第七章混凝土的强度裂缝及刚度理论小结

混凝土结构变形裂缝及耐久性混凝土是一种常见的建筑材料，具有很高的强度和耐久性。

然而，长期的使用和外界的环境因素会导致混凝土结构的变形、裂缝和降低其耐久性。

本文将详细讨论混凝土结构的变形、裂缝形成的原因以及如何提高混凝土结构的耐久性。

混凝土结构的变形是指在荷载作用下，混凝土结构的形状和尺寸发生改变的现象。

混凝土结构的变形可以分为弹性变形和塑性变形。

弹性变形是指结构在荷载作用下恢复到原始形状和尺寸的能力，而不会发生永久性变形。

塑性变形是指结构在荷载作用下发生永久性的变形。

混凝土结构的变形主要受到荷载的大小和性质以及混凝土的性质和配合比的影响。

混凝土结构的裂缝是指混凝土结构中出现的裂纹。

裂缝的形成主要是由于混凝土的收缩和膨胀、温度变化、荷载作用以及组装接缝等原因。

混凝土的收缩和膨胀是混凝土自身的物理性质导致的，通过控制混凝土的配合比、使用外加剂等方法可以减少收缩和膨胀引起的裂缝。

对于温度变化引起的裂缝，可以通过在设计中考虑温度变形、添加防护层等方式进行控制。

荷载作用和组装接缝引起的裂缝可以通过加强结构的支撑和添加裂缝控制剂等方法来减轻。

混凝土结构的耐久性是指结构在长期使用和外界环境的影响下能够保持其功能和寿命的能力。

混凝土结构的耐久性主要受到混凝土的质量和施工质量的影响。

质量好的混凝土能够更好地抵抗荷载和环境的影响，延长结构的使用寿命。

施工质量影响混凝土的密实性和抗渗性，而密实性和抗渗性是保证混凝土结构耐久性的关键因素。

在建筑施工中，应严格按照设计要求进行混凝土的制作、搅拌、浇筑和养护过程。

此外，还可以采用一些增强混凝土耐久性的措施，如使用高强度混凝土、添加膨胀剂和防水剂、加装抗腐蚀层等。

总之，混凝土结构的变形、裂缝和耐久性是混凝土结构设计和施工中需要考虑的重要问题。

通过合理的设计、施工和养护措施，可以减少混凝土结构的变形和裂缝的发生，并提高混凝土结构的耐久性，延长其使用寿命。

在实际工程中，需要根据具体情况综合考虑各种因素，制定相应的施工和维护方案。

建筑施工实习报告混凝土裂缝一、问题描述：在建筑施工实习期间，我注意到混凝土结构中存在着一些裂缝问题。

混凝土裂缝是指在混凝土中产生的开裂现象，常见的裂缝类型包括龟裂、塑性收缩裂缝、温度裂缝等。

二、问题原因：1. 龟裂：龟裂是由于混凝土表层过早干燥、收缩不均匀或混凝土拉伸、压缩应力超过承载能力而产生的。

常见原因包括混凝土过早脱模、表层干燥速度过快、混凝土浇筑过程中挤入过多空气等。

2. 塑性收缩裂缝：塑性收缩裂缝是由于混凝土在初凝阶段发生体积收缩引起的。

混凝土在凝结过程中会释放出一定的热量，导致温度升高。

而温度升高会引起混凝土体积的收缩，造成裂缝。

3. 温度裂缝：温度裂缝是由于混凝土在不同温度作用下产生热胀冷缩而引起的。

混凝土的热胀冷缩系数较大，温度变化会导致混凝土体积的改变，从而产生裂缝。

三、解决方案：1. 龟裂：可以通过控制混凝土供应商提供的混凝土材料的质量，避免空气参与过多，以充分振捣和养护混凝土，减少混凝土表面层的收缩。

2. 塑性收缩裂缝：可以通过加入适量的矿物掺合料来减少混凝土的收缩。

