钢筋混凝土基本原理精选(九篇)

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第1篇：钢筋混凝土基本原理范文

关键词：混凝土；电迁移；阻锈剂；氮含量；钝化

氯盐污染环境中，钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土建筑物耐久性不足、过早破坏的主要原因，并已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害。避免钢筋腐蚀危害和提高钢筋混凝土结构耐久性的关键之一是尽可能抑制钢筋锈蚀，或延缓其锈蚀起动时间与腐蚀进程。阻锈剂具有有效降低钢筋的腐蚀速率，抑制钢筋锈蚀的功效，被认为是一种经济可靠、长期有效的钢筋防腐蚀措施[1-3]。然而，早期的钢筋阻锈剂，只能在混凝土浇注时以外加剂的形式加入，对于已建混凝土结构的修复，尤其是腐蚀隐患区域的处理则无能为力。近年来，随着Sika903、MCI和BE等自然渗透型阻锈剂的开发与应用[4-6]，阻锈剂也逐步开始应用于已建混凝土结构的防腐蚀维修工程中。然而，基于混凝土密实性及钢筋保护层厚度的不同，在很多情况下，这类渗透型阻锈剂并不能有效到达钢筋表面，因此，阻锈效果有限。

如何能将阻锈剂渗透至钢筋，达到阻锈效果呢？考虑到该类渗透型阻锈剂，在一定条件下可质子化形成阳离子的阻锈基团，因此，有可能通过外加电场提高阻锈基团在混凝土中的渗入深度，从而达到抑制混凝土内钢筋锈蚀的目的，该技术简称为钢筋混凝土电迁移阻锈技术。为掌握渗透型阻锈剂在电场作用下的迁移渗透规律及其影响因素，以便为该技术的工程应用提供依据，本文对影响钢筋混凝土电迁移阻锈技术的各种技术参数和影响因素进行了室内研究。

基本原理

电迁移阻锈技术的基本原理如图1所示。在混凝土表面铺设阳极，并使阳极处于含有一定浓度的阻锈剂(R-M)的碱性电解质中，在阴极与阳极之间通以直流电流。在电场的作用下，外部电解质溶液中的阳离子阻锈基团快速向混凝土内部迁移，混凝土内带负电荷的氯离子向外部迁移，其它阴、阳离子也分别向阳极或阴极迁移，同时在阳极与阴极上发生相应的电化学反应。当钢筋周围混凝土孔隙液中有效阻锈基团集聚到一定程度、氯离子含量下降到一定浓度，活化腐蚀的钢筋恢复钝态，停止腐蚀。

试验内容与试件

试验内容

（1）电量：电迁移阻锈技术参数主要包括电流密度(i)与电量(Q)两方面的内容。因离子的迁移数量主要受控于总电量，故本文仅讨论了电量对阻锈剂迁移的影响。考虑到电迁移阻锈技术的基本原理与电化学脱盐技术的基本原理相同，故根据电化学脱盐的有关试验经验[7-10]，电流密度选取不大于3.0A/m2，电量选取不大于1200A・h/m2。试验所用的电量见表1。

（2）混凝土技术参数：由于混凝土构件的类型不同及其所处环境的差异，诸如混凝土的水灰比、配筋量及受氯离子污染的程度等亦不尽相同。通过室内试验，研究了在一定电迁移阻锈技术参数条件下，各种混凝土技术参数对阻锈剂迁移规律的影响。混凝土技术参数见表1。

2.2试件制备

根据试验内容，制备了100mm×100mm×100mm和150mm×150mm×150mm两种尺寸的钢筋混凝土试件，其中150mm×150mm×150mm的试件用于进行配筋量试验，100mm×100mm ×100mm试件用于进行其余试验。

钢筋采用Ø10的Q235-AI级光圆钢筋，机械加工成一定长度的钢筋段，并经酸洗除锈，置于干燥器中待用。水泥为P・O42.5级，骨料为不含氯化物的中粗河砂和最大粒径为20mm的碎石。拌合水为自来水，氯化钠为分析纯。试件成型时采用人工拌合，人工插捣密实，24h后脱模编号，标准养护28d，置于室内环境待用。

2.3试验方法

为研究各技术参数对阻锈剂迁移规律及阻锈效果的影响，首先对各组试件进行电迁移阻锈处理，即在试件表面筑以砂浆围堰，用于盛放含有5.0%BE浓度阻锈剂的碱性电解质溶液和铂铌复合丝制作的阳极；然后，将混凝土内部的钢筋与外部阳极分别与HYL-A系列恒压恒流源的负极与正极相连。为降低阴、阳极之间的电阻，应在接通电源前，用含阻锈剂的碱性电解质溶液浸泡试件24h。在试验过程中，每2d天更换电解质溶液，以保持电解质溶液的碱性和阻锈剂浓度以及防止阳极反应引起混凝土酸化。

按《土壤全氮测定法》（GB7173-87）有关规定，测定有效阻锈基团(以N含量表示)在混凝土内的分布，研究阻锈剂在电场作用下的迁移渗透规律。按《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270-98）有关规定，测定混凝土内钢筋的腐蚀电位；通过测量恒电流极化条件下，钢筋电位～时间曲线计算钢筋极化电阻，以此评判电迁移阻锈处理的阻锈效果。

结果和分析

电量对阻锈剂迁移及阻锈效果的影响

电迁移阻锈试验结束后，分层取样测试有效阻锈基团(以N含量表示)迁入混凝土试件中的含量及分布，结果见图2。

由图2可见，相同取样深度，阻锈剂的含量随着通电量的逐步增加而增加，说明通电处理对阻锈剂的迁移渗透具有明显的促进作用。

进一步研究通电量对阻锈效果的影响发现，随着电量的增加，混凝土中钢筋的腐蚀电位逐步正移，极化电阻逐步增大，见表2。当电量达到1200A・h/m2时，钢筋的腐蚀电位达-149.2(vs,SCE)，极化电阻达629.5kΩ.cm2，依据腐蚀状态与钢筋腐蚀电位及极化电阻关系可以看出，钢筋由原来的活化腐蚀状态恢复了钝化，钢筋停止了腐蚀，说明试验条件下，1200A・h/m2通电量满足使活化腐蚀的钢筋恢复钝化的电量参数要求。

混凝土技术条件对阻锈剂迁移的影响

水灰比与氯化钠掺量对阻锈剂迁移的影响

水灰比与氯化钠掺量对阻锈剂迁移的影响的试验结果见表3。

由表3知，在900 A・h/m2的试验电量条件下，相同取样深度，不同水灰比试件，其N含量基本相当，说明电场作用下，水灰比的差异对阻锈剂迁移的影响有限。

进一步对比分析发现，相同电量及水灰比等试验条件下，氯化钠掺量的不同，对阻锈剂迁移的影响不明显。

结论

通过试验研究，得出了如下结论：

(1)通电处理能有效促进阻锈基团向混凝土内部的迁移，且在相同取样深度，阻锈剂的含量随着通电量的逐步增加而增加；试验条件下，随着电量的增加，混凝土中钢筋的腐蚀电位逐步正移，极化电阻逐步增大，当达到1200A・h/m2的电量时，活化腐蚀的钢筋可恢复钝化，停止腐蚀。

(2)在电量相同的条件下，水灰比、氯化钠掺量以及配筋量等对阻锈剂迁移的影响均不显著。

(3)试验结果表明，钢筋混凝土电迁移阻锈技术在技术上是可行的，能够使活化腐蚀的钢筋恢复钝化而停止腐蚀，有关研究成果对该技术在已建工程腐蚀修复中的应用具参考借鉴价值。

