水工鋼筋混凝土結構
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水工鋼筋混凝土結構范文第1篇
關鍵詞：水利工程；鋼筋混凝土；鋼筋銹蝕；防護
根據近年來的統計數據得出，我國的小型水利工程大多都是鋼筋混凝土結構組成的，這些結構中在十年左右就會產生老化問題，有的甚至在建成兩三年內便會出現滲漏水、保護層開裂等質量隱患，遠遠達不到50年的預計標準。這種未老先衰的現象在目前的水利工程中比比皆是，是中小型水利工程建設的一個突出問題。究其原因，主要是鋼筋混凝土結構內鋼筋過早銹蝕引起的，為此在工程施工建設之初我們必須要提前做好鋼筋防腐蝕工作。
1 鋼筋混凝土結構中鋼筋腐蝕原因分析
在現代化鋼筋混凝土結構的研究和探索工作中，如果出現鋼筋混凝土結構的設計低于使用壽命要求的現象，其造成的影響是不可比擬的。在工程項目中，一旦鋼筋提前產生銹蝕損傷，整個混凝土結構功能也隨之降低，可以說鋼筋的壽命決定著整個鋼筋混凝土結構的質量。一般來說，混凝土的PH值高達13左右，是一種高堿性物質，在這種狀態下，由于結構初始作用下的電化學作用，使得鋼筋表面會形成一個高離子保護層，從而保護鋼筋的質量，阻止銹蝕問題的產生。但是事情沒有絕對，雖然鋼筋在混凝土內部存在著許許多多的防護措施，但是其仍然有一定的銹蝕問題產生，給鋼筋混凝土結構質量帶來嚴重的影響。根據分析這種問題產生原因主要可以從以下幾方面因素分析：
1.1 混凝土碳化
在混凝土硬化的過程中，當空氣中的二氧化碳進入到混凝土內部的時候，混凝土內的液相氫氧化鈣便會發生中和反應，從而降低混凝土結構內部的酸堿值，在這個混凝土硬化過程就被稱之為碳化過程。當碳化深度到達鋼筋表面的時候，鋼筋表層便會發生保護膜破壞，從而導致鋼筋產生銹蝕。
1.2 氯離子侵蝕
氯離子是一種氧化能力極強的問題，氯離子通過混凝土結構的空、縫隙受到侵蝕而達到混凝土結構內部的時候，經過一個復雜的弱電化學過程，從而造成混凝土鋼筋表面產生鈍化膜，氯離子去鈍化能力極強，在很短的時間內便會造成巨大的鈍化破壞，進而產生鋼筋銹蝕。對這種問題進行深入分析的化其主要可以從腐蝕電流、氯離子的到點作用以及其陽極去陽作用等方面去研究和總結。
2 中小型水利工程鋼筋混凝土結構鋼筋防腐措施分析
鋼筋混凝土是當前建筑工程項目中最為常見的材料之一，它是依靠鋼筋和混凝土兩種材料的良好粘接力來組成的一個共同受力結構。這種結構在現代化工程施工建設中，混凝土結構主要是用來承擔各種承受抗壓能力，并且對鋼筋有著一定的包裹能力，而鋼筋的作用在于提高結構的抗拉、抗彎、抗剪、抗扭能力。從這兩種材料各自的功能、特性以及工作機理進行分析，混凝土在28天之后便會達到百分百強度，而且其強度隨著時間的推移還會逐漸的增強，甚至是持續幾十年時間。而現代化鋼筋混凝土工程的設計使用壽命是以鋼筋為基準進行的，因為鋼筋在混凝土結構內部也會產生一個緩慢的銹蝕問題，但是這一問題一般都不會影響到結構的安全性，就算有影響，一般都是在五十多年以后了。因此，一旦鋼筋混凝土結構內部的鋼筋提前發生質量隱患和修飾損傷，那么必然會導致整個混凝土結構的整體性和強度降低，引起整個結構產生質量缺陷。因此在工作中必須要高度重視鋼筋防腐工作處理，在工程施工中一般都是結合工程施工特點、施工機理進行全面總結和歸納，保證施工技術的科學性和可行性。
2.1 混凝土檢測技術
為了減少鋼筋銹蝕對結構造成危害，需要即時了解現有的結構中的鋼筋銹蝕狀態，以便對鋼筋采取必要的措施進行預防，我們對鋼筋銹蝕的測試，可采用如下幾種方法：
2.1.1 視覺法和聲音法
在常規的混凝土結構中，鋼筋銹蝕的第一視覺特征是鋼筋表面出現大量的銹斑，顯然，只要檢查鋼筋表面就可以看到；有時，混凝土的表面下的裂縫發展到表面，混凝土最終開裂時可直接檢查鋼筋在早期可以用“發聲”方法估計下部裂縫引起的破壞。使用小錘敲擊表面，用聲波方面檢測順筋方向的裂縫的出現。
2.1.2 氯離子的監測
它需要對鋼筋以上或周圍的混凝土進行采樣，一般通過鉆芯方法，然后用電測法或化學方法確定氯含量，最近，以有中和反應法儀器用于結構中氯離子含量的檢測。
2.2 施工技術要點
2.2.1 設計
設計是從源頭上解決鋼筋銹蝕問題的主要手段，無論是建設單位還是設計單位，對小型水利工程的設計工作都不能因為小而忽略，不能因為小而簡化工程的設計程序，放松設計要求。
2.2.2 材料選擇
依據環境條件和使用要求合理選材。除了選擇耐蝕程度合適的鋼筋種類外，對混凝土組成成份、摻加料、外加劑等，均應預先檢查，防止腐蝕因素帶入其中。
2.2.3 選用鋼筋阻銹劑
鋼筋阻銹劑作為混凝土外加劑的一種，正在迅速發展。采用鋼筋阻銹劑的優點是效果良好、施工簡單、成本低廉、不需要額外的勞務花費，在所有的鋼筋防腐措施中，被認為是最經濟的。目前，在國外鋼筋阻銹劑的種類很多，用途也較廣泛，不論是在新建的建筑中，還是在以有的建筑缺陷補修處理均采用作為加入鋼筋阻銹劑作為主要手段之一。國內通常采用亞硝酸鈉作為鋼筋阻銹劑，加入量一般為水泥重的1%-2%，實踐證明，在阻止鋼筋銹蝕方面確有明顯效果，但也發現一些問題，如加量不足或混料不均時，有可能促進局部腐蝕，加量大時能顯著降低混凝土的強度，因此，單獨使用硝酸鈉的效果不如采用復合型阻銹劑，如RI-1型鋼筋阻銹劑是多組份復合阻銹劑，除阻銹效果良好外，還能提高混凝土的早期及后期強度增加密實性等。