另外，在混凝土浇筑后，可以进行适当的养护措施，如喷水养护等，以减缓混凝土的收缩速度。

3. 温度裂缝：可以通过采用温控混凝土来减少温度变化引起的裂缝。

此外，还可以在混凝土中添加温度控制剂，如聚丙烯纤维等，以增强混凝土的抗温度变化能力。

四、改进措施：1. 加强施工管理，监测混凝土的浇筑和养护工艺，确保养护措施到位。

2. 合理控制混凝土的含水率，避免水胶比过高。

水胶比过高会导致混凝土的强度不足，易产生裂缝。

3. 加强对混凝土的质量控制，确保混凝土达到设计强度要求。

五、总结：通过对混凝土裂缝问题的分析和解决方案的提出，我们可以有效减少混凝土裂缝的发生，提高混凝土结构的质量和安全性。

同时，在实习中也需要加强对混凝土施工过程的观察和监测，及时发现和解决相关问题，从而提高自己的实践能力和专业技术水平。

混凝土的断裂和传统强度破坏理论混凝土作为一种材料，在空间各种简单或复杂应力作用下，存在宏观表象上不同的破坏现象，有拉裂破坏、压溃破坏、剪切破坏等不同表现形式。

传统的强度破坏理论包括：（1）最大拉应力强度准则。

按照这个强度准则，混凝土材料中任一点的主拉力达到单轴抗拉强度时，材料即达到破坏。

（2）莫尔-库仑强度准则。

按照这个强度准则，当某一截面上的剪切应力达到剪切强度极限值时，混凝土材料即达到破坏，但剪切强度与面上的正应力有关。

（3）Tresca强度准则。

Tresca提出，当混凝土材料中一点应力达到最大剪应力的临界值K时，混凝土材料即达到极限强度，如式（1.1）所示。

（4）Von Mises强度准则。

按照这个强度准则，当混凝土材料中一点应力达到最大剪应力的临界值K时，混凝土材料即达到极限强度，如式（1.2）所示。

除此之外，还有Ottosen强度准则、Reimann强度准则、Hsich-Ting-Chen 四参数强度准则等。

上述传统的强度准则都是以均质连续介质假定为基础的，工程实践和试验表明，在构件没有宏观裂缝的情况下，这些传统的强度准则在一定程度上具有可行性。

但是一旦结构出现宏观裂缝，裂缝将如何扩展，对于这一类问题，传统的强度理论是无能为力的。

另外，更深入的研究表明，混凝土不同破坏现象的深层原因均是由于混凝土内部先天存在的大小不同的微裂缝引起，这些内部众多的微裂缝在荷载作用过程中不断扩展汇合，是混凝土宏观断裂和解体破坏的深层机理。

显然，传统强度理论无法考虑这种先天的微裂缝带来的影响。

实际上，正如本书第2章线弹性断裂力学中所述，这些先天裂缝在一定程度上将产生强度的尺寸效应。

与均质连续介质不同的是，混凝土的破坏往往可以表现为三个不同的阶段：第一阶段通常为砂浆和骨料结合面的破坏，此时结合面开始出现较为严重的微裂缝扩展现象，众多的微裂缝开始稳定、缓慢地发展。

在此之前，可以认为混凝土具有弹性性质。

第二阶段往往是砂浆的破坏，此时由于结合面上的裂缝开始扩展汇合进入砂浆，使得硬化水泥浆内部裂缝开始稳定、缓慢地发展。

有关钢筋混凝土结构产生裂缝的几点体会
钢筋混凝土结构产生裂缝是常见的现象，以下是几点关于该问题的体会：
1. 强度不足：结构的强度设计不足或加载超过设计荷载，会导致钢筋混凝土结构产生
裂缝。

