原始资料 公路自然区划：Ⅱ区 公路等级：二级公路 路基土质：粘质土 路面宽度(m)：9 初期标准轴载：2100 交通量平均增长： 5 板块厚度(m)：0.22 基层厚度(m)：0.18 垫层厚度(m)：0.15 板块宽度(m)： 4.5 板块长度(m)： 5 路基回弹模量：30 基层回弹模量：1300 垫层回弹模量：600 基层材料性质：柔性 纵缝形式：设拉杆平缝 温度应力系数： 4.5 计算类型：普通水泥混凝土路面厚度计算 二、交通分析 根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P6表3.0.1《可靠度设计标准》，本道路的等级为二级公路，故设计基准期为20年，安全等级为三级。由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38表A.2.2《车辆轮迹横向分布系数》，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取.39。，交通量的年增长率为5%。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38公式A.2.2计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：Ne=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr=9884571次 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P7表3.0.5《交通分级》可确定轴载等级为：重交通等级。 三、初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为：0.22m，基层选用柔性材料，厚度为0.18m，垫层厚度为 0.15m。水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4.5m。纵缝为设拉杆平缝。 四、路面材料参数确定 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P8表3.0.6《混凝土弯拉强度标准值》可确定混凝土弯拉强度标准值为：5MPa。根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P53表F.3《水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值》可确定弯拉弹性模量为31000MPa。 路基回弹模量选用：30MPa。基层回弹模量选用1300MPa。垫层回弹模量选用600MPa。 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P40公式B.1.5计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1*h1*E1+h2*h2*E2)/(h1*h1+h2*h2)=1013(MPa) Dx=E1*h1^3/12+E2*h2^3/12+(h1+h2)^2/4*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2)^(-1))=2.57(MN-m)
静电微泵致动特性及其尺寸效应分析1 刘迎伟1，刘凯1，韩光平1，2 1．西安理工大学机械与精密仪器工程学院，西安（710048） 2．郑州航空工业管理学院，郑州（450052） E-mail：kliu@https://www.doczj.com/doc/e214511047.html, 摘要：分析静电吸合现象，给出吸合电压的计算公式，以圆形泵膜为例，研究吸合电压的尺寸效应及泵膜几何尺寸对吸合电压的影响，得到静电间隙与泵膜厚度对吸合电压呈现正尺寸效应，其中吸合电压对静电间隙的灵敏度较大；泵膜半径则呈现负尺寸效应。这为静电致动器的精确控制与设计提供依据。 关键词：静电微泵；静电吸合；尺寸效应；等效电路 静电致动微泵工作过程式是一个静电场和机械结构相耦合的过程，通过静电场的变化引起微泵结构的响应[1]。因此，微泵的结构特征与静电致动特性是影响微泵工作的两个最主要的因素。本文研究静电致动特性及其尺寸效应。 1．振膜式静电微泵的结构及其工作原理 静电力作为MEMS的主要驱动力，由于其响应时间短，可靠性极好，能耗很低，制作也相对简单，被广泛地用于许多微型器件上。静电致动只有做到电极间间隙足够小，且所加电压比较高时才能产生足够大的致动力，这样必须防止两电极的接触。而且致动力的非线性性质给精确控制增加了一定难度。应用较为成功的一类静电致动器就是静电致动式微泵。其基本结构主要由三部分组成：致动单元，微型单向阀单元和泵室。致动单元包括：固定电极（上电极对），绝缘层，泵膜片（下电极对）。微型单向阀单元包括上阀体和下阀体或扩散口和喷嘴。结构如图1和图2所式。 静电致动器原理很简单，由一个薄膜作为可动电极和一个固定电极组成，在两个电极间施加交变电压，利用两个电极之间的电荷吸引作用，使薄膜产生周期性变形，使腔体内的压力交替变化，从而驱动流体流动。静电产生的压力与电极施加的电压的平方成正比，与电极间的距离的平方成反比。静电驱动方式一般通过调节驱动电压大小来间接控制机构的运动。压力的提高受到致动器的位移量(行程)的限制。 图1 有阀静电微泵 1本课题得到了教育部高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20060700002）的资助。
