水工钢筋混凝土结构范文

时间:2023-03-14 18:30:41

导语:如何才能写好一篇水工钢筋混凝土结构,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

水工钢筋混凝土结构

篇1

关键词:水运工程;混凝土结构;构造设计

中图分类号: TV331 文献标识码: A

一、水工设计的内容

工程设计是指在工程开始施工之前,设计者根据设计任务书,为具体实现拟建项目的技术、经济要求,拟定建筑、安装及设备制造等所需的规划、图纸、数据等技术文件的工作。由于设计方案及其所采用的材料、结构形式决定了施工方案,因此,工程设计的内容对工程造价的影响显著,成为控制项目工程造价的主要因素。

水运工程设计的内容主要包括:根据项目建设需求,论证项目建设必要性,同时结合项目建设的社会环境条件和自然环境条件,拟定项目建设技术方案,并进行项目建设的工程投资估算与经济效益分析,分别从不同的角度论述项目实施的技术可行性与经济合理性。

水运工程设计的过程是在外部环境各种前提条件约束下为达到预期目的――实现船舶顺利通航、安全靠泊作业――而在多种方案中间进行选择的过程,方案比选包括总平面布置方案、装卸工艺方案以及水工建筑物结构方案等。在进行水运工程设计时,外部环境的约束分为强制性约束和非强制性约束。强制性约束主要包括国家法律、法规及地方各级政府的规定、要求,规范中的强制性条款,工程设计范围,建筑物的具体使用功能要求等;而非强制性约束主要指陆域范围和水工建筑物及港池航道的平面布置形态、设计红线范围内建筑物具置和所采用的结构形式等。一般情况下,施工条件属于非强制性约束,但在某些特定的情况下,作为强制性约束。

二、水工钢筋混凝土结构设计

工程设计的最终目的不仅是完成文字报告和设计图纸,最主要的是通过具有技术可行、经济合理的设计方案,由施工过程将设计图纸转化成建设单位所需要的建筑实体,从而实现其使用功能价值,满足其社会效益。因此,在水运工程设计过程中,尤其是水工建筑物结构设计时,要充分考虑其结构能够满足安全性、适用性、耐久性标准,使得设计结构在外部荷载作用下能够满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。

大多数水运工程中,水工建筑物都以钢筋混凝土结构形式为主。水工钢筋混凝土建筑结构设计不但要注重结构强度设计,更要重视在结构使用年限内,正常使用极限状态下,建筑结构由于外部荷载作用、水下环境等因素引起的结构变形、混凝土开裂、材料腐蚀等影响。因此,应尽可能通过合理的结构设计,延长构件使用寿命。

水工钢筋混凝土建筑结构设计应严格按照现行的有关国家、地区及行业标准和规定进行水工钢筋混凝土建筑结构的设计,除了满足承载能力极限状态下的设计,更要充分考虑建筑结构在正常使用极限状态下的设计,因此,水工钢筋混凝土结构构造设计也十分重要。

水工钢筋混凝土建筑结构设计要兼顾结构可靠性和工程经济性,在保证达到相关规范要求的基础上,尽可能减少工程量。所以,在进行水工钢筋混凝土结构构造设计时,要考虑材料老化和受环境侵蚀等因素对结构性能产生的影响,还要确保结构和构件存有足够的整体稳定性和安全性,同时兼顾其在施工阶段为后续工作提供可实施的预留工作面。下面就几个常见的水工钢筋混凝土结构构造设计问题进行阐述和分析。

三、水工钢筋混凝土结构构造设计常见问题

(一)不重视腐蚀对裂缝的影响,尤其是纵向顺筋裂缝的问题

水工建筑物往往处于水下环境和大气环境交界处,大部分钢筋混凝土构件都会受到腐蚀。在水运工程设计中,腐蚀对构件变形性能会产生较大的影响。而实际设计过程中,部分设计人员往往不重视重视腐蚀对裂缝的影响,尤其是纵向顺筋裂缝的问题。

当水工建筑物投入使用后,构件可能在受力作用下开裂。随后,受外部环境腐蚀作用的影响,钢筋截面减小、产生滑移,钢筋混凝土构件的受力横向裂缝可能变宽,进而超过规范规定,无法满足耐久性要求。混凝土构件钢筋被腐蚀后的一个明显特征是沿被腐蚀钢筋会出现明显的顺筋裂缝,钢筋锈蚀越严重,顺筋裂缝越宽,在潮湿或有水的环境中,经常可以看到从纵向裂缝流出的锈液形成的锈斑。与受力产生的横向裂缝及其他收缩、温度裂缝不同,顺筋锈胀裂缝对钢筋混凝土构件耐久性和使用性能的影响要严重得多。首先,出现顺筋裂缝就意味着钢筋已经锈蚀到一定的程度;其次,出现顺筋锈胀后,顺筋锈胀成为外部腐蚀介质进入混凝土内部钢筋附近的直接通道,增大了腐蚀介质进入混凝土内部的含量,严重时导致混凝土保护层剥落,钢筋直接暴露在腐蚀环境中;第三,沿顺筋锈胀的钢筋容易形成一个宏观阳极,将进一步加快钢筋的锈蚀速率;第四,锈胀裂缝的形成减弱了混凝土对钢筋的握裹力,降低了钢筋与混凝土的协调工作能力,若混凝土剥落,则混凝土将完全丧失对钢筋的握裹。

由于钢筋混凝土构件力学性能明显降低是在锈胀裂缝出现之后,所以出现锈胀裂缝是钢筋混凝土构件耐久性失效的一个重要标志,锈胀裂缝对结构使用性能的影响要比对安全性的影响严重,从耐久性和使用性能考虑锈蚀对混凝土结构的影响及对设计使用年限确定的影响也更为合理。因此,在设计阶段,重视重视腐蚀对裂缝的影响,满足水工钢筋混凝土构件的各项构造设计要求。

(二)水工钢筋混凝土构件混凝土保护层的设计问题

根据前一个问题的分析可知,腐蚀会构件裂缝造成很大的影响,要尤为重视,因此,在水工钢筋混凝土构件设计时,其混凝土保护层厚度需要达到一定要求才能满足其构造设计规定。而实际工程设计中,部分设计人员将所有构件的混凝土保护层按照统一厚度设计,这是十分不合理的。

由于构件所在区域不同,受到腐蚀程度也不同,且受力钢筋与构造钢筋对混凝土保护层的要求也不同,应区分设计。根据《水运工程混凝土机构设计规范》(JTS151-2011)7.2节规定,钢筋混凝土结构受力钢筋的混凝土保护层应按海水环境、淡水环境、构件所在部位等条件分别达到相应的最小厚度,同时,宜配构造钢筋的素混凝土结构,构造筋的混凝土保护层最小厚度,海水环境不应小于40mm,且不应小于2.5倍构造筋直径,淡水环境不应小于30mm。

在设计过程中,如果按照统一值设计保护层,选用某一最大要求设计值,会使得部分构件混凝土保护层过大,构件有效受力面积减小,构件所需配筋面积增加,造成工程量增加,造价提高,影响工程经济性。因此,设计人员应对构件混凝土保护层区别设计。

(三)高强度的钢筋替换原设计计算中满足要求的低强度钢筋问题

在实际工程设计中,部分设计人员因图设计方便,在正常使用极限状态设计时,当构件裂缝宽度或挠度不能满足规范要求时,直接用高强度的钢筋替换原设计计算中满足要求的相对较低强度钢筋,认为这样做对工程安全没有问题。

显然,不能简单的用高强度的钢筋替换原设计计算满足要求的低强度钢筋来解决问题,需要特别注意以下两点:一是当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换前后应根据采用的新的钢筋强度重新进行裂缝宽度和挠度的验算;二是钢筋代换后要满足混凝土结构设计规范规定的间距、锚固长度、搭接长度、截面最小配筋率等要求。

