水工钢筋混凝土结构范文
时间：2023-03-01 19:20:43
水工钢筋混凝土结构范文第1篇
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
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[3]张春宇. 港口工程结构可靠度分析[D].大连理工大学,2005.
[4]董雪焕. 港口工程混凝土结构设计使用年限的确定[D].大连理工大学,2011.
水工钢筋混凝土结构范文第2篇
关键词：水工钢筋混凝土结构；教学改革；创新性学习；计算机编程
中图分类号：G6420；TU37 文献标志码：A 文章编号：10052909（2017）02005705
水工钢筋混凝土结构是水利水电工程专业的一门重要专业基础课，理论性、实践性很强。该课程教学目标要求学生掌握水工钢筋混凝土基本构件和常用水工结构的设计计算方法、构造知识和水工结构施工图的绘制与识读。课程主要内容包括水工混凝土结构材料的力学性能，水工混凝土结构计算原理，各种水利工程混凝土受力构件的承载力计算及变形和裂缝控制验算，预应力混凝土结构的计算，梁板结构、水电站厂房刚架结构、水工非杆件结构的设计，以及SL191―2008《水工混凝土结构设计规范》简介等，其中又以正截面受弯承载力计算、斜截面受剪承载力计算以及大小偏心受压构件承载力计算为重点和难点，课程内容多，公式及符号多，计算量大，同时涉及结构力学、水力学、水工建筑材料及水工建筑物结构计算等相关知识，课程具有相当难度，易使学生失去学习信心和学习兴趣，因此，有必要不断改进课堂教学方法，激发学生探索知识的渴望，培养学生的实践能力和创新能力。
一、课程考核方式改革
采取传统考试的方式进行该课程成绩评定并不能很好地体现学生的设计能力和施工实践能力。通过减少考试成绩所占比例，增加平时成绩和创新性学习成绩比例，激发学生自主创新。创新性学习更需要扎实的水工混凝土基本知识，学生在课程学习过程中会更加注重课程基本知识的学习。水工钢筋混凝土课程教学改革需要同时改变课程成绩评定方式，提高学习积极性和自学热情。结合教学改革方案制定成绩评定方式：课堂成绩+作业成绩+创新性学习成绩+考试成绩[1]，如表1所示。
二、课堂教学组织实施方案改革
改革授课形式。课堂采用启l式小组讨论结合教师讲解进行教学。教师根据教学大纲知识点提出本堂课讨论问题，然后展开分组讨论，小组代表阐述讨论结果，最后教师归纳总结，强化知识点，如下表2。
（一）讨论问题的提出
对讨论题的筛选很重要，要选择那些既能提高学生学习热情和兴趣的题目，又要兼顾到重要知识点。通过查阅资料、专家咨询和听取老教师的建议初步获取该课程主要重要知识点作为讨论题，还可从学生的疑问中提炼，最后结合教育心理学选取具备一定趣味性和可操作性的讨论题进行课堂讨论，每轮教学结束后进一步归纳总结，保留有意义的题目，舍弃效果不好的题目，逐步完善讨论题库。
（二）分组讨论
分组需要综合考虑。可根据学生的智力、能力、性别、喜好、性格、心理素质及自愿组合等情况进行分组，如将全班分成六至十组， 每小组5～6人，将内向的学生与善谈外向的学生组合， 将学习成绩偏差的学生与成绩好的学生组合， 并兼顾男女比例， 以保证学生最大限度的互补， 互相帮助， 发展智力， 培养能力，小组成员根据以上原则合理搭配。考虑后续课程创新性学习的需要，分组情况可由教师予以适当调整。在课堂讨论期间，教师要适当参与各组讨论，促进学生积极参与，确保课堂讨论正常进行。
（三） 小组代表发言
小组发言要适当兼顾多数学生，鼓励学生发言，在学期课程教学过程中尽量让每个学生至少有一次发言机会，可主动发言亦或指定发言，同组其他成员补充，小组之间形成良性竞争。由于课堂时间有限，教师需要组织好发言环节，要求言简意赅，每次发言不超过两分钟，这就要求学生必须组织好语言，做到言之有物。教师要对发言的学生给予记录和评定，纳入课堂平时成绩。
（四）教师归纳总结
教师的归纳总结要针对课堂讨论，抓住重点，起到强化知识点的作用。讨论时让大家畅所欲言，归纳时给出要兼顾的知识点，解决本堂课教学任务。对于提出的新观点、新问题要积极引导和鼓励。这种教学方式对教师也是一种考验，要求教师备课充分，课堂讨论题设计合理，课堂进度控制得力，对知识点要非常熟习[2]。
三、课后课程创新性学习环节改革
为了开发学生的创造力，鼓励学生自主学习，培养学生的实践能力。根据课程特点，创新性学习主要由构件设计竞赛、构件编程计算、研究报告组成。
（一） 课程构件设计竞赛
课程学习过程中进行两次典型构件设计竞赛，包括梁的设计和柱的设计，完成相关知识点教学后安排竞赛，成果评定主要看计算的准确性和配筋图的质量，如表3。
（二） 课程编程计算竞赛
水工钢筋混凝土结构课程基本构件承载力计算包括受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面受剪承载力计算、受压构件承载力计算、受拉构件承载力计算、受扭承载力计算，每种构件都可以编写小程序来辅助设计计算，在课程教学过程中鼓励学生结合课程特点进行计算机编程设计计算，有助于提高学生的学习自主性和创造性。
1. 区分难易程度
由于学生的认识水平和能力不同，因此有必要进行难度区分，编程成果的评定要多元化，既能面向大多数学生，又有利于发展优等生的创造力。竞赛中凡能完成水工钢筋混凝土结构某一基本构件的编程计算视为基本合格，能完成多个基本构件编程视为良好，能完成结构综合设计计算编程视为优秀，鼓励有能力的学生结合课程设计进行柱下独立基础、刚架和肋形楼盖的计算机编程。通过难易区分，确保大多数学生根据自身能力有选择地完成程序编写任务。
2. 处理好课程教学关系
要以课程基本教学环节为主，编程为辅。水工钢筋混凝土课程是以理论分析为依据，教材内容包括基本材料的力学性能，弯、剪、扭、压（拉） 、预应力等基本构件的受力性能，计算公式及适用条件，计算方法和构造措施，所以，掌握扎实的基本知识和基础理论是非常重要的。教师要将教材的基本知识讲解透彻，学生要熟练掌握该课程基本知识和技能，这是编程训练的基础。不能因为课程成绩评定中考试成绩比例的下降就注重编程而放松基本教学环节，结果是程序没编好，课程基本知识也没掌握，处理好课程教学与编程的关系非常重要，不能顾此失彼。
3.提倡团队工作
编程是一个系统工程，需要力学、材料学、混凝土结构学、逻辑学、编程语言等多学科知识。小组团队协作编程，强调分工协作、资料共享、创意交流、相互促进。整个过程有分有合，分是体现学生个体创造力，合是集中团队力量解决难题。合理的构建团队合作模式编程小组， 既是学生合作的基础， 也是实现学生群体合作的基本手段。团队模式给课堂教学带来了活力与激情， 很多学生就课程基本知识及编程问题积极地交流讨论，有效地改善了课堂内的学习氛围。与此同时，在课外，各个编程小组积极主动地查阅资料交流编程心得，培养了学生自主探究的学习能力， 以及与他人合作的技巧， 充分体现了自主、合作、参与的团队协作核心理念。
4.注重总结
成果总结是课程编程竞赛的关键步骤。从编程个人或小组来说，总结是不断提高编程水平的一项活动，是编程过程中的重要环节。在课程结束前两周，要求所有参与编程的小组提交编程成果，小组代表在课程结束前课堂上公开汇报交流。成果包含所编程序、多媒体演示汇报幻灯片、小组分工合作情况、编程心得体会总结等。尤其是编程心得体会总结要体现出收获哪些水工混凝土结构知识，存在哪些不足，取得什么经验，将编程主要经验、成绩与效果等作文字概括，还可以适当将其做成直观、可视的图表。通过总结，学生充分整理了所做的课程编程工作，熟悉掌握了课程的主要知识，有几组学生很好地完成了编程计算任务，通过程序控制界面，输入相应参数数据，即可完成受弯构件和受压构件的计算，如图1、图2所示。
（三）研究报告
完成教学大纲要求的同时，在教学过程中针对基本构件（拉、压、弯、剪、扭）承载力计算和设计构造等问题，鼓励学生对某一问题进行深入研究和探讨，研究报告可以采取多种形式，如课程某一重要知识的提炼总结、某一构件的设计方法和编程方法的经验总结、课程小论文等，学生可以根据自身能力任选其一作为研究报告的成果，教师根据成果评定学生成绩[3]。
四、课堂实施方案实例
绪论、材料力学性能、设计原理等章节以传统课堂教师教学为主，基本构件设计计算如受弯构件承载力计算、受压构件承载力计算等章节按照课堂改革方案进行教学实践。以第三章T形截面梁正面承载力计算为例介绍课堂改革实施过程。
（一） 筛选讨论题
选取以下问题作为课堂讨论题：什么是T形梁以及T形梁与矩形梁的区别？T形梁正面承载力计算简图与矩形梁正面承载力计算简图的区别？第一类和第二类T形梁的区别？T形截面梁型判断式是什么？第一、二类T形截面承载力计算公式如何理解？第一类和第二类T形截面承载力计算公式有何区别？通过计算简图推导T形截面承载力计算公式。
这几个问题基本上包含了第三章T形截面梁正面承载力计算的主要知识点，解决这几个问题基本上可以掌握该部分知识。
（二）分组讨论
针对这些问题分组讨论，教师需要声明课堂讨论和平时成绩挂钩，每个参与讨论的和发言的学生都会得到课堂平时成绩，教师参与小组讨论，适当提示，多观察学生，调动学生讨论热情，同时做好每个小组的讨论状况记录。
（三）小组代表发言
每组推选一位代表就某一讨论问题发言，发言观点代表小组讨论结果，小组成员可以及时补充，最后教师对各组发言进行点评，并依据小组讨论表现和发言效果作好记录，给予小组和发言人课堂成绩。
（四）教师归纳总结
课堂最后对主要知识点留出15分钟由教师做归纳性讲解，本章以图表的形式将主要知识点做了总结，便于学生理解记忆[4]，如图3。
五、实施效果评价
通过课堂实施效果分析，该课堂教学改革方案起到了较好的效果。课程结束时对学生进行了问卷调查，如表4。
根据平时作业完成情况、创新性学习环节的成果以及期末考试成绩进行综合评价，启发式小组讨论的课堂教学效果较好，被多数学生接受。第一，改变了课堂气氛，大多数学生都积极参与；第二，促进课后预习，为了有效讨论发言，学生开始自觉预习；第三，激励学生创造性学习，学生提出了许多新想法，遇到难题课外主动查资料，相互探讨解决。教师虽然课堂上讲的少了，但教师的工作更重要了，需要准备的东西更多，扮演课堂组织者和主持人的角色，引导启发学生去学习[5]。
六、课程教学改革实施中发现的不足
在课程教学实施过程中也发现了许多不足之处有待解决。第一，教师对于课堂教学进程的把握比较困难，需要教师随时关注讨论情况，个别学生到了讨论环节不积极参与讨论，也不发言，还需要教师调动
其主动性；第二，讨论题的筛选还不完善，有些讨论题太简单，有些又太难，影响了课堂讨论的效果；第三，创造性学习环节参与度不够，有些学生基础较差，没有信心克服学习困难，还需要教师想更多办法鼓励学生参加创新性学习；第四，课程成绩评定方式还需要设置得更合理，把传统考核和激励考核相结合。由于只进行了一轮教学实践，这些问题有待在后续课堂教学中进一步探索解决。
参考文献：
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[2]蔡健，陈庆军，黄炎生.混凝土结构理论课程教学改革探索[J].高等建筑教育，2008，17（5）：65-68.
