混凝土结构设计(11篇)

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混凝土结构设计论文篇一

碳纤维cfrp是整个土木工程界使用最为广泛且热门的加固材料，该项加固技术兴起于20世纪80年代，于90年代后期在我国迅速发展起来，国内外好多科研单位和高校就碳纤维cfrp加固混凝土构件这项新技术进行了大量的研究。随着试验研究的深入，该加固技术的适用范围不断扩大，应用技术不断改进。

碳纤维cfrp加固钢筋混凝土柱的试验研究相对较少，但试验研究结果说明碳纤维cfrp加固钢筋混凝土柱具有施工简单、抗腐蚀能力强、约束效果好、基本不需要维修保养等特点，下面就该加固技术进行简要介绍。

、碳纤维cfrp材料

碳纤维cfrp一般是直径为5μm～20μm的连续纤维，基材由树脂和固化剂组成，用树脂（内加固化剂）浸润碳纤维，待树脂固化后便形成了碳纤维加强塑料（简称cfrp）。其特性：密度小，为普通钢材的1/6；强度高，抗拉强度约为普通钢筋的4～6倍；抗腐蚀性能好，强度不受酸碱腐蚀介质的影响；非磁性，不影响电磁信号的传播；抗疲乏性能优良，疲乏寿命普遍高于钢材；温变系数和混凝土相当；弹性模量和钢材相近；极限延伸率1%.

、钢筋混凝土柱cfrp加固原理

钢筋混凝土柱在承受轴向压力时，构件是由于受到极限值十分小的横向扩张引起的，如能在构件四周创造横向约束，以阻止受压构件的这种横向扩张，从而提高构件抗压承载力和变形能力。

碳纤维cfrp加固钢筋混凝土柱就是在柱混凝土和cfrp加强带之间产生约束作用，（它们之间的相互作用力称为界面约束应力）受横向界面约束应力的作用，塑性区的核心混凝土处于三向应力状态，与单向受力状态相比，混凝土的极限压应变和承载力会提高，在柱弯曲承载力没有明显下降的状况下，并不考虑失稳的影响，加固后钢筋混凝土柱具有较大的延性变形与耗能能力。

、钢筋混凝土柱在cfrp包裹作用下的应力分布状况

、由于cfrp对钢筋混凝土柱的横向约束后使cfrp形成轴向拉伸应力，而cfrp的抗弯能力极弱（一般不考虑），矩形柱在cfrp包裹约束下其最终极限轴向抗压强度相对圆柱而言大大降低，主要由于侧向约束应力不均匀。矩形柱边中央侧向约束弱，拐角处侧向应力集中约束较大，柱边只有在发生侧向塑性变形时cfrp对钢筋混凝土柱的横向约束应力才能极速增长。

、由于cfrp对钢筋混凝土柱的约束为界面约束，只有当混凝土向外横向扩张时（产生塑性变形）cfrp方能对混凝土产生约束应力，因此柱环向外包cfrp在承受荷载时表现出两阶段的受力过程：第一阶段，混凝土轴向压应力较小，横向变形较小，cfrp受力较小；其次阶段，随着荷载的增加，柱混凝土变形增大，cfrp环向应力显著增长，环向约束力迅速增加，直到当cfrp达到其极限拉伸应变时发生断裂。

、约束混凝土与无约束混凝土应力—应变关系

、适用范围及工况要求

cfrp加固钢筋混凝土柱适用于圆柱或小截面矩形柱（截面边长一般小于800mm），在未失稳状态下能大幅提高钢筋混凝土柱的轴压承载能力。加固的前提条件是构件的核心混凝土未被破坏，尚具有一定的承载和变形能力。

、cfrp外包钢筋混凝土加固技术

、加固施工要点：

、钢筋混凝土柱加固前的卸荷，此项工作往往被忽视，混凝土构件在负荷外包cfrp时，外包cfrp相对于混凝土柱表面存在应变滞后，常发生cfrp尚未被拉断混凝土已被压坏的状况，这种效应使得cfrp的补强效果降低，不能充分发挥cfrp的高强抗拉性能。

