混凝土結構

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混凝土結構范文第1篇

關鍵詞：混凝土結構；病害；防治

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

一、蜂窩、麻面病害

1.產生原因

（1）混凝土在調配過程中，所使用的膠結料、外加劑過多，水的含量過少，這是導致混凝土的粘稠度過大。由于混凝土過于黏稠，在攪拌過程中，空氣不易于排除，在混凝土中形成了很多小氣泡，應用于建筑結構中后，就會產生蜂窩麻面的效果，影響了建筑結構的美觀。

(2)當混凝土調配完畢，灌注固定好的模板之后，已經無法進行充分的攪拌，而其和易性又不好，很容易產生離析泌水現象。模板內的混凝土中含有大量的氣泡，隨著混凝土硬化過程開始，混凝土表面的蜂窩麻面就會出現。

(3)當混凝土進入灌裝模型的環節的時候，通常采用泵送的灌注方式。這種方式要求在混凝土中加入了一定量的引氣劑。如果引氣劑性能不佳，或者添加過量，就會在混凝土中產生大量的氣泡。再加上混凝土在泵送的過程中，振動得強度不大，氣泡無法從中排除，從而在硬化后的混凝土結構中會出現明顯的蜂窩麻面。

(4)質量低劣的脫模劑也會導致混凝土結構出現蜂窩麻面的現象。如果脫模劑的粘度過高，就會影響混凝土內部的空氣的排出。有一些質量低下的脫模劑在簡單觀察時難以察覺不規范的地方，但是，很有可能在溫度升高時脫模劑就產生了質量變化，導致混凝土脫模的效果非常糟糕。

2.防治措施

（1）一般情況下，使用粗骨料過多，就會導致骨料空穴的體積增大，從而導致氣孔增多，蜂窩麻面現象嚴重。所以，調配混凝土的過程中，充分重視級配問題，可以盡量選擇粒度比較小的粗骨料，這樣就會大大減少由于粗骨料帶來的混凝土結構表面出現蜂窩麻面。

（2）混凝土調配過程中應該多添加灰漿。灰漿可以有效包裹粗骨料，當發生振動時，灰漿就會促進粗骨料的旋轉和運動，在不斷的振動過程中，氣泡和水珠就會逐漸地被排出，從而使混凝土結構表面避免出現蜂窩麻面。

（3）在混凝土調配環節，還應適當減小水灰比，如果水灰的比例比較小，可以采用增加攪拌和振動的時間的方法來促使混凝土中的氣泡的外排。

（4）減水劑的使用有利于降低混凝土中的水灰比，促進混凝土中骨料的運動，輔助氣泡等的外排。而且，減水劑的使用可以適當的提高混凝土的坍落度。當水灰比較小的時候，混凝土的坍落度不足，導致混凝土結構的強度不夠，影響工程質量，但是通過增加減水劑，可以有效地控制這一點，也能避免蜂窩麻面的現象，是一個一舉兩得的方法。

（5）混凝土灌入模型的時候，如果模型的表面粗糙，不僅難以脫模，更容易導致混凝土結構表面粗糙，不光滑。采用表面比較光滑的模板，不僅方便脫模，而且，也方便混凝土內部的空氣水珠的排出，減少粗糙表面的現象。

（6）振動有利于排出氣泡和水珠，所以，當調配好的混凝土灌入模板后，應該采用振動棒插搗的方式，促進模型內部混凝土振動。振動棒插搗的方法可以讓混凝土內部的水珠和氣泡破裂并向上外排，同時也有利于混凝土灰漿將空出來的空穴填滿，提高混凝土結構的質量。

二、表面裂紋病害

1.產生原因

（1）內模板拆除過早，作業隊伍在砼澆注完成后，為方便拆模或加快模板的周轉，在砼強度未達到拆模強度就進行模板-拆除，頂板由于內模拆除過早而造成沉陷，或在拆模時因敲擊內模引起振動而使砼頂板出現裂紋。

（2）模板的強度、剛度及穩定性不符合要求，在混凝土澆筑或養生期間發生變形或位移，引起砼頂板變形，使混凝土表面產生裂紋。

（3）由于砼澆筑完成后，對砼的表面沒有及時進行覆蓋，或養護時干時濕，使未初凝的砼表面直接外露于空氣中或陽光下，造成砼表面因水分流失且不能及時補充，而產生干縮裂紋。

（4）預埋筋與砼的接觸面是一個受力薄弱面，振搗后的混凝土在凝固過程中，受埋置鋼筋的約束，當鋼筋保護層較薄時，易在鋼筋上方產生裂紋，且鋼筋直徑越大，坍落度越大，保護層越薄，裂紋就越大。