[3]魏春明，赵星海.开放题在钢筋混凝土教学中的应用[J].高等建筑教育，2009，18（4）：83-85.
[4]丁勇刚.混凝土结构设计原理教学细节探讨[J].高等建筑教育，2014，23（4）：88-91.
[5]刘志勇.混凝土结构课程四位一体探究式教学法改革与实践[J].高等建筑教育，2016，25（1）：96-99.
Abstract：Hydraulic reinforced concrete structure is an important professional basic course of water conservancy and hydropower engineering， large amount of calculation， involving many related disciplines， students to master the course has a certain degree of difficulty. By changing the assessment methods， reform the teaching method， increase design competition， programming contest and research report innovation link of learning， active classroom atmosphere， cultivating students’ innovative ability and achieved good teaching effect.
水工钢筋混凝土结构范文第3篇
关键词：水工钢筋混凝土结构；精品课程建设；教学方法
作者简介：任宜春（1969-），女，山东掖县人，长沙理工大学土木与建筑学院，副教授。（湖南 长沙 410114）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）14-0105-02
“水工钢筋混凝土结构”是长沙理工大学（以下简称“我校”）水利类专业港口航道与海岸工程和水利水电工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，与现行规范、规程等有关的专业基础课，比较难学。主要讲授：混凝土结构所用材料的性能，混凝土结构设计原则，混凝土结构中常见的种类受力构件（受弯、受压、受拉、受扭）的破坏特征及设计方法，钢筋混凝土构件的抗裂、裂缝宽度和构件挠度计算，钢筋混凝土肋形结构及刚架结构设计，预应力混凝土的基本概念。通过课程的学习和课程设计的练习，使学生掌握水工钢筋混凝土基本原理和基本构件的设计计算方法，掌握结构的基本概念，为后续专业技术课程的学习和从事水工结构设计、施工和管理工作奠定坚实的基础。
一、课程教学中存在的问题
“水工钢筋混凝土结构”这门课程内容多且抽象，公式多，难点多，综合性强，前后知识连贯紧密，涉及的数学知识和力学知识广泛，同时又具有很强的实践性。与本课程内容紧密相关的先行课程主要有概率论、建筑材料、材料力学和结构力学，要求学生在学习这门课程的时候具有较扎实的数学和力学基础。我校水利类专业在学习这门课程之前，没有开设“建筑材料”这门课程，因此学生对于混凝土和钢筋这两种材料的物理力学性能没有知识储备，特别是对混凝土这种特殊混合材料没有任何感性和理性的认识，这样就给这门课程的学习带来了困难。我校“水工钢筋混凝土结构”这门课程没有设置对应的实验课，学生对钢筋混凝土梁受弯和受剪破坏过程没有直观的学习过程，造成对理论分析的理解困难。针对这些问题，采取一定教学方法，激励学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。
二、课程教学方法探索与实践
“水工钢筋混凝土结构”课程教学体系和教学内容的建设在国家人才培养目标调整的大前提下正在不断探索、不断改进过程中。水工钢筋混凝土结构课程在各个教学环节的实施过程中，注重探究性学习、研究性学习，体现以学生为主体、以创新能力和实践能力培养为主旨的教学理念，根据课程的内容，针对学生的特点，选用不同的教学方法。
1.注重相关课程与本课程的关系讲解
在学生没有学习“建筑材料”这门课程的情况下，讲授钢筋和混凝土力学物理性能的时候，利用多媒体播放一些混凝土施工的录像和图片，使得学生对混凝土产生一些直观认识，同时补充混凝土配合比和混凝土凝结硬化过程等方面的介绍，让学生能够更好地理解混凝土徐变和收缩等概念。将教师课堂引导学习和课后学生自主学习相结合，要求学生课后阅读混凝土材料特性和混凝土材料发展的相关文献，如要求学生通过自学了解什么是高性能混凝土并写出读书报告。
水工混凝土结构设计原理的讲解中需要大量用到概率论的原理和方法，在很大程度上，是否掌握概率论原理的这些知识决定了学生能否理解概论极限状态设计法的关键。在讲授混凝土立方体抗压强度时，以一组混凝土试块强度测定值为例讲述数学平均值、标准差、分布频率及界线分数值的划定，引出保证率的基本概念，给同学们复习相关概率论的理论基础，为概率极限状态设计法的讲解打下基础。
本课程与“材料力学”具有较强的相关性，在学习过程中应注意两者的共同点和不同之处。材料力学是研究单一、匀质、连续、弹性材料，侧重于构件的应力分析和变形计算；而本课程是研究钢筋和混凝土两种材料组成的非匀质、非连续的弹塑性材料，不仅研究强度和变形的计算问题，更主要是结构构件的设计，包括方案、截面形式及材料的选择、配筋构造等。材料力学的三大基本公式：平衡条件、变形协调条件和物理条件也适用于钢筋混凝土结构，但由于材料的不同，本课程无法直接使用材料力学公式。在整个教学过程中注意分析本课程与材料力学在解决问题思路上的异同点，让学生从本质上把握钢筋混凝土结构的受力分析的本质特点。
“结构力学”作为研究杆件及结构内力分配及变形计算为主的课程，是本课程研究和讨论问题的基础。钢筋混凝土结构构件设计的基本原则就是要求作用效应的最不利组合的设计值必须小于结构抗力的设计值。结构力学课程是解决作用效应的计算，而本课程是解决结构抗力的计算问题，因此只有将结构力学与本课程内容联合起来才能够解决钢筋混凝土构件的设计问题。
2.强调实验研究在本课程学习中的作用
水工钢筋混凝土结构是实践性较强的课程，许多公式和物理特性都是建立在实验的基础上的。我校这门课程没有开设对应的实验课，只能通过课堂播放混凝土立方体抗压强度实验、钢筋混凝土受弯构件正截面破坏和斜截面破坏试验录像，加深学生对相关内容的理解与认识。结合试验录像讲解原理，例如在播放受弯构件斜截面破坏试验的同时，将几种破坏的剪跨比、配筋率等和各自的破坏现象在黑板板书对比，使得学生掌握发生斜截面斜拉、剪压、斜压破坏的条件和特征。组织学生观看建筑工地支模、绑扎钢筋和浇注混凝土的录像和照片，增加学生的感性认识。观看试验录像和工程录像，将枯燥的教学内容置于图、文、声的教学氛围中，使教学内容形象化、动态化，有助于学生学习积极性的提高，有效地提高教学质量和效率。
3.理论教学与期末课程设计相结合
“水工钢筋混凝土结构”这门课程在学期末安排了一周的课程设计，课程设计要求学生完成一水电站楼盖设计，通过课程设计实践，使学生进一步巩固所学的内容，培养学生独立分析和解决问题的能力，为今后从事结构设计打下牢固的基础。
在理论教学和课程设计过程中，强调创新性思维能力和工程师基本素质训练。课堂教学以学生为主体，课堂讲授注重师生互动，双向交流，采用案例教学、讨论启发式教学。教师力求在讲课中不断地提出问题、分析问题，构筑师生交流与互动的平台，提供思考与探索的空间，使教学成为启迪学生智慧，开发学生潜能与创新能力的重要途径。在教学过程中，除了在课堂上进行关键性、启发性和兴趣性的提问外，更鼓励学生主动提问，培养学生提问的能力，激发他们的学习兴趣和求知欲。课程设计阶段，鼓励学生采取手算和计算机电算相结合的方式，要求学生用CAD绘图，提高学生的计算机运用能力。编撰了完整的水工钢筋混凝土结构课程设计任务书和指导书，并制作了指导学生CAD绘图的PPT课件。在课程设计的指导过程中，重视以讲课形式的集中指导，同时对学生设计中碰到的疑难问题个别辅导解决。采用以点带面的形式，集中给所有同学讲解一遍一个同学提出的典型问题。分阶段跟踪检查学生的课程设计进度和设计情况，并根据平时完成情况和最后成果给出成绩。大多数同学反映通过期末的课程设计，加深了学生对水工钢筋混凝土结构基本理论、计算方法的理解，提高了综合运用所学课程知识解决实际工程问题的能力。