实际设计中,当构件受裂缝宽度控制而不能满足规范要求时,首先应校核该构件所在区域与其最大裂缝宽度限制是否匹配,当构件在水位变动区和水下区时,其限制比大气区和浪溅区较大;其次,当需要确实所配钢筋不满足要求时,尽量通过增加钢筋数量来解决,从而避免引起设计调整后对钢筋间距、锚固长度、搭接长度和截面最小配筋率等造成影响。

(四)大直径钢筋连接采用绑扎搭接问题

由于水运工程通常所受的外部荷载较大,且要考虑波浪、强风、地震等极端自然条件的影响,因此水工钢筋混凝土构件的配筋直径较大。钢筋的连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。一般钢筋不需要严格焊接,仅采用绑扎搭接来进行连接,而部分设计人员对大直径钢筋连接时也像一般直径的钢筋一样对待,造成实际构件强度无法满足要求。

根据《水运工程混凝土机构设计规范》(JTS151-2011)7.4节规定:轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎,不应采用绑扎搭接接头。受拉钢筋直径大于25 mm,不宜采用绑扎搭接接头。

因此,大直径钢筋采用绑扎搭接是不合适的,这是因为较粗的钢筋采用绑扎连接时,混凝土保护层相对变薄或钢筋间距相对变小,在搭接钢筋间容易产生较宽的劈裂裂缝或滑移。设计人员在设计过程中应严格按照规范执行,避免造成因钢筋连接方式错误而造成构件损坏,甚至引起更严重的工程事故。

结语

水运工程是我国的基础性产业,是目前正在进行大力开发建设的重点工程,而且其中大多数工程都以钢筋混凝土结构形式为主;就通常的水工建筑结构而言,建筑结构的荷载承重和防渗功能等均主要由混凝土结构承担,因此,混凝土结构的设计与施工质量的好坏直接关系到工程结构的运行安全、效益发挥和使用寿命等,其设计阶段的质量控制也就显得尤为重要。

根据本文的介绍和阐述,分析了水工钢筋混凝土结构构造设计的重要性,并强调了设计人员在设计过程中应当重视的几个问题,希望能借此提高设计质量和水运工程的经济效益。

参考文献

[1]水运工程混凝土机构设计规范(JTS151-2011)

[2]陈磊. 港口工程混凝土结构全寿命设计指标体系研究[D].大连理工大学,2013.

[3]张春宇. 港口工程结构可靠度分析[D].大连理工大学,2005.

篇2

关犍词:水工钢筋混凝土结构、课程教学改革

中图分类号:TU375文献标识码: A

对于高职高专教育,不同于普通本科教育,其培养目标主要是培养面向生产、管理、服务一线的高素质技能型人才,所以在对高职学生培养的过程中,要时刻以此目标为前提,努力培养出符合社会需求的高素质高职高专人才。

但是就目前高职高专教学来说,由于教学对象具有较大的差异,特别是民办高职高专,由于生源的多样性,学生起点不一样,知识内涵和素质结构也具有较大的差别,所以给教学带来了较大的难度。高职高专教学内容具有实用性、针对性和可操作性、在基础理论方面以必须、够用和能用为原则,高职教学方法具有实践性,以社会需求为目标,以就业为导向,加强实训教学,培养过硬的技术和能力。

一、改革教学内容

《水工钢筋混凝土结构》课程是高职水利水电建筑工程专业和水利水电工程管理专业的一门专业主修课程.学习本门课程之前必须具备和掌握一定的数学和力学的知识,同时本门课程的学习,为学生以后学习《水电站》《水利工程施工技术》等专业课程打下良好的基础。教学内容的改革是课程改革的主要内容,但是内容的改革并不意味着内容的改变,课程教学一定要以高职高专的培养目标为前提,在理论内容教学上是以必须、够用和能用为原则,来培养满足社会职业岗位的需求【1】,按照此要求去重组课堂结构,重点讲授以应用为目的的理论知识,同时,要明确国家最新的行业标准,行业规范【2】。

1、教学内容上突出重点

《水工钢筋混凝土结构》本门课程以钢筋混凝土梁、板、柱、肋形结构、渡槽结构为教学内容,训练学生根据工程要求确定结构构件尺寸,进行内力计算、配筋计算、绘制与识读结构图的能力,同时培养学生的行业标准意识、规范意识、质量意识及团结协作意识。

从以上的主要内容上就能看出,本门课程是一门内容涵盖面较广,综合性较强的课程,也是一门理论性和实践性较为集中的课程。但是对于民办的高职高专来说,生源的多样性,就注定了学生的理论层次的差别,而且大部分学生高中时是学习文科专业的,自然而然理科基础比较薄弱,所以这门课对于他们来说,是极其枯燥、极其不好学的一门课。因此,在教学内容上要根据民办高职高专学生的知识结构和学科特点,在有限的时间内使学生掌握自己应该掌握的基础知识,同时能够把这些基础知识运用到以后的实际工作中去。

针对这些特殊的情况,在教学过程中有些内容详细讲,有些内容适当的简单讲述。对于学生要掌握的基本理论知识,必须在课堂时间内完全掌握,对于一些学生理解起来比较难理解的名词和现象,要结合现实生活中的具体实例去解释,这样有利于学生对名词实质含义的掌握,并且有助于学生对相近名词或相反名词更好地区分。而对于结构的构造规定,这些是要学生牢牢记住的知识,同时这些也是最枯燥最重要的知识,因此,在教学过程中,通过工程实例将这些构造知识逐一介绍给学生,然后再通过相近的实例让学生自己去分析,或者是通过有缺陷的实例,让学生自己去找出缺陷,并讲出理由,这样,他们自己思考,自己动手,举一反三,就能够把这些不容易记忆的构造知识掌握。

2、理论联系实践

《水工钢筋混凝土结构》这门课程,其实就是在钢筋混凝土结构的基础上增加了几章与水利工程相关的知识,不仅仅是水利专业的学生,只要学生以后从事的行业跟钢筋混凝土有关,那么相关的知识就都能用得到,这是一门对学生以后的工作帮助很大的一门专业课。所以这门课的讲授和学习,一定要注重学生在以后实践中的应用。对于在实践中占重要地位的知识,要作为重点讲授,争取让学生走向工作岗位之后,看到与书本上相关的知识,就能将书本上的知识准确地运用到工作中去。

二、教学方法的改革

1、课前

在上课之前,要充分备课。针对民办专科学生多层次的现实状况,作为一名从事专业课教学的老师,要认真钻研教材,对教材的基本思路,基本概念,甚至是每句话,每个字都弄清楚,了解教材的结构,重点与难点,掌握知识的逻辑,能够做到运用自如,同时努力把课件做的生动、精彩,上课时能吸引学生的注意力,因此,搜集大量图片及实际工程实例,在课件中尽量用图表、图片、短片去代替文字说明,这样可以增加学生的学习兴趣,同时也能提高学生对课本知识的理解,到工作岗位时能将自己所学知识以较快速度运用到实际工作中去。

2、课上

加强自身上课技巧,提高教学质量。对于水工钢筋混凝土这门课来讲,本身运用到的数学和力学的知识比较多,面对学生的力学和数学基础比较薄弱的现实,要努力加强自身上课的技巧,避免学生在力学和数学的讲解过程中昏昏欲睡,因此在上课过程中,将课堂中运用到的数学和力学的知识从基础的讲起,同时对一些比较重要的、比较常用的力学知识编成口诀,这样学生以后用起来就比较方便,上课时也能吸引学生的吸引力。在课堂上,除了讲解课本知识意外,在适当的时间,穿插一些能吸引学生兴趣的东西,比如就业,时事等等,这样能促进他们学习,还能调节一下课堂的气氛。

3、课后

做好课后辅导。每章结束之后,应该让学生做相应的练习,这些练习题分层次分坡度进行,从简单的开始布置,逐步加深,做到一个循序渐进的过程,这样不打击学生的学习积极性,增加学生的学习自信心。作为一名专职教师,不能只在上自己这门课的时候出现在学生面前,应该多制造一些和学生接触的机会,为不同层次的学生进行相应的辅导,以满足不同层次学生的需求,还能培养和学生之间的感情,增加学生学习本课课程的兴趣。