1总则 1．0．1 为适应交通运输发展和公路建设的需要，提高水泥混凝土路面的设计质量和技术水平，保证工程安全可靠、经济合理，制定本规范。 1．0．2 本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。1．0．3 水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践 经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。水泥混 凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋 配制等。水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可 靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应， 满足预定的使用性能要求。 1．0．4 水泥混凝土路面设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语、符号 2．1 术语 2．1．1 水泥混凝土路面cement concrete pavement 以水泥混凝土做面层（配筋或不配筋）的路面，亦称刚性路面。 2．1．2 普通混凝土路面plain concrete pavement 除接缝区和局部范围外面层内均不配筋的水泥混凝土路面，亦称素混凝土路面。
2．1．3 钢筋混凝土路面jointed reinforced concrete pavement 面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。 2．1．4 连续配筋混凝土路面continuous reinforced concrete pavement 面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。 2．1．5 钢纤维混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement 在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。 2．1．6 复合式路面composite pavement 面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。 2．1．7 水泥混凝土预制块路面concrete block pavement 面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。 2．1．8 碾压混凝土roller compected concrete 采用振动碾压成型的水泥混凝土。 2．1．9 贫混凝土lean concrete 水泥用量较低的水泥混凝土。 2．1．10 设计基准期限design reference period 计算路面结构可靠度时，考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。 2．1．11 安全等级safety classes
混凝土作为一种脆性工程材料表现出了明显的尺寸效应(size Effect)。准确地说，它的混凝土尺寸效应现象表现在两个方面：一是试件尺寸对确定参数的影响，二是在进行数值模拟时，数值计算得到的结果显著的依赖于有限元网格尺寸大小。例如混凝土梁的弯曲强度随梁高度的增加而降低。L’Herrnite的研究则表明，由三点弯曲梁测得的混凝土平均抗拉强度随试件体积的增加而降低。Kadlecek等指出，由三点弯曲梁和四点弯曲梁试验、计算所得的混凝土平均抗拉强度与直接拉伸试件所得混凝土抗拉强度值有显著差别。Bazant等对混凝土缺口梁的试验研究表明，名义抗拉强度和抗剪强度对试件尺寸有明显的依赖性。上述研究实质上表明：1.由弹性分析或极限分析反映的水泥基复合材料的抗拉强度是试件体积和结构内部应力场的函数。这种试件尺寸效应与结构内部原始缺陷有一定的关系。也就是说材料内部的原始缺陷数量是材料体积的函数，原始缺陷在结构中的拓朴分布必定与施加于这些微缺陷的应力场有关。文献[17]的研究指出：这种试件尺寸效应可以用初始损伤发展的概率方法来分析。2.由混凝土缺口试件测得的混凝土断裂韧度有明显的尺寸效应，试件的破坏往往是断裂过程区中微裂缝发展的结果。断裂过程区的大小往往与材料中骨料粒径大小有直接关系，对于混凝土I型断裂而言，断裂过程区的宽度是最大骨料粒径D max的3倍，而其长度约是D max的5至6倍。然而断裂过程区的体积并不随结构的尺寸变化。因而对尺寸较小的试件来说，在断裂过程区和结构的其余部分之间进行的应力和能量重分布是非常重要的。而对于大试件来说，由于断裂过程区的大小与试件尺寸相比可忽略不计，其损伤可视为集中在裂缝尖端的一个相对小的区域。这种试件尺寸效应与结构破坏前的损伤发展有关而与材料中原始缺陷无关。上述两个方面实则指出了两种类型的试件尺寸效应现象，一种与结构的原始缺陷的数量和分布有关，一种与结构在应力作用下的损伤发展有关。对于有缺口试件而言，预制切口可视为结构内部的最大原始缺陷。 对混凝土这种典型的非均质材料来说，对其力学行为的模拟往往有两种方法：一种是视混凝土为均质材料，采用连续介质力学方法。定义局部应变和应力，利用一种适当的方法来分析当材料受荷时，应力和应变的变化。另一种是不再认为混凝土为均质材料，而认为其组份是随机分布，运用概率的方法来研究混凝土的力学行为，这就是通常所说的随机方法(Stochastic Approach)。已有许多学者运用这种随机方法建立了许多混凝土分析模型。
混凝土试块的分类及留置要求，你必须知道！！ 混凝土试块分类： ①混凝土标准养护试块； ②混凝土同条件600℃试块； ③混凝土同条件拆模试块； ④混凝土负温转正温试块（仅冬期施工时留置）； ⑤混凝土负温转常温试块（仅冬期施工时留置）； ⑥混凝土受冻临界强度试块（仅冬期施工时留置）； ⑦抗渗试块（仅抗渗混凝土留置）。 注：冬期施工规程JGJ104中规定：根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5℃即解除冬期施工。 普通混凝土试块：每组3块；试块尺寸一般为100mm见方、150mm 见方或200mm见方；检测项目：混凝土试块抗压实验。 混凝土抗渗试块：每组6块；抗渗试块尺寸：圆直径175（上口）*185（下口）*高150mm；检测项目：混凝土抗渗试块抗渗试验； ①混凝土标准养护试块：在标养室（湿度大于95%，温度在20±2℃）中养护龄期为28d时送检，±0.000m一下部位掺粉煤灰的混凝土标养试块龄期为60d。 留置方法及组数：连续浇筑1000m3以内同一配合比混凝土时，