在教学过程中没有简单地将理论教学和期末课程设计分成两个过程，而是将理论教学与课程设计结合起来，在理论教学时就将课程设计题目布置给学生，使得学生带着任务学习。结合课程设计题目，讲解理论知识，如讲解肋形楼盖布置时，可以结合课程设计题目让同学们思考水电站楼盖结构怎样布置。在期末课程设计时，对于大多数同学没有理解的理论问题，也会采用讲课的形式集中讲解。
4.结合精品课程建设，利用网络教学资源
“水工钢筋混凝土结构”是我校的校级精品课程，通过精品课程的建设，建立了高素质的师资队伍，构建“基本原理――方法――应用”循序渐进、环环相扣的模块化的教学体系，根据学科发展适时更新教学内容，采用多样化的教学方法。制作了内容丰富详细、版面生动美观的多媒体课件，既节省了写板书时间，又使基本构件设计计算、结构体系的设计计算及各种构造要求更加生动直观。将精品课程建设与我校的网络教学结合，完成了教学大纲、授课教案、实践指导、习题练习、参考文献、试验录像和动画演示等网络教学资源，使学生在课堂之外能够借助于网络资源自主学习。学生上课时没有及时做笔记或理解透某些问题，可以在课后登陆校园网通过网络课件进一步学习。将精品课程网站建设成一种评价平台，加强评价体系和学习效果反馈体系的建设。通过课程网站进行课程交流、教师网上答疑，及时搭建起相互沟通的平台，有效促进学生与教师之间的交流，通过教学互助互补，促进教学相长，提高教学质量。
三、结束语
“水工钢筋混凝土结构”是一门理论与实际紧密联系的课程，既有系统的科学理论又具有很强的工程概念。为了使学生真正掌握这门课程的基本原理、基本方法，为后续专业技术课程的学习和从事水工结构设计、施工和管理工作打下坚实的基础，教师必须在课堂理论教学、课程设计以及网络教学等方面，认真探索和实践多样化的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，提高学习效率，增强学生解决实际问题的能力。总之，对于“水工钢筋混凝土结构”课程的教学方法应与时俱进、不断创新，这样才能适应新时代的教学要求。
参考文献：
[1]河海大学,大连理工大学,西安理工大学,等.水工钢筋混凝土结构学[M].第4版.北京:中国水利水电出版社,2009.
[2]吴海军,陆萍.学科交叉在“水工钢筋混凝土结构”教学中的应用[J].中国电力教育,2013,(13):116-117.
[3]朱秀清.基于行业需求为导向的《水工钢筋混凝土结构学》课程教学改革尝试[J].天津农学院学报,2013,20(4):59-61.
水工钢筋混凝土结构范文第4篇
关键词：水工钢筋混凝土结构学;课程教学;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0112-02
“水工钢筋混凝土结构学”是华北水利水电大学水利类专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，与现行规范、规程等有关的专业基础课。通过本课程的学习，让学生了解本学科的发展方向和研究进展，掌握水工钢筋混凝土结构构件设计的基本理论、设计方法和构造知识，并能正确理解、规范使用，从而培养学生从事结构设计的基本技术技能，为以后学习有关专业课程和从事水工钢筋混凝土结构设计工作打下坚实的基础。考虑专业方向不同，该课程有48学时和64学时两种授课计划，主要讲授：混凝土结构材料的性能，设计原则，受力构件（受弯、受压、受拉、受扭）的破坏特征及设计方法，钢筋混凝土构件的抗裂、裂缝宽度和构件挠度验算，钢筋混凝土肋形结构及刚架结构设计，预应力混凝土基本概念（48学时的不讲）等[1]。
2010年6月，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”;2013年6月，我国成为《华盛顿协议》的预备成员，工程教育（专业）认证进入了实质性的实施阶段;近年来，相关专业注册工程师执业资格制度逐渐完善。这些制度的制定和实施更好地满足经济社会发展对高素质创新性人才的需要，作为实践性极强的《水工钢筋混凝土结构学》课程，如何适应市场对工程师的需求，构建合理的教学模式，是教学工作者需要深思的问题。根据多年的课堂理论教学和工程实践，作者对该课程的教学模式提出了几点建议。
一、课程内容总介绍
混凝土结构课程具有内容多、涉及面广、经验强、公式多、符号多、构造规定多、实践性强的特点。既有理论推导，又有试验研究，同时还与规范、工程实际联系密切，因此教学难度较大，对于没有实际工程经验的学生来说，理解和掌握该课程的难度较大[2]。为了使学生理解和掌握结构系统概念，了解本课程的主要层次关系，从全局把握学习重点，理清学习思路，本文把该课程的内容比作竞技运动会，荷载效应和结构抗力就是参赛团队间的PK，具体对比如表1所示。通过这种对比方式，同学们都能从整体上了解该课程的主要内容。
二、现实生活生动对比法
水工钢筋混凝土结构这门课程里面有很多比较抽象的概念，学生理解起来比较困难，很难记忆。针对这种现象，作者采用了现实生活生动对比法，把学生身边的事情和见闻融入到课程内容的记忆中来，起到了良好的效果。例如：（1）课程的全部内容相当于两个选手的比赛，即结构抗力和荷载效应的PK;（2）光面钢筋和变形钢筋粘结力的组成用钉入木料中的普通钉和螺丝钉的差别来理解;（3）偶然荷载用“中大”来对比，只不过偶然荷载是对结构的致命打击，而中打是人生的特大惊喜，它们的共同点就是发生的机会很渺小;（4）极限状态用学校的规章制度GPA=2.0来对比，两种极限状态，即正常使用极限状态和承载能力极限状态就相当于学生的学位证书和毕业证书。想要完成学业，就要好好学习，满足GPA的要求，取得学位证书和毕业证书;（5）混凝土的在长期荷载作用下的徐变相当于学生受50kg荷载时，慢慢垮下的状态;（6）钢筋的冷弯性能，好比开车的车技，转弯半径越小，转的角度越大，说明开车水平越高，冷弯性能越好;（7）荷载效应和结构抗力。荷载效应就是我打你一拳（一拳就是荷载），你感觉到疼（疼就是荷载效应）;结构抗力就是你的承受疼的能力，如果是个柔弱的学生，可能就被打倒了，而强壮的学生，就不会被打倒，这就说明结构抗力只与自身的因素有关，与外部荷载没有关系。
三、多媒体技术同传统教学有机结合起来
水工钢筋混凝土结构这门课程具有难度大、专业性强、内容多的特点，教材的编写不可能与工程实际情况同步，要想在有限的课时中完成教学任务，就要求将多媒体技术同传统的教学方式有机结合起来。教材、板书及语言等传统教学方式虽然能够加强对学生逻辑能力的培养，但无法让学生将知识应用到实际工作中[3]。作者结合精品课程建设，利用多媒体技术和网络教学资源对知识进行综合整理，将混凝土结构知识生动、立体的展示给学生，弥补了传统教学方式的不足;学生通过文字、声音、图片和动画等多种信息加深了对知识的了解和掌握。
1.引入混凝土施工工艺流程视频，了解施工工艺，讲解施工过程中容易出现的问题，提醒学生在结构设计时多多注意。结构设计不仅要满足理论要求，同时还要方便工程的施工。
2.制作flas，生动展现构件的破坏过程。例如受弯构件正截面与斜截面的变形、裂缝开展及最终破坏的全过程、不同柱子受压破坏过程等，同时还会安排4学时的实验课，加强学生对于实验研究的重视。因为该课程的理论公式，都是在实验研究的基础上进行合理的假定得到的。
3.网上收集实际工程中的混凝土、钢筋、梁、柱、板和节点等图片，加深学生对钢筋混凝土结构的理解。
4.板书内容精简化，把重点放在基础概念、适用条件、公式以及计算方法和步骤上，减少实验分析和破坏机理等方面烦琐内容的板书;采用多媒体讲解，多媒体和板书结合，让学生更容易理解和掌握该课程。
四、加强综合能力的培养
1.水工钢筋混凝土结构是一个整体，学习过程应该是认识整体结构合理拆分构件组装构件成结构的过程。而课程的教学程序则是材料截面构件结构，课程教学基本都是在花大量的时间讲构件的设计，导致了学生到最后也不清楚如何整合这些构件成为结构。因此，在开课初期，作者就给学生介绍一个比较熟知的混凝土结构（如5号教学楼），从全局上介绍结构―构件―截面―材料体系，讲清结构设计程序是从结构构件截面，同时构件的受力性能又取决于材料。通过这样的讲授，使学生一开始就建立起结构整体系统的概念，理清了各部分的关系，为课程学习建立了一个总体框架，更重要的是使学生明白了所应解决的问题。
2.把课程设计――渡槽和刚架设计融入到课程教学中来[4]。
3.大作业――受弯构件梁的设计：正截面与斜截面设计、裂缝宽度和变形的校核，整合第2、3、4、8章的内容，通过大作业，让学生理解实际工程中设计梁的流程，避免以后实际工作中的茫然，无从下手。