2.2.4 提高混凝土保護層的自身質量和適當增加保護層厚度
通過嚴格控制材料配比或工藝因素，提高混凝土的密實性保證足夠的堿等等，是最常用的提高質量措施。有足夠厚度的混凝土保護層，在通常條件下，對結構均能起到一定的保護，但在環境腐蝕性強或結構質量得不到保障的情況下，其耐久性仍然是個問題，還應必須采取其它保護措施，才能確保其耐久性和安全性。
2.2.5 混凝土澆搗
對結構每一部健混凝土都要制定嚴密的澆筑計劃，明確澆筑的每層厚度、次序、方向；無論縱向、橫向，前批混凝土初凝前，后批混凝土要開始澆筑；混凝土拌實踐不但影響混凝土澆筑速度，也是影響混凝土均質性的一個最為關鍵的因素。
結束語
綜上所述，在小型水利工程施工建設中，只要采取適當的措施，就可能防止混凝土中的鋼筋發生銹蝕，以提高小型水利工程的質量與安全。
參考文獻
水工鋼筋混凝土結構范文第2篇
【關鍵詞】卓越工程師 水工鋼筋混凝土結構課程 教學改革
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889（2015）06C-0071-03
教育部“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，是高等工程教育改革的里程碑。其宗旨是要培養、造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的、高質量的各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。通過實施“卓越計劃”，主要強化培養學生的工程意識、工程素質和工程創新理念，提升學生的工程實踐能力、創新能力，培養一大批卓越的后備工程師。
廣西大學的水利水電工程專業是國家特色專業，經80多年建設，已形成了“本―碩―博”的人才培養體系，在以寬口徑、厚基礎為培養目標以及“面向廣西與東盟的水利水電工程專業人才培養模式創新試驗區”的專業改革中，不僅積累了豐富的教學改革經驗，與時俱進提升了教學質量，而且逐漸形成了顯著的辦學特色。為適應“卓越計劃”新舉措下的人才培養模式，以及繼續強化專業基礎、拓寬專業口徑的培養目標的需要，對水利水電工程專業課程教學進行相應改革勢在必行。本文在分析傳統的水工鋼筋混凝土結構課程教學存在不足的基礎上，基于強化學生工程能力和創新能力培養的目的，分別從該課程的教學內容組織、教學方式應用兩個方面對水工鋼筋混凝土結構課程的教學改革進行探索。
一、傳統課程教學存在的不足
水工鋼筋混凝土結構屬于專業基礎課，由三部分的內容構成：一是理論性較強的“基本構件”部分，二是實踐性極強的“結構設計部分”，三是水工鋼筋混凝土結構設計計算中的若干特殊問題。因此，該課程是水利水電工程專業的最重要的專業基礎課之一，是綜合理論與試驗來指導工程實踐的課程，廣泛應用于水工結構、港工結構以及房屋建筑結構的工程領域中，具有很強的理論性和實踐性。課程的教學效果將直接關系到學生工程素質、工程技能和創新能力的培養水平，課程是“卓越計劃”培養模式下的核心課程。
水工鋼筋混凝土結構課程傳統的教學方式注重傳授系統的理論知識，有助于學生在短期內形成混凝土結構的知識架構與體系等，但由于傳統的教學方式通常是以教師為主體，學生是被動地接受知識，甚至不乏“滿堂灌”的情形，已不符合“卓越計劃”的人才培養理念及要求。歸納起來，不足主要有：
第一，不利于充分挖掘或培育學生的創新能力。在培養目標上，重視傳授知識，但對發展分析問題和解決問題能力的力度不足，且一般均設置統一的人才培養標桿，按單一模式培養學生，培養理念相對保守、封閉，不利于創新思維和創新能力的培養，已不能滿足學生發展的需要和“卓越計劃”的培養目標的要求。
第二，教學內容與工程實際的聯系不夠緊密。傳統教學在教學內容組織上，教材基本上是學生唯一的學習內容，是學生知識的主要來源，如果教材結合工程實際或引進案例的程度不足，將會對“卓越計劃”下的人才培養目標和要求產生不利影響。同時，水工鋼筋混凝土結構是一門理論性和實踐性較強的課程，教學內容紛繁復雜，跨度廣、難度高，同時還涉及許多結構規范或規程，在“卓越計劃”人才培養模式下，緊密與工程實際的聯系力度、優化教學內容的組織勢在必行。
第三，不能充分發揮學生的自主學習能力。在教學方法上，傳統教學以“傳遞―接受”為渠道，強調的是教師怎樣去“教”，不重視學生如何去“學”，往往以單一化的課堂教學為中心，課堂外教學不足，學生對知識的掌握主要以死記硬背為主，不利于學生探究基本原理的能力及靈活掌控公式運用能力的培養，不利于發揮學生的自主學習能力，調動學生學習的積極性。
二、教學改革探索
（一）課程教學內容的改革。水工鋼筋混凝土結構含主講教學學時70學時，課程設計1.5周，相對于教學內容，學時相對偏少。在對課程教學內容進行優化組織時，需綜合“卓越計劃”的要求以及該實際課時條件進行教學內容的調整改革。
