序 1
前言 1
第一章绪论 1
1.1工程结构的裂缝 1
1.2结构构件裂缝验算 1
目 录 1
1.3混凝土结构成型阶段 3
1.4工程结构早期裂缝 3
1.5现浇混凝土结构早期裂缝控制研究 5
1.5.1温度作用 6
1.5.2收缩变形作用 7
1.5.3应力松弛和徐变变形效应 7
1.6本书的主要内容 8
参考文献 9
2.1微观结构特征 10
第二章混凝土材料的物理性质 10
2.1.1骨料 11
2.1.2浆体 11
2.1.3过渡区 13
2.1.4孔隙率 13
2.2热力学特征 16
2.2.1水化热 16
2.2.2比热C0 19
2.2.3热传导系数 19
2.2.4热扩散系数 20
2.2.5热膨胀系数 20
2.2.6蓄热系数 21
2.3流相特征 21
2.3.1亲水性 21
2.3.2水密性 22
参考文献 24
第三章混凝土材料的力学性质 25
3.1混凝土的强度特征 25
3.1.1抗压强度 25
3.1.2抗拉强度 26
3.1.3抗弯强度 28
3.1.4各种强度间关系 29
3.1.5影响混凝土强度的因素 30
3.2混凝土的变形特性 35
3.2.1弹性模量 35
3.2.2影响混凝土弹性模量的因素 37
3.2.3泊松比 38
3.2.4混凝土的极限变形 39
3.2.5混凝土的收缩 39
3.2.6影响混凝土收缩的因素 40
3.2.7基本计算公式 43
3.2.8混凝土的徐变 44
参考文献 46
第四章普通混凝土材料的早期性质 47
4.1水泥水化程度与浆体的孔隙率 47
4.2热工特性 48
4.2.1混凝土水化热随龄期的发展 48
4.2.2混凝土的热膨胀系数 49
4.3早期的水分扩散 49
4.3.1失水试验 49
4.3.2混凝土内相对湿度的变化 50
4.4早期抗压强度特性 53
4.4.1过渡区粘结强度 53
4.4.2早期抗压强度的预测 53
4.5.1劈拉强度 55
4.5早期抗拉强度试验 55
4.5.2直接拉伸强度 56
4.6混凝土的早期变形特性 57
4.6.1弹模试验 57
4.6.2开裂拉应变 57
4.7收缩和徐变的测试 58
4.7.1标准收缩试验 58
4.7.2特殊收缩试验 58
4.7.3基本计算公式的若干问题 59
4.7.4混凝土的早期徐变 59
4.7.5早期徐变系数的计算 63
参考文献 64
第五章高性能混凝土材料及其早期特性 65
5.1.1孔结构 67
5.1高性能混凝土的早期物理性质 67
5.1.2早期高性能混凝土中的水分 68
5.1.3渗透性 70
5.1.4失水干燥 70
5.2高性能混凝土的热力学特性 72
5.3高性能混凝土的强度 75
5.3.1高强混凝土的发展历史 75
5.3.2抗压强度的发展 76
5.3.3抗拉强度 77
5.3.4抗拉强度的发展 78
5.4高性能混凝土的变形特征 79
5.4.1弹性模量的发展 79
5.4.2极限拉应变 80
5.5高性能混凝土的早期收缩 80
5.5.1化学收缩 80
5.5.2自干燥收缩 81
5.5.3干燥收缩 82
5.5.4影响因素 84
5.6高性能混凝土的早期徐变 88
5.6.1徐变的模型 89
5.6.2影响因素 91
5.6.3拉伸徐变 91
参考文献 93
第六章结构混凝土的抗裂性能 95
6.1间接作用下构件的受力形式 95
6.2配筋构件的拉伸试验 97
6.2.1直接拉伸试验设计 99
6.2.2试验过程概述 100
6.2.3试验结果 101
6.3.1试验设计 103
6.3.2试验结论 103
6.3早期拉伸试验研究 103
6.4结构构件的裂缝 104
6.4.1正常使用状态下裂缝验算 104
6.4.2早期开裂的控制 104
参考文献 108
第七章纤维混凝土的抗裂性能 109
7.1纤维混凝土概述 109
7.1.1纤维混凝土的起源 109
7.1.2纤维混凝土材料分类 110
7.2纤维混凝土增韧作用 111
7.3纤维混凝土研究与应用现状 112
7.3.1钢纤维混凝土 112
7.3.2玻璃纤维增强混凝土 112
7.3.3碳纤维增强混凝土 113
7.3.4聚合物纤维增强混凝土 113
7.4纤维复合材料的增强理论 116
7.4.1纤维临界体积率的概念 116
7.3.5混杂纤维混凝土 116
7.4.2纤维临界长径比 118
7.4.3纤维增强机理理论 118
7.5 PVA纤维混凝土材料性质试验 124
7.5.1劈裂试验 125
7.5.2弯折试验 128
7.6配筋PVA纤维混凝土构件 132
7.6.1梁的极限承载能力试验 132