4.该课程安排了4个学时的试验――受弯构件矩形梁的破坏试验。5～6个同学一组，为了加深学生的理解，从钢筋的绑扎、混凝土的搅拌与浇筑、应变片的粘贴、仪器设备的调整和最终的破坏试验，都要学生全程参与，分工合作。
5.鼓励学生到施工现场参观，观察结构形式，分析梁、板、柱的受力和传力关系，了解各种构件的配筋特点及主要的构造措施，使学生对梁、板、柱等常见的混凝土基本构件和框架结构、剪力墙结构等常见的混凝土结构形式有一些初步的感性认识。
五、加强工程安全意识和标准规范的融入
现行设计标准和规范，是具有法律效力的文件，是设计的重要依据，水工混凝土结构设计必须符合现行规范，符合国内通用图例。作者在课堂教学过程中时刻强调设计标准和规范的重要性，指导学生正确理解和运用相关的设计标准，从而使设计更加规范化，确保工程设计质量。鼓励学生定期从网上查阅近期发生的相关工程事故，分析事故原因，加深对工程安全的理解。邀请企业和设计院的相关专家给学生做讲座，使学生在较短的时间内掌握相关理论和技术在工程项目设计中所遇到的具体问题，贯彻和了解新规范内容和建筑前沿新知识[5]。
六、成绩考核
课程成绩考核依据：平时考勤和作业（20%）+课堂测验（20%）+实验课成绩（10%）+结课考试（50%）。加大了学生平时作业、测验和实验课的成绩，从多个方面给予成绩评定。
七、结语
“水工钢筋混凝土结构”是一门理论与实际紧密联系的课程，既有系统的科学理论又具有很强的工程概念。因此，作者在理论教学过程中采用现实生活生动对比法，将多媒体技术同传统教学有机结合起来，并加强工程安全意识和标准规范的融入，注重学生综合能力的培养，努力使课程教学内容适应市场对“卓越工程师”的需求。
参考文献：
[1]河海大学，武汉大学，大连理工大学，等.水工钢筋混凝土结构学[M].第4版.北京：中国水利水电出版社，2009.
[2]张晓燕，李凤兰，曲福来，等.凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）：79-82.
[3]任宜春.“水工钢筋混凝土结构”课程教学方法探讨[J].中国电力教育，2014，（14）：105-106.
[4]杜聚国.《水工钢筋混凝土结构》教学内容改革探讨[J].长江工程职业技术学院学报，2004，21（2）：8-9.
水工钢筋混凝土结构范文第5篇
关键词：水利工程；钢筋混凝土；钢筋锈蚀；防护
根据近年来的统计数据得出，我国的小型水利工程大多都是钢筋混凝土结构组成的，这些结构中在十年左右就会产生老化问题，有的甚至在建成两三年内便会出现渗漏水、保护层开裂等质量隐患，远远达不到50年的预计标准。这种未老先衰的现象在目前的水利工程中比比皆是，是中小型水利工程建设的一个突出问题。究其原因，主要是钢筋混凝土结构内钢筋过早锈蚀引起的，为此在工程施工建设之初我们必须要提前做好钢筋防腐蚀工作。
1 钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀原因分析
在现代化钢筋混凝土结构的研究和探索工作中，如果出现钢筋混凝土结构的设计低于使用寿命要求的现象，其造成的影响是不可比拟的。在工程项目中，一旦钢筋提前产生锈蚀损伤，整个混凝土结构功能也随之降低，可以说钢筋的寿命决定着整个钢筋混凝土结构的质量。一般来说，混凝土的PH值高达13左右，是一种高碱性物质，在这种状态下，由于结构初始作用下的电化学作用，使得钢筋表面会形成一个高离子保护层，从而保护钢筋的质量，阻止锈蚀问题的产生。但是事情没有绝对，虽然钢筋在混凝土内部存在着许许多多的防护措施，但是其仍然有一定的锈蚀问题产生，给钢筋混凝土结构质量带来严重的影响。根据分析这种问题产生原因主要可以从以下几方面因素分析：
1.1 混凝土碳化
在混凝土硬化的过程中，当空气中的二氧化碳进入到混凝土内部的时候，混凝土内的液相氢氧化钙便会发生中和反应，从而降低混凝土结构内部的酸碱值，在这个混凝土硬化过程就被称之为碳化过程。当碳化深度到达钢筋表面的时候，钢筋表层便会发生保护膜破坏，从而导致钢筋产生锈蚀。
1.2 氯离子侵蚀
氯离子是一种氧化能力极强的问题，氯离子通过混凝土结构的空、缝隙受到侵蚀而达到混凝土结构内部的时候，经过一个复杂的弱电化学过程，从而造成混凝土钢筋表面产生钝化膜，氯离子去钝化能力极强，在很短的时间内便会造成巨大的钝化破坏，进而产生钢筋锈蚀。对这种问题进行深入分析的化其主要可以从腐蚀电流、氯离子的到点作用以及其阳极去阳作用等方面去研究和总结。
2 中小型水利工程钢筋混凝土结构钢筋防腐措施分析
钢筋混凝土是当前建筑工程项目中最为常见的材料之一，它是依靠钢筋和混凝土两种材料的良好粘接力来组成的一个共同受力结构。这种结构在现代化工程施工建设中，混凝土结构主要是用来承担各种承受抗压能力，并且对钢筋有着一定的包裹能力，而钢筋的作用在于提高结构的抗拉、抗弯、抗剪、抗扭能力。从这两种材料各自的功能、特性以及工作机理进行分析，混凝土在28天之后便会达到百分百强度，而且其强度随着时间的推移还会逐渐的增强，甚至是持续几十年时间。而现代化钢筋混凝土工程的设计使用寿命是以钢筋为基准进行的，因为钢筋在混凝土结构内部也会产生一个缓慢的锈蚀问题，但是这一问题一般都不会影响到结构的安全性，就算有影响，一般都是在五十多年以后了。因此，一旦钢筋混凝土结构内部的钢筋提前发生质量隐患和修饰损伤，那么必然会导致整个混凝土结构的整体性和强度降低，引起整个结构产生质量缺陷。因此在工作中必须要高度重视钢筋防腐工作处理，在工程施工中一般都是结合工程施工特点、施工机理进行全面总结和归纳，保证施工技术的科学性和可行性。
2.1 混凝土检测技术
为了减少钢筋锈蚀对结构造成危害，需要即时了解现有的结构中的钢筋锈蚀状态，以便对钢筋采取必要的措施进行预防，我们对钢筋锈蚀的测试，可采用如下几种方法：
2.1.1 视觉法和声音法
在常规的混凝土结构中，钢筋锈蚀的第一视觉特征是钢筋表面出现大量的锈斑，显然，只要检查钢筋表面就可以看到；有时，混凝土的表面下的裂缝发展到表面，混凝土最终开裂时可直接检查钢筋在早期可以用“发声”方法估计下部裂缝引起的破坏。使用小锤敲击表面，用声波方面检测顺筋方向的裂缝的出现。
2.1.2 氯离子的监测
它需要对钢筋以上或周围的混凝土进行采样，一般通过钻芯方法，然后用电测法或化学方法确定氯含量，最近，以有中和反应法仪器用于结构中氯离子含量的检测。
2.2 施工技术要点
2.2.1 设计
设计是从源头上解决钢筋锈蚀问题的主要手段，无论是建设单位还是设计单位，对小型水利工程的设计工作都不能因为小而忽略，不能因为小而简化工程的设计程序，放松设计要求。
2.2.2 材料选择
依据环境条件和使用要求合理选材。除了选择耐蚀程度合适的钢筋种类外，对混凝土组成成份、掺加料、外加剂等，均应预先检查，防止腐蚀因素带入其中。
2.2.3 选用钢筋阻锈剂
钢筋阻锈剂作为混凝土外加剂的一种，正在迅速发展。采用钢筋阻锈剂的优点是效果良好、施工简单、成本低廉、不需要额外的劳务花费，在所有的钢筋防腐措施中，被认为是最经济的。目前，在国外钢筋阻锈剂的种类很多，用途也较广泛，不论是在新建的建筑中，还是在以有的建筑缺陷补修处理均采用作为加入钢筋阻锈剂作为主要手段之一。国内通常采用亚硝酸钠作为钢筋阻锈剂，加入量一般为水泥重的1%-2%，实践证明，在阻止钢筋锈蚀方面确有明显效果，但也发现一些问题，如加量不足或混料不均时，有可能促进局部腐蚀，加量大时能显著降低混凝土的强度，因此，单独使用硝酸钠的效果不如采用复合型阻锈剂，如RI-1型钢筋阻锈剂是多组份复合阻锈剂，除阻锈效果良好外，还能提高混凝土的早期及后期强度增加密实性等。
2.2.4 提高混凝土保护层的自身质量和适当增加保护层厚度
通过严格控制材料配比或工艺因素，提高混凝土的密实性保证足够的碱等等，是最常用的提高质量措施。有足够厚度的混凝土保护层，在通常条件下，对结构均能起到一定的保护，但在环境腐蚀性强或结构质量得不到保障的情况下，其耐久性仍然是个问题，还应必须采取其它保护措施，才能确保其耐久性和安全性。
2.2.5 混凝土浇捣
对结构每一部健混凝土都要制定严密的浇筑计划，明确浇筑的每层厚度、次序、方向；无论纵向、横向，前批混凝土初凝前，后批混凝土要开始浇筑；混凝土拌实践不但影响混凝土浇筑速度，也是影响混凝土均质性的一个最为关键的因素。
结束语
综上所述，在小型水利工程施工建设中，只要采取适当的措施，就可能防止混凝土中的钢筋发生锈蚀，以提高小型水利工程的质量与安全。
参考文献
[1]宁长礼.浅谈小型水利工程中监理工程师对工程质量的控制[J].农业科技与信息，2010（22）.