参考文献

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第2篇：钢筋混凝土基本原理范文

【关键字】预应力钢筋混凝土；理论计算；问题和对策

1 预应力钢筋混凝土的概述

1.1 预应力钢筋混凝土的结构

预应力混凝土结构是在混凝土没有受压之前，人为的先对他它增加压力的一种结构。预应力是利用高强度的钢筋或者钢丝的韧性，用张拉的方法产生的。张拉的方法可以分为先张法和后张法，这两种方法只不过是张拉的先后不同，最终达到的目的是一样的。其中前张法是先对钢筋张拉，再把混凝土浇灌其中，当它达到了所需的强度，就可以把张拉的钢筋放松了。另一种后张法是先浇灌混凝土，当它达到了所需的强度，再对混凝土里面事先预留孔道的钢筋进行张拉，使其在两端锚住固定。预应力不仅能使混凝土的可用时间相对的增加，还能增强其负荷的抗压能力，而且还可以节省材料。

在长期的生产当中，钢筋混凝土结构总会过早的出现一些裂缝，影响其质量。预应力混凝土结构是在人们长期生产过程当中摸索出来的，可以增加混凝土的耐受性，在其受力之前就对它施压，因此产生的预应力状态可以很好的使混凝土荷载所引起的拉应力尽可能的减小甚至抵消，就是用混凝土外来所施加的压力与其张拉的力进行中和，到达强度的平衡状态，减小混凝土因受拉而产生的开裂。因为预应力混凝土这种结构，是用对钢筋的张拉来达到最终目的——预压应力，所以也被叫做预应力钢筋混凝土结构。

1.2 预应力钢筋混凝土的基本原理

虽然预应力混凝土的历史并不久远，仅几十年而已，但是预应力的原理在很久以前就已经被应用了。在我国古代，木桶就是运用预应力的原理制成的，工匠会在桶的外面紧紧的套一圈竹箍，这样木桶就产生了环向的预应压力，如果水对桶壁产生的环向拉应力小于竹箍对桶的环向预压应力，木板与木板之间的缝隙就变的小了，桶壁的木板之间就会因为受压而变得更加紧凑，这样木桶就更加的结实，不会开裂，木板之间的紧密程度也足以防止漏水的情况。而对于钢筋混凝土来说，预应压力的原理是通过在外固定的锚具所产生的力传递给构建混凝土。

混凝土虽然有很高的抗压强度，但是它的抗拉强度却不高，对于预应力筋穿入套管的先后顺序并没有严格要求，所以无先后之分。通过对其即将受拉力的部位施加预期预应压力的这种方法，就能使混凝土的抗拉强度增高，很好的克服其所在的这个弱点，利用预应压力达到预期的比较看好的状态，使混凝土的结构变得紧密，不开裂。而预应力钢筋混凝土则在预应力钢筋混凝土的基础之上进行了改进，使之优点更优，又克服了一系列缺点，使之经济价值更高。

1.3 预应力钢筋混凝土的发展史

1886年，有一个叫杰克逊的美国人，提出了混凝土结构中运用预应力的概念。法国工程师弗雷西内在1928年提出了材料上的加强，他认为使用高强度的钢材和高强度的混凝土是必须的，因为这样才可以有效的减少因混凝土的形变所造成的预应力的损失，当混凝土构件的这种预应压力能一直持续保持，进而成为了它的特性，才可以投入市场进行实用。到了1983年，又有奥地利的恩佩格提出了新的概念，他建议在普通钢筋混凝土的基础上增加一点高强度钢丝，以此来增加它的韧性，进而改善容易裂缝和损伤的部位的预应力。之后一年，一个叫埃伯利斯的英国人又对预应力的概念进一步的完善，他建议预应力混凝土结构的预应力可以采用高强钢丝的，同时非预应力配筋也可以采取这样的方式。

在二战结束，也就是1945年之后，西欧算是弹尽粮绝，损失惨重，所以之后一直为恢复经济实力而做准备工作。但是当时的钢材资源真是少之又少，为了战后的经济复苏，只能采用其他材料来替代，在一般情况下所有采用钢结构的工程，全部替换成预应力混凝土，这时候的预应力混凝土才被大批量的使用，并且逐步走入公路、桥梁还有工业厂房，从开始小的范围慢慢的走向大的领域，成为公共建筑的必要材料，而且也很好的在其他工程领域占据必不可少的位置。在经过了一段时间的大量生产和应用之后，在五十年代的中国和苏联对混凝土的生产和应用有了新的思想，并作出规定，对于生产的冷处理的钢筋预应力混凝土，降低了它生产质量的标准，容许钢筋混凝土有开裂。因为长期的使用发现，有些地方并不需要拉应力太高的钢筋混凝土，只要拉应力符合工程的需要，就可以选择适当标准的预应力混凝土。到了1970年，国家召开的第6届预应力混凝土会议，对这种新的概念给予了肯定，赞许了这种概念的合理性和它所带来的经济意义，并且欣喜的发现，钢筋混凝土和预应力混凝土有相似之处，并不是两种结构不同的材料，而是属于一个系列的，都是加筋混凝土。所以这两种材料可以融合在一起使用，在钢筋混凝土某些地方可以出现拉应力和开裂，但是这部分出现的拉应力和开裂是有限制的，这个限制在于全部为预应力混凝土和全部为钢筋混凝土之间容许出现的缺漏。所以设计人员可以因地制宜，对具体情况的需求以及当时的环境条件合理的去选择最符合的预应力混凝土，这样就可以极大限度的利用物美价廉的优势。这种思想，在预应力混凝土结构的设计上，走出了很重要的一步，它为预应力混凝土发展的走向铺就了一个坚固的基石。

第3篇：钢筋混凝土基本原理范文

关键词：路桥施工技术；桥梁建设

Abstract: based on their own work experience, this paper briefly expounds the concrete structure in the application of road &bridge construction analysis for your reference.

Keywords: road &bridge construction technology; Bridge construction

中图分类号TU74：文献标识码：A 文章编号：

0 前言

随着科技的进步和桥梁建设事业的发展，各种技术先进的桥梁工程纷纷涌现。钢筋混凝土桥梁具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好、桥型设计较成熟等优点，是目前桥梁建设技术的重要发展方向。

1 预应力混凝土连续在桥梁施工结构技术的控制与应用

预应力混凝土连续梁桥以其施工简便、造价经济、受力合理、行车舒适及悬臂浇筑施工技术和设备的不断成熟，预应力混凝土连续梁的应用得到了空前的发展。目前，跨度在40m～l 50m范围内的桥梁中，预应力混凝土连续箱梁桥占据了主导地位。连续梁桥跨度越大，其施工的难度也越大，对犬跨度预应力混凝土连续粱桥进行施工控制，是确保施工质量和安全的重要环节，也是确保成桥状态符合设计要求的重要措施。桥梁施工监控的任务就是对桥梁施工过程实施监控，确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥线形与成桥结构内力符合设计要求。桥梁的应力、变形、线形控制三者具右同等的重要性，必须全面控制才能使施工顺利进行，才能达到设计状态。

2 桥梁钢筋混凝土裂缝问题分析

在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝经常出现。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。一般正常大气条件下，荷载组合I作用下宽度小于0．2的裂缝，荷载组合Ⅱ，Ⅲ 作用下宽度小于0．25的裂缝以及处于严重暴露情况下，宽度小于O．1的裂缝都属于正常的工作裂缝。超出以上范围的裂缝属于非正常裂缝，终究会影响结构物的耐久性。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但会影响混凝土表面的美观减小钢筋的混凝土保护层厚度，而且易引发混凝土面层剥落，加速钢筋的锈蚀，降低混凝土的抗冻性及耐久性，严重时甚至发生垮塌事故，所以必须加以控制。混凝土裂缝的成因复杂而繁多，有时甚至多种因素相互影响。但就一些具体裂缝而言，总有主导原因。为了便于分析、鉴别工程中发生的裂缝。根据裂缝产生的原因，常见裂缝可分为荷载引起的裂缝、地基基础变形引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、收缩引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、施工引起的裂缝等七大类。