（5）在同等強度要求的情況下，不去合理選用骨料級配，而是靠增加水泥用量來提高砼強度，由于水泥用量過大，產生大量水化熱，使砼表面易產生裂紋。

（6）混凝土拌和時間過短或澆筑時布料不均勻，導致混凝土拌合不勻，澆筑混凝土離析，造成砼表面出現裂紋。

（7）預應力張拉時間過早，張拉時雖然強度滿足要求，但因混凝土齡期短、彈性模量未同期增長，影響后期變形。

（8）夏季氣溫高且白天日照強，高溫天氣加快了水泥的水化速度，且強烈的日照易引起混凝土表面早期失水，產生塑性裂紋。冬季砼在養生期，由于外界氣溫變化幅度大或養生溫度升降幅度大，導致砼表面出現溫縮裂紋。

2.防治措施

（1）加強內模拆除時間的控制，防止因砼強度低、板頂砼沉陷出現裂紋。采取在內模上涂脫模劑或其它措施，方便內模拆除，減少拆模振動對板頂砼造成的影響。

（2）嚴格控制模板質量，采用強度、剛度符合要求的鋼模板，并加強拼裝質量的控制，防止因模板變形造成砼表面出現裂紋。

（3）在完成砼澆筑及收面后及時用濕布覆蓋，此時不要大量灑水，保持養生濕潤即可。砼終凝后，及時補水養生，確保養生期間有較好的濕度。

（4）合理優化配合比，在確保強度的情況下，優化集料級配，盡量減少水泥用量，降低水化熱，減免因水化熱高而產生的裂紋。

（5）嚴格控制砼坍落度和鋼筋保護層厚度，坍落度盡量控制在下限，對鋼筋牢固支墊。

（6）加強混凝土振搗工藝控制，嚴格控制振搗時間，確保砼振搗密實，砼表面不再下沉。

（7）加強砼表面收漿工藝控制，提高收漿質量并適當增加收面次數（一般2-3次），可有效消除混凝土表面失水和表面張力形成的裂紋。

三、露筋病害

1.產生原因

(1)混凝土振搗時鋼筋墊塊移位，或墊塊太少，鋼筋緊貼模板，致使拆模后露筋。

(2)鋼筋混凝土構件斷面小，鋼筋過密，如遇大石子卡在鋼筋上水泥漿不能充滿鋼筋周圍，使鋼筋密集處產生露筋。

(3)混凝土振搗時，振抽棒撞擊鋼筋，將鋼筋振散發生移位，因而造成露筋。

2.預防措施

(1)鋼筋混凝土施工時，注意墊足墊塊，保證厚度，固定好。

(2)鋼筋混凝土結構鋼筋較密集時，要選配適當石子，以免石子過大卡在鋼筋處，普通混凝土難以澆灌時，可采用細石混凝土。

(3)混凝土振搗時嚴禁振動鋼筋，防止鋼筋變形位移，在鋼筋密集處，可采用帶刀片的振搗棒進行振搗。

3.處理方法

首先將外露鋼筋上的混凝土渣子和鐵銹清理干凈，然后用水沖洗濕潤，用I：2或1:2.5水泥砂漿抹壓平整，如露筋較深，應將薄弱混凝土全部鑿掉，沖刷干凈潤濕，用提高一級標號的細石混凝土搗實，認真養護。

四、尺寸偏差病害

1.現象：表面不平整，整體歪斜，軸線位移。

2.產生原因

(1)模板自身變形，有孔洞，拼裝不平整。

(2)模板體系的剛度，強度及穩定性不足，造成模板整體變形和位移。

(3)混凝土下料方式不當，沖擊力過大，造成跑模或模板變形。

(4)振搗時振搗棒接觸模板過度振搗。

(5)放線誤差過大，結構構件支模時因檢查核對不細致造成的外形尺寸誤差。

3.預防措施

(1)模板使用前要經修整和補洞，拼裝嚴密平整。

(2)模板加固體系要經計算，保證剛度和強度，支撐體系也應經過計算設置，保證足夠的整體穩定性。

(3)下料高度不大于2米。隨時觀察模板情況，發現變形和位移要停止下料進行修整加固。

(4)振搗時振搗棒避免接觸模板。

(5)澆筑混凝土前，對結構構件的軸線和幾何尺寸進行反復認真的檢查核對。

4.處理方法

無抹面的外露混凝土表面不平整，可增加一層同配比的砂漿抹面。整體歪斜、軸線位移偏差不大時，在不影響正常使用的情況下，可不進行處理，整體歪斜、軸線位移偏差較大時，需經有關部門檢查認定，并共同研究處理方案。

結語

綜上所述，鋼筋混凝土結構病害的防治是一個重要、迫切需要加以解決的問題。要提高鋼筋混凝土結構的耐久性與安全性，需要從結構的設計、施工及監督、檢測評價、材料等諸多方面考慮。我們要不斷加強對混凝土結構病害的治理，在施工與維護中，不斷尋求有效可行的措施。