这可能是因为建筑设计中未考虑到实际负载，或者施工过程中操作不当导致结
构强度不足。

2. 温度应力：钢筋混凝土受到温度变化的影响，会发生热胀冷缩。

长期的温度变化会
导致结构内部产生应力，超过材料的耐受能力，产生裂缝。

3. 湿度变化：湿度变化也会导致钢筋混凝土结构产生裂缝。

例如，在干燥季节，结构
中的水分蒸发，导致收缩应力，从而产生裂缝。

而在潮湿季节，结构中的水分吸收可
能引起膨胀应力，同样会导致裂缝的出现。

4. 施工质量问题：不合理的施工技术、材料质量问题、施工过程中的温度控制不当等，都可能导致钢筋混凝土结构产生裂缝。

5. 基础问题：基础设计不当、地基沉降、土质异常等因素，也可能导致结构产生裂缝。

为了避免或减小钢筋混凝土结构的裂缝问题，需要进行合理的结构设计、控制施工质量、合理选择材料、控制温度和湿度变化、定期检查和维护建筑结构等。

同时，在施
工过程中，需要采取适当的预防措施，例如使用建筑伸缩缝、控制混凝土收缩比、合
理安装钢筋等。

混凝土常见裂缝分析混凝土是建筑工程中常用的建筑材料，具有优良的耐久性和承载性能。

由于各种外部因素的影响，混凝土在使用过程中往往会出现裂缝。

裂缝不仅影响美观，还可能对结构的强度和稳定性产生不利影响。

对混凝土常见裂缝进行分析，能够帮助工程师有效地识别问题，并采取合适的修复措施，保障建筑结构的安全和使用寿命。

一、裂缝的分类1. 按照裂缝的性质来分：（1）收缩裂缝：混凝土在初凝和硬化过程中会产生收缩变形，从而出现收缩裂缝。

（2）热裂缝：混凝土在温度变化过程中由于不均匀膨胀或收缩，会产生热裂缝。

（3）负荷裂缝：混凝土在受到外部载荷作用时，由于材料的弯曲或扭转变形，会产生负荷裂缝。

（4）结构裂缝：由于设计、施工或使用过程中的问题，导致混凝土出现结构裂缝。

二、混凝土裂缝的成因分析1. 水泥浆的过多或者过少水泥浆过多会导致混凝土的收缩变形过大，从而产生收缩裂缝；水泥浆过少则可能造成混凝土的强度不足，容易受到外部荷载的影响而产生负荷裂缝。

2. 骨料的过粗或者过细骨料过粗会导致混凝土内部空隙过大，容易产生收缩裂缝；骨料过细则可能造成混凝土内部孔隙结构不合理，容易产生结构裂缝。

3. 配筋设计不合理混凝土结构在设计配筋时，如果未考虑到受力部位的变形情况，就容易造成裂缝的产生。

例如梁的受弯区域、柱的受压区域等部位。

4. 施工工艺不当混凝土浇筑时，如果振捣不到位、拌合时间过长、养护不当等情况都会导致混凝土裂缝的产生。

5. 外部环境影响温度变化、地震、风载等外部环境因素也会对混凝土结构产生影响，导致裂缝的产生。

三、裂缝的检测与修复1. 裂缝的检测在建筑工程中，通常会使用裂缝计、激光测距仪、超声波检测仪等工具来对混凝土裂缝进行检测。

通过检测可以确定裂缝的位置、长度、宽度等参数，从而为后续的修复工作提供依据。

2. 裂缝的修复根据裂缝的类型和成因，修复措施包括但不限于：注浆加固、粘贴复合材料、封闭橡胶条、改进结构设计等方法。

需要根据具体情况选择合适的修复方法，并严格按照规范进行施工。

第七章钢筋与混凝土之间的粘结第七章钢筋与混凝土之间的粘结§7.1 概述钢筋与混凝土的粘结是钢筋与其周围一定影响范围内混凝土的一种相互作用，它是这两种材料共同工作的前提之一，也是对钢筋混凝土构件的承载力、刚度以及裂缝控制起重要影响的因素之一。