2.1 钢筋锈蚀引起的裂缝问题

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。

2.2 冻胀引起的裂缝

当大气温度低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9％ ，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冰水(结冰温度在-78℃ 以下)在微观结构中迁移和重分布，使混凝卜中膨胀力加大，混凝土强度降低，导致裂缝出现。

3 大跨度斜拉桥施工风险分析

大跨度斜拉桥以其优美的造型和独特的结构性能，近年来得到了迅速的发展。随着结构的创新和跨径的增大，各种不确定性显著增加，大跨度斜拉桥工程建设正面临着前所未有的高风险，必须予以足够的重视，否则极易发生工程事故，危及结构、财产和生命安全。下个面围绕以下几个方面展开研究：(1)桥梁施工风险分析理论框架研究。阐述了风险的基本概念与风险分析的基本原理，给出了风险的一般性定义，提出了风险分析方法的选用原则；在明确给出桥梁施工期结构风险定义的基础上，构建了桥梁施工风险分析总体理论框架。(2)桥梁施工风险识别研究。阐述了桥梁施工风险识别的基本原理和基本过程，针对桥梁施工风险因素错综复杂的特点以及施工事故统计资料较为匮乏的实际情况，提出采用定性与定量相结合的层次分析法进行桥梁施工风险识别研究，该方法简单而实用，是一种较为理想的风险识别方法。(3)桥梁施工风险概率估计研究。阐述了桥梁施工风险概率估计的基本原理；结构极限状态函数呈隐式、高次非线性的特点，以及传统可靠性分析法求解该问题的局限性。

4 钢筋桥梁建设混凝土施工工艺

4.1 基础处理及支撑结构安装

钢筋桁架基础采用C20混凝土预制块，预制块尺寸为150×150×100。预制块底部基础换填150道碴且分层压实，处理范围为250 CITI×250 cm；混凝土块预制时预埋8根Ф20螺纹钢筋(固定钢管立柱)及4根Ф25螺纹u形钢筋(便于吊装)，混凝土振捣密实。基础处理完毕，根据设计方案采用单层双排贝雷片进行桁架搭设与安装。

4.2 模板工程

为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，本工程投入了根据桥梁图纸制作的相应形式的模板，箱梁外侧模采用整体定型钢模，底模采用竹胶合模板，圆弧倒角、内模、端头考虑采用拼装钢模。

4.3 支架预压

为保证施工安全、提高现浇梁质量，箱梁支架搭设完毕、箱梁底模铺好后，对支架进行预压。预压目的：（1)检验支架及基础承载力是否满足受力要求；（2)消除支架及地基的非弹性变形。预压重量为设计荷载(箱梁自重、内外模板重量及施工荷载之和)的130％，通过预压过程中的观测和结果分析，测设的各项指标与计算结果基本相符，满足设计和规范要求。

4.4 钢筋工程

钢筋桥浇箱梁钢筋均在加工场集中加工，用汽车运至现场后全部在模板内绑扎，按照先底板、再腹板、最后顶板的顺序进行。钢筋绑扎过程中，同时固定相应部位的预应力波纹管定位钢筋网片和波纹管，并安装好各种预埋件。

4.5 混凝土工程

现浇箱梁混凝土设计为C50耐久混凝土，其主要技术标准应符合100年耐久性混凝土技术要求。为确保混凝土施工质量，混凝土在装配有自动电子计量系统的拌合站集中拌制，混凝土输送罐车水平运输，输送泵垂直运输。

4.6 预应力与压浆

预应力钢束均采用两端对称张拉，其不平衡束最大不超过一束，张拉同束钢绞线应由两端对称同步进行，以油标读数为准，伸长量作为校核用。张拉顺序：安装锚具、千斤顶一拉到初应力(设计应力的10％)测量初始长度张拉至设计应力一持荷2量伸长量回油锚固量出实际伸长量并求出回缩值检查是否有滑丝、断丝情况发生。

预应力张拉完成后，采用真空辅助压浆的工艺进行压浆。

4.7 安全防护设施布置

安全防护设施主要是对现浇箱梁搭设的门洞在正常行车的情况下，保证门洞和支架安全，防止车辆对施工设施的冲撞破坏。防护设施包括限高限宽门框、双簧振动带、减速振动带、标示牌、防撞水箱等。

5 钢管混凝土结构的发展方向

钢筋混凝土桥梁是应用非常广泛的一种桥梁结构形式。但是大量混凝土桥梁结构的耐久性问题由于越来越突出，因而日益成为当前土木工程界的研究热点。论文以大气环境下钢筋混凝土桥梁结构耐久性为主线，在国内外有关研究的基础上，从材料层次、构件层次和结构层次对其耐久性进行了进一步深入、系统地研究。建立了钢筋混凝土桥梁上部结构耐久性指标评估模型。通过确定耐久性指标权重，较好地解决了不同桥梁指标损伤程度不同而在评估时采用不同权重的问题，今后钢筋混凝土桥梁结构的耐久性研究工作提供了参考。

第4篇：钢筋混凝土基本原理范文

关键词 深井；喷体；支护；技术研究

中图分类号TD3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0194-02

1 概述

协庄煤矿目前生产水平集中在-550m、-850m水平，正在进行-1100m水平延深开拓。矿井地面标高+147.0~+200.9m，地下标高最深处达到-1100余米，目前开采深度局部达到1300m。

开采深度较大，使岩石呈现明显的软化和弱化现象，围岩变形趋势强烈，巷道矿压显现明显，井巷的维护困难日趋突出；在深部的高地应力条件下，应力叠加等造成应力集中现象明显，使巷道支护困难，尤其是深部高地压、高应力、顶板条件差的煤巷现场不同程度出现断锚杆、撕裂钢带、顶板下沉网兜甚至是冒顶等现象，造成巷道前掘后修、边掘边修，对开采的安全性、经济效益带来很大的影响，常规的支护形式已难以有效地维护住大流变围岩，如何解决深部复杂顶板巷道的支护问题就成为急待研究的问题。

协庄煤矿为解决上述问题，开展了超千米深井双层抗拉钢筋混凝土喷体支护技术研究工作，从理论上研究了一次、二次支护的方法和合理的支护参数，以及二次支护的时机，同时分析研究巷道喷体各组成材料配合比，结合优化巷道成型等方面解决巷道变形大，支护困难，蠕变快的支护难题。通过研究，进一步明确了巷道围岩保持长期稳定的基本原理，在实践中应用取得了良好效果，使协庄矿深井巷道围岩控制技术提高到了一个新的水平。

2 技术方案

1）对井下深部锚喷巷道进行矿压观测，寻找锚喷巷道破坏的主要形式和机理，优化改进锚喷支护工艺，创新采用双层抗拉钢筋混凝土喷体支护技术，提高锚喷巷道一、二次锚杆与喷体的凝聚力与整体的支护强度；

2）推广应用φ22×2700mm螺纹钢锚杆和HRB600型高强度高韧性抗冲击锚杆、8mm经纬编织钢筋网及5mm钢带，分析总结高强度、高密度支护材料对加强深部支护的效果；

3）在井下现场各个锚喷巷道取岩芯，在不同深度、不同地温、不同地点做对比试验，在喷浆材料中加入适量掺加剂，如钢纤维、硅粉、聚丙烯腈纤维、蒙脱土等，寻找混凝土最佳配合比，提高喷射混凝土强度；

4）进一步研究底板注浆加固技术，试验应用不同长度的螺纹钢加强筋对底板实行封闭式加固；

5）选择合适的断面形状，减少开挖量，试验应用全锚支护技术，增强巷道的承压效果；

6）改进喷浆工艺：采用湿式喷浆，减少回弹、粉尘；应用配套喷浆设备，提高喷射能力，改善喷射质量；改进喷射流程，达到喷浆厚度均匀，减少找喷、复喷次数，降低浆皮开裂现象；