、矩形柱拐角倒角的半径不得小于20mm，柱侧最好修成外凸面，减轻角部cfrp的集中应力，好多试验说明即使如此cfrp的破坏依旧发生在拐角部位。

、混凝土构件表面的修复工作极为重要，其直接影响cfrp对混凝土横向约束效果。

1）碳纤维cfrp加固钢筋混凝土柱，能使混凝土承受轴向受力状态变为三向受力状态，约束混凝土的.承载力和变形能力得到提高，特别对轴压比不能满足抗震设计规范要求的钢筋混凝土柱加固效果比较明显。

2）提高塑性铰区的承载力及延性，钢筋混凝土柱在地震荷载的重复作用下，上下端会首先出现塑性铰区，承载能力及延性迅速下降，用cfrp进行缠绕加固后，塑性铰区核心混凝土受到约束极限强度及变形能力大幅提高。

3）施工技术含量低、工艺简单，约束效果好、抗腐蚀能力强，只需保护不需要保养。

4）碳纤维cfrp加固技术并非万能“处方〞，有其缺点：有机胶耐高温性能差，高温环境及防火等级要求高的建筑不能使用；不规则或大截面矩形柱应有条件使用。

混凝土结构设计论文篇二

本文先对土木工程混凝土建筑加固的必要性进行分析，进而从增加截面面积、外包钢以及预应力相关的加固技术基础上，对土木工程混凝土建筑的加固技术进行详细阐述。

土木工程；混凝土；加固技术

在房产经济快速发展的状况下，我国的建筑行业也得到了很大的进步。随着建筑项目建设的规模和数量不断的扩大，土地资源也逐渐紧张。为了能够满足更多人的居住需要，建筑的楼层也逐渐增加。这些建筑会随时间的流失而出现老化现象，这样不但会对居住人员的财产安全进行影响，并且也会导致社会资源的浪费。导致建筑结构老化的原因大约有两种，其一是建筑物的混凝土结构在经历了长时间的风吹日晒后，在建筑中的一些木质结构上出现有腐蚀性微生物、细菌等，这样就会导致木材镂空，失去承载功能。其二是建筑物被超负荷的使用，进而导致了建筑的功能性和安全性逐渐下降。而在这种老化的状况下极易导致建筑物出现质量和安全问题，在严重的时候还会导致人员的伤亡。所以，我们在对建筑项目进行建设的时候，不但要在设计阶段中做好规范的设计，同时还要对建筑物结构工程进行合理评估，要对建筑物的损伤状况进行把握，并且通过有效的加固手段和技术对建筑物进行修复。通过这种方式，来让建筑物达到一定的安全标准。有好多建筑出现了部分的问题，进行必要的修补和加固后仍旧可以使用，这样可以俭约大量的资金。这些建筑结构只是部分混凝土构件达到了一定的使用年限，或者是在使用过程中出现问题。在这种状况下就不需要整体推到重建，通过局部加固技术来延长整体工程的使用寿命，这样不但能够在一定程度上节省社会资源，还能够对整个建筑物结构的稳定和安全进行保障。以此对居住人员的人身安全和财产安全进行保障，在此基础上促使建筑行业的健康发展。

混凝土结构加固补强技术有好多，进行直接加固的有加大截面面积、外包钢加固以及预应力加固，同时还有增设支点以及支撑体系等相关的加固方式。以下就对加大截面、外包钢等相关的加固技术进行重点阐述。

（1）加大截面面积加固技术。通过加大截面的尺寸来进行加固，是一种使用比较广泛的技术，其主要是把混凝土浇注到建筑受弯和受到压力的部分，通过这种方式提升截面的高度和面积，进而有效的提升构件正截面和斜截面的抗弯能力，并且有效的加强其抗压力效果。在使用加大截面面积的加固技术时，要综合建筑钢筋长度、面积以及承受力的实际状况进行，其一般是使用在构件正截面中。譬如浇注和建筑受拉区域一致的混凝土截面，或者是利用对新旧构件共同的作用，这些都能够对建筑的使用状况进行改善，进而极大的提升建筑混凝土的承载力。这样的加固技术在实施和操作的时候相对简单，可以使用在建筑的梁、板以及墙等相关的混凝土结构加固中，但是施工时使用的时间比较长。