參考文獻：

混凝土結構范文第2篇

關鍵詞:水工混凝土結構;抗震安全評價;地震動輸入;結構地震響應;混凝土動態抗力

1研究的工程背景我國人均水資源極為短缺且時空分布又很不均勻,通過水庫大壩等水寫作論文工程建設,盡可能調節利用汛期洪水,對抗旱防洪都有重大意義。我國的水能資源位居世界之首,水電作為可再生清潔能源,在我國進入全面小康社會過程中,對改善我國以煤電為主的二次能源結構、減輕煤電造成的巨大環境影響及資源和運輸緊張,起到無可替代的重要作用。因此,在充分重視生態和環境影響的前提下,積極有序的進行水庫大壩建設是切合國情和經濟社會發展所急需的,特別是我國大江大河的源頭和水能資源集中在西部高山崇嶺的陡峻河谷中,地形地質條件適宜于修建移民淹地相對較少而調節性能好的高壩大庫。在高壩建設中,目前以混凝土壩為多,特別是我國西部在建和近期擬建的200至300m級的高壩,絕大部分取拱壩方案。我國大陸位于世界兩大地震活動帶之間,是一個多地震國家,是世界上地震災害最為嚴重的國家。而西部地區是我國主要地震區,地震的強度和發震頻度都很高,近代我國82%的強震都發生在該地區。修建于該地區的大壩設計地震加速度(ag)都很高,地震往往成為設計中的控制工況,諸如:錦屏(H=305m,ag=0·197g),二灘(H=240m,ag=0·20g),龍羊峽(H=178m,ag=0·23g),小灣(H=292m,ag=0·308g),溪洛渡(H=273m,ag=0·321g),白鶴灘(H=275m,ag=0·325g),龍盤(H=278m,ag=0·408g),大崗山(H=210m,ag=0·557g)等,這些工程都是高拱壩。因此,水工混凝土結構中的大壩的抗震安全一直是我國水利水電建設中的一個必須面對和急需解決的關鍵技術問題,當前特別是對高拱壩的抗震安全,尤為迫切。

2研究的歷程在我國建國初期,水工混凝土結構抗震設計主要沿襲美國和前蘇聯采用的擬靜力法。1959年廣東新豐江大壩蓄水后頻發地震,需要進行抗震加固。當時在黃文熙副院長倡導下,我院在結構材料研究所組建了抗震研究組,開始了水工混凝土結構抗震的研究工作。“”后1978年與土工研究所有關抗震和爆破專業合并成立抗震防護研究所,1997年該所解散,成立了專門從事水工混凝土結構抗震研究的工程抗震研究中心,研究隊伍由當時抗震組的不足10人發展至今的20人左右。近50年來,從新豐江大壩抗震加固開始,我院先后承擔了我國各個重大工程的水工混凝土結構,特別是大壩的抗震科研任務,主持和負責了國家科技攻關項目、國家自然科學基金委員會重大計劃項目及部級的重點項目。主動積極地在我國邢臺、海城、唐山等各次大地震中及時趕赴現場,對水工建筑物的震害進行考察調研。在對工程抗震的研究實踐中,逐步形成了包括水庫地震和場址地震動輸入、各類水工混凝土結構主要是大壩的動力分析和模型試驗、現場測振和強震觀測、混凝土材料動態特性等一整套系統、全面的研究體系;負責主編及修訂我國《水工建筑物抗震設計規范》;建立了包括國內首臺大型三向六自由度地震模擬振動臺、微機群高性能并行計算平臺、和籌建中的大型全級配混凝土動態試驗機等設備的較先進完整的研究基地;培育了眾多碩士、博士研究生和博士后研究人員和成長了一個以中青年為中堅的較穩定團結的科研群體。研究成果在工程中被普遍應用。先后獲得國家級和省部級科技進步獎30余項,以及第一次全國科技大會先進集體、建設部頒發的全國抗震工作先進單位,近期由中國地震局、中國科學院、國防科工委、科技部、國家自然科學基金委聯合頒發的全國地震科技工作先進單位。具有中國地震局頒發的甲級“建設工程地震安全性評價許可證書”。廣泛開展了國際學術交流和協作活動,包括由美國自然科學基金委連續支持的、與國際知名學者RayW·Clough共同就拱壩抗震進行的長達20年的中美合作研究。積極參加國際學術會議,筆者在這些會上多次作特邀和主題報告,連續作為國際大壩委員會有關抗震的專委會成員近30年,近年來被選為專委會副主席迄今,參與主持和組織了首次在我國舉辦的第14屆“世界地震工程大會”中為期一天的“大壩抗震”專門分會的工作。所有這些使我院抗震研究在國內外同行中具有一定影響。