每100m3混凝土留置一组试块，当一次浇筑的同一配合比混凝土超过1000m3时每200m3混凝土留置一组试块。 ②混凝土同条件600℃试块：等效养护龄期按日平均气温逐日累计达到600℃，0℃及以下龄期不计入，等效养护龄期不应小于14d，也不应大于60d。 留置方法及组数：对不同强度等级的混凝土，同时浇筑的混凝土按部位留置一组试块；留置组数总计不应小于3组，不宜小于10组。 ③混凝土同条件拆模试块：在准备现场拆除该层混凝土构件模板前2天送检，同条件拆模试块是用来检测混凝土构件在准备拆模时的强度； ④混凝土负温转正温试块：仅冬期施工时留置，龄期为由负温转正温后，养护28d送检； 留置组数：同浇筑时间、同强度的混凝土留置两组； ⑤混凝土负温转常温试块：仅冬期施工时留置，龄期为同条件养护28d转入标准养护28d，共计56d； 留置组数：同浇筑时间、同强度的混凝土留置两组； ⑥混凝土受冻临界强度试块：仅冬期施工时留置，龄期按冬期施工浇筑部位的混凝土温度降到0℃时所对应的龄期时送检。 留置组数：同浇筑时间、同强度的混凝土留置两组； 混凝土抗压强度：混凝土采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥配置时，混凝土强度应为30%；采用矿渣硅酸盐水泥配置时，混凝土强度应为40%；
水泥混凝土路面设计计算案例 一、设计资料 某公路自然区划Ⅱ区拟新建一条二级公路，路基为粘性土，采用普通混凝土 路面，路面宽为9m ，经交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数 为2100次，试设计该路面厚度。 二、设计计算 （一）交通分析 二级公路的设计基准期查表10-17为20年，其可靠度设计标准的安全等级 查表10-17为三级，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数查表10-7取0.39取交 通量年增长率为5％. 设计基限期内的设计车道标准荷载累计作用次数按式（10-3）计算： 6 2010885.939.005 .0365]1)05.01[(2100365]1)1[(?=??-+?=?-+?=ηr t r s e g g N N 由表10-8可知，该公路属于重交通等级。 （二）初拟路面结构 相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级 和中级变异水平，查表10-1初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。基层选用水泥 稳定粒料（水泥用量5％），厚度为0.18m 。垫层为0.15m 低剂量无机结合料稳定 土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m ，长5m 。纵缝为设计拉杆平缝（见图10-8 （a ）），横缝为设计传力杆的假缝（见图10-5（a ））。 （三）路面材料参数确定 查表10-11、表10-12，取重交通等级的普通混凝土面层弯拉强度标准值为 5.0MPa ，相应弯拉弹性模量为31GPa 。 根据中湿路基路床顶面当量回弹模量经验参考值表10-10，取路基回弹模量 为30MPa ，根据垫层、基层材料当量回弹模量经验参考值表10-9，取低剂量无 机结合料稳定土垫层回弹模量为600MPa ，水泥稳定粒料基层回弹模量为 1300MPs 。 按式（10-4）-（10-9），计算基层顶面当量回弹模量如下： )(101315.018.015.060018.01300222 222 2122 2121MPa h h E h E h E =+?+?=++ ) (57.2)15 .0600118.013001(4)15.018.0(1215.060018.01300)11(4)(122123312 21122132311m MN h E h E h h h E h E Dx ?=?+?++?+?=++++=--
水泥混凝土路面厚度计算书 1 轴载换算 表1.1 日交通车辆情况表 ∑==n i i i i s P N N 1 16)100(δ 其中i δ为轴-轮系数，单轴-双轮组时，1=i δ，单轴-单轮时，按下式计算： 43.031022.2-?=i i P δ 双轴-双轮组时，按下式计算： 22.051007.1--?=i i P δ 三轴-双轮组时，按下式计算： 22.081024.2--?=i i P δ 表1.2 轴载换算结果表
2 确定交通量相关系数。 2.1 设计基准期内交通量的年平均增长率。 可按公路等级和功能以及所在地区的经济和交通发展情况，通过调查分析，预估设计基准期内的交通增长量，确定交通量年平均增长率γ。取%5=γ。 2.2车辆轮迹横向分布系数η 表2.1 车辆轮迹横向分布系数η 0.54～0.62 注：车道或行车道宽或者交通量较大时，取高值；反之，取低值。由规范得：二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，取39.0=η。 ⒊ 计算基准期内累计当量轴次。 设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，可按下式计算确定。 [] ηγ γ365 1)1(?-+?= t s e N N 代入数据得[] 62010926.339.005 .0365 1)05.01(834?=??-+?= e N 次