（2）外包钢加固技术。这种技术使用一种以角钢外包在构件四角的方式，在角钢之间使用缀板进行连接和稳固。外包钢加固技术一般使用在混凝土的柱、梁和腹杆的加固中。根据实际的施工方式，可以将外包钢加固技术分成湿和干两种方式。其中的湿式方式是指外包型钢和构件之间使用乳胶水泥进行粘贴，或者是使用环氧树脂化学进行灌浆的方式，以此将外包钢和构件有效的连接在一起。在此基础上让型钢和原始构件一同承受重力和压力，将其使用在混凝土的加固中可以得到很好的效果。而干式外包钢加固是指原始构件和外包钢之间没有进行任何的粘结，有时候会填入一些水泥砂浆，但是并不能够保障结合面剪力和拉力之间有效传递，型钢和原构件不能够一起工作，只能够单独性承受压力和重力，和湿式的外包钢加固相比效果就要弱好多。外包钢加固技术的施工很简单，并且速度很快，施工的工作量相对较小，并且承受力也很可靠，可以使用在不允许加大原构件截面面积，但是又需要提升截面承载力的混凝土结构中。不过这个加固技术在实施的时候使用的钢材量比较大，会提升加固的成本费用。

（3）预应力加固技术。预应力加固使用的是外加预应力钢拉杆，还有则是使用撑杆对结构进行加固的方式。在实施的过程中是经过施加预应力的方式让钢拉杆或者是型钢撑杆受力，对原始构件的内部力量分布进行影响和改变，以此降低结构原始的应力水平，进而提升结构的承载能力。通过对预应力的使用能够实现加固、卸载以及变化结构内力的三种效果。预应力在使用的过程中有好多优势，后加拉杆或者是撑杆与原有结构可以一起工作，以此对后拉杆的应力滞后现象进行消除。同时体外配筋张拉预应力能够增加正截面和斜截面的强度，并且也有效的提升刚度。这样就能够改善使用性能，进而得到很好的效果。预应力中出现的负弯矩能够将部分的荷载弯矩进行抵消，以此对原始构件的挠度进行降低，对原始构件中的裂缝宽度进行缩小，甚至完全消除裂缝并使其闭合。

（4）增设支点的加固技术。增加支点加固主要是通过增设支撑点的方式减少结构计算跨度，对结构内力分布状况进行改变，并且有效的提升其承载能力。从这个技术的施工方式来看可以将其分成刚性支点和弹性支点两种。刚性支点主要是应当支撑结构的轴心受压或者是受拉把荷载直接转移给基础构件，由于支承结构轴向变形低于被加固结构的挠曲变形，这对被加固结构而言，其结构受力状况比较明确，并且能够有效的将内力计算进行简化。而弹性支点是经过支承结构受弯作用间接的对荷载进行传递，由于支承结构变形和被加固结构变形高度一致，所以内力分析就更加繁杂。和这种弹性支点法相比，刚性支点加固的性能比较好。

建筑在使用一段时间之后会出现一定的结构老化现象，进而对建筑的质量安全形成一定的影响。通过对混凝土建筑的加固，使用外包钢加固以及预应力加固等相关技术，能够对部分建筑构件的承载能力进行提升，以此保障建筑的安全使用。

[1]张曼.土木工程中混凝土建筑加固技术分析[j].装饰装修天地,2023(10).

[2]张文晶,贾双.谈土木工程中混凝土建筑加固技术[j].建筑工程技术与设计,2023(24).

混凝土结构设计论文篇三

1混凝土产生质量的主要原因

1．1混凝土腐蚀的原因分析第一，酸雨和酸性物质的影响。如今，随着工业化进程的不断加快，煤炭仍旧是主要能源，在煤炭的燃烧过程中会产生大量的二氧化硫。当大量的二氧化硫排放到空气中，会形成酸雨。二氧化硫浓度的不同，酸雨的酸度也不同，所以对混凝土的腐蚀程度也不一样，毋庸置疑，随着随着燃煤的增多，无疑会形成更多酸度更大的酸雨，会对混凝土设施造成更为严重的腐蚀。同时，好多化工厂在生产过程中会排放含有大量酸性物质的污水，当建筑施工单位使用这样的水质进行混凝土的制备时，就会为混凝土的腐蚀埋下严重的隐患。其次，混凝土发生化学反应。当某些含有酸的物质接触混凝土设施时，会使混凝土发生一定的化学反应，从而是混凝土的成分发生变化，从而造成混凝土设施的腐蚀。这主要是由于，混凝土中含有一定量的氢氧化钙，氢氧化钙和酸性物质反应会生成碱性钙盐发生膨胀，从而造成混凝土的腐蚀。同时当碱性物质和混凝土接触时，会使混凝土变成石膏，也会造成混凝土的膨胀，使混凝土的致密性发生破坏。