水工钢筋混凝土结构范文第6篇
关键词碳化;钢筋混凝土;结构耐久性;影响因素;治理
混凝土耐久性问题是公认的难题。水闸建成运行后,如何加强混凝土构筑物的保养、维修,提高其耐久性,是水利工程管理单位值得深入研究的问题[1]。由于钢筋混凝土构筑物长期暴露在自然环境中,空气中的co2在适当的温度、湿度下浸入到硬化的水泥浆细孔中,与混凝土中ca(oh)2 反应形成caco3,使混凝土碱度降低。这种co2从混凝土表面浸入到混凝土内部的过程称为碳化。碳化使混凝土碱度降低,减弱对钢筋的保护作用,使钢筋容易锈蚀,锈蚀形成的铁锈体积膨胀(为原来的2~8倍),对混凝土保护层施加膨胀力。又由于碳化层产生的碳化收缩,对其内部形成压力,而表面碳化层产生拉力,也能够使结构表面产生微小裂纹。这种收缩裂纹成为空气和水的通道,加快了混凝土的碳化,当钢筋暴露在大气中时,锈蚀过程将加快,最后导致截面减小,严重降低结构强度,影混凝土建筑物的寿命[2]。
1混凝土碳化的主要影响因素
1.1混凝土含水量及周围介质的相对湿度
混凝土碳化过程与混凝土含水量及周围介质的相对湿度有关[3]。这是因为co2与ca(oh)2反应所释放的水必定要向外扩散,以保持混凝土内部大气之间的湿度平衡。如果外界湿度大或介质相对湿度接近100% 时,混凝土中的水向外扩散的速度大幅度降低或停止,混凝土中的微孔隙被水充满,则co2向内部扩散的过程实际上终止,碳化也就很难进行。当空气湿度为50%~70%时,混凝土的孔隙尚未被水充满,co2可以向混凝土内扩散,而混凝土孔隙的湿度不仅为ca(oh)2向外扩散提供了必备条件,并且使化学反应进行较快。
1.2环境温度
混凝土碳化速度与温度有关[4]。当温度较低时,水变成冰,化学反应无法进行,碳化实际上停止,随温度的升高,碳酸的扩散易于进行,ca(oh)2及co2的扩散速度和化学反应速度均加大,从而使混凝土的碳化过程加快。
2工程治理实例
2.1工程概况
引滦工程尔王庄管理处联结井闸自运行以来,由于先天的混凝土强度偏低、振捣不实、保护层厚度不足等原因致使混凝土保护层疏松脱落,箍筋部分锈蚀,碳化深度4~6 cm,普遍出现了箍筋、顺筋锈胀裂缝,回弹仪测强为11~22 mpa。因其耐久性问题比较严重,列为2000年尔王庄管理处维修加固的重点。
2.2施工工艺
工程的治理原则是:治理后具备原有承载力、整体性和耐久性,防止进一步损坏结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原有结构外观。处理方法以实际出发,在安全可靠的前提下,力求简单易行、经济合理。
2.2.1工艺流程。凿除混凝土钢筋除锈基层清理刷mci迁移性钢筋防锈剂(2020)刷界面剂(第1遍)抹钢纤维砂浆(第1遍)化学灌浆刷界面剂(第2遍)抹钢纤维砂浆(第2遍)刷界面剂(第3遍)抹钢纤维砂浆(第3遍)养护刷mci2021刷防碳化涂料(3遍)。
2.2.2修补材料。①钢纤维砂浆。配比为水泥∶砂∶钢纤维∶硅粉∶减水剂∶水=1∶1.5∶0.08∶0.1∶0.05∶0.38。钢纤维砂浆是一种性能优良的新型复合材料。乱向分布的短纤维阻碍内部裂缝的扩展和宏观裂缝的发生,从而使抗拉、抗弯、抗剪强度等显著提高。其抗冲击、抗疲劳、耐久性也有较大改善。掺入硅粉和减水剂的钢纤维砂浆可以提高砂浆的密实性、抗压强度、抗渗性、耐久性,改善混凝土拌合物的和易性。②mci—2020迁移性钢筋防锈剂。mci—2020是一种通过涂抹在混凝土表面,可自行渗透扩散至内部钢筋表面,形成单分子保护膜,保护钢筋不被腐蚀。即使它不与钢筋直接接触,也能在混凝土中渗透扩散一定距离,达到钢筋表面,从而有效抑制钢筋腐蚀,延长结构的使用寿命。③界面剂。zv型混凝土修补胶与水泥调和而成,其配比为1∶1。使用时均匀涂抹在混凝土表面,力求薄而不淌,待浆液不粘手时,即可进行下一道工序。
2.3化学灌浆
对于联接井闸南侧的4棵机架桥柱,由于其内部混凝土强度低于c15,且有蜂窝、孔隙,直接影响了钢筋混凝土柱的承载力,必须采取化学灌浆处理。①灌浆压力。0.35~0.45 mpa。②灌浆材料。环氧树脂∶固化剂=2∶1(体积比)。③预埋灌浆嘴。灌浆嘴用“水不漏”预埋,2~3个嘴子内部架桥(预留通道),用来排气。
2.4混凝土表面涂料涂覆
在混凝土表面涂料涂覆,可使混凝土与co2、cl-、o2和h2o隔离,是防止钢筋混凝土结构钢筋锈蚀的一种常用的有效措施。一般在预测到钢筋混凝土结构将受到锈蚀损害时采用,也可以在经局部修补的较轻微锈蚀的钢筋混凝土结构上起保护作用。目前在我国水利工程中使用较普遍的为环氧树脂厚浆涂料。在此项联结井闸补强加固工程中,根据钢筋混凝土的不同损坏程度,采用化学灌浆、钢纤维砂浆、mci迁移性钢筋防锈剂等综合治理方法。因此,在混凝土表面涂料涂覆时,采用一般的外檐涂料,并在涂料中掺入bc01胶,使其更牢固、不褪色。
3小结
混凝土结构损坏如果得不到及时处理,损坏就会日益加剧,极易诱发各种危险事故。因此,应对碳化机理、碳化的影响因素、碳化对钢筋混凝土结构物的损坏原因进行分析,并针对碳化引起水工建筑物的缺陷采取治理措施。
4参考文献
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[2] 刘磊.sbr砂浆在嶂山闸混凝土表面防碳化处理的应用[j].治淮,2010(1):27-29.
[3] 王玉琳.混凝土碳化影响因素研究综述[j].淮海工学学报:人文社会科学版,2002(2):42-44,48.
水工钢筋混凝土结构范文第7篇
关键词：腐蚀机理；钢筋混凝土；防腐蚀；措施；
Abstract: The hydraulic reinforced concrete building (structure) buildings buried in the ground, exposed to the corrosive medium corrosive water, and contaminated soil. If groundwater or structure carrying liquid the concrete corrosive, designers on the need for the design of anti-corrosion. In this paper, the thermal power plant hydraulic reinforced concrete structure corrosion damage and corrosion protection measures to do the following analysis.