属重交通等级。 4 初拟路面结构。 由规范得，相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查规范初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚0.18m 。垫层为0.15m 低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m,长5.0m 。纵缝为设拉杆平缝，横缝 为设传力杆的假缝。 5 路面材料参数确定。 根据规范，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 5.0MPa ，相应弯拉弹性模量标准值为 31GPa 。 路基回弹模量取30MPa 。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa ，水泥稳定粒基层回弹模量取1300MPa 。 6 计算荷载疲劳应力。 新建公路的基层顶面当量回弹模量和基层当量厚度计算如下： MPa h h E h E h E x 101315 .018.015.060018.013002 22 2222122121=+?+?=++= 1 2 211221322311)11(4)(12-++++=h E h E h h h E h E D x 1 233)15 .0600118.013001(4)15.018.0(1215.06001218.01300-?+??++?+?= m MN ?=57.2 m E D h x x x 312.01013/57.212)12( 3 3/1=?== 293.4)301013(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=?????? ?-?=?? ????-=--E E a x 792.0)30 1013(44.11)( 44.1155 .055.00=?-=-=--E E b x
微电子机械系统尺寸效应的泛函分析 韩光平1,2,刘凯1,褚金奎2 (1.西安理工大学,陕西西安 710048;2.郑州航空工业管理学院,河南郑州 450052) 摘要:尺寸效应涉及微电子机械系统研究领域的各个方面,在分析归纳微器件或系统中尺寸对其特性影响的基础上,提出从纯尺寸因素和非尺寸因素综合考虑尺寸效应,建立了一个尺寸效应的基本数学模型,并从尺寸泛函的绝对值、相对值和对尺寸的灵敏度三个方面对该数学模型进行泛函分析,总结出一些尺寸效应的发生规律。 关键词:微电子机械系统(M EM S);尺寸效应;泛函分析;灵敏度;微器件 中图分类号:T H112 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2004)02-0017-03 微电子机械系统(M EM S)技术基于微电子和微机械的有机集成,涉及微电子学、微机械学、微材料学、微摩擦学、微电磁学、微光学、微动力学、微流体力学、微热力学、自动控制、物理、化学及生物医学等多个学科的研究领域[1],集约了各学科前沿领域研究的新技术、新成果,和纳米科学技术(N ST)一起被列为21世纪关键技术之首。自20世纪60年代问世以来,M EM S逐步成为人们在微观领域认识和改造客观物质世界的一种高新技术和重要手段,将人类带入信息时代。由于其应用的广泛性和迫切性,国内外投入到该研究领域的人力、物力日益增加,考虑到实用性,人们更加关注可以即时应用的各种微器件的研究开发,特别是经过近十年的迅猛发展,国内外在硅微细加工、光刻、L IGA和准L IGA技术、高能束刻蚀技术、牺牲层技术、外延技术、准分子激光微细加工技术等各种微制造工艺方面取得了显著的成就,设计制造出多种微传感器、微执行器等微器件,如M EM S力传感器、微加速度传感器、微显示器芯片、微惯性传感器、微机械血液测试仪[2]、微阀、微泵、微齿轮及微马达等。但是,各种微器件有机结合成真正意义上的M EM S,还有相当的难度,如何建立M EM S等效机构的失效模型这一问题尚未得到有效解决[3]。究其原因,人们对微观条件下M EM S器件的运动规律、物理特性和受载之下的力学行为缺乏充分的认识,没有形成基于一定理论基础之上的M EM S设计理论方法[4],只能靠传统方法进行试探性研究。目前,M EM S基础理论研究远远不能满足人们的需要,成为整个微电子机械系统进一步发展的 瓶颈 ,因此,对M EM S设计中的基础理论进行系统性研究已刻不容缓。 1 研究尺寸效应的意义 随着纳米材料、微器件、微结构和微系统的深入发展及其应用,与微尺度效应有关的理论和技术成为当前的研究热点,推动着微尺度理论的形成和发展[5]。微电子机械系统不仅是指以微小尺寸和工作空间为特征,更重要的是,微器件中的物理量和机械量等在微观状态下呈现出大大异于传统机械的特有规律,因此,M EM S具有自身独特的理论基础。对于M EM S 的基础理论范畴,大量的专著和论文报道均有详尽的描述,其中有把M EM S涉及到的各学科作为基础理论研究范畴,这种观点使得M EM S基础理论研究内容全面,但没有突出其重点;有的研究人员挑选出应用更为广泛的部分学科,如文献[4]把微机构学、微构件材料力学和微摩擦学作为现阶段M EM S基础研究的主要内容,这种观点重点突出,没有包括应有的其它学科的理论基础。无论如何划分,M EM S理论基础的研究领域都包含有一个共同的特征 微 ,这说明尺度因素才是微电子机械系统设计中最为重要的主导因素。以尺寸效应作为M EM S 理论基础的主要研究内容,既可以突出研究重点 构件的微型化,又给出了M EM S所涉及各学科之间的联系,即微型化的构件产生的效应使其具有自身独特的性能,导致在各学科领域产生新的问题。 在微观领域中,微器件的显著特征就是呈现出尺寸效应和表面效应,而表面效应也是由于尺寸的减小引起表面作用的增强。当物体的尺寸改变时,与尺寸相关的各种物理量、机械量发生相应的变化,从而产生尺寸效应。