粘结的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低和破坏。

随着有限元法在钢筋混凝土结构非线性中的应用，钢筋与混凝土之间粘结和滑移的研究更显重要。

7.1.1 粘结应力及其分类1．粘结应力的定义粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

它并非真正的钢筋表面上某点剪应力值,而是一个名义值(对于变形钢筋而言)，是指在某个计算范围(变形钢筋的一个肋的区段)内剪应力的平均值，且对于变形钢筋来说，钢筋的直径本身就是名义值。

2．粘结应力分类·弯曲粘结应力由构件的弯曲引起钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

可近似地按材料力学方法求得。

由于在混凝土开裂前，截面上的应力不会太大，所以一般不会引起粘结破坏，对结构构件的力学性能影响不大。

该粘结主要体现混凝土截面开裂前钢筋与混凝土的协同工作机理。

其大小与弯曲粘结应力及截面的剪力分布有关，即对于未开裂截面，弯曲粘结应力的分布规律与剪力分布相同。

·锚固粘结应力仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢139钢筋的应力差较大，粘结应力值高，分布变化大，如果锚固不足则会发生滑动，导致构件开裂和承载力下降。

粘结破坏是一种脆性破坏。

·裂缝间粘结应力开裂截面的钢筋应力，通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递，使未开裂截面的混凝土受拉，也使得混凝土内的钢筋平均应变或总变形小于钢筋单独受力时的相应变形，有利于减小裂缝宽度和增大构件的刚度，此即“受拉刚化效应”。

裂缝间粘结应力属于局部粘结应力范围。

该粘结应力数值的大小反映了受拉区混凝土参与工作的程度。

局部粘结应力应变分布复杂，存在着混凝土的局部裂缝和两者之间的相对滑移，平截面假定不再符合，且影响因素较多，如剪切破坏、塑性铰的转动能力以及结构中的弹塑性分析等。

第7章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝和混凝土结构的耐久性在第2章中讲过结构或构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态分别进行计算和验算。

对各类构件都要求进行承载力计算；对某些结构构件还应该根据其使用条件，一方面通过验算使变形和裂缝宽度不超过规定限值，另一方面还应满足保证耐久性的其他规定。

7.1 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算钢筋混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的挠度，可根据构件的刚度用力学方法计算。

例如，承受均布荷载k q 、计算跨度为0l 的简支梁，其跨中挠度为：Bl M B l q f k k 48538452040== (7.1) 式中M k ——按荷载效应的标准组合计算的跨内最大弯矩值，简支梁弯矩2081l q M k k =； B ——受弯构件的刚度。

对于匀质弹性体，截面刚度不随荷载的大小和时间而变化，是个常量（＝EI ）。

而对于钢筋混凝土受弯构件，由于正常使用情况下梁会开裂，裂缝的出现和开展将使梁的抗弯刚度降低，且开裂截面和未开裂截面的抗弯刚度也不一致；其次，由于多种因素尤其是混凝土的徐变、收缩等，梁的抗弯刚度随时间而缓慢降低。

因此，在钢筋混凝土梁的挠度计算中，引进如下概念。

7.1.1 短期刚度B s在荷载效应的标准组合下，考虑到混凝土受拉区的开裂和受压区的塑性变建筑结构88形，根据试验分析和理论推导，受弯构件的短期刚度B s 可按如下公式计算：'205.3162.015.1fE s s s h A E B γψ+++=(7.2)式中E α——钢筋弹性模量与混凝土模量之比，cs E E E ＝α；ρ——纵向受拉钢筋的配筋率，0bh A s ＝ρ；'f γ——受压翼缘面积与腹板有效面积的比值：0''')(bh h b b ff f -=γ，其中'f b 、'f h 为受压翼缘的宽度和高度，当0'2.0h h f >时，取0'2.0h h f =。