Keywords: corrosion mechanism; reinforced concrete; corrosion resistant; measures;
中图分类号：TU761.1+3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1.钢筋混凝土的腐蚀机理
钢筋混凝土的腐蚀分为两部分；一部分是混凝土的腐蚀，另一部分是钢筋的腐蚀。混凝土受腐蚀的类型有结晶类腐蚀，分解类腐蚀及结晶分解复合类腐蚀。各主要腐蚀指标（介质）的腐蚀作用为：
1.1 PH值（酸碱度）
PH值较小，表明水中的H+浓度相对较高，具有酸性，可与混凝土的CaCO3等物质发生复分解反应，产生分解腐蚀。同时，PH值小显酸性时，会对钢铁产生酸性腐蚀。将11.5称做保护钢筋的“临界PH值”。
1.2 侵蚀性CO2（溶蚀碳酸钙）
地下水中常含有一些游离的碳酸（CO2），而水泥石中的氢氧化钙与碳酸起化学反应，生成碳酸钙（CaCO3），碳酸钙又与碳酸起化学反应，生成易溶于水的碳酸氢钙。
1.3 阴离子（HCO3-、Cl-及SO42-）
当水泥石处于软水（矿化度低于0.1g/L）中时，氢氧化钙将首先被溶解，溶出蚀的强弱程度与水质的硬度有关。如水质较硬，即水中HCO3-，（重碳酸盐）含量较高时，氢氧化钙的溶解度较小，侵蚀性也就较弱；反之，水质越软，侵蚀性也越强。PH值的变化直接影响H2CO3在水溶液中的存在形式。
1.4 阳离子（Na+、k+、Mg2+、NH4+）
水中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+能与SO42-生成结晶物，如：Na2SO4•10H2O、CaSO4•2H2O、MgSO4•7H2O等，使混凝土产生结晶类腐蚀。其中Mg2+比Ca2+活泼，它能把混凝土中的Ca2+置换出来，使混凝土产生分解腐蚀。NH4+能生成强酸弱碱盐类，与混凝土中的碱性物质反应，使其发生分解腐蚀。地下水中含有的镁盐能与水泥石中的Ca（OH）2发生反应。在生成物中，氯化钙（CaCI2）易溶于水，氢氧化镁（Mg（OH）2）松软无粘结力，石膏则会产生硫酸盐侵蚀，都将破坏水泥石结构。镁盐侵蚀的强烈程度，除决定于Mg2+含量外，还与水中SO42-含量有关，当水中同时含有SO42-时，将产生镁盐与硫酸盐两种侵蚀，故显得特别严重。
2. 水工建筑物混凝土自身腐蚀的类型及成因分析
整体来看，砂石与水流冲刷、风蚀、雨水冲刷等这些因素都是造成水工建筑物混凝土腐蚀的原因，从砂石、水流冲刷的角度上来看，水工建筑物混凝土腐蚀病害的常见类型主要有以下四种：
2.1 混凝土磨损
混凝土磨损是流经混凝土水工建筑物的水流中夹杂各种固体的颗粒，这些颗粒在水工建筑物的结构表面所发生的滚动、滑动与跳动等摩擦行为将直接造成混凝土的磨损。当水流中的砂粒冲刷水工建筑的混凝土固体壁面的时候，会将一部分或者是全部的能量都传递至壁面的材料，这部分能量在壁面转化成为混凝土表面的变形能，造成混凝土的磨损。
2.2 混凝土空蚀
恒温状态下，液体用静力或者是动力的方式加压至某一程度便会出现充满气体或者是充满蒸汽的汽包出现，我们将这种现象称之为空化。若液体流经区域的压强低于某个临界值，液体则会出现空化的现象，在低压区域空化的水流就会夹带大量空泡，直至流经下游区域压强相对较高的区域时，气泡会出现溃灭，并伴随约为700MPa的较大压强出现。若气泡在水工建筑物结构边壁的表面或者是附近发生溃灭，则会对水工建筑物结构边壁的表面结构形成相对较大的冲击，进而造成对混凝土边壁的破坏，引发空蚀病害的出现。
2.3 混凝土激流震动破坏
作为水利工程的重要组成部分，水工建筑基本都处于一种水流速度相对较快的水环境中，高速紊动强烈的水流，能够形成作用在水工建筑混凝土结构壁面的紊流脉动的较大压强，其合力则构成作用在机构壁面的激振力，而这种激振力则有可能造成过流边界结构的振动。但混凝土结构所具备的抗拉强度一般都比较小，因此在长期的运行过程中，激振力则可能造成混凝土结构的疲劳破坏。
3. 防腐蚀设计
最大限度地保证混凝土的高碱度和防止有害离子入侵，是防腐蚀措施的出发点。我国著名防腐蚀专家洪乃丰教授把钢筋防腐蚀措施分为基本措施和附加措施两大类：
3.1 基本措施 主要是提高混凝土自身的防护能力：选择优质水泥、增加水泥用量、降低水灰化、使用优良外加剂、掺合料、增加保护层厚度等。
3.2 附加措施 实践证明，在较严酷的腐蚀环境条件下，单靠“基本措施”尚不能达到耐久性要求，必须采取相应措施，如：
3.2.1 外涂层、渗透层、覆盖层、隔离层；水泥基层、聚合物、树脂类涂层等。
3.2.2 钢筋阻锈刑 有阴极型、阳极型、复合型等类型，系由无机和有机物构成。加入混凝土中，除能阻止、减缓钢筋锈蚀外，对混凝土的基本性能无不利影响。
3.2.3特种钢筋：环氧涂层钢筋、耐蚀钢筋、不锈钢筋、镀锌钢筋等。其中环氧涂层钢筋发展较快，美、日等国已批量用于工程。连续完整的环氧薄膜，能有效的隔离渗入混凝土内的有害离子与钢筋的接触，从而能保护钢筋不受腐蚀。
3.2.4 阴极保护：根据阴极保护原理，采用施加外加电流或牺牲阳极的方法，使混凝土内钢筋电位处于-0.85V左右（饱和硫酸铜电极），则钢筋就不会腐蚀。对于新工程，阴极保护可用于海中、水域或地下潮湿的独立构筑物。
4. 提高混凝土自身的保护能力
4.1 合理选择水泥品种为配制密实性混凝土，在水泥品种选择上至少应该注意以下几个方面：
4.1.1选择低水化热水泥。
4.1.2避免使用早强水泥和早强剂。
4.1.3 选择有害碱（K+、Na+）含量低的水泥，以防止发生“碱集料反应”。
4.1.4选择铝酸三钙（C3A）含量低的水泥。铝酸三钙（C3A）有高强效应，更主要的是，它能与硫酸盐起化学反应，产生体积膨胀，使混凝土开裂。
4.2选用较好的砂、石骨料粗、细骨科，按体积计算，它是混凝土的主要组成部分，达80%之多，其耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。我国混凝土的碱含量限制为3.0kg/m3，为满足这一限定值，可采取如下方法：
4.2.1使用碱含量低的水泥；
4.2.2降低水泥用量；
4.2.3不用或少用含NaCl和KCl多的海沙、海石和海水；
4.2.4不用或少用含碱外加剂；
4.2.5使用混合水泥或掺加混合料，如矿渣、粉煤灰和硅灰。
4.3适当控制混凝土的水灰比及水泥用量
水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因素，它不但影响混凝土的强度，而且也严重影响其耐久性，故必须严格控制水灰比。保证足够的水泥用量，同样可以起到提高混凝土密实性和耐久性的作用。
4.4掺用加气剂或减水剂掺用加气剂或减水剂对提高抗渗、抗冻等有良好的作用，在某些情况下，还能节约水泥。
5.混凝土保护层
混凝土保护层对钢筋的防腐蚀有着双重作用。首先，增加它的厚度可明显地推迟腐蚀介质达到钢筋表面的时间，其次可增强抵抗钢筋腐蚀造成的胀裂力。随着保护层厚度增加，渗入到混凝土的氯离子含量急剧降低。当保护层厚度由10.0cm减为3.0cm时，开始腐蚀的时间将由10a以后提前到1a。《腐规》对受力钢筋的混凝土保护层最小厚度提出了要求，应严格执行。
6.污染土地基的处理
污染土系指建筑场地由于生产或自然环境等综合原因造成地基土的污染，《腐规》对污染土地基的处理，有下列措施：
6.1局部挖除污染土层，但保留的污染土层的厚度应通过变形计算确定。
6.2全部挖除污染土层。
6.3采用砂桩或碎石桩加固污染土层。
6.4采用预制钢筋混凝土桩基础穿越污染土层，柱身应进行防护处理。
7结束语
水工钢筋混凝土结构范文第8篇
关键词：给水工程构筑物；钢筋混凝土；裂缝；成因方法
随着我国国民经济的高速发展，钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。但多年来，在给水工程的构筑物，如深沉池、滤池、清水池等现浇钢筋混凝土结构构件出现变形裂缝，人们都十分关注，在某些情况下，裂缝会导致非常严重的后果，因此研究给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的意义。如宿松县自来水厂一水厂1.5万立方米/日给水工程的两组平流沉淀池与虹吸滤池的交接处均不同程度的出现了宽约1.5左右的开裂，初始时池壁变形较小，裂缝较微，但随着运行时间推移，开裂情况逐步严重，最后请有关专家对变形裂缝进行研究分析，主要原因是结构设计池壁刚度不够，而整个池长又跨度过大，地面又属流沙地层，沉降不匀引起开裂。经过多次对变形裂缝的妥善处理后，才能继续正常使用。因此，给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构构件应尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。