1．2产生裂缝的原因分析产生裂缝是混凝土施工中的常见问题。施工人员需要有效控制裂缝的产生，有效保证混凝土的施工质量。一般来讲，裂缝会降低建筑结构的稳定性和抗渗性能，同时还会为混凝土和杂质物质接触，造成混凝土的腐蚀，从而影响整个建筑结构。通过研究说明，混凝土会产生裂缝主要是由于混凝土内部和外部的温度变化幅度过大，由于较大的热胀冷缩，使混凝土结构产生不均匀的收缩和舒张从而产生裂缝。当然，由于地基和基础的不均匀沉降也会造成混凝土结构产生裂缝。从具体的施工过程来看，混凝土在施工过程中出现裂缝，很大程度上是由于混凝土的配比比例不合理以及搅拌不够均匀，这就造成混凝土水泥浆的大量流失，会使模板表面没有清理完全，出现麻点、凹坑，甚至模板局部出现蜂窝状的窟窿，这种模板是不符合标准的，在较大的昼夜温差下，就会出现严重的裂缝。裂缝会对混凝土设施造成严重的影响，所以施工人员要密切关注混凝土的开裂问题，及时采取措施。

1．3管理问题施工中的管理问题也是工民建混凝土出现质量问题的重要因素。就当前混凝土施工现状来看，某些施工方确实存在质量低下，施工技术欠缺的问题。同时监视管理人员未按行业规范进行施工验收，特别是对重要施工部位检查不力，给整个建筑工程留下了很严重的隐患。建筑结构设计单位在准备工作不够充分，有些建筑结构设计单位一位追求经济效益，并不看重施工质量。建筑施工监管人员专业技能不足，不能发现建筑结构设计中存在的隐患。不能发现施工中存在的问题，更不能提出解决方案，对施工工程质量不能严格把关。单位领导不够重视施工监管工作，致使好多监管人员消极怠慢，甚至出现消极渎职的违法行为。

2控制混凝土施工质量的措施

2．1加强对混合料的制备的控制在混凝土配置过程中，搅拌是一个十分重要配置环节。从搅拌的过程来看，搅拌机的优劣决定了搅拌结果的好坏，由于不同类型的搅拌机其搅拌的程序和规定也不同，质量过硬的搅拌机在搅拌过程中可以有效提高混凝土的质量，提高混凝土的稳定性和均匀性。所以施工单位必需委派专人监视混凝土的搅拌工作，完善混凝土的搅拌制度，把握搅拌料的先后投放顺序，严格控制混凝土的搅拌时间。因此，施工人员在惊醒混凝土搅拌工作时要首先确定搅拌物料的投放顺序，控制搅拌时间，采用次数投料法和次数加水法，来不断提高搅拌机的搅拌效率，提高混凝土的搅拌质量。从具体的搅拌技术来看，在搅拌和混合时，严格控制搅拌物料的粒径，首先出去搅拌料中的过大颗粒，这就需要合理调整振动筛的震动速度和孔径，保证经过筛选后的物料符合标准。在物料搅拌过程中，可以适当增加搅拌时间，较少矿粉的用量，及时控制搅拌温度，减少混合料中的花白料的产生。同时在搅拌过程中，要根据物料的品种来使用不同的搅拌方法，根据工程实际状况来确定搅拌机的数量。这样可以有效节省开支和混合料的浪费。

2．2提高混凝土的配置技术混凝土的配比直接影响混凝土的质量，也是施工准备工作中最重要的环节。众所周知，混凝土主要是将水泥、石砂、添加剂和水进行混合搅拌形成的。在混凝土配置前，要根据混凝土的品级严格检查，保证配置的混凝土具有良好的强度和安全性。在混凝土配置中，严格检查各个混合料的的生产日期和有效日期，这是保证混凝土质量的关键。在配比过程中，不能依据经验进行配比，要依据相关规定，根据不同混合料的各项性能，考虑各方面的因素，再进行配比，保证配置的混凝土具有良好的强度、耐久性和防坍塌度。