三、成绩评定方法改革

《水工钢筋混凝土结构》这门课程的成绩包括理论成绩和实践成绩。

理论成绩按平时作业占20%、出勤占30%、随堂小测验占3O%、期中测试占20%,将以上四种平时表现的综合成绩作为期末成绩的40%,最后期末考试卷面成绩占60%,这样可以督促学生重视平时的学习和课堂的表现,避免学生存在侥幸心理,认为只要在期末考试之前突击一两天,就能考出不错的成绩。

实践成绩主要是以课程设计的方式,使学生对所学知识系统化。课程设计的成绩由出勤、成果和答辩三部分组成,所占比例分别为30%、30%、40%。课程设计以简单简支梁的设计为题目,成果由一份计算书和简支梁的配筋图及一张钢筋表组成。为避免抄袭,将学生分成若干组,每组数据不同,但是思考思路比较相似,只要思路正确,其次算数据的时候细心,就能很好地完成课程设计内容。上交课程设计成果时,对每个学生进行答辩,答辩的重点主要是在课程设计中运用到的一些细节性的知识,这样可以进一步避免学生抄袭,同时也能使学生对自己所学的知识更进一步的掌握,不仅知道怎么做,还要知道为什么这么做,为以后走向工作岗位打下良好的铺垫。

参考文献:

篇3

关键词:钢筋混凝土;水池设计;水池施工

中图分类号: TU37文献标识码: A

一、钢筋混凝土水池的结构设计

(一)各专业间的配合

任何一项设计作品都是各专业的集体结晶,在水池设计的过程中更是如此。结构专业与工艺设备专业,结构设计与施工的衔接与配合显得尤为重要。结构专业应明确本专业的设计角色,应密切配合工艺主导专业。设计人员应充分熟悉工艺设备专业的工艺流程图和工艺设计意图,做到有的放矢,在满足工艺要求的前提下确定合理的结构方案。例如水池壁与壁之间、壁板与底板之间的构造加腋要求是否会满足工艺尺寸要求,设置的梁或柱是否会妨碍工艺的管路通过,在接近施工缝位置处是否有预留洞口、预埋管道、预埋件、悬挑梁板等等。

(二)结构设计应符合规定

钢筋混凝土水池结构构件不管是什么形式、类别的,计算时都应按照承载能力。根据荷载、工程地质和水文地质等条件确定结构的稳定性是否需要验算。荷载作用下,如果构件截面的受力状态处于轴心受拉或小偏心受拉时,就要进行抗裂度验算;如果构建受弯或大偏心受拉,就要验算它的受裂宽度。

(三)钢筋混凝土水池截面设计要点

(1)强度设计的安全系数

①水池顶盖强度设计的附加安全系数。顶盖会承受来自自重、覆土重、活载等的荷载,这些荷载中又以自重和荷载重最大。因为密度和含水量都会使土的容重发生变化。所以,附加安全系数最好取1.0。②池壁强度设计的附加安全系数。池壁会主要受到土压和水压的压力,通常按照满池计算水深,水的容重只有极小的区别。土压强度则参照朗肯主动土压力理论,差别稍大一些。也就是说池壁荷载的取值通常由最高限额,所以附加安全系数定位0.9,就可使设计要求满足。③底板强度设计的附加系数。事实上池底和地基是一起工作的,通常计算水压和均布荷载都会偏大一些。附加安全系数在底板强度设计中取0.9就可使结构设计要求得到满足。

(2)配筋率

矩形钢筋混凝土水池的池壁如果是上端自由,下端固定的竖向形式时,最大配筋约为0.8%是就属于经济型。其他形式的钢筋混凝土水池池壁,如果截面最大配筋率约为1.0%也在经济范围之内。最好按照水池池壁的圆形和矩形区分池壁的构造配筋。地面型水池池壁因为极易受到湿差和温差的影响,所以为防止出现贯穿裂缝,池壁水平向每侧的构造配筋率应在0.15%以上。如果水池是无顶盖的,那么池壁顶部通常是最先开裂的,所以最好在顶部每侧至少放2根16的水平向钢筋。在圆形水池池壁构造中,外侧最小构造的配筋率最好在0.35 %以上,内测在0.15%以上。如果水池池壁外侧有覆土,最还对其池壁内外对称配筋,全截面总配筋率最好不小于0.3%。无顶盖的敞口水池池底底板上层最小构造配筋率最好不小于0.15%,下层和顶盖最好最好在0.1%以上。

(四)钢筋混凝土水池伸缩缝和后浇带的设置

(1)伸缩缝的设置

水池类构筑物并非必须保证不开裂,对设计人员来讲重要的是做好裂缝的控制。一方面设计人员要事先对可能的不利因素及其影响予以预防,另一方面在施工过程中万一发生较大裂缝要有相应的处理方法及技术措施,确保工程交付验收及投产后的安全生产及运行需要。一般说来,影响裂缝的主要因素是温差及混凝土的收缩,温度越高越易开裂,裂缝的数量及宽度也越大;混凝土收缩越大,裂缝的数量及宽度也越大。在设计过程中,设计人员要详细收集相关资料,针对地基软硬及温差大小,选择伸缩缝的间距。

(2)后浇带的设置

当设计较长矩形水池时,设计可采用后浇带或UEA加强带等施工方法来减少混凝土收缩产生的当量温差及不利温差。后浇带的设置可避免部分不利的施工前阶段温差及混凝土前期收缩产生的当量温差,从而增大了构筑物伸缩缝的允许间距。后浇带的间距首先应考虑要能有效地削减温度收缩应力,其次考虑与施工缝结合。在正常的施工条件下,后浇带的间距宜为20~30m。后浇带的保留时间当然越长越好,但必须在施工期间不要影响后续工序,一般不应少于40天,最宜60天(考虑施工可能)。在此期间,混凝土水化热引起的早期温差影响基本消失,以及混凝土有不少于30%的收缩已完成。

二、钢筋混凝土结构水池的施工要点

(一)钢筋混凝土结构水池底板施工

浇筑混凝土垫层(基础)前,需要对地基土质进行检查,看它是否符合设计资料,如果不符,就要根据具体情况进行处理以后再浇筑混凝土垫层。浇筑好混凝土垫层后的1d~2d (根据施工时的温度确定),测定出底板的中心,之后依据设计尺寸放线,确定柱基和底板的边线,制作出钢筋分布图,将帮扎钢筋按线铺放,然后将柱基和底板外模板安装好。在检查好钢筋的直径、间距、搭接长度、上下层间距、位置和保护层及预埋件的位置、数量以后在绑扎钢筋,以上各项都须符合设计要求。在固定上下层的钢筋时需使用铁撑,以免浇筑时出现变位现象。悬空架设的柱基模板,需要在它的下面临时使用小方木支撑,浇筑时,随着混凝土的浇筑将小方木逐渐取出。浇筑底板时为防止出现施工缝,应当将其一次性连续浇筑完成。施工的间歇时间必须小于混凝土的初凝时间。如果平板厚度小于20厘米,那么可以使用平板振动器,如果底板比较厚,就要使用插入式振动器来完成施工。如果使用现浇混凝土的方法筑造池壁,那么连接底板和池壁的施工缝可以留在基础之上的20厘米的地方。如果设计中有安装止水钢板的要求,那么浇捣混凝土之前,就要先把止水钢板安装固定好在进行浇注。浇筑好混凝土以后,强度没有达到1.2MPa之前,不能对其振动,底板上禁止搭建脚手件等,禁止在底板安放磨具或是搬运工具,同时需要做好混凝土的养护工作。如果遇到需要留出工缝的特殊情况,就要将结合面做成垂直的形状,同时要保证结合面周围的混凝土密实度符合要求。

(二)混凝土浇筑

通常情况下可以使用分节浇筑和连续浇筑两种方法来浇筑水池混凝土。池壁分节浇筑应先浇筑基础底板,再浇筑池壁,然后浇筑环梁,最后浇筑顶盖。连续浇注池壁应按照现浇柱基础底板,再浇筑池壁,最后浇筑环梁及顶盖的顺序进行。