尺寸效应及其引起的变化(如表面缺陷数、晶格层错、介质不连续及量子效应等)导致了微观领域的许多物理现象与宏观领域相比较有显著差异,甚至相悖,从而出现新的研究领域,对经典理论提出挑战。因此,研究M EM S的基础理论,必须研究尺寸效应。已有关于尺寸效应的研究仅仅局限于某一个具体量,如弹性模量、拉伸强度、失效强度及形状记忆合金的回复力[6]等,而且数据是在不同的工艺条件和测试环境下获得的,缺乏通用性和权威性。在此对具有普遍性意义的尺寸效应,建立了基本的数学模型,对纯尺寸因素进行了泛函分析,并综合考虑尺寸效应引发的非尺寸因素变化。 2 尺寸效应的基本数学模型 2.1 尺寸泛函 在尺寸效应中,特征尺寸L是基本参量,尺寸的变化首先 第21卷第2期2004年2月 机 械 设 计 JOU RNA L OF MA CHIN E DESIGN V ol.21 No.2 Feb. 2004 收稿日期:2003-04-07;修订日期:2003-08-26 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50135040) 作者简介:韩光平(1971-),男,河南郑州人,西安理工大学博士生,郑州航空工业管理学院讲师,主要研究方向:微电子机械系统(M EM S)微尺度及系统仿真。
钢筋混凝土温度作用分析 1概述 温度问题是长期以来困扰超长混凝土结构设计的一大问题，这方面人们已做了大量的研究，但至今没有得到良好的解决。目前越来越多的在建百万机组的火力发电厂主厂房采用现浇钢筋混凝土框架结构，其主厂房每台机一般至少有10个跨度，长度100米左右。现行的《混凝土结构设计规范》规定，室内现浇框架结构的最大适宜伸缩缝间距为55米，当有充分依据和可靠措施时可适当增加间距。弱设置伸缩缝则需采用双柱，增加了工程造价的同时还给工艺布置带来一系列问题。此外设缝带来耐久性、耐火性、水密性、施工性和维修性等方面的问题。对于火力发电厂主厂房来说，在同二台机范围内设置三条伸缩缝在工艺上来说也是可以的，但目前常规的做法大多还是在两台机之间设伸缩缝而同一台机择连为一体，如何解决百万机组火力发电厂钢筋混凝土主厂房温度作用问题成为电厂结构设计的一大课题。 2温度问题的综述 2.1温度作用的分类 结构上的温度作用按温差产生的不同分为三种：季节温差、日照温差、骤然温差。季节温差作用是指结构施工闭合时的温度与使用状态下的温度差值引起的结构反应；日照温差作用指同一天太阳辐射在结构不同部位引起的反应；骤然温差作用指强冷空气的作用引起的结构反应。目前普遍的观点是：对钢筋混凝土结构，季节温差是引起结构温度裂缝的主要原因。 2.2温度作用的计算原理 梁在温度作用下的自由膨胀获收缩均不会产生内力，引起结构破坏的温度作用主要是梁的温度自由变形收到柱子刚度的限制，从而引起柱子的侧向变形，导致产生结构内力。 温度应力或内力的计算与外荷载作用下的内力计算不同，温度应力的大小直接取决于框架柱康侧移刚度的大小，两者互为因果关系。当结构的温度应力过大时，不得不加大柱子的断面尺寸，然而这同时有导致结构的温度内力进一步加大，如此循环导致温度问题很难解决。 框架爱结构温度作用的计算原理如下：在温度作用下，框架梁产生变形并收到柱子的约束，从而产生如图所示的框架整体变形。温度作用引起的结构轴力和弯矩如图所示。 梁柱节点的变形协调方程组为： 求解变形协调方程和内力平衡方程即可完成对结构上温度作用的解。 大量的分析计算都表明，温度对结构的影响主要集中在底层，三层以上接近自由变形，分析时可简单地只考虑结构的下部两层。结构上的温度作用可分为轴力作用和局部弯矩作用。两种作用均关于结构中线对称分布，轴力最大值在结构的第一层梁中间跨； 框架柱局部弯矩最大值在端柱柱底。温度轴力的作用是的结构的第一层梁的受力状态由弯曲变为拉弯，局部弯矩则是叠加了弯曲作用，对于柱子的影响尤为明显。 2.3 温度作用实验研究 小尺寸试件温度试验表明：温度裂缝分为浅层裂缝和深层裂缝，至钢筋表面，其对温度应力的影响程度很小。深层裂缝一旦开展就很宽，且会使温度应力发生很大松弛，一般来说第一条的松弛程度更大。结构在温度变化反复作用下，将在新的部位出现新的裂缝；原有的裂缝进一步开展或闭合。配筋对分散温度裂缝，减小裂缝开展宽度有较明显的作用，但其定量关系尚待进一步研究。 2.3常见的温度作用分析方法 常见的考虑温度应力的计算方法综合起来有如下几种：
公路水泥混凝土路面设计新规范混凝土板厚度计算示例 内容提要本文主要把《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）中的计算每个示例，加上标题、要点、提示，便于学习和查阅。 关键词公路水泥混凝土路面设计规范计算示例 示例1 粒料基层上混凝土面板厚度计算 要点（弹性地基单层板模型） （1）二级公路设计轴载累计作用次数 Ne=74.8×10次中等交通荷载等级 （2）板底当量回弹模量值 Et=120 MPa; （3）设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=180 KN ； （4）设计厚度0.25m=计算厚度0.24m+0.01m ；
示例 2 水泥稳定粒料基层上混凝土面板厚度计算 要点（弹性地基双层板模型） （1）一级公路设计轴载累计作用次数 Ne=1707×10次重交通荷载等级； （2）板底当量回弹模量值 Et=125 MPa； （3）设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=180 KN； （4）由面板、半刚性基层的弯曲刚度，求出路面结构总想对刚度半径rg,再计算面层、基层荷载、温度应力（下层板温度应力不需计算）； （5）设计厚度0.27m=计算厚度0.26m+0.01m ；
示例 3 碾压混凝土基层上混凝土面板厚度计算 要点（弹性地基双层板模型） （2）板底当量回弹模量值 Et=130 MPa ； （3）设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=250 KN； （4）由面板、半刚性基层的弯曲刚度，求出路面结构总想对刚度半径rg,再计算面层、基层荷载、温度应力（下层板温度应力不需计算）； （5）面层与基层竖向接触刚度设夹层取 3000 MPa,不设夹层按式（B.5.2-5）计算； （6）设计厚度0.31m=计算厚度0.30m+0.01m ；