1.強化基本原理內容，優化與相關課程知識的聯系。構成水工鋼筋混凝土結構課程的三部分內容中，基本構件部分包括鋼筋混凝土結構材料性能、設計計算原理，以及拉、壓、彎、剪、扭五大類基本構件和復合受力構件的受力機理、破壞形態、承載力計算和構造要求等內容，是本課程的基礎內容，是學生學習后續的結構設計內容的基礎和前提，也是夯實基礎、拓寬專業口徑的主要切入點之一，具有經驗性和理論性強的特點。學生只有理解和把握了該內容的基本概念和基本原理，才能從源頭上掌握鋼筋混凝土結構的基本理論體系，從而為今后的工程靈活應用及工程創新打下堅實基礎。因此，對課程教學內容的組織和優化，應確立基本概念和基本原理的核心地位，根據該部分知識的特點建立其理論主干線，并圍繞主干線有序、有條理組織知識點，達到強化基本原理的目的。
同時，這些內容與概率統計理論、建筑材料、理論力學和材料力學等課程聯系十分緊密，是以這些課程的知識為基礎的。例如，設計計算原理講授的極限狀態設計法，其基于可靠度的設計表達式、荷載和材料強度的取值等，均以概率統計理論為基礎；鋼筋混凝土結構的鋼筋（或型鋼）、混凝土的力學性能與建筑材料課程的知識聯系緊密；基本構件的受力分析、計算簡圖和平衡方程的建立則是理論力學、材料力學的基本原理的具體應用。因此，在本課程的教學計劃中，在強化基本構件理論內容的同時，還需注重并合理組織與其他相關課程知識點的聯系，并結合教學方法上的配套改革，綜合實施教學內容的優化。
當然，由于教學學時的限制，在引進相關課程知識點的教學內容的組織上，必須注重引進或聯系的方式。行之有效的方式，如將聯系的知識點合理穿插于本課程的相關內容的教學中，即課堂插花方式，以及課前安排學生預習相關課程知識點、布置預習主題等，即課外延伸方式，這樣不僅可以解決教學學時緊的問題，而且有利于發揮學生學習的積極性和主動性，提高學生的自主學習能力。
2.強化專業實踐教學環節。為強化學生工程素質、工程技能和工程創新能力的培養，使學生能夠在踏上工作崗位后很快進入角色，首先必須強化實踐教學環節。作為富于實踐性的專業基礎課程，在水工鋼筋混凝土結構教學內容中強化專業職業實踐教學環節成為必然。這些專業職業實踐教學環節，宜包括校內實踐教學和校外企業工程實踐環節兩大部分。校內實踐教學又可分為混凝土試驗課教學環節、課程設計教學環節、鋼筋混凝土結構主題的科學試驗和研究環節，以及為滿足各種職業資格考試（如注冊建造師、注冊土木工程師等考試）需要的、與該考試相關的鋼筋混凝土結構知識的培訓、混凝土結構專業設計軟件實訓等實踐教學環節。校外企業工程實踐環節主要有設計單位的工程設計實踐環節、施工企業的工程施工實踐環節、工程監控和檢測的工程實踐環節，等等。
（二）教學方式的改革。若改革和優化僅對教學內容進行，沒有適當的教學組織形式、教學方法和技術配套跟進，將很難取得理想的教學成效和實現預期的培養目標。為達到強化基本原理和專業實踐教學環節的教學內容的目的，以強化學生的工程能力和創新能力培養，采用講授法與探究法有機結合、練習法與實驗法有機結合、強化案例教學不失為可選和可行的教學方式。
1.講授法與探究法有機結合，強化基本原理的教與學。水工鋼筋混凝土結構課程內容繁雜，具有“六多”的特點，即概念多、原理多、公式多、參數多、條件多、構造多，且與多門課程的知識密切相關，內容綜合性強，抽象難懂，初學者很難準確理解和把握，有必要先講授，讓學生對鋼筋混凝土結構知識體系有所認識，然后再放手讓學生探究學習。因此，在開始的前四章（包括鋼筋混凝土結構材料性能、設計計算原理、受彎和受剪構件的承載力計算）的學習中，宜以講授法為主，采用課堂講授的方法給學生講解基礎性的基本概念和基本原理，使學生理解和掌握必備的鋼筋混凝土結構基礎知識，對鋼筋混凝土結構的學習方法有所認識和感悟。講授中，宜結合本課程的特點，以構件的“截面設計和截面承載力復核”為中心，以“試驗研究―截面受力分析―破壞形態和破壞特征―基本假定―計算簡圖―公式推導―公式應用―總結”為主線，組織教學和展開講解，并根據學生的實際情況、接受程度，采取啟發式教學，突出重點和難點，因材施教。在第四章之后的內容的教學中，則可以采取講授法和探究法相結合進行，并加大探究教學的比重。例如，對受壓構件承載力計算的教學，有了受彎構件的知識基礎，就可以分別以構件的破壞形態和破壞特征、受力分析和計算簡圖建立、界限破壞和界限受壓區高度、承載力計算公式推導和公式應用為主題，放手讓學生成為主體，觀看軸心受壓、偏心受壓試件試驗的視頻，在老師的啟發和引導下，主動地探索、分析、認識、構建和掌握上述主題的新知識，進而主動將原理和公式靈活應用于習題或工程實例的求解中，避免以繼承為中心的教學模式的僅僅強調知識的記憶、模仿和反復練習帶來的抑制學生的創新力的弊端，達到調動學生學習的主動性和積極性、培養和提高學生的動手能力和創新能力的目的。同時，學生通過主動學習構建的對知識的理解和掌握是自主的、本源性的，因此也是根深蒂固和融會貫通的，為今后的靈活工程應用和創新發展奠定了堅實基礎，具有“可持續發展性”，達到了強化基本概念和原理的教與學的目的。
受限于教學學時，目前廣西大學的水工鋼筋混凝土結構課程僅開出了適筋梁的實驗課，該實驗從粘貼鋼筋應變片―綁扎鋼筋―澆筑混凝土―養護―刷白―劃線―粘貼混凝土應變片―加載實驗，全部由學生自主完成，而少筋梁和超筋梁的加載實驗則是由老師主導完成。顯然，實驗的數量過少，不利于探究式教學的開展。采取的彌補措施有：一是組織學生現場觀摩或參與研究生的構件實驗。每年研究生都會進行大量的梁、柱、墻試件或結構體系的實驗研究，實驗室基本處在連續工作的狀態中，這就給本科生的觀摩學習提供了良機，部分同學甚至通過導師制培養機制直接參與到了實驗研究中。另有部分同學通過各類本科生創新項目的申請立項，參與了實驗研究創新實踐。二是充分利用多媒體技術，組織學生觀看結構實驗的視頻，并在觀看后舉行主題討論活動，讓學生探索構件的受力過程、截面的應力應變分布和破壞形態等。