7）推广中深孔光面爆破技术，控制巷道成型；

8）通过科学合理的质量管理体系，严把质量关，提高巷道施工质量。

3技术特征

1）通过运用双层8mm经纬编织钢筋网，增强巷道喷体支护强度，减小巷道变形，降低应变量，减缓巷道失修周期，提高了巷道服务年限。使用经纬编织钢筋网代替经纬焊接钢筋网，避免了钢筋网开焊带来的强度降低的不利因素，使巷道支护成为了一个有效整体；

2）为提高巷道喷体即混凝土的强度，我们从优化喷浆工艺、改进混凝土配合比等方面入手，通过相关试验，选取最适合我矿深部巷道支护的方式，有效的改善了巷道围岩变形，降低了以往深部巷道浆皮开裂、钢筋网剪断、锚杆失效等支护失效出现的机率。通过在喷浆材料中加入适量掺加剂，如钢纤维、硅粉、聚丙烯腈纤维、蒙脱土等，寻找混凝土最佳配合比，提高喷射混凝土强度。通过与山东科技大学进行合作，对我矿的混凝土配合比进行了全面细致的分析，对改善混凝土的初凝、终凝时间提出了宝贵意见，对提高巷道喷体强度具有极其中重要的意义；

3）我矿深部巷道由于埋深大都超过千米，呈现出“工程软岩”的特性，巷道开挖后，自持能力差，不及时支护很容易发生坍塌垮落，为提高巷道自身强度，我矿通过对破碎围岩巷道注浆固化改善围岩结构、提高围岩的整体性和力学参数，达到提高巷道围岩稳定性的目的。而且经注浆加固后，锚杆与围岩的受力状态得到改善，实际锚固力得到提高，经过一段时间的上升后基本不再上升，保持在较高的受力状态下；

4）改善锚杆锚固方式。针对我矿深部巷道岩性差异，有选择的运用端锚、加长锚、全锚锚固方式，配合快速、中速、慢速锚固剂，满足深部巷道锚杆主动支护效果；

5）推广中深孔爆破，减小围岩扰动次数，降低巷道开挖后顶板及两帮岩石破碎程度，提高巷道成型质量。

4 总体性能指标与国内外同类先进技术的比较

通过对超千米深井双层抗拉钢筋混凝土喷体支护技术进行研究，改善了巷道支护效果，减缓了巷道变形，减小巷道的维修量，降低巷道的支护成本和巷道维修费用，从而减少对矿井安全生产的影响，改善深部高地应力软岩巷道的支护状况和工作环境。

对井下深部锚喷巷道进行矿压观测，寻找锚喷巷道破坏的主要形式和机理，优化改进锚喷支护工艺，创新采用双层抗拉钢筋混凝土喷体支护技术，提高锚喷巷道一、二次锚杆与喷体的凝聚力与整体的支护强度。结合一次、二次支护之间的自耦系数，根据一次、二次支护后围岩体的变形特征，分别建立了一次锚杆支护、二次锚杆及注浆加固支护的力学模型，通过理论分析，创新地提出了合理一、二次支护强度和蠕变停止条件。

一次支护期间围岩破碎时间不长，不考虑蠕变影响，主要表现为弹塑性；通过弹塑性理论计算，得到应变软化区（塑性区）半径及破碎区半径的解析解，随锚杆支护强度的增加，巷道围岩塑性区范围迅速减小，一定阶段后，塑性区减小趋缓，变化拐点的锚杆支护强度就是经济合理的锚杆一次支护强度。

二次支护后围岩体处于持续变形状态，围岩体性质主要表现为粘弹性和粘塑性，二次支护后围岩应力分布按粘弹性及粘塑性力学进行计算；通过理论计算，得到了深井软岩巷道长期稳定的条件，即二次锚杆支护、围岩注浆在锚固区边界处提供的径向稳定应力大于或等于在该处稳定时所需的径向应力值时，蠕变停止，巷道可处于长期稳定状态。

通过科学合理的质量管理体系，优化提高了巷道支护效果，减少了巷道的维修量，降低了巷道的支护成本和巷道维修费用，从而减少了对矿井安全生产的影响，改善了深部高地应力软岩巷道的支护状况和工作环境。

第5篇：钢筋混凝土基本原理范文

一、基本原理

UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用,在钢筋和邻位约束下,钢筋受拉,而混凝土受压,当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时,

则:Ac•σc=As•Es•ε2

设:μ=As/Ac,

则σc=μ•Es•ε2……(1)

式中σc―混凝土预压应力(Mpa),As―钢筋截面积,μ―配筋率(%),Ac―混凝土截面积,Es―钢筋弹性模量(Mpa),ε2―混凝土的限制膨胀率(%)。

由(1)式可见,σc与ε2成正比例关系,而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加,所以,通过调整UEA的掺量,可使混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力,根据水平法向力σx分布曲线,设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc,而在两侧施加较小的膨胀应力,全面地补偿结构的收缩应力,控制有序裂缝的出现。

由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化,取消后浇带的超长缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用,沉降缝不能取消,具有沉降性质的后浇带也不能取消。UEA加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方,所以,它可以取消后浇带。加强带的间距可控制在40～60m,一般可连续浇注100～200m超长结构。

二、超长钢筋混凝土裂缝施工技术措施

1、后浇带的应用。后浇带是在混凝土施工期间保留的一个缝,在收缩或沉降基本完成后,用填充性混凝土做二次回填,但此种做法存在质量隐患;并使工期延长。如何解决这一问题呢,经过大量的试验以及应用,研制了各种膨胀剂和膨胀水泥,而用其制备的混凝土应用于后浇带的施工中,对补偿收缩,防止混凝土开裂有一定的作用。

2、无缝混凝土施工。无缝混凝土施工是用掺有膨胀剂的补偿收缩混凝土作为结构材料,其在水化硬化过程中产生膨胀作用,该膨胀作用能在结构中建立预压应力,由此来抵抗收缩变形时产生的拉应力,防止混凝土开裂。

3、CEA膨胀剂的应用。CEA膨胀剂是目前被广泛使用的外加剂,用其制备的混凝土突出的优点是:

3.1 收缩小。长期龄期不增加,这对于保证混凝土长期体积稳定性,防止混凝土开裂是非常有益的。

3.2 CEA混凝土强度稳定。CEA混凝土抗渗性,抗冻性良好。

4、其他影响因素当然,不能单纯的靠使用CEA膨胀剂就能解决超长混凝土结构取消后浇带的问题,还应从设计、混凝土材料选用、现场施工等方面采取相应措施:

4.1 设计方面

结构平面型状尽量考虑刚度均匀对称;从设计配筋上考虑补强措施。

4.2 混凝土材料选用

选择同种水泥,不同品种水泥不得混用;骨料级配的选用应慎重,对碱性有反应的骨料应禁止使用;矿物掺合料必须经试配、试验区的数据后方可使用。

4.3 施工因素

混凝土配合比设计应认真准确、严格控制水泥用量;掺外加剂适应控制混凝土单位用水量;控制入模温度,采取降温措施;控制浇筑时间,保持连续浇筑;混凝土养护及时、持续。

三、无缝设计方案

1、基本原理

无缝设计的思路是“抗放兼施,以抗为主”,其膨胀加强带所建立的预压应力,与混凝土抵抗收缩变形所产生的拉应力能达到补偿平衡,这是无缝设计的关键。

2、加强带设置位置

由于该工程地下室底板和地下室墙板混凝土等级不一致,施工中按规范要求设置水平施工缝(钢板止水带),底板、墙板和顶板共分三次浇筑完成,共设置两道加强带。

3、膨胀加强带构造措施

加强带沿轴线方向共设置二道(包括底板、墙板、顶板),宽度2m,在加强带的两侧架设密孔钢丝网,网孔5mm,以防止带外混凝土流入加强带,带内增加水平构造钢筋8@100,钢筋规格同原设计的配筋,加强带混凝土强度等级比两侧混凝土提高一级,采用了C35、C45混凝土,施工中,先浇一侧带外混凝土,浇到加强带时,改用膨胀混凝土,由A轴向H轴连续浇捣。