2．3加强施工监管工作我国建筑行业飞速发展，建筑结构的稳定性和安全性受到了人们的广泛关注，国家出台了好多法律法规来规范建筑行业的发展，所以建筑施工单位要严格依照国家的相关法律进行混凝土施工，所以施工单位要严格依照国家法律及时进行工程项目验收，避免安全隐患的存在。这就要求广大混凝土施工人员在施工过程中要严谨认真，全面考虑建筑物存在的危险因素和混凝土施工的技术要点，将安全隐患降到最低。只有严格依照国家法律法规进行混凝土的施工和验收，才能从根本上解决建筑物中的安全隐患，从根本上提高建筑工程的安全稳定性。

3终止语

对于混凝土质量的控制工作，需要施工人员深入学习混凝土施工的相关法律法规，充分考虑建筑工程的合理性和经济性。从各个方面对混凝土的质量进行有效的控制，紧紧把握混凝土施工的基础环节，从缓凝土质量问题的根源入手，综合治理。在混凝土施工质量控制过程中要严格控制混凝土产生的质量问题，施工完成后严格检查混凝土产生裂缝的状况;避免混凝土和强酸、强碱物质接触，避免混凝土产生腐蚀问题;同时在施工管理方面，监管人员要负起责任，将监视和管理落实到实处。

混凝土结构设计论文篇四

论文关键词:混凝土楼板；裂缝；施工因素

论文摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，本文对混凝土工程因施工过程中产生的裂缝问题进行了探讨分析，并针对具体状况提出了一些预防、处理措施。

由于裂缝的存在和发展寻常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命等。因而防止楼板开裂已经成为大家共同关心的课题，本文试从施工的角度出发，探讨楼板裂缝产生的原因以及防治措施。

一、楼板裂缝的开展大多有以下几种状况

（一）裂缝在板面沿楼板支座边300mm范围内平行于支座开展，甚至板的四周都出现裂缝并且连续；

（二）在板角处裂缝与相邻两支座成45度角展开；

（三）与施工井架位置相接的楼板常出现裂缝。

这些裂缝大多在工程竣工后一段时间才被发现，往往这时楼板还几乎没有使用荷载。有时裂缝宽度在水泥沙浆找平层表面被放大了，实际上在混凝土楼板的裂缝宽度大多在以下，裂缝的深度在15mm左右。

二、楼板裂缝的原因主要有以下几种

（一）干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量等有关。硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸发会引起混凝土干缩。此外，楼板混凝土的收缩也受到结构的另一部分（如混凝土梁、柱）的约束而引起拉应力，拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝，并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸。

（二）塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原由于：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抗争其本身收缩，因此产生龟裂。

（三）支撑沉陷裂缝

新浇混凝土楼板简单在模板、支撑变形的状况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大，在荷载作用下变形沉陷，施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位屡屡瞬间相对位移以及过早拆模等等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。沉陷变形也是混凝土楼板裂缝开展的另一个常见原因。

（四）温度裂缝

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。

（五）化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。

就施工因素来说，楼板的模板、支撑变形或沉陷，混凝土的制作和捣实工艺等大量方面的施工质量问题以及缺乏养护都会增加产生裂缝或引致裂缝发展的可能性。因此，裂缝的发生和延伸开展与混凝土内在的特性和多种施工因素可能同时存在某种关系。也就是说，同一条裂缝的开展往往由多个原因所造成。

三、针对裂缝产生的原因，在施工因素方面采取相应措施，以减少楼板裂缝的产生。为此，在混凝土施工中，在工序和工艺方面应当注意以下几个问题

（一）严格控制混凝土搅拌和施工中的协同比，混凝土的用水量绝对不能大于协同比设计所给定的用水量，混凝土应使用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量，设备允许状况下，不要用过大的塌落度。使用各种外加剂时要注意，尽量不要选用增加混凝土干缩的外加剂；选择适合的水泥品种，使混凝土收缩减少，凝固时间适合；混凝土内砂石水泥的级配力求最优。（二）浇筑混凝土之前，将模板浇水均匀湿透。

（三）模板及其支撑系统要有足够的刚度，且支撑稳固，并使地基受力均匀。楼板模板支