2.強化解決工程實際問題的案例教學。在水工鋼筋混凝土結構教學中，可強化的實踐教學環節有校內、校外的多種實踐教學環節。除了前面闡述的實驗課教學環節、鋼筋混凝土結構主題的科學實驗環節之外，在該課程的課程設計和習題教學中，強化工程案例教學，也是強化實踐教學、促進學生工程素養和工程能力提升的途徑。通過案例教學并在其中強化對現行規范條文的學習和應用，有利于在理論知識和工程實際之間建立起聯系的橋梁，促進實踐教學與實際工作技能實現“無縫對接”。
案例教學的關鍵在于案例素材的組織。作為案例教學的核心，案例應具備工程背景性、典型性、啟發性和實效性的特點，即案例應取材于實際工程，經精心篩選、比對后擇優選用，具有代表性或一般性，能體現出同類構件或結構的工程特性，并可使案例教學取得實效。同時，應能提供從引入邊界條件簡化、建立內力計算簡圖的環節開始，逐步展開構件或結構的設計案例教學，啟迪思路，并留給學生必要的多種設計方案的自主發揮空間。
《水工鋼筋混凝土結構學》教材是高等學校水利類專業的經典教材，曾獲原國家教委全國高校優秀教材獎和原水利電力部優秀教材一等獎。教材中，針對基本構件的截面設計和承載力復核編寫的許多例題，均來源于實際工程，且問題的求解一般始于荷載分析和受力分析環節，十分有利于學生認識和了解工程實際狀況，有利于將理論知識應用于求解工程實際問題的思路的構建，是實踐教學與實際工作技能培養實現“無縫對接”的、很好的習題或案例素材組織形式。受教材啟發，筆者選取了某水利樞紐工程的壩后式廠房壩段為工程實例，系統地將其壩頂人行道板、尾水平臺板、廠房屋面板、吊車梁、屋面大梁集成為受彎、剪、扭構件案例，將廠房排架柱、啟閉機排架柱、工作橋剛架柱等集成為偏心受壓構件案例，應用于例題講授和學生作業中，結果學生提出問題的現象增多了，課間討論的現象增多了，激發了學生濃厚的學習和探究興趣，也得到了學生的肯定。同時，為拓展學生的專業口徑，在課程設計中，選取實際的工業廠房結構或較規則的低層建筑結構為題，促進學生對工業建筑和民用建筑結構的認識和了解，拓寬學生的專業視野。
總之，“卓越計劃”下，水工鋼筋混凝土結構教學內容的改革應以強化基本概念和基本原理、強化專業實踐教學環節等為重點，并推行符合工程能力培養規律的教學方法，注重講授法與探究法的有機結合、練習法與實驗法的有機結合，強化案例教學環節。“卓越計劃”培養模式下的水利水電工程教育教學改革是一項系統的工程，任重道遠，課程的教學內容和教學方法的改革必須納入到水利工程專業“卓越工程師”的總體培養方案和計劃中，成為系統性的工程人才培養工程中結構得到優化的、起積極作用的“一根柱子”。
【參考文獻】
[1]林健. 談實施“卓越工程師培養計劃”引發的若干變革[J].中國高等教育，2010（17）
[2]司政.水利水電工程專業卓越工程師培養的探索與實踐[J].高等理科教育，2014（5）
[3]牧振偉，崔龍，石鐵玉，曹偉，周峰. 水利工程專業“卓越工程師”培養計劃探討[J]. 中國電力教育，2014（2）
[4]河海大學，武漢大學，大連理工大學，鄭州大學.水工鋼筋混凝土結構學[M]. 北京： 中國水利水電出版社，2009
[5]任宜春.“水工鋼筋混凝土結構”課程教學方法探討[J].中國電力教育，2014（14）
[6]邢貞相，李晨洋. 水工鋼筋混凝土結構教學方法探討[J].高等建筑教育， 2009（3）
【基金項目】2015年度廣西高等教育本科教學改革工程立項項目（2015JGZ107）
【作者簡介】藍文武（1966- ），男，廣西都安人，廣西大學土木建筑工程學院副教授，碩士生導師，研究方向：混凝土結構、組合結構和工程抗震研究。
水工鋼筋混凝土結構范文第3篇
關鍵詞：鋼筋混凝土；矩形水池；結構設計；施工要點
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
引言
矩形鋼筋混凝土水池作為一種常用的構筑物類型，被廣泛應用到工業與民用建筑中的污水處理、給水裝置、消防、循環水場及事故緩沖等工程中。在矩形鋼筋混凝土水池設計過程中，不僅要滿足給排水專業的工藝要求，而且要兼顧安全、適用和經濟的原則。在設計過程中把握每個設計細節這是滿足全部設計要求的要點。按照相關設計規定，針對矩形鋼筋混凝土水池的設計過程，以及實際經驗，探討矩形鋼筋混凝土水池設計的要點。
1、荷載取值
1.1、池內水壓力
池內水壓力是水池類構筑物的重要荷載。在設計之中，應該依照滿水高度來計算水壓。這是因為：一方面在使用的過程之中因為值班人員疏忽或者存在液位計等部件功能的缺位而導致滿池，另一個方面，工藝之上則有可能因為技術改造而高出之前設計水位。池內水壓荷載的取值大小對擋水墻式淺池的下端彎矩的影響比較大。
1.2、池外水浮力