3研究工作的主要創新性思路及進展水工混凝土結構抗震是涉及多種學科交叉的應用性邊際學科,其分析依據的理論和求解方法,試驗采用的儀器設備和測試方法,大多是在借鑒、吸收、和消化相關領域成果的基礎上,進行集成再創新的。因此,首先力求對基本概念上深入理解和理清,并緊密結合本專業特點和要求,提出解決問題的開拓性思路,這是引領研究成果取得突破性進展的關鍵。當然,在思路付之實踐的過程中,總需要作艱辛的探索和在實踐檢驗中不斷完善。鑒于工程結構的地震安全性評價都必須包括地震動輸入、結構地震響應、結構抗力這三個不可或缺且相互配套的方面,現就我院在近50年來在水工混凝土結構,特別是大壩抗震研究工作中在這三個方面主要的創新性思路及其進展,分別簡述如下。3·1在地震動輸入方面工程的場址地震動輸入是抗震安全評價的前提。多年來,在地震動輸入方面的工作主要包括以下三個相互關連的內容,即:大壩抗震設防水準框架的制定、場址相關地震動參數的確定、壩址地震動輸入機制。3·1·1大壩抗震設防水準框架的制定[1]在深入了解地震部門有關規定基礎上,自行研發基于概率理論的地震危險性分析軟件;經分析比較國內外有關規定導則后,結合我國國情和水工建筑物的特點和要求,建立和逐步改進了與功能目標相匹配的水工建筑物抗震設防標準的框架體系,先后被列入由我院主編在1978年頒布的我國第一本《水工建筑物抗震設計規范》和1997年頒布的其修編版中。鑒于近期在強震區修建的眾多高壩大庫,國內外都尚缺乏先例,為防止其發生潰壩的嚴重地震災變,建議在準備修訂的水工抗震規范中,對重要的高壩大庫,應增加對壩址預期可能發生的最大可信地震、按不潰壩的性能目標進行校核的規定。我國西部重大工程存在近斷裂大震的問題。基于概率法確定的最大可信地震,由于其所依據的基礎資料中少有近場大震記錄,外延至屬于很小概率事件的最大可信地震,具有較大的不確定性。因此宜采用確定性方法求得設定地震。但現行確定性方法中將近斷裂大震的最大可信地震作為點源處理有本水工混凝土結構抗震研究進展的回顧和展望陳厚群僅適用于V形河谷和三心圓壩型的局限性進行了改進和擴展,使之適用于多種河谷和壩型。其后又進一步拓展至能考慮沿壩基的不均勻地震動輸入[11]。成為當時我國拱壩抗震設計中有限元法動力分析的有力工具。我國混凝土壩的抗震設計從傳統的、不計地震動和結構動態性能的擬靜力法分析,進入到了更符合實際的動力分析的階段。拱壩歷來被作為不規則殼體的整體結構,但隨著我國在地震區眾多高拱壩建設的發展,地震工況下的高拱向應力值,愈益成為設計中的難題。當時國外已開始注意到拱壩壩體中的橫縫,在強震時會因不能承受拉力而反復開合,使之不再成為整體結構,從而高拱向應力將被顯著釋放。我們結合拉西瓦拱壩工程,在國內首次引進可考慮橫縫張開的美國拱壩有限元法動力分析程序ADAP-88,并對其中的因考慮橫縫設有鍵槽而不能滑移的假定,作了可按摩爾-庫侖準則滑移的改進,使之更符合有鍵槽橫縫在張開時仍可能滑移的實際情況,在修正了其中一些差錯后,首次實際應用于我國拱壩工程抗震設計中[12]。應當說,這對高拱壩抗震設計是具有突破意義的進展。拱壩抗震設計也更進一步從線性發展到非線性的動力分析。但該方法中采用邊界彈簧處理橫縫接觸問題,不能完全滿足接觸條件,且以動態子結構法迭代求解的工作量也較大。