7.6.2板的承载能力试验 139
7.7裂缝控制验算建议方法 142
7.7.1裂缝开展准则 142
7.7.2裂缝宽度预测 142
参考文献 144
8.1.1国外的研究近况 146
8.1混凝土结构早期温度裂缝研究现状 146
第八章早期温度场与温度裂缝理论 146
8.1.2国内研究者的成果 147
8.2热传导问题 147
8.2.1控制方程的导出 147
8.2.2定解条件 150
8.3现浇混凝土的温度场 151
8.3.1现浇混凝土的热传导状态方程 151
8.3.2定解条件 152
8.4现浇墙板厚度方向的温度分布 154
8.4.1基本问题 154
8.4.2基本假定 155
8.4.3全过程的数理方程 155
8.4.4等效热交换 157
8.4.5导热方程的解 158
8.4.6算例说明 161
8.5柱体横截面温度场的理论解析 163
8.6.1加权余量法原理 165
8.6三维温度场的数值解析 165
8.6.2三维瞬态热传导问题的伽辽金法 166
8.6.3数值实现 168
8.7温度变形和温度应力 169
8.7.1温度变形 169
8.7.2温度应力 169
参考文献 172
第九章混凝土结构的湿度场理论 173
9.1扩散问题及其数学物理方程 173
9.1.1扩散定律 173
9.1.2质量守恒定律 174
9.2混凝土中湿度的扩散 174
9.2.1湿度扩散原理 174
9.2.2基本参数 177
9.2.5讨论 178
9.2.3边界条件 178
9.2.4初始条件 178
9.2.6其他扩散模型 179
9.3混凝土结构的湿度场 182
9.3.1控制方程 182
9.3.2边界条件 183
9.4收缩变形机理模型 183
9.4.1毛细管张力 183
9.4.2互斥力 184
9.4.3固体的表面拉力 186
9.4.4中间层水分损失 186
9.4.5应力所产生的收缩和孔湿度影响 187
9.5孔结构理论 187
9.6湿度场与宏观变形的联系 188
9.7.2数据对比分析 189
9.7湿度场的数值模拟 189
9.7.1实验概述 189
9.8早期干缩变形数值模拟 190
9.8.1实验概述 190
9.8.2数据对比分析 191
9.9孔结构参数的反演 192
9.9.1 问题的引出 192
9.9.2反问题简介 193
9.9.3模型的建立 193
9.9.4讨论 194
参考文献 194
第十章现浇混凝土结构的应力场 196
10.1现浇混凝土结构的时变应力分析 196
10.1.1初应力法 196
10.1.2材料参数的时变性 197
10.1.3结构配筋对刚度的贡献 198
10.1.4预应力的刚度贡献 200
10.1.5力筋（钢筋）单元数值模型 201
10.1.6结构应力的松弛效应 205
10.2多场耦合方程的数值实现 206
10.2.1程序的模块构成 206
10.2.2典型模块的系统分析 206
10.3混凝土早期开裂预测 208
10.3.1混凝土裂缝开展条件 208
10.3.2配筋对裂缝宽度的控制 209
10.3.3纤维增强对裂缝的控制 209
10.3.4采用预应力抗裂的措施 209
10.4混凝土结构裂缝控制分析专用软件 210
10.5结构混凝土开裂后的数值模拟 210
10.5.1连续损伤理论的历史与现状 211
10.5.2连续损伤理论模型 211
10.5.3有限元中单元开裂后的数值处理 214
参考文献 215
第十一章工程应用研究 217
11.1混凝土超长预制管段 217
11.1.1上海市外环线沉管隧道概况 217
11.1.2研究要点 217
11.1.3模型分析 218
11.1.4小结 222
11.2现浇楼板裂缝控制 222
11.2.1工程概况 222
11.2.2研究目标 223
11.2.3楼板分析内容 223
11.2.4计算条件 223
11.3超长地下室墙板的裂缝控制 226
11.3.1合成纤维的应用 226
11.2.5小结 226
11.3.2施工条件控制 229
11.3.3释放带的设置 231
11.4现浇混凝土屋面结构层裂缝控制 237
11.4.1分析方法 238
11.4.2小结 238
11.5预应力抗裂技术 239
11.5.1案例简介 239
11.5.2测试研究 239
11.5.3讨论 241
参考文献 243
附录Ⅰ 一阶常微分方程组的数值积分 244
附录Ⅱ 非线性方程组的解法 253
附录Ⅲ 合成纤维抗裂设计施工要点 261
附录Ⅳ 混凝土裂缝控制分析软件CCCTM用户说明书 264
附录Ⅴ 试验和工程实践照片 291