當有地下水之時，池壁外側除考慮到地下水的壓力之外，還需要考慮到地下水位以下水的浮力對土的有效重度。并且，地下水對于池體的浮托力也應該重點考慮。因為地下水位沒有掌握好而導致結構選型錯誤以及抗浮不夠的工程事故也經常發生。地質勘察報告而提供的地下水位通常只是反映勘測期間的地下水位情況。如果詳勘是在當地枯水期進行的，其提供的地下水位標高則是沒有辦法被設計取用，或者結構計算出現失誤。依據具體的情況，并且結合地方水文資料，制定一個較為適合的地下水位標高進行設計地下水位，如此則可以確保使用階段結構安全以，并且也可以降低工程造價的目的。
1.3、溫、濕度作用
因為混凝土在硬化的過程之中出現的水化熱、以及工藝特殊要求和季節變化，使得池壁出現膨脹或者是收縮。一旦出現變形，池體之中出現相應的溫度和濕度變形應力，較為容易出現有害裂縫。在設計之時，應該考慮到夏季濕差的作用，以及冬季的溫差。前者是因為低溫收縮以及濕漲抵消，后者則是因為外界氣溫低，池壁中水分向外移動，導致外側濕度逐漸增加。因為內外側濕度相差不大，一般則可以不考慮到濕差應力。但是內外溫差還在，冬季則需要考慮到壁面溫差應力。在工程設計之中應該依照規程提供的方法進行計算。
2、矩形水池截面設計
2.1、水池基礎設計
鋼筋混凝土水池基礎一般采用筏板基礎，即水池的底板作為基礎，基礎底板下鋪設100厚C15素混凝土墊層。根據地勘報告在設計說明中說明地基承載力特征值fak，基礎底面(基礎墊層底面)進入持力層不小于300mm。如果地基土不滿足設計承載力，出現以下劣質地質時要對地基進行處理，而不是加厚水池底板。一是地基土為軟弱泥土，含水率過高，流動性較強;二是地基地下有較大的地下水;三是地基底下有軟弱夾層。
2.2、矩形鋼筋混凝土水池底板的計算原則
矩形鋼筋混凝土水池底板主要承受地基反力、地下水浮力以及上部結構傳下來的荷載。通常假設底板為簡支于池壁之上，池壁在側壓力作用下的底端彎矩傳遞給底板。底板根據每格水池平面尺寸的長寬比，分為單向底板(長邊/短邊>2)或雙向底板(長邊/短邊≤2)，分別沿單向或雙向截取截條，按單跨或者多跨梁計算。
2.3、矩形鋼筋混凝土水池抗浮驗算
當池體外池底以上存在地下水時，應考慮地下水對池體的浮力。地下水浮力的影響考慮不周的話會導致池體上浮并造成工程事故。在地質勘查報告中，一般會反應勘測期間所在場地的地下水位情況及場地地下水位變幅情況，為抗浮計算提供依據。水池的抗浮計算可按下式計算:Kf(抗浮穩定安全系數，取1.05―1.1)當抗浮安全度不足時，必須采取抗浮措施，如增加池體自重和錨固抗浮。
3、池壁內力計算
淺池池壁在內外水壓及土壓力作用下，主要為豎向傳力。
淺池池壁計算模型為:頂端自由、底端固定邊界條件的懸臂構件計算模型。構造上保證底端有足夠的嵌固力。側壓力引起的M、V，計算公式如下:
V=1
（1）底端剪力：V=-
（2）底端彎矩：MO=-
淺池池壁配筋可采用14@200，在距池底1/3高度處附加14@200的鋼筋，可以控制裂縫。水池頂端宜在內外兩側配置不少于3根的水平加強筋，間距≤10cm，直徑不小于池壁受力筋且≥16mm。
4、鋼筋混凝土矩形水池施工要點
4.1、材料要求
水池混凝土強度等級不小于C25，水池外露時，應考慮混凝土的抗凍等級。混凝土不得采用氯鹽作為防凍、早強的摻合料。池壁、底板的受力鋼筋宜采用小直徑鋼筋和較密的間距。受力鋼筋每米寬度內不宜小于4根，且不宜超過10根。鋼筋采用HRB335和RRB400級鋼筋。水池各部位的鋼筋間距應在100―250mm范圍內。鋼筋混凝土水池的抗滲，宜以混凝土本身的密實性滿足抗滲要求。混凝土抗滲等級si要滿足以下要求:一是Hi/t（最大作用水頭與混凝土壁、板厚度之比)30，抗滲等級采用S8。相應混凝土的骨料應選擇良好級配;水灰比不應大于0.50。
4.2、壁厚、底板厚度
鋼筋混凝土水池構筑物，其壁厚不宜小于200mm，壁厚b=h/10―1/15(經驗值);底板不宜小于300mm，底板t=1.2―1.5b選取(經驗值)。
4.3、配筋
池壁及隔墻根據內力計算決定單層或雙層配筋。水平鋼筋應插入鄰壁，直線長度不少于25倍的鋼筋直徑;垂直鋼筋應折入底板，其直線長度不少于1/3――1/4:的底板短跨長度。池壁角隅區域的里外側均應設置水平加強筋，加強筋插入鄰壁的長度不小于1/3池壁高度，且不小于1m。
4.4、裂縫
現澆鋼筋混凝土水池最容易在角隅處出現裂縫，因此需要在池壁轉角處、池壁與底板相交處設置。暗梁。、。暗柱。。
4.5、變形縫
水池的變形縫(伸縮縫和沉降縫)應做成貫通式，在同一剖面上連同頂板、底板一起斷開。伸縮縫寬度≥20mm，沉降縫寬度≥30mm。伸縮縫的設置:超過20米需設置伸縮縫。
4.6、混凝土水池受力鋼筋混凝土保護層最小厚度（a，單位mm）所適應的構建類別及工作環境規定
一是a≥30:適用于墻、板構件與水、土接觸或處高溫時;二是t≥35:適用于墻、板與污水接觸，梁、柱與水、土接觸或處高溫時;三是t≥40:適用于梁、柱與污水接觸，有墊層的下層筋基礎、底板;四是t≥70:適用于無墊層的下層筋基礎、底板。
5、結語
以上就是對矩形鋼筋混凝土水池設計過程中關于計算和構造等方面的一些要點的簡要闡述。在水池的實際設計過程中通過計算確定水池的板厚及配筋后，還同時應該滿足水池的一些構造要求，對水池的留洞處池壁的加強，人孔的留設，水池施工縫的留設等，都應嚴格按照規范和構造的要求進行設計，這樣才能設計出質量合格，滿足使用要求的產品。
參考文獻：
[1]李逸之.矩形鋼筋混凝土水池結構設計及其輔助系統開發研究[D].鄭州大學，2013.