無論是采用取伏格特(Vogt)地基系數的試載法或取無質量地基的有限元法求解,都只能計入地基的彈性影響并作為封閉的振動體系求解。而對于大體積的混凝土壩,隨著壩高的增大,壩體-地基-庫水間的動力相互作用已愈顯重要,不能被忽略。大壩的結構與地基相互作用主要體現在振動能量向遠域地基逸散和沿壩基地震動輸入的不均勻性以及與之相應的地基邊界條件和地震動輸入機制的確定。為此,在20世紀90年代,我們和我國學者廖振鵬院士協作,有效應用其提出的人工透射邊界體現大壩地基輻射阻尼的影響[13]。同時,為避免ADAP-88程序存在的諸多問題,在和劉晶波教授協作下,應用其提出的基于Lagrangian乘子的動接觸理論處理接縫邊界問題。在此基礎上,自主研發了能同時計入各項更切合實際狀況的因素的、在時域內作為波動問題顯式求解的、完整有效的拱壩非線性動態分析的方法[14],其中同時考慮的因素包括:壩體-地基-庫水間的動力相互作用、壩體和地基內接縫開合、近域地基內各類地質構造和遠域地基輻射阻尼影響,以及沿壩基地震動的不均勻影響等。由于不需要形成總剛矩陣和可以遞推求解,并解決了收斂和穩定性問題,顯著地簡化了計算并提高了其效率。此外,為了考慮在拱壩應力集中的薄弱部位的開裂,在這些部位設置了計入材料抗拉和抗剪的強度的接觸縫面。這個方法和程序已在我國眾多高混凝土壩,特別是高拱壩,實際工程的抗震設計研究中被廣泛應用,并受到國際同行的關注。此外,為進行比較檢驗,還開發了國外采用的、以設置彈簧-阻尼器的邊界模擬輻射阻尼、需輸入包括邊界應力、速度和位移的自由場地震動的相應程序[15]。庫水對混凝土壩動態性能有重要影響。壩體-庫水流固耦合問題的關鍵在于對庫水可壓縮性的考慮。已有研究表明,只有當壩體的自振頻率(fd),庫水的共振頻率(fr)以及地震動加速度的卓越頻率(fa)三者相互接近時,庫水可壓縮性導致的共振才有實質性的意義。當fa>fr時,由動水壓力中的虛數分量所體現的能量逸散會導致反應減小。庫水的第1階共振頻率可由fr=C/4H求得,其中C是水中音速,H則是水庫平均深度,一般可取為最大水深的0·7倍。巖基的卓越頻率約為5Hz。因此,我們的研究認為:對高度超過100m的拱壩,fa將大于fd、fr,加上并非剛性平坦的庫底吸能和散射效應,使庫水共振難以發生,特別對中國眾多的多泥沙河流更是如此。實際上,在現場測振試驗和大壩地震震例中,也還從未見庫水共振的報導。所以,從工程觀點看,庫水可壓縮性是可以忽略的,從而庫水地震動水壓力可以以壩面的附加質量形式體現。在庫水不可壓縮的前提下,我們通過白山拱壩模型試驗,實測壩面動水壓力和壩體滿庫頻率,驗證了壩體和庫水流固耦合有限元模型求解的壩面動水壓力值。進而發現并提出:將按Westergaard對剛性平面壩面公式換算得的附加質量折半,作為拱壩壩面附加質量進行計算的結果,無論是壩體前幾階滿庫頻率和振型或壩面動水壓力值都能和實測及用有限元模擬庫水的結果較好符合[17]。這就使拱壩地震響應的動力分析簡化了很多。這個建議已在我們為很多拱壩進行的動力分析和試驗中得到應用和驗證。拱壩壩肩抗滑穩定的校核對其抗震安全評價的首要問題。目前都仍把壩肩潛在滑動巖塊作為剛體,將其與壩體分割開來,采用傳統的剛體極限平衡法進行。這實際是一種不計壩體和地基動態變形耦水工混凝土結構抗震研究進展的回顧和展望陳厚群以期增強團隊凝聚力。同時十分重視和有關單位的協作和國際交流,不斷進行了擴大協作面的探索和努力,1990年成功爭取為中國科學院系統內唯一的一個院外開放實驗室。認真貫徹了“開放、流動、協作、聯合”的指導方針,評估結論中被建議列入國家重點試驗室建設系列。近年來,進一步遵循同志“產、學、研相結合形成科技創新整體合力”的要求,通過國家級支撐項目、部級創新項目和國家自然科學基金委員會的重點項目,緊密配合實際工程設計單位,聯合河海大學和西安理工大學的有關單位,初步形成了相對固定的“產、學、研”相結合的創新團隊,取得了統一規劃、有機協作、資源共享、優勢互補的明顯效果。可以說,所有重大研究成果都體現了集體勞動和智慧的結晶,各類優秀人才也都是從團隊中脫穎而出的。