(三)地下水池的防水

在防水设计时应根据工程性质、使用要求、周围环境等合理确定防水等级,根据防水等级确定防水措施。无论防水等级为几级,水池混凝土都应为结构自防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级应根据水头高度与水池混凝土壁厚度确定,不得人为自行降低。根据防水等级要求,水池仅采用一道防水混凝土是不能满足要求的,故一般还应做柔性防水。在选用防水材料时应考虑到水池使用环境恶劣、不易更换的特点,尽量选用耐久性好的材料。防水材料应重视节点设计,如池壁转角及承台处、积水坑等处,一旦构造不当,势必形成“漏底之舟”,失去防水的意义。

(四)混凝土养护要求

夏季浇筑的混凝土,如养护不当,会造成混凝土强度降低或表面出现塑性收缩裂缝等,因此,必须加强对混凝土的养护。混凝土初凝后立即进行养护,连续养护14d以上。池壁在浇筑混凝土14d后方可拆模,养护时池壁顶设置洒水管,应确保各部位池壁湿润到位。池底板及顶板浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。当完成规定的养护时间后拆模时,最好为其表面提供潮湿的覆盖层,池外及时回填土。

结语

目前,在钢筋混凝土水池结构设计中,由于其特殊性与常规的混凝土结构在设计、构造要求上基本相同但也有所区别。因此,在结构设计中,设计人员不但要保证承载力构件强度要求,还要保证在正常使用状态下的变形、裂缝和耐久性等要求。

参考文献

[1]胡建强.钢筋混凝土结构水池的设计与施工[J].建材世界,2013,02:66-70.

篇4

关键词:水工 少筋 混凝土 结构 设计 方法

一、概述

少筋混凝土结构是指配筋率低于普通钢筋混凝土结构的最小配筋率、介于素混凝土结构和钢筋混凝土结构之间的一种少量配筋的结构,简称少筋混凝土结构,也称为弱筋混凝土结构。

这类结构在水利工程设计中是难于避免的,有时,它在某些水工混凝土工程结构中处于制约设计的重要地位。从逻辑概念讲,只要允许素混凝土结构的存在,必定会有少筋混凝土结构的应用范围,因为它毕竟是素混凝土和适筋混凝土结构之间的中介产物。

凡经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土称水工混凝土,水工混凝土多数为大体积混凝土,水工混凝土对强度要求则往往不是很高。在一般水工建筑物中,如闸墩、闸底板、水电站厂房的挡水墙、尾水管、船坞闸室等,在外力作用下,一方面要满足抗滑、抗倾覆的稳定性要求,结构应有足够的自重;另一方面,还应满足强度、抗渗、抗冻等要求,不允许出现裂缝,因此结构的尺寸比较大。若按钢筋混凝土结构设计,常需配置较多的钢筋而造成浪费,若按素混凝土结构设计,则又因计算所需截面较大,需使用大量的混凝土。

对于这类结构,如在混凝土中配置少量钢筋,在满足稳定性的要求下,考虑此少量钢筋对结构强度安全方面所起的作用,就能减少混凝土用量,从而达到经济和安全的要求。因此,在大体积的水工建筑物中,采用少筋混凝土结构,有其特殊意义。

关于少筋混凝土结构的设计思想和原则,我国《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)作了明确的规定。

二、规范对少筋混凝土结构的设计规定

对少筋混凝土结构的设计规定体现在最小配筋率规定上,这里将《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)(下文简称规范)有关最小配筋率的规定,摘录并阐述如下:

1.一般构件的纵向钢筋最小配筋率

一般钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋的配筋率不应小于规范表9.5.1规定的数值。温度、收缩等因素对结构产生的影响较大时,最小配筋率应适当增大。

2.大尺寸底板和墩墙的纵向钢筋最小配筋率

截面尺寸较大的底板和墩墙一类结构,其最小配筋率可由钢筋混凝土构件纵向受力钢筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面极限内力值与截面极限承载力之比得出。即

1)对底板(受弯构件)或墩墙(大偏心受压构件)的受拉钢筋As的最小配筋率可取为:

ρmin=ρ0min ()

也可按下列近似公式计算:

底板 ρmin= (规范9.5.2-1)

墩墙 ρmin= (规范9.5.2-2)

此时,底板与墩墙的受压钢筋可不受最小配筋率限制,但应配置适量的构造钢筋。

2)对墩墙(轴心受压或小偏心受压构件)的受压钢筋As’的最小配筋率可取为:

ρ'min=ρ′0min ()

按上式计算最小配筋率时,由于截面实际配筋量未知,其截面实际的极限承载力Nu不能直接求出,需先假定一配筋量经2—3次试算得出。

上列诸式中 M、N——截面弯矩设计值、轴力设计值;

e0——轴向力至截面重心的距离,eo=M/N;

Mu、Nu——截面实际能承受的极限受弯承载力、极限受压承载力;

b、ho——截面宽度及有效高度;

fy——钢筋受拉强度设计值;

γd——钢筋混凝土结构的结构系数,按规范表4.2.1取值。

采用本条计算方法,随尺寸增大时,用钢量仍保持在同一水平上。

3.特大截面的最小配筋用量

对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件,规范规定:如经论证,其纵向受拉钢筋可不受最小配筋率的限制,钢筋截面面积按承载力计算确定,但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。

规范对最小配筋率作了三个层次的规定,即对一般尺寸的梁、柱构件必须遵循规范表9.5.1的规定;对于截面厚度较大的板、墙类结构,则可按规范9.5.2计算最小配筋率;对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件则可按规范9.5.3处理。设计时可根据具体情况分别对待。

为慎重计,目前仅建议对卧置于地基上的底板和墩墙可采用变化的最小配筋率,对于其他结构,则仍建议采用规范表9.5.1所列的基本最小配筋率计算,以避免因配筋过少,万一发生裂缝就无法抑制的情况。

经验算,按所建议的变化的最小配筋率配筋,其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构,为控制裂缝不过宽,宜将本规范表9.5.1所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05%。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时,则可仅配构造钢筋。

转贴于 三、规范的应用举例

例1 一水闸底板,板厚1.5m,采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋,每米板宽承受弯矩设计值M=220kN/m(已包含γ0、φ系数在内),试配置受拉钢筋As。

解:1)取1m板宽,按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As。

αs= ==0.012556

ξ=1-=1-=0.0126

As===591mm2

计算配筋率ρ= = =0.041%

2)如按一般梁、柱构件考虑,则必须满足ρ≥ρmin条件,查规范表9.5.1,得ρ0min=0.15%,

则 As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2

3)现因底板为大尺寸厚板,可按规范9.5.2计算ρmin

ρmin===0.0779%

As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2

实际选配每米5Φ18(As=1272mm2)

讨论:1)对大截面尺寸构件,采用规范9.5.2计算的可变的ρmin比采用规范表9.5.1所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋,本例为1:1130/2175=1:0.52。

2)若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m,按规范9.5.2计算的ρmin变为:

ρmin===0.0461%

则 As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2

可见,采用规范9.5.2计算最小配筋率时,当承受的内力不变,则不论板厚再增大多少,配筋面积As将保持不变。

例2 一轴心受压柱,承受轴向压力设计值N=9000kN;采用C20级混凝土和I级钢筋;柱计算高度l0=7m;试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。

解:1) b×h=1.0m×1.0m时,轴心受压柱承载力公式为:

N≤φ(fcA+fy′As′)

==7<8,属于短柱,稳定系数φ=1.0,

As′===3809mm2

ρ′===0.38%

由规范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%,对一般构件,应按ρ0min′配筋

As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2

2) b×h=2.0m×2.0m时,若仍按一般构件配筋,则

As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2

现因构件尺寸已较大,可按规范9.5.3计算最小配筋率:

ρmin′=ρ0min′()

式中因实际配筋量As′尚不知,故需先假定As′计算Nu。

①假定As′=4000mm2。

Nu=fy′As′+ fyAs

=210×4000+10×4.0×106=40.84×106 N

ρmin′=ρ0min′()