如何控制给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构构件的变形裂缝呢？根据工程实践和理论研究，给水构筑物现浇钢筋混凝土结构构件变形裂缝的主要原因是：设计考虑不周，设计不合理，细部构造处理不当，防水材料选用不当，施工质量不好，使用和管理不善等。因此，给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构构件变形裂缝的控制，应从设计方案、结构计算、构造设计和施工质量等方面进行控制。
1、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的危害
1.1对结构强度的危害结构物裂缝发生后，其本身的刚性、剪力强拉力强度、抗弯强度会降低，裂缝严重时可能会造成整个制水池的断裂，从而影响正常的生产制水。
1.2对对耐久性的影响。最主要的是加速混凝土中性化，使钢筋腐蚀速度变快，并因漏水、渗水，造成发霉、渗斑而使得保护层剥落，而缩短给水工程构筑物的使用年限。
2、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的类型及成因
2.1温度裂缝内约束裂缝由于混凝土内外温差过大而引起的。例如，混凝土养护期间受寒流侵袭，使混凝土表面急剧降温超过7-100℃就有可能引起混凝土表面裂缝，但其裂缝深度一般只有30mm左右，表层以下仍保持结构完整性。
2.2沉陷裂缝裂缝多为深进或贯穿性的，其位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度与沉降值成正比。裂缝产生的原因是结构构件落在未经处理的回填土或松软地基上。混凝土浇灌后，因地基侵水引起不均匀沉降而导致裂缝。特别是平卧生产的钢筋混凝土构件（如薄腹梁），由于侧向刚度差，配筋少，最易引起弦、腹杆或梁的侧面产生裂缝。另外因模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动以及过早拆模，也常导致此类沉降裂缝出现。
2.3由材料所引起的裂缝碱骨料反应是指混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救。另外，由材料质量原因引起的裂缝较常见的是水泥，粗细骨料质量不好，这种情况造成的后果是结构承载能力降低，刚度很差，空气稳定性很弱，隐患容易恶化等。
3、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的预防措施
3.1混凝土配料、搅拌及浇筑
3.1.1配合比设计应尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；
3.1.2浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度，不得随意留置施工缝。
3.2设计方面
3.2.1从设计方案上进行控制。在确定设计方案时，应尽量避免由结构布置不当引起的变形裂缝，如宿松县第二自来水厂2.5万立方米/日平流沉淀池总长达92.8米，高且池子前部与尾部处于不同的底层带，池子头部处于水田之上，地基松软，而池子尾部却处于山体岩石之上，地基强硬，施工时甚至要采取爆破，如果采取统一施工方式，在构筑物完工后肯定会出现裂缝。考虑到上述原因，在施工阶段临时设计变更，池子处于水田软基部分采取了混凝土加抛石方法，很好的解决了开裂隐患。
3.2.2从结构计算上进行控制。给水工程构筑物结构设计的质量直接关系到给水工程的坚固性、适用性和经济性。因此，结构设计是给排水工程设计中的一个相当重要的组成部分。在确定结构设计的最佳方案之后，必须对各构件的受力情况进行分析计算，以保证各结构物件可靠、正常使用。在结构计算时应防止盲目套用标准图集，忽略计算和验算。国家标准图集是给排水专业设计单位和施工单位已经积累了比较丰富的，具有特点的设计和施工经验，由于给排水工程结构的受力情况和结构体系比较复杂，设计人员常需要参照国家标准图集进行设计，这样能够优化结构设计和节省很多的结构计算时间，但不同条件下构筑物的受力情况不同，因此，必须进行必要的具体的结构计算，不能盲目套用标准图集。很多的工程病故证明，盲目套用标准图集，不经必要的结构计算，或计算不做必要的验算，结果出现基础下沉，池壁变形裂缝等工程事故。
3.2.3从构造设计上进行控制。构造措施是改善结构性能，加强各部分联结，保证给排水构筑物结构整体性的重要措施，应在设计和施工中予以保证。给水工程钢筋混凝土结构构件的构造，应着重注意以下两点：
（1）伸缩缝的构造处理。从功能上说，伸缩缝必须满足两个基本要求：一是保证伸缩缝两侧温度区段具有系统的伸缩余地；二是具有严密的抗渗能力。在符合上述要求的前提下，构造处理和材料的选用要力求经济耐久，施工方便。
（2）节点构造设计，给水构筑物往往底色于节点构造设计不当或忽略了节点构造设计，引起构筑物构件的开裂漏水。因此，应重视给水构筑物构件的节点构造设计，如池壁转角处，池壁与池底板连接处等部位的节点构造设计，以保证和加强池体结构的整体性。
3.3施工方面
根据有关部门调查资料显示，在当前的给排水工程施工队伍中，只有少数大型建筑企业从事过给排水工程的施工，大多数施工队伍技术力薄弱，没有这方面的经历和经验。从笔者所接触的给排水工程施工施工队伍中，这些施工队伍总认为给排水工程比不上高层楼房的建筑难度大，技术要求高，因此，在施工上存在着较轻视给排水工程的思想，把给排水工程当一般工业与民用建筑进行施工，甚至马虎，这样便使给排水工程质量带来严重的影响。给排水工程质量的好坏，直接影响到给排水构筑物的结构整体性，抗震性、影响到结构的安全和使用年限。因此，给水工程现浇钢筋混凝土结构构件变形裂缝的控制，除从设计方案、结构计算，构造设计上控制外，还应从施工质量上进行控制。施工质量方面的控制应着重抓好以下几点：
3.3.1钢筋的绑扎。钢筋混凝土是由两种不同的材料组成的一种组合体。这两种性质不同的材料之所以能共同工作是因数钢筋与混凝土之间有很好的粘结力，使二者能牢固紧靠地粘结在一起，在荷载作用下，它们之间不产生相对的滑动而能整体工作，为了加强钢筋与混凝土的共同工作，防止钢筋在混凝土中滑动，对于钢筋的绑扎要求牢固和搭接要符合设计要求及施工规范超标准。
3.3.2留设保护层。当钢筋混凝土结构的保护层混凝土遭破坏或混凝土的保护层性能不良时，钢筋会发生锈蚀锈膨张引起混凝土开裂。保护层留置合理对钢筋混凝土结构构件的刚度和使用年限非常重要，我国每次修改《混凝土工程标准规范》时，都对钢筋混凝土结构各种构件的保护层作适当的修改。因此，施工中要按设计要求或规范留设保护层。
3.3.3混凝土配合比，混凝土等级偏低，不满足要求时，影响结构的安全度，因此，混凝土配制时，应根据设计的混凝土强度等级和质量的原则，对防渗要求的混凝土，尚应符合有关的专门规定。
3.3.4混凝土浇筑。在浇筑工序中，应控制混凝土的均匀性和密实性，特别是在结构中有密集的管道，预埋件或钢筋稠密处，不易使混凝土捣实时，应改用相同抗渗标号的细石混凝土进行浇筑和辅助人工插捣，以确保钢筋混凝土结构构件的粘结整体性，防止捣浇时出现混凝土蜂窝、麻面、孔洞、以至渗漏水。
3.3.5施工缝处的施工。施工缝是防水混凝土工程中的薄弱部分，应尽量不留或少留，施工缝处理必须做到：对缝表现进行凿毛处理，清除浮粒。继续浇筑前用水冲洗衣亲保持湿润铺上1―2厚的水泥砂浆其材料和灰砂比应与混凝土相同。再继续浇筑上部混凝土，并加强施工缝振捣固密实。
3.3.6混凝土的养护。对钢筋混凝土结构构件质量来说，养护很重要，施工（生产）单位应根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂及对混凝土性能的要求提出具体的养护方案，并应严格执行规定的养护制度。给水构筑物钢筋混凝土一般自然养护时，应在混凝土浇筋完毕和凝后（常温下浇后8―12h），及时覆盖和河水湿润，养护期不少于14d，特别是早期养护。在夏季高温时要加强养护，防止养护期不够造成混凝土干缩变形，出现裂缝。
4、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的处理
针对已发生的裂缝，比较常用和成熟的施工方法有以下四种：
4.1表面处理法。表面处理法是对混凝土构件表面较浅的裂缝用水泥砂浆或环氧树脂表面涂刷处理。这些表面裂缝一般都很细很浅，裂缝深度尚未达到钢筋表面，一般用高标号的砂浆进行表面涂抹即可。如果表面裂缝贯通底部，出现漏水的情况，可通过在构件表面贴补防水片等方法来解决。
4.2填充密实法。填充密实法是对中等宽度裂缝的处理，将裂缝处凿成凹槽再填充相应材料修补。当裂缝宽度小于0.3mm时，可采用专用的混凝土封堵材料来填充裂缝。
4.3压力灌浆法。压力灌浆法又称注浆法，它不仅修补面层而且能通过压力将注射用胶注到混凝土的内部裂缝处，对裂缝进行粘结封闭和补强加固，此种方法处理效果好，应用范围广。
结束语
综上可以看出给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的产生有其内、外界因素，因此，采取针对性强的防治措施有效地控制混凝土结构裂缝产生，是给水工程构筑物结构安全的重要保证，从而达到提高工程质量的目的。
参考文献
[1]GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S].