[2]施駿，施杰.鋼筋混凝土矩形水池結構設計中一些值得注意的問題[J].化工設計，2007，05:42-44+39+2.
水工鋼筋混凝土結構范文第4篇
【關鍵詞】沿海；鋼筋混凝土；地下室；防水防腐
一 前言
我國領土廣闊，海岸線長達18000公里，許多舊有的及新建的鋼筋混凝土結構都處于臨近海邊的海洋環境里，受到高濕環境甚至海水的侵蝕。而作為高層建筑的地下結構的地下室，最易受到海水的侵擾，為保證結構的整體質量及安全，應重視位于結構底部的地下室的防水及防腐的處理工程。
二 地下室防水處理工程
（一）概述
伴隨這我國經濟實力的不斷提高，高層建筑數量增長較快，為滿足人防、停車場等設施的需求，許多的高層鋼筋混凝土結構在結構底部建一層或多層的地下結構，作為地下室。但由于沿海地區水位通常較高，在地下室的墻體兩側由于水位差產生的水壓力較大，這使得沿海高層鋼筋混凝土結構的地下室比一般高層鋼筋混凝土結構的地下室防水工程處理難度要大，由于其處理難度較大，故其質量的高低將直接影響結構整體質量水平，并對結構的使用功能的實現起著重要的控制作用。在進行地下室防水施工中，應做好防水混凝土工程、細部防水工程、防水卷材及防水工程成品保護等施工步驟的質量控制工作，切實履行相關規范要求，防止在施工及使用過程中地下室滲水事故的發生。
（二）防水處理措施：
地下室主體采用防水混凝土，并加強細部節點的防水處理，做到不留防水處理死角。
1防水混凝土的應用及其施工質量控制措施：：
為使得防水混凝土防水效果明顯，應在保證砂石級配滿足相關的要求（砂不得呈現塊狀且其含泥量須控制在3%范圍內，石子的最大粒徑不得大于40mm且其含泥量須控制在1%范圍以內）的基礎上，再添加滿足其功能需求的外加劑。在選定混凝土配合比后，如何高質量完成防水混凝土的施工成為重要課題。
（1）添加劑的應用：
由于混凝土收縮會引起結構裂縫，進而使得防水混凝土失去防水的作用。為改善混凝土的收縮效應，應在防水混凝土中添加高效的膨脹劑（膨脹>95%的膨脹劑），以提高混凝土的抗拉韌性，并能在一定程度上提高表面平滑度及抗裂性能。常用的膨脹劑有U性膨脹劑（UEA）。粉煤灰能在一定程度上降低混凝土的水灰比，并相應地提高防水混凝土結構強度。
（2）施工控制措施：
在進行澆筑前，應對基層作業面進行相關清理，利用防水砂漿進行墊平，做好混凝土澆筑施工準備；在進行混凝土澆筑時，按照規范操作要求進行分層澆筑，并保證澆筑工作連續進行；認真執行二次振搗及抹壓操作標準，以控制混凝土收縮量；在防水混凝土澆筑工作完成后，應根據規范要求對新澆混凝土做保溫養護，以減少裂縫的出現；在對地下室外墻澆筑時，應注意墻角混凝土漏漿的現象，應設法改進，“斜面分層施工法”就是不錯的處理方法，并應加強對拆模時間的控制；在澆筑地下室頂板時，應充分地振搗。
2細部防水工程實施：
在對地下室的主體防水混凝土結構完成高質量建造后，應注意結構細部的防水處理。
（1） 施工縫處理：
施工縫處理在地下室防水工程中地位重要，是地下室工程中的重點控制節點。為保證結構安全及施工便利，應在剪力較小及操作方便的部位留設施工縫，并盡量采用平直縫。通常施工縫防水做1~2道，采取構造做法，利用外貼式止水帶、止水板、微膨脹性膩子條及滲透結晶型防水涂層等施工工藝進行防水處理。
（2） 變形縫處理：
變形縫包括沉降縫、溫度伸縮縫及應力伸縮縫，由于易出現防水質量問題，是地下室防水工程中的重點控制節點。由于變形縫防水設計工作難度較大并十分繁瑣，且處理完成后易出現滲水事故，故應在規范的允許范圍內，盡量減少變形縫的留設。在留設變形縫時，應根據施工經驗，結合施工現場情況，選擇合理的間距及施工材料。在進行變形縫防水處理時，應先清理縫內垃圾，并使結合部混凝土強度達到規范要求。
（3）誘導縫處理：
由于變形縫控制難度較大，常利用誘導縫代替變形縫的工程作用。由于誘導縫在施工處理時，可實現與周圍混凝土保持連續澆筑。與變形縫處理相比，誘導縫具有操作簡單、工程造價低廉、減少留設縫數及保持結構整體性等優點。誘導縫通常是按照墻體的縱向方向設置的，并與墻縫保持對齊，在接縫處應采取鋼筋加密的構造措施，利用止水帶或嵌縫密封膏進行防水處理，能夠起到限制及控制結構裂縫變形發生的作用。
（4）穿墻構件的處理：
在進行地下室防水混凝土的模板支設時，常通過對拉螺栓對所澆筑的防水混凝土構件模板進行拉結，對拉螺栓部位易出現滲水。為防止在對拉螺栓部位出現滲水通道，應對該部位做防水處理。常用工程做法有：在穿墻的對拉螺栓中配置一些止水裝置，如金屬止水盤；在防水混凝土構件強度達到要求后，進行模板拆除，這時應在對拉螺栓的端部進行鑿口，并用防水材料對鑿口進行防水處理；并在易拉結螺栓周圍出現滲水的部位，焊接金屬止水盤。
3成品保護：
在施工過程中應合理安排施工順序及施工進度，防止在地下室防水層完工后，由于施工組織編制不合理，造成人為的防水層破壞。并應特別注意在防水層施工時，應避免對輕質的防水薄膜的毀壞。