=0.4%()=0.106%

As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2

②假定As′=4231mm2。

Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106 N

ρmin′=0.4%()=0.1056%

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关键词:钢筋混凝土结构 半电池电位法 钢筋锈蚀 评价准则 可靠性

1 钢筋锈蚀对结构的影响

水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题,也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。多年来,许多水利工程由于耐久性不良引起的工程损坏事例不断发生,由此带来的工程损失和处理费用也迅速增加,相应的经济损失已不可忽视。在水工建筑物安全鉴定过程中,常遇到大坝、水闸、渡槽、桥梁等钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀开裂,混凝土保护层脱落的现象很多,使得结构承载力下降,有些危及安全,必须引起高度重视。

钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构性能的影响主要体现在三方面。其一,钢筋锈蚀直接使钢筋截面减小,从而使钢筋的承载力下降,极限延伸率减少;其二,钢筋锈蚀产生的体积比锈蚀前的体积大得多(一般可达2~3倍),体积膨胀压力使钢筋外围混凝土产生拉应力,发生顺筋开裂,使结构耐久性降低;其三,钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降。因此,钢筋锈蚀对结构的承载力和适用性都造成了严重影响,由此带来的维修与加固费用也是相当昂贵的。为此,结合水工建筑物安全检测实践,开展了水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及应用研究,目的是为水工建筑物的安全评价提供科学的依据。

2 检测原理及方法

2.1 检测原理

关于混凝土中钢筋锈蚀状态的无损检测,目前,国内外只能进行定性测量,常用的方法是半电池电位法。钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程。此时,在钢筋表面形成阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间,混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性可以看作是半个弱电池组,钢的作用是一个电极,而混凝土是电解质,这就是半电池电位检测法的名称来由。

半电池电位法是利用“Cu+CuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统。由于“Cu+CuSO4饱和溶液”的电位值相对恒定,而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化。因此,电位值可以评估钢筋锈蚀状态。

2.2 检测方法

检测前,首先配制Cu+CuSO4饱和溶液。半电池电位法的原理要求混凝土成为电解质,因此必须对钢筋混凝土结构的表面进行预先润湿。采用95ml家用液体清洁剂加上19L饮用水充分混合构成的液体润湿海绵和混凝土结构表面。检测时,保持混凝土湿润,但表面不存有自由水。

将CANIN钢筋锈蚀测定仪的一端与混凝土表面接触,另一端与钢筋相连,当钢筋露出结构以外时,可以方便地直接连接。否则,需要首先利用钢筋定位仪的无损检测方法确定一根钢筋的位置,然后凿除钢筋保护层部分的混凝土,使钢筋外露,再进行连接。连接时要求打磨钢筋表面,除去锈斑。根据半电池电位法的测试原理,为了保证电路闭合以及钢筋的电阻足够小,测试前应该使用电压表检查测试区内任意两根钢筋之间的电阻小于1。

检测时,根据用钢筋定位仪测定的钢筋分布确定测线及测点,测点的间距为10~20cm。用CANIN钢筋锈蚀测定仪逐个读取每条测线上各测点的电位值,在至少观察5min时,电位读数保持稳定浮动不超过±0.02V时,即认为电位稳定,可以记录测点电位。

3 评价准则

根据美国标准《混凝土中钢筋的半电池电位实验标准》(ANSI/ASMC76-80)和交通部公路研究院、中国建筑科学研究院等单位的研究成果以及大量的现场直观检查验证情况,混凝土中钢筋锈蚀状态判据如下:

(1)电位>-150mV时,钢筋状态完好。

4 应用实例

几年来,在水利工程结构安全无损检测中,应用CANIN钢筋锈蚀测定仪分别对华新套闸、新港水闸、前卫水闸、创建水闸、朱泖河套闸、大浦闸、小砾山排灌站等工程混凝土中钢筋锈蚀状态进行了无损检测。现将混凝土中钢筋锈蚀所处状态几种典型的检测结果分别介绍如下。

4.1 处于完好状态的钢筋

朱泖河套闸下闸首左中墩上游面混凝土钢筋锈蚀电位测试结果见表1。在检测结构表面抽检了28个测点,电位范围-22mV~-136mV,平均电位-65.9mV,钢筋处于完好状态。测试后对某一检测点进行了凿除对比检查,检查结果为钢筋状态完好,未锈蚀。

4.2 处于局部锈蚀、全面锈蚀状态的钢筋

华新套闸上闸首左下游门槽下游面混凝土钢筋锈蚀电位测试结果见表2。在检测结构表面抽检了27个测点,电位范围-150mV~-257mV,平均电位-195mV,钢筋基本处于局部锈蚀状态,部分处于全部锈蚀状态。测试结果与现场实测的混凝土碳化深度、钢筋保护层厚度变化规律基本一致,即混凝土碳化深度越深,钢筋保护层厚度越薄,则混凝土钢筋锈蚀电位负值越大。

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由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。

二、砖混结构

由建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑,横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。

三、钢结构

由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构。

四、钢筋混凝土结构

由钢筋和混凝土两种材料结合成整体共同受力的工程结构。

五、排架结构(又称框架结构)

排架的结构,排架的组成是以柱子,两边的柱子,有一个屋架支撑在柱子上,形成了这样的一排,下面又是一排,在这两排上面上屋架之间放上一个板子形成个空架连续的房子。

六、构筑物结构

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关键词:水工结构混凝土;保护层施工;保护层作用;质量控制

近年来,随着我国社会经济和科技的不断发展,我国建筑行业也得到快速的发展,混凝土施工作为建筑施工中重中之重,其施工质量直接关系着整个建筑物结构的质量和后期使用的稳定性能。因此,加强结构混凝土保护层施工质量控制有着重要的作用和意义,施工技术人员要全面了解水工结构中混凝土保护层的重要作用,并且在施工中注意施工方式和方法,确保混凝土保护层施工的质量,以稳固水工结构。

一、水工结构混凝土保护层的重要作用

(一)提升钢结构的韧性

水利工程施工中混凝土保护层施工直接关系着工程钢结构的韧性,保护层的施工质量如果没有达到相关标准,那么,工程钢结构就会减小。其次,如果混凝土施工厚度不够,钢结构中钢筋就会暴露在空气中,当其与空气发生直接接触时,就会发生腐蚀和氧化反应,进而就会使得钢结构性能减弱。最后,如果混凝土施工质量没有得到控制,混凝土与钢结构就无法很好地相互配合,发挥其应有的作用。由此可见,在水工结构中,混凝土保护层施工会直接影响钢结构施工质量,甚至直接关系着整个水利工程的施工质量。

(二)提升钢结构的耐磨性能

混凝土保护层施工还有一个方面的重要作用,即提升水工结构中钢结构的耐磨性能,水工工程中,钢筋混凝土结构构件一般都位于码头以及船闸区域内,这些区域的水位变化比较大,并且水中含有的一些元素,如二氧化碳和氧气,这些比较集中的区域。因此,水工结构中的钢筋混凝土结构存在极大的不稳定性能,在这种特定的环境下,混凝土结构的耐力就会减弱。这时为了控制混凝土结构耐力下降,要进行混凝土保护层结构施工,这种施工的最终目的是能提升结构的耐磨性能。但是要想达到理想的保护作用就必须要确保混凝土保护层施工能达到一定的厚度,如果厚度不够就无法有效保护混凝土结构,导致混凝土施工结构构件附近的钢筋暴露在外面,加速碳化,然后其持久性能就会下降,导致钢筋混凝土结构的耐磨性能下降。可见,在水工钢筋混凝土结构中添加保护层,对提升钢筋结构的耐磨性能有着重要的作用。