混凝土试块留置取样成型及养护规定 一、试块留置 1、普通砼 用于检查结构构件强度的试件,应在浇筑地点随机抽取混凝土拌合物。按《砼结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2015)要求,在进行普通砼施工时,应按下述规定进行混凝土拌合物的取样与试块留置: (1)取样批次的确定 ①每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于一次; ②每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少于一次; ③当一次连续浇筑超过1000m3时,同一配合比的混凝土每200m3,取样不得少于一次; ④每一楼层、同一配合比的混凝土,取样不得少于一次; (2)每一检验批的试件留置 ①常温季节 A、每次取样应至少留置一组标准养护试件,养护龄期为结构设计总说明中规定的 28d、60d、90d或180d; B、同条件养护试件留置数量应根据实际需要确定,供结构构件拆模、出池、吊装及 施工期间临时负荷(含外墙外装三脚架的7、5MPa试件)确定砼强度用; C、按计划留置结构实体检验用同条件养护试件; ②冬期施工 应增设不少于2组同条件养护试件。一组用于检查混凝土受冻临界强度,而另外一组或一组以上试件用于检查混凝土拆模强度或拆除支撑强度或负温转常温后强度检查等。负温转常温后强度检查试件养护时间没有具体规定,由施工单位自行确定,但不得低于对应的等效养护龄期。 ③结构长城杯工程应留置检验拆模强度用同条件养护试块 A、支撑外挂架时砼(外墙)拆模强度(≥7、5 PMa/mm2)试块,不少于2组。 B、底模拆除强度(≥A%×C设)试块,不少于2组。 C设为砼设计强度等级 A值按下表取值 构件跨度与拆模临界强度 砼试件养护方式及留置数量推荐表
DL/T 5434-2009 表A.14 验收申请表 工程名称：沈阳吉隆生化4x90t/h锅炉供热工程转运楼编号：02-019-00-01-05-04-03 致：山东恒信建设监理有限公司项目监理机构 我方已完成承台、连系梁混凝土结构外观及尺寸偏差工程（检验批/分项工程/分部工程/单位工程），经三级自检合格，具备验收条件，现报上该工程验收申请表，请予以审查验收。 附件：自检报告。 承包单位（章）： 项目经理： 日期： 2011年09月10日 项目监理机构审查意见： 项目监理机构（章）： 总监理工程师： 专业监理工程师： 日期： 填报说明： 本表一式份，由承包单位填报，建设单位、项目监理机构、承包单位各一份。
表5.10.9 编号：02-019-00-01-05-04-03 单位(子单位) 工程名称沈阳吉隆生化4x90t/h锅炉供热工 程转运楼 分部（子分部） 工程名称 地基与基础工程 分项工程名称混凝土验收部位承台、连系梁 施工单位江苏建兴建工集团有限公司项目经理邹立新 施工执行标准名称及编号电力建设施工质量验收及评定规程- 第1部分- 土建工程-DL/T5210.1-2005 专业工长 （施工员） 陈建华 分包单位/ 分包项目经理/ 施工班组长周小红 类别序 号 检查项目质量标准 单 位 施工单位自检记录 监理（建设）单 位 验收记录 主控项目1 外观质量☆ 不应有严重缺陷。对已经出现的 严重缺陷，应由施工单位提出技术 处理方案，并经监理（建设）、设 计单位认可后进行处理，对经处理 的部位，应重新检查验收 没有严重缺陷 2 尺寸偏差☆ 不应有影响结构性能和使用功 能的尺寸偏差。对超过尺寸允许偏 差且影响结构性能和安装、使用功 能的部位，应由施工单位提出技术 处理方案，并经监理（建设）、设 计单位认可后进行处理。对经处理 的部位，应重新检查验收 没有影响结构性能和使用功能的尺寸偏差 一般项目1 外观质量 不宜有一般缺陷。对已经出现的 一般缺陷，应由施工单位按技术处 理方案进行处理，并重新检查验收 没有一般缺陷 2 轴 线 位 移 独立基础≤10 mm / / / / / / / / / / 其他基础≤15 15 12 11 9 7 14 10 9 6 墙、柱、梁≤8 5 5 8 7 4 6 3 6 4 剪力墙≤5 / / / / / / / / / / 3 垂 直 度 层 高 ≤5 ≤8 mm / / / / / / / / / / ＞5 ≤10 / / / / / / / / / / 全高（H4）不大于H4/1000，且不大于30mm / 4 标 高 偏 差 杯形基 础杯底 0～-10 mm / / / / / / / / / / 其他基 础顶面 ±10 7 8 -5 6 9 5 -3 9 8 层高±10 5 -7 8 -3 8 4 -7 6 9 全高±30 / / / / / / / / / /
水泥混凝土路面厚度计算书 一、原始资料 公路自然区划：Ⅳ区 公路等级：三级公路 路基土质：粘质土 路面宽度(m)： 6.5 初期标准轴载：122 交通量平均增长： 5 板块厚度(m)：0.23 基层厚度(m)：0.22 垫层厚度(m)：0.15 板块宽度(m)： 3.25 板块长度(m)： 4 路基回弹模量：30 基层回弹模量：1300 垫层回弹模量：600 基层材料性质：刚性和半刚性 纵缝形式：设拉杆企口缝 温度应力系数： 3.25 计算类型：普通水泥混凝土路面厚度计算 二、交通分析 根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P6表3.0.1《可靠度设计标准》，本道路的等级为三级公路，故设计基准期为20年，安全等级为四级。由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38表A.2.2《车辆轮迹横向分布系数》，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.62。