4、微膨混凝土的设计

膨胀混凝土用于超长结构无缝施工,其限制膨胀率设计和设定非常重要,膨胀率偏小,则补偿收缩能力不足,无缝施工难以实现,膨胀率过大,对混凝土强度有明显的影响。微膨混凝土的设计,主要是在混凝土的配比中掺入适量的外加剂、添加剂,使得混凝土在凝固过程中产生水化热和凝固后的干燥收缩,即热胀冷缩所产生的变形压缩到最低的一种构思。

四、无缝混凝土施工工艺

1、 无缝混凝土浇筑

浇筑时施工缝留置在次梁跨度的中间1/3范围内,用钢丝网封堵,主梁混凝土浇筑时,在梁两端1/3范围内为防止混凝土流淌,做临时施工缝。膨胀加强带两侧用多层板临时封堵,形成施工缝。膨胀带两侧采用内掺8%膨胀剂的C25混凝土一次浇筑,沿次梁方向由一端开始用“赶浆法”浇筑。待C25混凝土浇筑完毕后,随即拆除多层板浇筑内掺10%CEA的C30膨胀混凝土加强带。若分界处混凝土已经初凝,可先用内掺10%CEA的C30膨胀混凝土原浆湿润,然后再浇筑,并用木抹搓平,使其接缝严密。

2、无缝混凝土抹面

为闭合楼板混凝土的早期裂缝,并使混凝土搂面平整,专门安排2班工人,在混凝土浇筑后24小时内,对混凝土表面进行搓平收压,随后进行大面找平赶压搓平一次,待混凝土将要初凝前,用木抹子在普遍搓平一次,以闭合收水裂缝,并随即用塑料毛刷均匀扫毛,保证面层纹路均匀,混凝土达终凝后立即进行养护。

3、无缝混凝土养护。

对膨胀混凝土而言,及时湿水养护是消除收缩裂缝的重要措施。混凝土浇筑完毕后,应在12小时后开始养护。常温下采取浇水养护,每次混凝土拆模后,设专人负责养护工作。用水管向混凝土表面喷洒,保证不脱水。

第6篇：钢筋混凝土基本原理范文

【摘要】钢筋混凝土结构因其完美结合了混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，故成为了目前建筑行业应用最为广泛的结构形式之一。混凝土中钢筋的性能严重影响到结构整体的使用性能。而钢筋在其使用环境中，因为各种不利因素的存在，极易被腐蚀从而导致其相关物理化学性能的下降。因而有必要对混凝土中的钢筋采取相应的措施予以保护，防止钢筋的腐蚀，提高整体结构的使用年限。

【关键字】钢筋混凝土结构；钢筋腐蚀；防腐措施

1 混凝土中钢筋的腐蚀机理

在钢筋混凝土结构中，由于水泥的本身的化学组成中含有 的原因，会在钢筋的周围提供一个相对较高的碱性环境，在这种碱性环境下，钢筋的表面会生成一种钝化膜，此钝化膜包裹在钢筋表面，防止钢筋与外界物质接触，对钢筋起到保护的作用，但是由于混凝土结构本身不是绝对致密的，并且施工工艺不可能绝对标准化，使得混凝土结构中会存在各种缝隙。外界有害物质比如：酸性物质、cl-、CO2等物质将通过这些缝隙渗入结构内部，导致结构内部碱性环境被酸化，钝化膜将被破坏，钢筋与这些物质接触之后就会因产生化学反应被腐蚀。钢筋腐蚀的实质就是Fe-2e-Fe2+的过程。Fe+2进入溶液当中，则钢筋中铁质减少，使得钢筋的性能受到严重的影响。与此同时，由于因腐蚀产生的产物的体积往往大于原来金属体本身的体积，因而在结构内部会因为体积膨胀而产生膨胀应力。结构在内部膨胀应力以及外部荷载作用下，破坏速度将增加。结构的使用年限也将大大降低。

2 钢筋防腐措施

2.1 包裹法

2.1.1 对钢筋进行包裹，即采用难以被腐蚀或者耐腐蚀性极强的材料包裹或者覆涂在钢筋表面，从而达到防腐的目的。

对于包裹钢筋所用的材料应具有良好的抗化学腐蚀性能、物理性能，良好的整体性能以及与钢筋之间良好的粘接性能。目前，经过大量实验得出的最佳防腐涂层材料是─静电喷涂粉末环氧涂层。此方法是将环氧粉末材料静电喷涂到经过除锈，净化并且预热的钢筋表面。环氧材料经过一系列化学反应，在钢筋表面形成一层能满足防腐性能以及其他性能的薄膜。此膜具有极高的抗腐蚀性能。对于冬天撒除冰盐的公路桥结构，此种方法可以有效防止除冰盐等含氯化学物质中cl 的侵入，防腐效果十分明显。但是，此方法在施工时，对于温度要求很高，需要在专门的厂房里进行施工，并且在构件运输、安装过程中不可避免的会造成薄膜局部破坏，一旦薄膜局部出现破坏，则防腐效果将大大降低。另外，在同一结构中，为防止腐蚀电池的形成，应尽量避免涂层钢筋与未涂钢筋的混合使用。与此同时为了防止砂浆和涂层之间由于附着力不足而导致在受到冲击荷载的时候脱开，故在受冲击荷载的结构中不提倡使用此方法。

2.1.2 对混凝土进行包裹，即对于刚浇筑成型，无有害物质侵入或有少量有害物质侵入的混凝土构件，可以在混凝土表面涂覆一层涂层，从而对外界的有害物质起到隔离作用，使钢筋免受腐蚀。

对于包裹混凝土所采用的材料，应具有对有害物质高度的抗渗透能力，不易受到化学侵蚀，能在外界条件如光照、风雨中有较强的抗老化能力。同时，还必须与混凝土有较强的结合力。并且，由于此类涂层是涂覆在构件表面，故在选用涂层材料时应该考虑相关装饰性能。

我国常用的表面涂料如下表所示：

此外，喷涂聚脲弹性体涂层因其具备较高的物理性质、更强的耐腐蚀能力、环保等优良特性，正越来越受到人们的关注。也是将来涂层材料发方向，此处不作赘述。

2.2 电化学原理保护法

2.2.1 阴极保护法

基于混凝土中钢筋腐蚀的基本原理：Fe-2e-Fe2+（阳极），2H2O+O2+4e-4OH-（阴极），Fe2++OH-Fe(OH)2,在有cl 的作用下Fe(OH)2将被氧化为Fe(OH)3，即铁锈。阴极保护是通过奖励一个有效的外部阳极系统为阴极提供电子，从而抑制阳极上的铁失去电子，达到防腐的目的。此技术的关键就在于找到一种合适的阳极系统，技能满足提供电子的需要，又不会影响结构的正常使用性能。1973年，美国研制成功了以硅铁为主阳极，加有焦炭屑的沥青为次阳极的阳极系统，并且成功运用于实际结构的防腐。目前在发达国家，阴极保护技术已经被作为盐污染环境中钢筋混凝土结构的有效防腐技术，并且此项技术已经被证实为唯一能完全制止钢筋腐蚀破坏的技术。

2.2.2 化学脱盐和再碱化技术

此项技术的原理的在混凝土结构的表面阳极与阴极之间通过以强大的电流，运用强大的电场力使内部的cl 向外迁移，与此同时，阴极产物OH 会起到维持混凝土周围碱性环境的作用，使得钢筋表面的钝化膜不受破坏，达到脱盐再碱化的目的。起到防腐的作用。于阴极保护法类似，此方法的关键在于建立适度电场，此电场能在保证结构安全适用的前提下，能对cl 施加足够大的电场力作用。