水工钢筋混凝土结构范文第9篇
关键词：钢筋混凝土钢筋锈蚀检测技术
前言
现代建筑离不开钢筋混凝土构件，无论是一般民用建筑还是水工建筑，甚至是高达数百米的摩天大楼，如今钢筋混凝土结构均是一种被广泛采用的结构形式。但由于钢筋混凝土工程量大面广，一些施工单位在施工过程中对混凝土结构中的钢筋质量控制不严格，造成钢筋位置不准，模板尺寸偏差较大等因素造成钢筋保护层超标，并且在混凝土浇筑后，又不能直观的看到其内部结构，因而给工程质量带来极大隐患。
在施工中要保证钢筋混凝土的质量符合设计要求，首先要保证组成钢筋混凝土的两大材料钢筋与混凝土的质量。钢筋混凝土所用的钢筋，根据我国现行混凝土结构设计规范的规定分为四类，即1级钢筋、2级钢筋、3级钢筋和低碳冷拔钢丝。
在水工建筑中，钢筋是最忌讳生锈的，钢筋的耐久性直接影响着钢筋混凝土的耐久性，如果混凝土中的钢筋一旦生锈就会导致粘连性降低，随之整体钢筋混凝土的耐久性就会受到明显减小。那么如何检测水工混凝土中钢筋锈蚀，是我们检测人员的最关键也是最关注的问题。下面本人结合工程钢筋结构安全检测实践，介绍如何运用半电池电位法对水工混凝土中钢筋锈蚀进行检测的原理、方法、评价准则及应用效果，并对提高混凝土中钢筋锈蚀检测的可靠性进行了有关的探讨。
一、钢筋锈蚀对建筑结构的影响
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关键问题，也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到急需解决的问题。多年来，众多水利工程由于工程材料的耐久性不良而引起的工程损坏事例接连发生，导致受到严重的经济损失。在水工建筑物的安全鉴定过程中，经常遇到大坝、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、保护层脱落的现象等，使得结构承载力下降，严重的甚至危及人身安全，因此必须高度重视钢筋的检测环节。
钢筋的锈蚀对钢筋混凝土的结构性能影响主要表现在三个方面。首先，钢筋的锈蚀直接导致钢筋截面减小，进而使钢筋的承载力下降，极限延伸率减少；其次，钢筋的锈蚀产生的体积比锈蚀前的体积要大得多（一般可达2～3倍），体积膨胀的压力使钢筋混凝土产生了拉应力，而发生顺筋开裂，使结构的耐久性降低；其三，钢筋的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可观的。因此，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。
二、钢筋腐蚀的检测原理及检测方法
1、钢筋腐蚀的检测原理
对于混凝土中的钢筋锈蚀状态的无损检测，目前，国内外只能对其进行定性测量，常用的方法是半电池电位法。钢筋在混凝土中的锈蚀是一种电化学的过程。此时，在钢筋表面形成了阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部会产生电流。钢筋和混凝土的电学活性相当于是半个弱电池组，钢的作用就是一个电极，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、钢筋腐蚀的检测方法
在对于钢筋腐蚀检测前，首先要配制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，因此要对钢筋混凝土结构的表面进行预先的润湿。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，必须要保持混凝土湿润，但表面不能存有自由水。
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。
在检测时，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。
三、钢筋在钢筋混凝土检测的评价标准
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。
四、半电池电位法检测
半电池电位法在检测水工混凝土钢筋锈蚀状态已获得了广泛的应用，但要运用该方法很好地解决工程中的实际问题，还必须努力提高半电池电位法检测混凝土钢筋锈蚀状态的可靠性。结合工程安全检测实践作几点探讨。
（1）半电池电位法检测混凝土钢筋锈蚀状态时，检测的结构，半电池电位才会随着润湿程度逐渐稳定下来。为了加强润湿剂的渗透效果，缩短润湿结构所需要的时间，采用少量家用液体清洁剂加饮用水的混合液润湿结构效果较好，仅需约15min时间就可以达到电位稳定。
（2）应结合工程安全检测，开展对比检查分析。将钢筋锈蚀状态检测结果与混凝土碳化深度检测及钢筋保护层厚度检测结果进行对比分析，从中找出相关关系。同时对少量测点凿除对比检查，积累经验，从而提高评价钢筋锈蚀状态的可靠性。
水工钢筋混凝土结构范文第10篇
关键词：钢筋混凝土；裂缝；设计；控制。
Abstract: structural design is the basis of construction works, do a good structural design is safe and reliable protection of construction projects. Through to optimize the design of structural section form, the reinforcement layer thickness, the selection of bar diameter, reinforcement ratio measures in the design process, it can reduce the possibility of concrete cracking.
Key words: reinforced concrete; cracks; design; control
中图分类号：TV22文献标识码：B
结构设计是建筑工程实施的依据，做好结构设计是建筑工程安全可靠的保障，有效控制钢筋混凝土结构裂缝开展首先要从设计入手。在设计过程中，通过对结构断面形式、钢筋保护层厚度、钢筋直径的选用、配筋率等措施不断进行优化设计，可降低混凝土开裂的可能性。
1 钢筋混凝土结构裂缝基本概述
钢筋混凝土结构以其强度、整体性、模塑性、耐久性等性能在建筑行业取得了其它建筑材料难以比拟的作用，使用越来越广泛。钢筋混凝土结构设计是综合性、实践性、生产性很强的技术工作。随着钢筋混凝土使用范围的扩大，对在其实用过程中混凝土裂缝的控制问题成了一复杂的课题。混凝土是一种不密实非均质脆性结构材料，混凝土内部存在着固体、液体和空隙。混凝土裂缝按产生原因大致分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、荷载裂缝、碱骨料反应裂缝、应力集中裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。裂缝的存在，不仅会影响工程质量的整体外观形象，而且会降低抗渗和抗冻能力，并会导致钢筋锈蚀，影响结构物的耐久性。对某些水工结构，由于裂缝会引起漏水，将影响结构物的正常使用功能，裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。因此，研究裂缝产生的原因及其影响因素，在工程设计过程中加以控制，能更好地防治裂缝，提高工程质量。
2 钢筋混凝土结构荷载作用下开裂机理分析
工程设计计算的过程中，认为当钢筋混凝土结构构件某一截面在荷载效应产生的拉力大于混凝土本身的抗拉强度时，该截面位置即开裂，在开裂截面钢筋和混凝土所受到的拉应力将发生突然变化，开裂的混凝土不再承受拉力，原先由混凝土承担的拉力转由钢筋承担，由此混凝土和钢筋产生相对滑移，混凝土将回缩、钢筋将伸长，这将导致裂缝宽度不断开展。
3 设计过程裂缝产生原因分析
设计构件断面突变会产生应力集中，钢筋配置过少或过粗，未充分考虑混凝土构件的收缩变形，采用的混凝土标号过高，造成用灰量过大、水化热过高对收缩不利等，都是设计过程中使混凝土造成开裂的原因。
4 裂缝开展在设计过程中的控制
首先设计中应采用合理的结构外形，尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施，在应力集中区局部增配钢筋设防护层等。
《水工钢筋混凝土规范》（SL 191-2008）规定配置带肋钢筋的矩形、T形及I形截面受拉、受弯和偏心受压钢筋混凝土构件，在荷载效应标准组合下的最大裂缝开展宽度按下式计算：
―构件受力特征和荷载长期作用的综合影响系数；
―按荷载标准值计算的纵向受拉钢筋应力；（配筋面积越大、越小）
―混凝土保护层厚度，；
―纵向受拉钢筋的有效配筋率；（配筋面积越大、越小）
―钢筋直径，；
从该计算公式可知，与受力特征和荷载作用有关，一旦构件所要满足的功能确定，这个因素是不可改变的。因此要改变最大裂缝开展宽度只要从、、、这几个因素进行考虑。当、越小时也越小，让、变小只能加大配筋面积，但配筋面积也只能在不出现超筋的情况下配置。
其次，一旦配筋面积确定要使裂缝开展宽度变小，只能选用较小的保护层厚度（要满足最小保护层要求）和较细的钢筋（相同配筋面积条件下要满足最小钢筋净距要求）。
因此，在设计过程中要使裂缝开展宽度小于规范规定限值，在结构构件尺寸已拟定、满足最小保护层要求、满足最小钢筋净距要求的条件下，应尽量采用较细的钢筋。同时，在设计中也要依据地质条件合理分缝分块，拟定合理的原材料指标，避免因变形而产生裂缝。
5 结语
在钢筋混凝土结构设计中首先应采用合理的结构外形，尽量避免结构断面突变带来的应力集中，若有无法避免的突变断面应在应力集中区局部增配钢筋设防护层等措施。在结构构件尺寸已拟定、满足最小保护层要求、满足最小钢筋净距要求的条件下，尽量采用较细的钢筋。而且，在设计中要依据地质条件合理分缝分块，拟定合理的原材料指标，避免因变形而产生裂缝。通过以上设计措施的防范，方可使钢筋混凝土结构在实施过中减少开裂的可能性。
参考文献:
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