(三)提升钢结构的承载力

水工结构钢筋结构承载力也是十分重要的部分,保护层施工厚度直接影响着钢筋结构的承载力,而承载力的提升能确保工程项目的施工寿命。保护层施工对于结构承载力的影响主要表现在两个方面,一方面是保护层施工厚度的控制直接关系着构件承载力,如果厚度太厚就会削减结构的承载力,如果厚度不够就不能起到保护的作用,钢筋构件就会暴露在空气中,使得钢筋结构混凝的承载力下降。另一个方面是对钢筋结构构件张力的影响,也与保护层施工厚度有着直接的关系。如果保护层施工厚度不够就会导致钢筋受拉区域内的混凝土约束力不够,受拉区域就容易出现断裂现象。同时,还会使钢筋混凝土横截面的中性轴上移,改变受拉区域与受压力臂的大小,进而引起横截面承载能力的降低,导致钢筋结构承载力下降,影响水工结构的整体质量。由此可见,水工结构混凝土保护层施工有着重要的作用和地位,所以,施工技术人员要认清保护层施工的重要性,不断提升施工水平,控制保护层施工质量。

二、水工结构混凝土保护层施工质量控制

(一)加强施工现场质量管理

针对上述中水工结构混凝土保护层施工的重要的作用和地位,工作人员要加强监督,控制保护层施工质量,确保保护层施工能达到理想的保护效果。首先就要加强对施工现场的质量管理,即是要加强施工现场技术人员的施工规范管理,尤其是要提升施工人员的专业素质水平,增加工作人员责任感,在工作中坚持做到精细施工。现场检测实践经验表明,只有施工技术人员能清楚认识到保护层施工的重要性,才能在施工中坚持施工规范和施工标准,确保施工能达到基本标准要求,进而控制保护层施工质量。从上述混凝土保护层对水工结构影响的几个方面来看,其重点就是要控制保护层施工的厚度,其厚度的控制直接关系着整个施工质量的控制。因此,施工人员一定要根据工程施工需要,控制保护层施工厚度,根据钢筋结构构件施工情况,一般保护层施工厚度应该在钢筋结构构件上面100mm左右。

(二)慎重选择施工工艺

施工工艺对施工质量的影响也是非同小可的,工作人员一定要慎重选择施工工艺,采取一些优化方法,确保保护层施工质量。如在保护层垫块的施工上,工作人员应该根据钢筋混凝土施工采用材料的不同,选用不同的施工方法。如果钢筋混凝土施工采用的是砂浆材料,那么,就应该要加强材料验收,确保材料的质量,避免材料中含有大量的颗粒碎石等。在可能的情况下,尽量选择质量比较好的施工材料,这样能提升保护层垫块施工质量,稳定结构构件。一般质量比砂浆好的材料有细石砂浆、细石混凝土以及聚乙烯等高分子材料,这些材料制成的垫块稳定性能更好,能起到更好地保护作用。

(三)做好混凝土保护层施工过程质量控制工作

首先,混凝土保护层施工对保护钢筋结构构件有着重要的作用和意义,因此,在保护层施工中,工作人员要注意做好养护工作,保护层施工完成后,工作人员要及时观察保护层中混凝土的变化,及时进行浇水保湿,并且一般的养护日要在7个工作日左右。其次,加强模版混凝土浇筑前验收和浇筑后的检查工作。在保护层浇筑前,要先验收施工模版,其主要验收方面包括模版安放的位置是否正确,偏差是否超出规范范围等。在浇筑过程中,工作人员要检查模版在混凝土浇筑过程中有没有出现明显的位移,如果发现很明显的位移,就必须要及时纠正和调整,确保施工质量不会受到模版的滑移的影响。一般水工结构钢筋混凝土构件都位于水位变化比较大的地区,因此,在浪溅区保护层施工厚度的控制一定要十分严格,在施工中可以根据需要在结构设计的标准厚度上再加厚5mm,允许偏差在±5mm左右,这样更加符合实际需要,也不会因为厚度不够或厚度超标而影响水工结构浪溅区混凝土结构构件的稳定。从整个保护层施工中来看,施工厚度是影响施工质量的关键,只要控制好施工厚度就会极大地提升施工质量,工作人员要根据多年工作经验和施工标准要求,控制好混凝土保护层施工厚度,确保施工质量。

结束语

综上所述,水利工程项目的修建对于我国经济的发展有着重要的作用和影响,并且对人们生活也有着重要的作用和影响。而混凝土保护层作为水工结构施工中重要的环节,直接关系到整个工程施工质量,其主要作用表现在能提升结构的承载力和耐磨性能,起到稳固结构的作用。因此,加强水工结构混凝土保护层施工质量控制有着重要的作用和意义。首先必须要加强对施工队伍的管理,其次,选用正确和先进的施工工艺,加强现场模版在混凝土浇筑前的验收和浇筑过程的检查。只有做好这些措施才能有效控制混凝土保护层施工质量,建设安全、优质高效的水利工程项目。

参考文献:

[1]吴岳锌,谭向军.某涵闸地基换填处理方案设计[J].山西建筑,2008(02)

[2]何梦儿.水工建筑混凝土施工质量控制[J].科技资讯,2009(19)

[3]杨军.水利工程建设中施工质量的控制[J].建材与装饰(下旬刊),2008(03)

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【关键词】钢筋;焊接;水利工程;探讨

1. 引言

钢筋焊接网是通过专用设备在工厂加工,纵向钢筋和横向钢筋分别以一定间距垂直叠交排列,全部交叉点均通过全自动智能化的GWC型钢筋焊接网生产线用电阻熔接法点焊(低电压、高电流,焊接接触时间一般不超过0.5s)在一起形成的钢筋网片。是一种代替传统人工制作、绑扎的新型、高效、优质的钢筋混凝土结构的建筑钢筋。钢筋焊接网是建设部重点推广应用的新技术之一。

钢筋焊接网即可用于制作钢筋混凝土预制构件,也可用于现浇混凝土结构,大量用于工业与民用建筑的墙板、楼板、屋面板等。在市政、水利工程领域如:混凝土路面、桥面铺装、桥涵挡墙和基础混凝土以及污水处理池、水库等工程中也有广泛用途。焊接网也可利用弯网机弯成各种不同的形状来适应不同构件的需要。目前,焊接网的应用范围已从板类构件为主扩大到包括梁、柱类构件的多种类型结构。

2. 钢筋焊接网在国内外的应用与发展

钢筋焊接网是20世纪初在欧洲产生的, 德国、美国、意大利、奥地利、法国等欧美国家20世纪初,就对钢筋焊接网混凝土构件的结构性能进行了较多的试验研究,并相继制定了钢筋焊接网标准、图集、规程、使用手册。经近百年的应用与发展, 在国外已被建筑界广泛采用。目前德国钢筋混凝土结构中钢筋焊接网的用量己占钢筋总用量的50~65% 以上,并且还在继续增长。

在亚太地区钢筋焊接网的应用也得到一定发展。日本、澳大利亚、新加坡等国的焊接网应用较早,在上世纪50年代就制订了焊接网产品标准,并在钢筋混凝土结构规范和设计手册中对焊接网的构造要求等作了专门规定。焊接网已大量用在现浇混凝土板类构件和构筑物中,目前焊接网的产量大约占35% 以上。

钢筋焊接网技术是20世纪八十年代末九十年代初引入我国的,10年多来,特别是近几年,得到迅速发展,成为建设部重点推广的新钢种。冷轧带肋钢筋的迅速发展,为焊接网的发展提供良好条件。我国焊接网产品首部标准已于1995年12月起实施,对于指导生产、保证产品质量具有重要的意义。据不完全统计,截止2000年10月,国内应用焊接网的民用与工业房屋建筑工程有500多项。主要用在高层及多层住宅、办公楼、宾馆、医院、学校、仓库、厂房等建筑的楼板、屋面板、墙体、地坪、地下室墙壁、基础以及游泳池的池壁、池底等部位。工程主要分布在珠江三角洲、上海市、江苏省、北京及两湖地区。同期,国内钢筋焊接网在道路、桥梁中的应用也达180多项。