5展望和結語近期我國將在強地震區建設一系列具有300m級高拱壩的重大水電工程。對這些高拱壩工程,國內外都既缺乏工程實踐的先例,又無遭受震害的實例。而高壩大庫一旦遭受強震發生嚴重破壞將導致不堪設想的次生災害。在當前科研進展趕不于工程建設規模發展的情況下,必然存在一定風險。為此,設計人員、業主及社會都更加高度關注重大工程的抗震安全保障及嚴重地震災變的應對。因此,在我們回顧和認真總結近50年來在水工混凝土結構抗震方面所取得成果的同時,也深感正面臨嚴重挑戰,要使科研進展適應工程發展需要,還存在著較大差距,任重道遠、需警鐘長鳴。首先,為應對嚴重地震災變,在地震動輸入方面要解決近斷層大震的最大可信地震估計及其地震動參數的合理確定。需要基于能反映我國板內地震特點的強地震資料,進一步深入研究:沿發震斷層斷裂面的破裂拓展模式、震源地震動特性及其傳播規律、回歸位錯、應力降等斷裂參數與地震矩的關系式;合理考慮場址地形、地質條件的影響;探求主、余震的時空和強度規律、以及確定對不同發震斷裂的最小避讓距離。其次,在結構地震響應方面,需要深化研究:各類結構控制地震災變的潰壩機理及其可定量化的性能目標;繼續改進更能反映工程實況、損傷發展過程和率效應的非線性動力分析模型及其有效求解方法;大力推進高性能并行計算技術的應用及有自主知識產權的軟件的研發和推廣;突出解決混凝土壩體系動力模型破壞試驗中的關鍵技術;加強對工程抗震措施及抗震設計規范修編的研究;逐步成為全國混凝土高壩強震資料觀測分析研究中心。最后,在大壩混凝土動態抗力方面,為揭示大壩混凝土損傷演化規律,及為改進模型和確定相應力學參數提供依據,需要對全級配大壩混凝土及其組成介質、進行本構曲線全過程的試驗研究;繼續改進大壩‘數字混凝土’三維細觀力學動態分析方法;深化CT圖像分析和三維動態顯示技術的研發;完善三向加載大型材料試驗裝置和其試驗技術,建立與之配套的專用工業CT裝置,以期對大壩混凝土內部結構及其動態損傷破壞機理和性能的研究能有新的提升和跨越。相信在領導支持和團隊共同努力下,一定能再接再勵迎接挑戰,克服障礙,為重大工程的抗震安全保障及嚴重地震災變的防止、為我院爭取建立國家試驗室和建成國際一流科研機構作出應有貢獻。后記本文目的在于:值此50周年院慶之際,作為參與我院水工混凝土結構抗震研究發展全過程的一個成員,想以上述個人的認識和體會,與團隊群體一起,在回顧總結的基礎上,共同增強信心,認清差距,迎接新的挑戰,繼續攀登創新高峰;同時,也作為對在我們工作中長期給于關心和支持的各級領導的匯報,以及對院領導提出要盡快將我院建成國際一流科研機構號召的響應。不當之處,文責自負,并祈請批評指正。

參考文獻:

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混凝土結構范文第3篇

關鍵詞：混凝土；裂縫；預防處理；配合比

前言：混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現出一些非均質的特性。 混凝土建筑和構件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴重者將會威脅到人們的生命和財產安全。很多工程的失事都是由于裂縫的不穩定發展所致。近代科學研究和大量的混凝土工程實踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內也是可以接受的，只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內。混凝土裂縫產生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養護環境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區別對待，根據實際情況解決問題。

一、裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。

（1）設計原因（2）材料原因（3）混凝土配合比原因（4）施工及現場養護原因（5）使用原因（外界因素）

二、裂縫的控制措施

（一）設計方面

設計中的‘抗’與‘放’。在建筑設計中應處理好構件中‘抗’與‘放’的關系。所謂‘抗’就是處于約束狀態下的結構，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放’就是結構完全處于自由變形無約束狀態下，有足夠變形余地時所采取的措施。

設計人員應靈活地運用‘抗一放’結合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設計原則。來選擇結構方案和使用的材料。

（二）材料選擇和混凝土配合比設計方面

1.根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。

2.選用級配優良的砂、石原材料，含泥量應符合規范要求。

3.積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

（三） 現場3～-T-操作方面

1.澆搗工作：澆搗時，振搗捧要快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。

2.混凝土養護：在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護，對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養護。養護時間為14―28天。

3.混凝土的降溫和保溫工作：對于厚大體積混凝土，施工時應充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施（埋設散熱孔、通水排熱等），避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

三、混凝土工程中常見裂縫及預防

（一）干縮裂縫及預防

-----裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種收縮是不可逆的主要預防措施：一是選用收縮量較小的水泥，二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。三是嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，四是加強混凝土的早期養護，并適當延長混凝土的養護時間。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。

（二）塑性收縮裂縫及預防

塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

（三）沉陷裂縫及預防

沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟， 主要預防措施：一是對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

（四）溫度裂縫及預防

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱，（當水泥用量在350～550 kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高）。

主要預防措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

（五）化學反應引起的裂縫及預防

混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化圍環境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現中混凝土結構使用期間，一旦出現很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。

四、裂縫修補材料及方法

（一）裂縫修補材料

裂縫的維修材料根據其功能可分為密封材料和補強材料。當水泥混凝土路面出現裂縫或貫穿裂縫而板面強度仍能滿足使用要求時，應選用密封維修材料；當路面由于裂縫造成了強度不足時，應選用補強材料。