，交通量的年增长率为4%。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38公式A.2.2计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：Ne=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr=912904.7次 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P7表3.0.5《交通分级》可确定轴载等级为：中等交通等级。 三、初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为：0.23m，基层选用刚性和半刚性材料，厚度为0.22m，垫层厚度为0.15m。水泥混凝土面板长度为：4m，宽度为3.25m。纵缝为设拉杆企口缝。 四、路面材料参数确定 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P8表3.0.6《混凝土弯拉强度标准值》可确定混凝土弯拉强度标准值为：4.5MPa。根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P53表 F.3《水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值》可确定弯拉弹性模量为29000MPa。 路基回弹模量选用：30MPa。基层回弹模量选用1300MPa。垫层回弹模量选用600MPa。 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P40公式B.1.5计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1*h1*E1+h2*h2*E2)/(h1*h1+h2*h2)=1078(MPa) Dx=E1*h1^3/12+E2*h2^3/12+(h1+h2)^2/4*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2)^(-1))=3.67(MN-m)
1混凝土试块的种类 通常的混凝土试块按用途可分为强度试块和抗渗试块，按养护条件可分为标准养护试块和同条件养护试块。 2混凝土试块的取样与留置 2 . 1普通混凝土强度试块的取样与留置 用于检验混凝土结构构件混凝土质量的试块每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数，可根据实际需要确定，但同配合比的混凝土每一工作班必须至少留置一组同条件养护试件，用来确定结构构件的拆模、出池、出厂、吊装、张拉及施工期间临时负荷时的混凝土强度。 试件的留置应符合下列规定: 2 . 1 . 1 现场搅拌混凝土 每拌制1 0 0 盘且不超过1 0 0 m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次; 每工作班拌制的同配合比的混凝土不足 1 0 0 盘时，取样不得少于一次; 每一楼层同配合比的混凝土，取样不得少于一次。横向构件与竖向构件由于受力体系不同，应各自留置相应部位的强度试块; 同一单位工程每一验收项目中同配合比的混凝土，其取样不得少于一次。 2 . 1 . 2预拌商品混凝土 预拌混凝上商品质量的检验分为出厂检验和交货检验。出厂检验的取样试验工作，由预拌混凝土厂承抵交货检验的取样试验工作，一般由施工单位承担。用于交货检验的混凝土试样应在交货地点采取，并应在卸料过程中卸量到1 / 4 至3 / 4 之间取。每个试样量应满足混凝土质量检验项目所需用量的1 . 5 倍，且不宜少于0 . 0 2 m ' . 用于出厂检验的试块，每 1 0 0 盘相同配合比的混凝土取样不得少于一次每个工作班相同配合比的混凝土不足 1 0 0盘时，取样亦不得少于一次。 用于交货检验的试样，每1 0 0 m3相同配合比的混凝土，取样不得少于一次，一个工作班拌制的相同配合比的混凝土不足1 0 0 m3时，取样也不得少于一次。 当一次连续浇筑超过1 0 0 0 m“时，同一配合比的混凝土每2 0 0 m3 取样不得少于一次。
现浇结构外观及尺寸偏差检验批质量验收记录表
8现浇结构分项工程 说明：8 现浇结构分项工程 现浇结构分项工程以模板、钢筋、预应力、混凝土四个分项工程为依托，是拆除模板后的混凝土结构实物外观质量、几何尺寸检验等一系列技术工作的总称。现浇结构分项工程可按楼层、结构缝或施工段划分检验批。 8.1 一般规定 8.1.1 现浇结构的外观质量缺陷,应由监理（建设）单位、施工单位等各方根据其对结构性能和使用功能影响的严重程度，按表8.1.1的规定。 表8.1.1 现浇结构外观质量缺陷 说明：8.1.1 对现浇结构外观质量的验收，采用检查缺陷，并对缺陷的性质和数量加以限制的方法进行。本条给出了确定现浇结构外观质量严重缺陷、一般缺陷的一般原则。各种缺陷的数量限制可由各地根据实际情况作出具体规定。当外观质量缺陷的严重程度超过本条规定的一般缺陷时，可按严重缺陷处理。在具体实施中，外观质量缺陷对结构性能和使用功能等的影响程度，应由监理（建设）单位、施工单位等各方共同确定。对于具有重要装饰效果的清水混凝土，考虑到其装饰效果属于主要使用功能，故将其表面外形缺陷、外表缺陷确定为严重缺陷。 8.1.2现浇结构拆模后，应由监理（建设）单位、施工单位对外观质量和尺寸偏差进行检查，作出记录，并应及时按施工技术方案对缺陷进行处理。 说明：8.1.2 现浇结构拆模后，施工单位应及时全同监理（建设）单位对混凝土外观质量和尺寸偏差进行检查，并作出记录。不论何种缺陷都应及时进行处理，并重新检查验收。 8.2 外观质量 主控项目 8.2.1 现浇结构的外观质量不应有严重缺陷。 对已经出现的严重缺陷，应由施工单位提出技术处理方案，并经监理（建设）单位认可后进行处理。对经处理的部位，应重新检查验收。