3. 钢筋焊接网的特点

3.1 改善混凝土结构性能、提高钢筋工程质量。钢筋焊接网片是在工厂加工而成,网格间距尺寸、钢筋数量准确,克服了传统人工绑扎时由人工摆放钢筋造成间距尺寸误差大、绑扎质量出现漏扎、缺扣的现象。焊接网的网格尺寸非常规整,远超过手工绑扎网。网片刚度大,弹性好,浇注混凝土时钢筋不易局部弯折、不产生变位,混凝土保护层厚度均匀、易于控制,明显提高钢筋工程质量。由于采用纵、横钢筋点焊成网状结构,达到共同均匀受力起粘结锚的目的,加上钢筋断面的横肋变形、增强了与混凝土的握裹力,使得所形成的混凝土结构受弯构件的结构性能得到改善,有效地防止了混凝土裂缝的产生,提高了钢筋混凝土的内在质量。试验研究分析表明:在混凝土路面内配置焊接网铺装层时,可有效减少70%左右的由于荷载或湿度引起的混凝土表面龟裂。对于混凝土受弯板类构件,使用焊接网可以提高板刚度50%左右,提高抗裂性能约30%,有效减少裂缝宽度约50%。

3.2 提高生产效率、加快施工进度。钢筋焊接网将原来现场制作的全部工序及90%以上的绑扎成型工序全部进行了工厂化生产,除保证钢筋制作、绑扎的质量外,还可大量降低钢筋安装工时,减少用工数量。从济平干渠使用焊接网的南大沙河倒虹吸与采用普通绑扎网的田山沉沙池倒虹吸的比较看,使用焊接网比绑扎网少用人工60%左右,提高钢筋制作安装速度50%左右,大大缩短了工程的施工周期,节约了施工排水费用。即将开工的胶东供水工程,排水问题也是工程施工的难点,钢筋焊接网的使用,将会给工程的顺利进展创造良好的条件。

3.3 节约钢材、净化施工环境。由于焊接钢筋是一种规模化连续生产方式,可以最大限度减少对钢筋加工过程的损耗,据统计,扣除单元搭接所增加的用钢量后还可以节省钢材2%左右。由于采用工厂化专业化生产,按施工进度运到现场后即吊运至作业面,现场不必设钢筋加工场地,即节约了场地又提高了现场管理水平。同时,还可以解决调直钢筋时所产生的噪音污染等问题,促进了现场文明施工。

3.4 方便质量控制和工程验收。采用按照产品标准生产的合格焊接网,在安装和验收过程中,只要严格控制和检查网片的搭接长度和锚固长度就可以保证安装质量。安装简单,检查方便。可以有效避免因人为影响而造成的钢筋根数误差和规格错误。免去了验收时检查钢筋规格、间距、钢筋漏扎、绑扎不牢固和错扎等大量的繁琐工作。

4. 在水利工程中推广使用尚需合理解决的问题

钢筋焊接网作为钢筋工程的技术进步的确有许多优点,钢筋施工走焊接网道路是世界钢筋工业发展的潮流。焊接网既是一种新型、高性能结构材料,也是一种高效施工技术,是钢筋施工由手工操作向工厂化、商品化的根本转变。目前,该技术在建筑、道路等领域中的应用,已趋于成熟。在水利工程中推广使用时,尚需处理好以下几点。

4.1 深入了解钢筋焊接网的性能特点,选择能充分发挥其优势的工程进行合理应用。可由易到难,先在远距离调水工程的倒虹吸、暗渠及桥面铺装等构件上应用。注意总结经验,同时积极准备在其它构件中试点应用。

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【关键词】钢筋混凝土;建筑工程;裂缝;抑制措施

前言:

从本质上来讲,混凝土是一种非均匀质的多孔材料,它的主要成分是胶凝材料,骨料和水,这种材料结合质地坚硬,钢筋会产生极佳的抗剪抗压效果,因此,在大多数建设工程中得到应用。但是,在众多的钢筋混凝土工程中,裂缝问题是自始至终都存在的,该问题带来的隐患也是必须重视的。从大的范畴角度分析该材料,混凝土裂缝可分为宏观裂缝和微观裂缝,两种裂缝带来的后果及处理方式是不同的,我们需要做的就是研究合适的方法将损害控制在最小,但是裂缝是不可避免的。 导致裂缝产生的原因

从结构材料受力状况方面来看,混凝土产生裂缝的根本原因就是结构体所受到的应力超过了材料所能承受的力的最大值,混凝土材料的抗压能力强,抗剪抗弯能力差,钢筋抗拉强度大,二者结合,虽能弥补各自的不足,但是,正是由于二者之间同一外界条件下,抵抗能力的差异,致使裂缝产生。常见的导致钢筋混凝土裂缝产生的原因有:

1.1材料自身抵抗环境变化的能力差

温度变化造成混凝土裂缝产生是最主要的原因之一。这是混凝土材料本身的缺陷,在混凝土施工的时候,水泥的水化会产生大量的热量,因此,混凝土内部温度极高,而材料表面温度和内部相差很大,这是第一次的温差,致使材料内外凝结的程度和时间不同步,这样在凝结的过程中就会产生很多裂缝。紧接着在混凝土和钢筋结合的过程中,水分会急剧的流失,因而其材料内部的各个成分会出现不一致的下沉,而骨料由于自重最大下沉最快,然而受到钢筋的阻挡,会形成沿着钢筋方向的裂缝,最后,结构体基本成型后,水分的表里蒸发程度不同,会产生收缩性裂缝。

1.2施工流程造成裂缝产生

钢筋混凝土结构施工流程大致是准备阶段、进行阶段、养护拆模阶段。在施工准备阶段,模板在施工之前由于过于干燥,会导致混凝土入料的时候收缩不均匀,从而产生收缩性裂缝,模板搭接的不紧密,会产生由模板造成的物理性裂缝,支撑系统的不稳固,会产生材料不均导致的裂缝;在施工阶段,振捣不均,振捣不及时等会导致施工结束后的材料分布不均,而产生裂缝;在养护拆模阶段,养护的不及时性,以及对天气的预防措施选择不当,拆模过早等都会产生裂缝。

1.3钢筋混凝土结构在使用过程中产生裂缝

在钢筋混凝土结构的使用过程中,导致裂缝产生的原因也是多样的,主要的有荷载过重、自然灾害、人为灾害。荷载过重是在使用过程中经常出现的,使用者在结构承受能力知识方面的薄弱,常常过高地估计了结构的承受能力,日积月累致使裂缝产生;地震、强风、强降雨等不可避免的自然灾害会对结构产生很致命的损害;火灾,结构防水工作不足等会大大地增加界裂缝产生的几率。 抑制钢筋混凝土工程裂缝的措施

2.1在前期设计方面的改善

在前期设计的时候,需要注意的几个要素:结构型式的选择、材料的选择、应急措施的预备。选择合适的结构的同时,需要准备完善的加强措施,保证万无一失。另外,在设计中要处理好抵抗能力和材料配比的关系,结构材料的合理配比,钢筋量的合理控制决定着整个结构的长期使用。

2.2材料方面

首先是材料的选择,一定要按照相关的国家规范和标准执行,胶凝材料选择的时候要尽量选择硅酸盐水泥,根据自身的情况合理选择。骨料方面要注意骨料的泥沙及杂质的检测及控制,要选择级配良好的中砂和孔隙率较小的粗骨料。最后,外加剂的选择和用量控制要按照规范走,要根据工程的质量要求使用要去,及水泥的级别选择不同等级的减水剂和外加剂,例如,对于高强高性能的混凝土要选择高效的减水剂,合适是最重要的。

2.3施工方面

施工设备的准备阶段,模板、支架、器械设备要准备充足,另外要安装合理,保证其有相应的稳定性和刚度,在安装模板的时候要保证构造紧密、不漏水,在拆除之前要检查材料的凝结程度是否符合标准。在混凝土搅拌过程中,要结合环境温度做出合适调整,当温度高于25℃的时候,要将搅拌时间控制在60min之内,若低于25℃,则将搅拌时间控制在90min之内,雨雪天气尽量避免施工,若不得不施工,要采取遮挡、保温措施。例如,选择薄膜覆盖、草袋保温等方式。