三 地下室防腐處理工程
（一）概述
由于沿海的自然條件比較特殊，使得沿海的鋼筋混凝土高層結構主體長期受到大氣中的鹽霧的影響，甚至有的工程地下結構直接受到海水的侵蝕，由于海水對鋼筋混凝土腐蝕作用很強，所以在沿海鋼筋混凝土建造時，防腐處理工程地位十分重要。按照腐蝕方式的不同，可將海水的腐蝕作用分為：物理作用，指反復的干濕作用形成的鹽結晶壓力，造成鋼筋混凝土表面開裂；化學作用，指海水中富含的硫酸鹽、氯離子、鎂離子及其它腐蝕介質通過化學反應對鋼筋混凝土結構的腐蝕作用，其中硫酸鹽會對混凝土造成弱酸蝕，而氯離子會破壞結構中的鋼筋表面上的氧化膜，造成鋼筋銹蝕；多種腐蝕成分共同作用，如硫酸鹽與鎂離子在進入混凝土內時，會相互之間加劇腐蝕作用。由于地下室處于結構的最底部，在沿海地區最易受到海水腐蝕物質的侵蝕，而地下室結構的質量直接影響著整個高層結構的安全，所以應重視地下室的防海水腐蝕工程。
（二）防腐處理措施：
在鋼筋混凝土地下室防腐工程耐久性的諸多影響因素中，氯離子對地下室結構的鋼筋腐蝕性影響最大，在防腐處理工程中也屬于難點工程。為實現防止或減弱腐蝕物對結構造成侵蝕，應從結構設計、耐久性措施、鋼筋設置、節點處理、裂縫控制、混凝土配合比設計及施工質量等方面綜合把握，做到安全可靠，出現問題后便于維修。常用的防腐處理措施有以下幾種：
1混凝土中摻加外加劑：
為實現混凝土的抗腐蝕的要求，可在混凝土中摻加功能性摻合料，如粉煤灰、微硅粉及磨細礦渣粉等。摻加摻合料后，可相應地顯著提高混凝土的工程性能，如降低滲透性及提高彈性模量等，可有效降低對混凝土結構的破壞程度。
2提高混凝土保護層厚度：
權威數據顯示，在富含氯離子的海洋環境里，混凝土表面12mm范圍內的氯離子含量遠大于其內部的氯離子含量，而氯離子對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有著致命的破壞能力。所以為滿足鋼筋混凝土地下室的安全及質量要求，可采用增加混凝土保護層厚度的方法，以保護鋼筋，進而保證結構的防腐質量及安全。
3涂料：
在鋼筋混凝土結構表面涂抹一層功能性很強的涂料用于防腐蝕處理，這樣的做法越來越普遍。
（1）潮濕表面容忍性涂料：
針對沿海的鋼筋混凝土高層結構地下室常處于潮濕環境里的工程特點，需選擇能夠適應潮濕環境的涂料。“濕固化”的出現解決了這一難題，它可以通過環氧涂料的改性來適應潮濕的基面，牢固地附著在鋼筋混凝土表面上，使地下室結構的抗腐蝕性顯著提高。
（2）彈性材料：
為了適應混凝土表面易發生形變的特點，要求涂抹在鋼筋混凝土結構表面的涂料具有良好地彈性；而為了符合混凝土表面易出現裂縫對涂料的要求，則需要涂料具有良好的韌性。為達到以上對涂料的工程性能要求，選擇了以下的涂料組合，包括底層涂抹環氧樹脂或聚氨酯膩子用環氧樹脂中涂柔韌型聚氨酯或柔韌型環氧樹脂面涂柔韌型聚氨酯。
4施工質量控制：
在進行混凝土澆筑時，應嚴把質量關，對配合比、坍落度及氯化物進行實時監測，為防腐處理去除隱患。
水工鋼筋混凝土結構范文第5篇
關鍵詞：水工壓力隧洞; 襯砌; 圍巖; 裂縫寬度; 限裂設計
中圖分類號：TV698.2+31 文獻標識碼：A 文章編號：
引言：
襯砌為水工建筑物引水隧洞的重要組成部分，其安全性一直倍受關注。工程實踐表明，對高壓隧洞，僅需圍巖穩定可靠，襯砌結構一般并不具有強度要求，僅有限制裂縫開展寬度的要求。圍巖作為承載水壓力的主體，在設計中應充分利用圍巖的自承能力，并加強對圍巖的固結灌漿。挪威準則( 上抬準則) 和最小地應力準則( 水力劈裂準則) 已成為國際公認的水工隧洞利用和發揮圍巖承載作用的理論基礎。
由于水工高壓引水隧洞的環境條件和工作機理復雜，所以至今對鋼筋混凝土襯砌結構裂縫的研究尚不完善。即使是普通鋼筋混凝土構件，目前較為成熟的研究也僅限于構件正截面的裂縫寬度計算 。鑒此，本文基于鋼筋混凝土結構裂縫計算理論的研究現狀，分析了襯砌結構的裂縫計算公式，并探討了水工隧洞襯砌試驗研究現狀，以此為探尋更合理的限裂設計方案提供參考。
鋼筋混凝土結構裂縫計算研究現狀
影響裂縫開展的因素很多，難以建立一個精確概括各因素的計算方法，目前通用的裂縫寬度公式大體可分為兩類: 基于裂縫開展機理推導理論公式，再用試驗資料確定公式中的計算系數，稱為半理論半經驗公式；對大量實測資料，采用回歸分析方法分析不同參數對裂縫開展寬度的影響程度，再基于數理統計建立由主要參數組成的經驗公式。大多數國家包括我國現行規范均采用前一類方法，而美國主要選擇后一類。
基于半經驗、半理論的計算公式，根據假設的裂縫開展機理不同又可分為粘結滑移理論、無粘結滑移理論和綜合理論。
1.無粘結滑移理論。建立于20 世紀60 年代，由Br oms 等人提出，認為裂縫開裂后混凝土截面在局部范圍內不再保持為平面，鋼筋與混凝土間的粘結力并不破壞，相對滑移可忽略不計。構件表面裂縫寬度主要由鋼筋周圍的混凝土回縮形成，其決定性因素為混凝土保護層厚度。采用此理論的有英國BS5400 等規范。