与传统方法相比，运用电化学原理对混凝土中钢筋进行防腐可以大大降低传统方法对远结构的破坏（如凿除），并且可以从根本上防止钢筋的腐蚀。但是电化学防腐技术对技术要求很高，技术复杂，故目前在欠发达国家中的应用还不够广泛。电化学防腐技术也是未来防腐技术的方向。

2.2.3 其他防腐技术

在实际的工程中，还经常通过增加保护层厚度、改良施工工艺以增加混凝土结构的密实度、选用防腐性能较好的钢筋等措施来在一定程度上阻挡外界有害物质的侵入，减缓钢筋腐蚀的速度，达到增加结构使用期限的目的。此外，配合相应的预防措施，如优选用结构原材料、防腐涂层采用多层涂层的形式，减少除冰盐等含氯化学物质的使用以及开发新型无氯除冰剂等可以使防腐效果达到最佳化。

3 结束语

防腐工作是现当代大中型结构中必须考虑的问题。此外，随着预应力技术在越来越多的结构中得到运用，在各种预应力结构里，因为有预应力钢筋的存在，所以，预应力钢筋的防腐工作更显重要。防腐工作的好坏将直接决定结构的使用条件和使用寿命。在防腐工作中，根据结构的相应的使用条件以及相关施工部门的技术实力、经济实力，综合考虑各方因素，合理的选用相应的防腐措施才能达到既经济又适用的效果。

参考文献

[1]葛燕，朱锡昶，朱雅仙，李岩.混凝土中钢筋的腐蚀与阴极保护.北京：化学工业出版社，2007

[2]张玉鹏，庞晓龙.浅析钢筋混凝土结构防腐问题及处理.科技向导，2012年第02期

第7篇：钢筋混凝土基本原理范文

关键词：建筑结构；团队式教学模式；工程项目教学

作者简介：胡尚瑜（1981-），男，湖南永州人，桂林理工大学土木与建筑工程学院，讲师；

覃荷瑛（1972-），女，湖南邵阳人，桂林理工大学土木与建筑工程学院，副教授。

基金项目：本文系新世纪广西高等教育教学改革工程项目“构建与注册师制度相适应的土木工程专业课程体系建设研究与实践”（项目编号：2011JGA056）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0107-02

“建筑结构”是工程管理专业的一门重要专业基础课。课程内容主要包括建筑结构概论、混凝土结构构件、砌体结构和钢结构、钢筋混凝土结构和地基基础、建筑结构抗震设计等五部分。在该门课程的学习期间，学生需掌握钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构等三大结构的设计原理、设计方法和建筑结构的选型、地基基础、抗震设计的基本知识，并能进行一般的常用结构和构件的设计。由于这门课程内容繁多、覆盖面广，加上教学课时数的限制，对于工程管理专业学生来说，想要全面掌握其设计理论和计算方法，存在着较大的难度。如何改进“建筑结构”课程的教学设计和提升教学效果，并使得工程管理专业学生对建筑结构理论和工程实践具有较准确的理解和掌握，对于培养具有良好结构素养和工程应用能力的复合型工程管理人才具有重要意义。笔者从优化课程教学内容，应用团队式教学模式和改进教学方法等方面对“建筑结构”课程进行了系列探讨。

一、“建筑结构”课程教学存在的问题

1.教学内容的设计不足

课程主要内容基本是由传统的混凝土结构、砌体结构、钢结构、建筑抗震等几门课程简单“拼盘”组成，未能摆脱以培养结构设计人才为目标的内容框架。[1-2]然而由于工程管理专业学生相对缺乏理解结构设计原理与建筑构造、施工技术、力学原理及材料特性等结构概念的思维，以及缺乏相应的建筑材料、建筑力学、施工技术等课程作为对接课程的内容支撑，加大了学习难度，极易使他们对“建筑结构”课程产生畏难情绪，这极大地影响了学生的学习兴趣和教学质量的全面提高。如何加强建筑结构与建筑材料、建筑力学、施工技术等课程的内在联系，对于提升学生结构素养和工程应用能力具有重要意义。

2.教学内容广度与深度难兼顾

从广度上来看，“建筑结构”课程涵盖钢筋和混凝土材料的力学性能、结构设计基本计算原则、钢筋混凝土基本构件的计算和构造要求、梁板结构、单层工业厂房、多层框架以及钢结构、结构抗震构造和地基基础工程等专业基础知识，另外还融合了理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料等课程的内容。[3]同时课程内容存在“五多”，即概念多、公式多、系数多、符号多、构造规定多。在有限的课时里，如何合理将“建筑结构”课程讲授的广度与深度有机地统一起来，是进一步提高本课程教学效果的一个突破口。

二、优化教学内容设计

以“必需、够用、适度”为指导思想，[4]对传统教学内容结构进行了优化和取舍，将教学内容融合为结构设计方法、结构材料、基本构件、结构设计、结构抗震设计基础、结构施工图等新教学模块。以结构基本原理、结构基本构件的计算、钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土框架结构、砌体结构、钢结构和结构施工图为教学重点。对工程管理专业的学生，抓住各类“建筑结构”基本原理和设计应用核心，对重点理论部分进行详细讲解，注重结构概念，强化结构布置的基本要求和建筑构造教学。在传授学生知识技能的过程中，围绕课程模块内容核心，以一些典型的受力状态作为重点，并加以透彻的讲解。构造教学应该着眼于理解，讲清为什么，特别是其中的力学道理。

现有“建筑结构”的教学内容，未能很好地体现“建筑结构”工程应用能力培养，而且忽视学生结构施工图识图能力的培养。[5]识图能力是工程管理专业学生的核心能力之一。围绕结构施工图识图能力的培养，在教学过程中应增加结构施工图的识读等教学内容。注重讲授混凝土结构、砌体结构、钢结构三种结构施工图的图示与识读方法。其中，以钢筋混凝土结构施工图平面整体表达法和系列图集为重点教学内容。

三、课程教学方法探索

1.团队式教学模式

高校教师实际教学工作中各有侧重，有的以混凝土教学为主，有的以钢结构教学为主，有的以从事“建筑结构”抗震教学为主。根据课程内容特点，结合教师具备的实际工程经验和主讲课程优势，整合优秀教学资源，采用团队教学模式，即“建筑结构”课程按混凝土结构、钢结构、砌体结构和结构抗震等四大课程中主讲教师组成的课程小组，共同承担和完成授课任务，改变传统由单一教师主讲的授课模式。课程由资深教授负责人牵头，组织和编制教学资料，集体备课、案、统一讲稿、统一课件。针对“建筑结构”课程内容特点划分如下教学部分：结构设计原理和方法教学模块；混凝土构件和结构计算模块；钢结构模块；砌体结构模块；“建筑结构”抗震和地基基础模块；工程项目案例教学模块。课程各部分内容主讲教师根据自己经验和专长，优化课程内容和讲课方式，弥补了采用单个教师授课时对部分教学内容的生疏或具体实际工程经验的不足，相对更容易使学生掌握课程主要内容和强化相应的结构概念和工程应用能力，获得较好的教学效果。

2.面向项目教学模式

面向工程项目教学模式，就是围绕真实的典型工程设计和实施案例连续地组织授课内容，可使各部分相对独立的课程内容更显内在逻辑性和更具工程直观性，会使学生更容易接受“建筑结构”工程的理论知识。教师根据教学模块内容要求引入具体工程案例，以工程案例为基本教学背景，将学习者引入工程实践的情境中。教学工程案例应具有很强的实践性，要蕴含工程实践的理论、原理和方法，要具有新颖性、时效性、背景清晰等特征。[6]课程教学采取案例引入、任务驱动、实际项目训练等教学模式。教学实施过程充分体现能力训练、支撑知识学习、工程应用能力整合。

