工具管易出现下跌。为此须在工具管下的井壁上加设支撑，导轨前端尽量接近穿墙管，减少顶管机的悬臂长度，同时将工具管与前3节管之间连接，加强整体性。3)工具管出洞后，发现下跌时立即采取主顶油缸进行纠偏。4)工具管出洞前，可预先设定一个初始角(不大于+5')，以弥补工具管下跌。5)出洞操作速度要快，以防出洞口外土体坍塌。
4．2正常顶进
出洞工作结束后，即可进行正常的顶进施工。正常顶进时,先在顶管机头内注入水，注水比例土水为1∶6，并且经由小刀盘切削，由管道内泥浆管运送至井边始沉池和终沉池，然后将泥浆外运。实际操作时，只要机头倾角与设计的偏离在±5%之内，且激光点偏离靶心不超过1cm，就可以不作调整继续顶进。顶管机纠偏不宜追求零偏差，不可用大角度纠偏，应根据管道偏差的大小、偏差发展趋势而确定，使顶管机轨迹过渡平稳。
4．3进洞
顶管进洞前应做好以下几方面的工作:1)顶管机进洞前的3倍管径范围内应减慢顶进速度，减小正面阻力对接收井的影响。2)破除接收井砖墙。3)接收井安装临时支架，防止顶管机头下落。4)顶入的首节管在接收井内露出的长度必须符合要求。5)管道进洞后尽快封堵接收孔，防止泥水进入接收井。6)工具管进洞后，尽快把工具管和混凝土管节分离，并把管节和工作井的接头做刚性接头。
5膨润土泥浆护壁
顶管机推进过程中，若土质较差，在顶管机内沿顶管轴线方向注入水泥浆，达到改良土体，防止顶管机前端土体流失的目的。顶管的触变泥浆具有两种作用，一种是作用，另一种是支撑作用，不使土体坍塌。注浆应和顶进同步进行，其原则是先注浆，后顶进;随顶进，随注浆;确保管泥浆套的形成，充分发挥减阻和支承作用。在顶进过程中避免长时间的泥浆停注，保证顶进过程中的全部管段充满良好的泥浆套。为减少地面沉降，应减少减阻泥浆套的厚度。实际注浆量对于粘性土和粉土不应大于理论注浆量的3倍。对于中粗砂层应大于理论压浆量的3倍。
6测量控制工作
井内测量基座要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作的影响，以保持其稳定性，同时测量控制点需不定期进行校核检查。激光经纬仪按设计要求调整好坡度和方向，照准顶管机内测量靶标。在操作室内通过摄像机可以清楚地观察到激光靶标的情况，通过激光点偏移中心点的刻度和方向，判断顶管偏离设计要求的位移量。初始顶进时每300mm测量一次，并做记录。正常顶进时在工作井可随时用激光经纬仪测量，每顶进0．5m做一次记录。在出洞、进洞及纠偏过程中，适当增加测量次数。测量记录上分别绘制高程、中心曲线图，随时掌握机头顶进趋势。
7结语
随着城市建设的发展，顶管施工在市政排水工程中得到了越来越多的应用，技术人员需要掌握工作井设计方法、管材选择、顶力估算、管道顶进方法、触变泥浆减阻、测量控制等技术要点，控制好施工每个环节，做好施工质量控制。采用泥水平衡顶管施工方法，相对于大开挖从社会效益和经济效益上来讲更具有优越性，同时大大加快了施工进度，值得推广应用。
参考文献：