裂縫修補材料很多，常用粘結劑材料有環氧樹脂類（618、6101、634等品種）、聚硫環氧樹脂、聚氨脂類、烯類等等高分子工程材料以及普通裂縫修補材料等。

（二）裂縫的修補方法

裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法：表面修補法，灌漿、嵌逢封堵法，結構加固法，混凝土置換法，電化學防護法以及仿生自愈合法。

混凝土結構范文第4篇

【關鍵詞】 混凝土結構加固；鋼結構加固

一、鋼筋混凝土結構加固方法

在建筑工程中，各種類型的鋼筋混凝土結構，其構造是復雜多樣的，鋼筋混凝土結構的變更、追加、加固也成為很平常的問題，通過工程實踐及設計經驗。

1、碳纖維加固法

工程實踐和試驗研究表明：采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進行抗震加固；可以有效約束混凝土的變形，增強耗能能力，從而使其承載能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纖維片材由于其強度高，彈性模量大，用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時，可以有效提高柱的承載能力和延性性能，其作用機理體現在兩個方面：一方面，碳纖維片材橫向包裹，其作用類似受剪鋼筋，協同鋼筋承受剪力。由于碳纖維的抗拉強度遠遠大于鋼筋的抗拉強度，相當于配筋率大大提高，使其抗剪承載力得以顯著提高，斜裂縫出現以后構件的變形性能也得以明顯改善；另一方面，橫向包裹碳纖維，還會對其內部的混凝土起到有效的約束作用，當受壓區混凝土達到峰值應力后，具橫向膨脹變形急劇增大，碳纖維環向應變顯著增大，環向約束力增大，這就使得混凝土應力—應變曲線的下降變得平緩，極限壓應變得以提高，因而推遲了受壓區混凝土的破壞過程，充分發揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著改善構件的延性。

2、粘貼鋼板加固法

用結構膠把鋼板粘貼在構件外部以提高結構承載力和滿足正常使用的加固方法。與傳統加固方法比較，它有以下特點：（1）施工工藝簡單，只需對被加固構件的表面進行處理，用建筑結構膠將鋼板與之牢固地粘結成一個整體，使鋼板和原構件很好地共同工作。（2）加固施工所需的場地、空間都不很大，且鋼板粘貼在已開裂構件上一般2d即可受力使用，對生產和生活影響很小，特別適用于應急的加固工程。（3）粘鋼加固所用的鋼板厚度，一般為2mm～6mm，所以，加固后不影響結構外觀，重量增加也不多。（4）加固效果比較明顯。

3、化學植筋技術

植筋技術是運用高強度的化學粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握裹力，從而達到預期效果。施工后產生高負荷承載力，不易產生移位、拔出，并且密實性能良好，無需做任何防水處理。由于其通過化學粘合固定不但對基材不會產生膨脹破壞，而且對結構有補強作用，施工簡便迅速安全并符合環保要求，是建筑工程中鋼筋混凝土結構變更，加固的最有效的方法。它可以應用在各類建筑結構增建、變更等預留鋼筋錨定中，還可以用于橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預留鋼筋錨定中，也可用于各類鋼結構、機械設備等的螺桿錨定中。它主要的技術特點就是：（1）具有高的承載力（剪力、拉力）。（2）對固定的基材不產生膨脹力，適宜邊距、間距小的部位。（3）施工簡便，時間短。

4、注漿加固法

注漿加固法主要是針對鋼筋混凝土結構物由于各種原因產生的各種裂縫，采用環氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補，在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度，延長結構的使用壽命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特點是：（1）采用慢速，附壓延續灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細微部位。（2）可以控制注入量，必要時可以補充灌漿料。（3）可根據裂縫大小，注入狀況的需要，調整壓力。（4）注入量和注入情形可以目視觀察。這種技術主要應用范圍：混凝土建筑物裂縫的修補，各種構筑物的修補以及橋梁、鐵路的附屬構件如橋墩、橋面、等的修補。

5、增大加固法

增大加固法是指在原受彎構件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應的鋼筋，以提高原構件承載力的方法，是工程中常用的一種加固方法。補澆的混凝土處在變拉區時，對補加的鋼筋起到粘結和保護作用，當補澆層混凝土在受拉區時，增加了構件的有效高度，從而提高了構件的抗彎、抗剪承載力，并增加了構件的剛度，因此其加固效果也是很顯著的。實際工程中，在受拉區補澆混凝土層的情況較多，原配筋率較低，其混凝土變壓區高度較小，因此在受拉區補加縱向鋼筋并澆混凝土是提高該梁抗彎承載力的有效方法。

二、鋼結構加固方法：

1、改變結構計算圖形

改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法；

改變結構計算圖形的一般加固方法：

（1）對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固：

A、增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算；

B、加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；

C、增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性；

D、在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷；

E、在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固：

A、改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載；

B、改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；

C、增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構；

D、調整連續結構的支座位置；

E、將結構變為撐桿式結構；

F、施加預應力。

（3） 對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固：

A、增設撐桿變桁架為撐桿式結構；

B、加設預應力拉桿。

2、加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3、連接的加固與加固件的連接

鋼結構連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。

鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時，應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。

4、裂紋的修復與加固

混凝土結構范文第5篇

【關鍵詞】混凝土結構；加固設計方法；配套處理

【 abstract 】 in recent decades, the reinforcement of the concrete structure problems gradually began to trouble the building practitioners, this article from the concrete structure reinforcement to start work, this paper probes into the concrete reinforcement design technology strategy.