具体教学实施内容如下：能力训练项目内容，尽可能根据工程实际设计和选取；单项能力训练与理论知识学习融为一体，实现了一体化教学；工程应用能力培养以真实的工作任务为载体，实行了项目引导、任务驱动式的教学；整个教学从课内到课外，围绕工程应用型人才培养目标，形成了真实场境为载体、课内外能力训练并举、项目引导、任务驱动式的实践教学模式，突出了应用型工程人才教学培养的特点。具体例如通过7层的底层框架商住楼（框架结构-砌体结构）来进行实际工程项目教学，案例中的平面柱网布置图、平面楼板配筋图、梁平面配筋图、楼梯结构图等就使“混凝土结构”课程中的受弯构件正截面、斜截面承载力计算和受压构件承载力计算及梁板结构等成为主要能力训练项目内容。通过案例教学内容实际化、具体化，范例很直观地展示了建筑工程中梁、板、柱及楼梯等构件的平面布置和钢筋的设置要求，使学生更容易理解课本中的基础理论知识。分析项目中框架和砌体结构在使用过程中材料、施工及建筑构造处理措施对保证工程质量的重要性。尤其是结合框架和砌体结构由于材料、施工及构造处理不当而引起工程质量事故案例分析，培养学生工程项目分析和解决一般结构问题的能力。同时，通过作业、录像、参观、生产实习等实践环节，增强感性认识和加强理论与实际的联系，逐步培养实际应用和综合分析的能力。[7]

教学中采取“项目导向”教学方法，以实际工程对象为目标，实施课程教学，普遍受到学生的欢迎。在课程教学实践中进行了该教学方法的应用，取得了很好的教学效果。通过在项目教学模式实践教学过程中，提供给学生灵活运用课程现有知识去分析、解决工程实际具体问题的实践平台，逐步培养学生实际应用和综合分析的能力，构建工程管理专业学生的结构知识体系。

四、结束语

笔者以工程应用型人才培养为目标，优化课程教学内容，以团队教学课题组组织教学，采用“任务驱动”、“项目导向”教学方法，构建工程管理专业学生结构知识体系和提升工程应用能力素质。教学实践证明，该教学方法能充分提高学生的学习积极性，拓展学生的工程实践能力，提升工程应用能力，可为学生形成将来在房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计、工程造价等岗位工作中所要求的结构分析能力奠定良好的基础。

参考文献：

[1]袁启旺.非结构专业“建筑结构”教学设计探讨[J].高等建筑教育，2009，18（4）：90-94.

[2]胡兴福.“建筑结构”课程教学内容改革的探索与实践[J].中国职业技术教育，2006，24（2）：30-32.

[3]杨晓明，王锦力，刘淼.工程管理专业“建筑结构”课程的广度和深度探讨[J].土木建筑教育改革理论与实践，2010，12（9）：179-182.

[4]王秀丽.工程管理专业“建筑结构”课程教学改革探讨[J].四川建材，2010，2（36）：273-274.

[5]马丹丁，张建军，吴学清.论“建筑结构”课程中平法实图教学单元的改革[J].教育与职业，2011，（18）：138-139.

第8篇：钢筋混凝土基本原理范文

【关键词】ZY膨胀剂；超长混凝土结构；无缝施工

1 工程概况

该工程地下车库长106 .8m，宽77.3m，顶板厚550mm，地下车库混凝土设计标号为C30，P6。

本工程为超长钢筋混凝土结构，若按一般方法施工，为了减少混凝土的收缩开裂，需每隔20—40m留一条后浇带。而根据规范规定，后浇带需42d以后（待混凝土收缩基本稳定），才能用膨胀混凝土将后浇带回填，这样显然会延长工期；而且由于后浇带混凝土浇筑的时间差，在新老混凝土连接处常常产生塑性收缩或干燥收缩裂缝。设置后浇带的初衷是防止结构产生裂缝，但由于种种原因，常常是人为地在后浇带处造成两条贯穿裂缝，易引起漏水，造成钢筋锈蚀，进而影响结构安全，处理不好常常会成为渗漏的隐患；此外后浇带混凝土与先浇混凝土的结合比较薄弱，会影响结构的整体性和安全性。

由于业主在工期上要求比较紧，同时为了提高结构的整体性，保证工程的防水质量，经业主和设计同意，决定本工程地下车库采用超长钢筋混凝土结构无缝施工技术和自防水技术，用膨胀加强带代替后浇带，实现超长钢筋混凝土结构的无缝施工。

2 膨胀混凝土

要想不设伸缩缝，必须设法降低混凝土的水化热和收缩，控制混凝土因温差或收缩引起的拉应变不大于混凝土的极限拉伸，混凝土才可以不设伸缩缝而不导致开裂。

无缝施工的思路是以“抗放兼施， 以抗为主”为原则，其基本原理是根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿。在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带，其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带，实现无缝施工。

膨胀混凝土是解决混凝土开裂比较理想的材料，在混凝土中掺加适量的ZY膨胀剂，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位限制下，在钢筋混凝土中建立0.2～1.0MPa的预压应力，可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂。根据结构不同的部位，调整ZY掺加量，在结构收缩应力最大的部位采用大膨胀混凝土（即用膨胀加强带），在结构收缩应力较小的部位采用微膨胀混凝土，以使混凝土的收缩拉应力得到大小适宜的补偿（膨胀加强带示意图见图1）。采用这种办法，不留后浇带，实现混凝土连续浇筑，可以大大加快施工进度，减少后浇

带处理给施工带来的麻烦和给工程质量带来的隐患，提高结构的整体性和安全性，并可节约工期和施工管理费用。

同时，水化反应生成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体，填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔，使混凝土的抗渗能力大大提高，从而达到混凝土结构自防水的目的。

3 ZY膨胀剂性能特点简述

ZY膨胀剂是用回转窑生产的特制膨胀熟料、石膏和膨胀稳定剂共同粉磨而制成的第四代膨胀剂。ZY的膨胀效能更高、质量更稳定、含碱量低、对混凝土坍落度影响小，是一种掺量低、技术先进的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。

ZY产品独特的性能特点：

3.1 膨胀效能高。掺6%ZY的限制膨胀率远大于掺市售UEA12%的限制膨胀率。可在混凝土中建立0.2—0.7MPa自应力值，补偿混凝土收缩，增强钢筋混凝土结构的抗裂能力。

3.2 碱含量低。ZY碱含量R20≤0.3%，混凝土不会因ZY的掺入而产生任何碱—骨料反应。

3.3 掺量低。在混凝土中掺入6%左右ZY即可达到预期的膨胀效果，而一般膨胀剂掺量为12%左右。在同性能条件下，ZY的掺量相对于一般膨胀剂可以减少50%左右，其可比价格有明显优势。

3.4 施工性能好。ZY对混凝土坍落度没有影响，对水泥及其它混凝土外加剂适应性更好。适用于商品混凝土和现场泵送混凝土。

3.5 超高活性。因系提取物料旋窑高温烧成，充分参与水化反应，因而能等量取代水泥，减少水泥用量。

3.6 增强性能好。ZY对混凝土早期强度有增强作用，后期强度稳定增长，真正做到等量替代水泥。而一般膨胀剂会降低混凝土早期强度。

3.7 大大提高了混凝土抗渗性，可大幅度提高结构自防水功能。

4 膨胀混凝土施工技术要求

4.1 膨胀加强带的设置

所谓“无缝设计”是个相对概念，根据结构情况，可无缝或少缝，以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。根据本工程混凝土结构的应力分析并结合设计要求，确定膨胀加强带与原设计图纸上的后浇带位置相同，用2m宽加强带代替后浇带，实现连续浇筑（图2）。考虑到加强带混凝土的强度比原混凝土强度要更高，配合比不同膨胀剂的掺量也加大，也可用间歇式后浇膨胀加强带施工方法，后浇膨胀加强带须在两侧混凝土浇筑完毕7d后才能回填（图3、4）。膨胀加强带边缘每侧设密孔铁丝网，目的是防止不同配比的混凝土流入加强带内。施工时，先浇注带外小膨胀混凝土（掺6%～8%ZY），浇到加强带时，改用大膨胀混凝土（掺8%～10%ZY）。