2. 數理統計方法。由Ger gely-Lut z 于1968年提出，通過分析6 份報告中的受彎構件裂縫試驗數據來確定各影響因素的重要性。雖發現很難獲得適合于所有數據的公式，但也得出受拉混凝土有效截面面積、鋼筋數量、混凝土保護層厚度和鋼筋應力等因素為影響混凝土裂縫寬度的主要因素，其中鋼筋應力為最主要的因素。
3.粘結滑移理論。為最早的裂縫計算理論，由Saligar R 于1936 年提出 ， 后經充實、完善逐漸成型。該理論基于軸心受拉構件的試驗結果，認為裂縫的開展是由鋼筋與混凝土間不再保持變形協調出現相對滑移而產生，故裂縫寬度為裂縫間距內鋼筋與混凝土的變形差。我國的《水工鋼筋混凝土結構設計規范》即建立在此理論上。
4. 綜合理論。由Ferr y-Borg es 提出，后經進一步補充和發展而成。該理論為粘結滑移與無滑移理論的綜合，既考慮了混凝土保護層厚度對裂縫寬度的影響，又考慮了鋼筋與混凝土間可能出現的滑移， 較為合理。采用此理論的國家較多，如《歐洲混凝土結構模式規范》、日本土木學會混凝土標準規范 、我國的《水工混凝土結構設計規范》等均以此理論為基礎。
上述四種理論和方法在一定程度上描述了裂縫的物理現象，但因其前提條件不同，對裂縫產生的機理及影響裂縫寬度的主要因素等問題認識不同，使計算結果差異較大。近年來，按一般裂縫計算理論結合數理統計方法研究裂縫公式成為國際上的趨勢。如美國的ACI318 新規范、我國的港口混凝土結構設計規范及公路、鐵路橋涵鋼筋混凝土設計規范均采用了此方法。
基于襯砌結構的裂縫計算公式
水工壓力隧洞為地下結構，受水壓力和周圍巖體結構的影響，襯砌結構裂縫產生和發展的規律與一般工民建結構差異較大，因此計算方法也不同于一般混凝土結構。裂縫寬度計算方法大致有兩類: ①根據兩裂縫間結構應變獲得裂縫開度；②通過計算開裂面兩端位移進而獲得裂縫寬度。在這兩種思路下又形成了多個裂縫計算公式。
1. 山謝夫計算公式。提出襯砌開裂后裂縫寬度應為常值, 荷載增長過程中原裂縫并不擴張，而將在襯砌中產生新裂縫 。
2.Br oms 和Lut z 計算公式。基于受拉鋼筋混凝土構件開裂特性的最大裂縫開度估算公式，曾應用于我國廣蓄電站高壓引水岔管設計，將鋼筋應力、間距及保護層厚度作為影響襯砌裂縫的因子，并通過對鋼筋應力的求解體現裂縫間水壓力及圍巖對裂縫的影響。但缺乏對裂縫間距與裂縫寬度關系的體現 。
4. 劉秀珍計算公式。以彈性地基曲梁結構為基礎提出襯砌結構開裂后斷面內力公式，計算結果較為精確，求解思路符合有限元法，考慮了鋼筋應力對裂縫擴展的影響、圍巖的徑向及切向抗力。計算中遵循了襯砌與圍巖的變形協調原則，在裂縫發生變化后因襯砌與圍巖的徑向變形的改變，圍巖的彈性抗力也隨之改變，故該公式需在圍巖不開裂情況下才適用。
5.Schleiss A J 計算公式。基于透水襯砌特點計算，能較直觀地反映鋼筋應力對裂縫寬度的影響，也可反映混凝土與鋼筋間粘結滑移等因素的影響。但該公式存在不足: ①襯砌與圍巖間的切向力對裂縫的影響考慮； ②僅能假設而不能求出裂縫間距， 荷載與圍巖對裂縫寬度的影響也反映不足。
6. 潘家錚計算公式。公式較多地考慮了圍巖與水壓力兩個主要因素對襯砌裂縫的影響，如襯砌與圍巖間接觸面的摩擦力、裂縫間水壓力對裂縫的影響等。同時將襯砌混凝土視為塑性而非彈性材料，增強了計算結果的準確性。但該公式忽略了鋼筋對裂縫的影響，并假定剪應力沿接觸面為均勻分布及新裂縫需出現在兩裂縫之間，與實況不完全吻合。
7. 榮耀計算公式。基于彈性地基梁理論提出了襯砌結構的控制微分方程，并根據圣維南原理求出襯砌在荷載作用下產生的裂縫間距，進而給出相同或不同裂縫間距下的裂縫寬度解析解。該公式適用于襯砌周圍為致密巖體的情況，但因計算中需假定圍巖的彈性范圍，圍巖與襯砌間的剪應力也需均勻分布，這些假定均與襯砌的實況不同。同時襯砌開裂后內水外滲現象對襯砌內裂縫的影響也反映不足，故計算結果與實際仍有差距。
水工隧洞襯砌限裂試驗研究
目前，國內所做的有壓隧洞模型試驗研究大部分仍集中于承載力，對裂縫研究不多，如柘溪水電站引水隧洞鋼筋混凝土襯砌仿真模型試驗、穿黃隧道內外襯聯合受力結構模型試驗等，驗證襯砌結構按計算配筋在設計荷載下的安全性及能承擔的極限荷載，加載方式多為鋼轂或氣囊。因未采用真實水壓力加載，故滲流體積力、內水外滲后對襯砌與圍巖結構的具體影響無法得知，裂縫寬度也與實況差異較大。而采用真實水壓力加載的多為現場壓水試驗，驗證設計水壓下隧洞施工處巖體是否發生水力劈裂和高壓滲水，試驗量測內容有限。
結束語：
水工高壓引水隧洞的環境條件與工作機理復雜, 影響裂縫寬度的因素也很多, 難以建立一個精確概括各種因素的計算方法。目前基于各種理論推導了多個裂縫寬度計算公式, 但均有不足, 不能完全滿足襯砌結構設計的實際需求, 因此仍需進一步改進和完善。