混凝土曲线箱梁桥温度效应分析 p 引言 近年来随着高等级公路的修建和城市立交桥的建设需要,曲线箱梁桥在我国已被广泛采用,国内外对曲线箱梁桥的各种工程问题也越来越关注。温度荷载的作用是造成曲线箱梁桥工程问题的主要原因之一[1,3,4,6]。目前,计算温度荷载对曲线箱梁桥的影响主要是利用有限元的方法。本文根据已有文献得出的在温度均匀升降的情况下温度载对曲线箱梁桥的影响,推导了单跨曲线箱梁在径向受到约束时受温度荷载作用产生的支反力及内力计算公式,进行实例计算,得出温度荷载产生的内力,通过对所得内力进行分析,提出工程设计与施工中需要注意的一些问题。 1单跨曲线梁桥温度荷载作用下的内力计算公式推导 当桥梁整体均匀温度变化时,由于桥梁各纤维束属于自由变形,桥梁只在轴向以及径向发生位移,而且变形后横截面仍为一平截面,可知温度均匀变化引起的是桥梁平面内的变形和受力,温度应力引起的只是曲线梁弧段的伸长或缩短,圆心角不变,半径变化[2]。 1.1基本假定 曲线梁按结构力学方法作为单纯扭转理论分析的基本假定为: 1) 横截面各项尺寸与纵向梁长相比很小,可以将实际结构视为集中在梁轴线上的曲线形弹性杆件; 2) 曲线梁变形后横截面的周边形状保持不变,不考虑畸变; 3) 曲线梁的横截面变形后仍保持为平面,不考虑翘曲变形,即平截面假定; 4) 曲线梁横截面的剪切中心和形心相重合; 1.2温度荷载作用下曲线梁的变形 如图1所示的单跨曲线梁桥,初始状态参数为半径r0,圆心角φ0,EIzz已知,材料热膨胀系数为α。该桥梁结构在竖向属于超静定结构,而在平面内为静定结构,温度整体变化不会引起桥梁内力。当桥梁整体升温Δt时,曲线梁将变为图1中所示的虚线部分。由于此时为平面内变形,圆心角不变,半径变化,φ=φ0,r0→r,各系数之间的关系为:
公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002 示例：普通水泥混凝土路面厚度计算示例 公路自然区划II区拟新建一条二级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽9m。经交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2100。试设计该路面厚度。 解：1?交通分析 由表3.0.1 （课本16-20），二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。由表A.2.2 （课本16-3），临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。取交通量年平均增长率为5%。按式（A.2.2）（课本16-4）计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为 , 2lOOx［（l 十0*05严「订门伺“工。 =—gr7= 0：05 2 刃 = 9*885 x 10^ 次 属重交通等级。 可靠度盪计标准表16-20 2. 初拟路面结构 由表3.0.1 （课本16-20），相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和 中级变异水平等级，查表 4.4.6 （课本16-17）,初拟普通混凝土面层厚度为0.22m。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚0.18m。垫层为0.15m低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽 4.5m, 长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 水泥濯幫土面J54度的參考范圈表16-17 3. 路面材料参数确定 按表3.0.6 （16-23、16-25）,取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准 值为31GPa。
竜拉强度(册町 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 抗压囁度(MJ唧 5.D 7.71E014.9 19J 弯拉弹性模flt(GPi)1015| ia21 23 弯拉强度(MPa) 3.5 40 4.5 5.0 5.5 捉压强度(MF&)24,229.74L&48.4 弯拉弹性模M(GPa)25272931 33 查附录F.1 (表16-14),路基回弹模量取30MPa。查附录F.2 (表16-27)，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa,水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa。 翅定粒料基层和土基弯拉强盛和抗压回弹模量表 项目抗弯拉强度抗压回弹換就水泥稳迫粒料L01300-1600 - 二灰廉建粒料L0 ■ 1300- 1600 _______ 30-80 民一呈层顶面当量回弹模蜀珂)，分新建公路与归路改建两类，分别按式(16-50^式(16-52)计算礎定? 新建公路的基层図面当量回弹摸量值： (J6-51a) (16-51H) (16-Slc) (16^510 弋中：扯——路床顶面的回弹模用表16 血的参考值； &—基层和底基层或垫层的当量冋弹模S(MPa); Eg—基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa),查用表L&27的鑫考值; H——基层和底基层或垫层的当量号度(m); 4—堪层和底基层或垫层的当量疔曲刚度(MN-HI)F 纸、治——基层和底基层或垫层的厚度(m)： (16-510 (16-51e)