4.2 绑扎钢筋的注意事项

膨胀加强带（后浇膨胀加强带）部分要增加部分温度应力的补偿钢筋。增加的补偿钢筋的位置垂直于加强带，设置间距为水平构造筋的两倍。补偿钢筋要延伸到加强带两侧50 cm，其材质与构造筋相同，直径要小于构造筋1—2个规格。

顶板上膨胀加强带部分的补偿钢筋直接绑扎在其对应的面筋上，而墙板后浇膨胀加强带部分的补偿钢筋须绑扎在其对应的面筋和底筋上。

加强带的两侧用免拆模板网或密孔铁丝网拦起，并采用钢筋绑扎牢固，其中墙体的后浇膨胀加强带的两侧设钢板止水板或橡胶止水带。铺设的铁丝网搭接部分不超过5cm。

4.3 膨胀混凝土施工

第9篇：钢筋混凝土基本原理范文

关键词：房屋建筑；钢筋混凝土；裂缝产生；控制措施

中图分类号： TU37 文献标识码： A

引言

在施工过程中，钢筋混凝土结构的表面常会出现各种各样病害，其中混凝土裂缝可以说是很普遍也是很严重的一种结构性病害。裂缝的产生不仅会影响结构混凝土的外观，同时也会降低钢筋混凝土结构的强度，从而影响了混凝土的结构的使用性能与寿命长短。因此我们很有必要对产生结构混凝土裂缝这一现象的原因进行分析归纳，并依此找到可行的预防措施。

一、钢筋混凝土的应用特点

建筑产业经济在国民收益中占有的比例越来越高，这充分说明了建筑行业对于国家经济发展的推动作用。钢筋混凝土是现代建筑业普遍使用的新材料，其改变了过去常规混凝土的诸多不足，应用于建筑行业呈现了多个方面的使用优势。

1、性能优

钢筋混凝土是现代建筑行业提出的新概念，其从原始配料方面进行更新调整，采用了钢筋材料制作成钢筋网、钢筋骨架，由模板覆盖于钢筋网之外，按照用量标准对钢筋架实施浇筑，进而保障了钢筋混凝土的稳定性。由于植入了钢筋材料为支撑，使建筑物整体的结构性能更加优越，面对外界环境变化造成的干扰，钢筋混凝土具有很强的抗震能力，避免承受过载力而引起受损状态。

2、寿命长

使用寿命是衡量建筑物性能的重要指标，从这一标准中也能反映出钢筋混凝土的使用特点。普通混凝土因缺乏钢筋骨架的支撑保护，使用一段时间会发生不同程度的起鼓、脱落等现象，主要集中于建筑物的墙体表面、地平面，这也是减短建筑使用寿命的关键因素。相反，基于钢筋混凝土建筑物的使用寿命更长久，平均使用年限增加5～10年，这是过去建筑使用不具备的功能特点。

二、钢筋混凝土结构裂缝产生的原因

1、混凝土的收缩

混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土中，梁、板、柱等小块体构件收缩裂缝。混凝土收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。

2、温度裂缝

由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成，水泥的水化热为165～250J/g，随混凝土水泥用量提高，起绝热温升可达50～80℃。研究表明，当混凝土内外温差10℃时，冷缩值εc=ΔTα=0.01%，如温差为20～30℃时，其冷缩值为0.02～0.03%，当大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。

3、干缩裂缝

这类裂缝一是由于材料缺陷引起的，研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，起绝对体积减小，毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使混凝土产生毛细收缩，由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1～0.2%，混凝土的干缩值为0.04～0.06%，而混凝土的极限拉伸值只有0.01～0.02%，所以引起干缩裂缝。

4、腐蚀裂缝

由于有害离子Cl-，SO42-，Mg2+等侵入混凝土内部，导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。

三、裂缝控制的基本原理及预防措施

1、在设计阶段和施工阶段进行预防

（1）在设计中处理好构件的“抗”与“放”的关系。灵活地运用抗放结合，或以抗为主，或以放为主的设计原则选择材料。（2）设计中要尽量避免结构断面突变带来的应力集中。（3）采用补偿收缩混凝土技术，解决由于收缩而产生的裂缝。（4）在结构设计中，设计人员要重视对于构造钢筋的配置，注意构造钢筋的直径和数量的选择。

选择合适的材料选择和钢筋混凝土配合比

（1）根据结构的要求，适当的砂石率的选择对控制混凝土的裂缝有积极作用，混凝土的干燥收缩随砂石率的增大而增大。（2）选用中低水化热水泥。（3）积极采用掺合料和混凝土外加剂。（4）正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。加入UEA或AEA膨胀剂，用量选择上为水泥用量的14％左右。（5）模板构造要合理，防止模板间的变形导致混凝土裂缝，不要错过最佳养护时机。（6）配合比设计要采用低水灰比、低用水量，从而为了减少水泥用量。严格按选定的配合比施工，配制混凝土时计量必须准确，严格的控制水灰比和水泥用量。

构造设计方面的控制措施要注意

合理设置伸缩缝和后浇带，在其规定的最大间距内设置伸缩缝，根据当地实际环境气候及具体工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔。（2）钢筋混凝土养护方面：在防治混凝土裂缝的工作中，关于新浇混凝土的早期养护工作特别重要，这样可以保证混凝土的早期使用时产生收缩。特别是控制构件的养护，而大体积的混凝土，应采用蓄水或流水养护，为期14－28天。（3）钢筋混凝土的降温与保温工作：对于特别厚大体积的混凝土，施工的时候要充分考虑水泥水化热问题。要避免水化热高峰的集中出现，防止混凝土因内外温差过大而引起的温度裂缝。（4）避免在雨中或大风等恶劣天气中浇灌混凝土。

建筑裂缝处理的主要方法

1、涂抹法

此方法涉及表面涂抹、表面贴补法等两种。具体情况：表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝；表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏，例如，蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝等。应根据钢筋混凝土裂缝的实际情况，选择合适的修补方法，以改善裂缝处的结构性能。

2、填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单且费用低。填充前要准备好填充材料，按照预定的工艺方案进行填补，保证了裂缝修补后达到预期的效果。例如，对宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝，可选择填充法进行压制处理；此外，小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理以进行固定。

3、灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备将压力控制在0.2～0.4MPa，这是最佳的灌浆处理标准。通过补缝浆液注入砼裂隙达到闭塞的目的，该方法属传统方法，但应用于裂缝处理的效果比较显著。此外，施工人员也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，这种方法具有较强的可塑性，能根据不同裂缝形式实施处理，达到了预定的裂缝加固作用。

4、补强法

因超荷载产生的裂缝，以及裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低，这些都可以采用补强法进行处理，短时间内促进裂缝处的有效粘合。同时，对于外界事故引起的混凝土结构裂缝，也需使用补强工艺给予强化处理，使钢筋混凝土裂缝实现了高强度的整合，避免裂缝修补后出现二次开裂现象。补强法操作要按照预定的工艺流程执行，由施工人员根据图纸执行处理方案。

结束语

钢筋混凝土结构裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面，建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现，是不可避免的，其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的，设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的，必须全面系统的考虑。

参考文献

［1］吕国宇，赵卫国，戴学．浅谈钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治措施［J］．科技向导，2012，（26）．