2.4后期保养维护

首先,保养维护时间的控制,不应当低于半个月,重要的工程要不低于30天,在养护过程中,要结合施工阶段中收集到的信息,选择合理地养护方式。其次,对环境影响的避免方式,若遇到高温、干燥、高风速的环境,要及时的喷水养护,若浇水养护着实困难,则可选择薄膜覆盖防治水分大量蒸发的方式。最后,不同季节的养护防护措施,夏季高温,需做好防水保护,以及及时地水分补给,若在冬季,水分要控制在一定的量以内,避免冻胀,要采取一定的保温措施,如覆盖草被等。 结语

综上所述,随着我国建设量的不断加大,工程规模的不断扩大以及工程质量要求不断增高,钢筋混凝土结构使用范围的不断拓展,对于钢筋混凝土结构的质量要求也会越来越高,钢筋混凝土工程中裂缝的产生对结构质量有着极大的损害,因此就要求我们这些从事该行业的人士,要提高重视程度,不断总结和交流施工及使用过程中裂缝产生的原因和抑制措施,总结经验,迎接未知的隐患。

参考文献:

[1]冷发光.普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法 [S]施工技术.2010

[2]冷发光.混凝土抗氯离子渗透的标准测试方法[S]东南大学学报.2006.11

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关键词:钢筋混凝土柱 质量 通病 控制加固

钢筋混凝土柱是指用钢筋混凝土材料制成的柱。是房屋、桥梁、水工等各种工程结构中最基本的承重构件,常用作楼盖的支柱、桥墩、基础柱,塔架和桁架的压杆。

按照制造和施工方法分为现浇柱和预制柱。现浇钢筋混凝土柱整体性好,但支模工作量大。预制钢筋混凝土柱施工比较方便,但要保证节点连接质量。

钢筋混凝土柱按配筋方式分为普通钢箍柱、螺旋形钢箍柱和劲性钢筋柱。普通钢箍柱适用于各种截面形状的柱是基本的、主要的类型,普通钢箍用以约束纵向钢筋的横向变位。螺旋形钢箍柱可以提高构件的承载能力,柱载面一般是圆形或多边形。劲性钢筋混凝土柱在柱的内部或外部配置型钢,型钢分担很大一部分荷载,用钢量大,但可减小柱的断面和提高柱的刚度,在未浇凝混凝土前,柱的型钢骨架可队承受施工荷载和减少模板支撑用材。用钢管作外壳,内浇混凝土的钢管混凝土柱,是劲性钢筋柱的另一种形式。

一、常见柱质量通病原因分析

(一)混凝土强度偏低,匀质性差,低于同等级的混凝土梁板,主要原因是随意改变配合比,水灰比大,坍落度大・搅拌不充分均匀;振捣不均匀t过早拆模,养护不到位,早期脱水表面疏松。

(二)混凝土柱“软顶”现象,柱顶部砂浆多,石子少,表面疏松、裂缝。其主要原因是:混凝土水灰比大,坍落度大,浇捣速度快,未分层排除水分,到顶层未排除水分并第二次浇捣。

(三)混凝土的蜂窝,孔洞。主要原因是配合比不正确,一次下料过多,振捣不密实;位分层浇筑,混凝土离析,模板孔隙位堵好,或模板支撑不牢固,振捣时,摸板移位漏浆。

(四)混凝土露筋,主要原因是混凝土浇筑振捣时,钢筋的垫块移位,或垫块太少,甚至漏放,钢筋紧贴模板致使拆模后露筋;钢筋混凝上结构截面较小,钢筋偏位过密,大石子卡在钢筋上,水泥浆不能充满钢筋周围,产生露筋;因混凝土配合比不准确,浇筑方法不当,混凝土产生离析;浇捣部位缺浆或模板严重漏浆,造成露筋t本模板湿润不够。混凝土表面失水过多,或拆模时混凝土缺棱掉角,造成露筋。

(五)混凝土麻面,缺棱掉角。主要原因是模板表面粗糙或清理不干净-浇筑混凝土前木模板未湿或湿润不够;养护不好。混凝土振捣不密实,过早拆模,受外力撞击或保护不好,棱角被碰掉。

二、可采取的控制措施

(一)混凝土强度偏低,匀质性差的主要控制措施

1、确保混凝土原材料质量,对进场材料必须按质量标准进行检查验收,并按规定进行抽样复试。

2、严格控制混凝土配合比,保证计量准确,按试验室确定的配合比及调整施工配合比,正确控制加水量及外加剂掺量。加大对施工人员宣传教育力度,强调混凝土柱结构规范操作的重要性,改变其认为柱子混凝土水灰比大,易操作易密实的错误观念。

3、混凝土应拌合充分均匀,混凝土坍落度值可以较梁板混凝土小一些,宜掺减水剂,增加混凝土的和易性,减少用水量。

(二)混凝土柱“软顶”的主要控制措施

1、严格控制混凝土配合比,要求水灰比、坍落度不要太大,以减少泌水现象。

2、掺减水剂,减少用水量,增加混凝土的和易性。

3、合理安排好浇筑混凝土柱的次序,适当放慢混凝土的浇筑速度,混凝土浇筑至柱顶时应二次浇捣并排除其水分和抹面。

4、连续浇筑高度较大的柱时,应分段浇筑,分层减水,尤其是商品混凝土。

(三)混凝土柱蜂窝孔洞的主要控制措施

1、混凝土搅拌时,应严格控制材料的配合比,经常检查,保证材料计量准确。

2、混凝土应拌合充分均匀,宜采用减水剂。

3、摸板缝隙拼接严密,柱底模四周缝隙应用双面胶带密封,防止漏浆。

4、浇筑时柱底部应先填100厚左右的同柱混凝土级配一样的水泥沙浆。

5,控制好下料,保证混凝土浇筑时不产生离析,混凝土自由倾落高度不应超过2m。

6、混凝土应分层振捣,在钢筋密集处,可采用人工振捣与机械振捣相结合的办法、严防漏振。

7、防止砂石中混有粘土块等杂物。

8、浇筑时应经常观察模板、支架墙缝等情况,若有异常,应停止浇筑,并应在混凝土凝结前修整完毕。

(四)混凝土露筋的主要控制措施

1、混凝土浇筑前,应检查钢筋和保护层厚度是否准确,发现问题及时修整。

2、混凝土截面较小,钢筋较密集时,应选配适当的石子。

3、为了保证混凝土保护层厚度,必须注意固定好填块,垫块间距不宜过稀。

4、为了防止钢筋移位,严禁振捣棒撞击钢筋,保护层混凝土要振捣密实。

5、混凝土浇筑前,应用清水将模板充分湿润,并认真填好缝隙。

6、混凝土也要充分养护、不宜过早拆除。

(五)混凝土麻面缺棱掉角的主要控制措施

1、摸板面清理干净,不得粘有干硬水泥沙浆等杂物。

2、板模在混凝土浇筑前应充分湿润,混凝土浇筑后应认真浇水养护。

3、混凝土必须按操作规程分层均匀振捣密实,严防漏浆。

4、拆除柱模板时,混凝土也具有足够的强度,拆模时不能用力过猛,过急,注意保护棱角。

5、加强成品保护,对于处在人多运料等通道时,混凝土阳角要采取相应的保护措施。

三、有关钢筋混凝土结构的加同问题

钢筋混凝土结构的耐久性问题已越来越引起人们的关注。美国学者用“五倍定律”形象地说明耐久性的重要性,特别是设计对耐久性问题的重要性。设计时,对新建项目在钢筋防护方面,每节省1美元,则发现钢筋锈蚀时采取措施多追加5美元,混凝土开裂时多追加维护费用25美元,严重破坏时多追加维护费用125美元。这一可怕的放大效应,使得各国政府投入大量资金用于钢筋混凝土结构的耐久性与加固的研究。除了耐久性外,还有施工质量问题,许多新建的建筑工程也存在较严重的]二程质量问题和质量事故,这些建筑的加固在整个加固工作中,也占有相当大的比例。

对老化或有病害的钢筋混凝土结构进行加固是提高其耐久性,延长其使用寿命较有效的办法,其主要方法有以下几种:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支撑加固法、粘钢加固法、托粱拔柱技术、增设支撑体系及剪力墙加固法、增设拉结连系加固法、裂缝修补技术等。