【 key words 】 concrete structure; Reinforcement design method; Supporting processing

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

伴隨國內經濟的平穩快速發展，我國各項基礎建設事業也取得了很大的成就。從二十世紀六十年代開始，在全國范圍內設計及建造了大批量的民用、商用、工業建筑以及大批量的路橋工程，在這些工程項目的主體中，混凝土結構得到了大范圍的應用。在各項工程投入使用之后，會面臨非常多的雨雪、強風、地震、火患等自然或人為災害的挑戰，這些會主體中的混凝土結構受到各式各樣的損害，減弱該結構的承載能力。為了保障這些建筑混凝土結構體的穩定性，最大限度地延長其使用周期，相關單位和工作人員需要注重對混凝土結構的定期加固和日常養護，以便修復該結構的承載力，保證建筑主體的安全使用。

一、進行混凝土結構加固設計的必要性

（一）鋼筋混凝土結構如果按理想的極限狀態進行設計的話，需得充分滿足該結構對于剛度、強度、持久承載性的要求。但在實際的工程設計當中及其施工過程中，往往出現各種各樣的因素導致這些條件無法滿足，比如：設計階段未進行全方位的實地考察，以致設計出的結構剛性不足；施工環節的技術缺陷導致結構承載力不夠，使結構存在極大的安全隱患；多種自然的強風、火災、地震、雨雪等外部力量引起混凝土結構不同類型的磨損；在建筑結構的應用過程中，其功能與設計時使用目的不符，會導致建筑物的后期荷載與原設計分布、大小不一致，混凝土結構原有剛度與強度無法滿足使用要求。

（二）國內現有的基礎工業、商業以及民用基礎設施數量非常可觀，在使用過程中有些結構已不能滿足當前使用要求，而且還出現了不同程度的損壞。在當前國情下，不可能實現全部推倒重建，因此，組織力量對其進行檢測鑒定，提出改造、加固、養護意見，使以更適應現展變得非常有必要。這樣一來，不但可以節約資金，避免土地征用面積的進一步擴大，緩解國內日益尖銳的城鄉用地矛盾，而且可以減少大量沒有再利用價值的混凝土垃圾的產生，有效避免新的環境問題出現。當然，對于混凝土結構情況的檢測鑒定、改造養護、以及加固設計在實際工作中面臨著很多技術性問題，需要廣大專業工作者在新技術、新策略的探討與研究方面投入更多的精力。

二、常用的混凝土結構加固設計方法介紹

（一）傳統上使用相對簡便且比較廣泛的混凝土結構加固方法是加大截面法，就是直接在先前的混凝土結構外層，新建筑一層鋼筋網砂漿或者混凝土層，通過擴大結構截面的面積來增強混凝土結構的承載力。這種方法操作簡便，適用范圍也比較寬，比如一般建筑結構中的梁、樓板、柱、承重墻、地基，還有公路路面、橋梁的柱子及表面等等。當然與整體澆筑的結構相比，在舊的結構外面直接加筑一層新的混凝土，新舊結合處通常存在粘結強度不足的問題，會直接影響加固結構的安全性，需要通過其它的措施來進行彌補。

（二）在常規混凝土構件加固處理中，還可以利用外包鋼或粘貼鋼板的方式。

外包鋼加固的方法就是將被加固混凝土構件的四個角用型鋼或者鋼板包裹，互相之間用扁鋼連接，再用結構膠填充空隙。這種方式有兩種情況，干式和濕式。前一種情況的粘結效果不夠好，不適合構件與型鋼整體受力；后一種情況選用具備良好粘結性能的專用膠，將型鋼與混凝土構件牢固地粘到一起，使二者形成一個新的結構聯合體，可以有效恢復或者提高構件受拉、受壓的能力。兩種相比，干式施工比濕式簡單，但是濕式的加固效果更好，整體受力性能更強，而且不會明顯增大構件的截面積，不足之處在于用鋼量比較多，而且不適用于六百攝氏度以上的無防護高溫環境。

粘貼鋼板指的是用專業的強性膠在混凝土構件表面直接粘貼鋼板，使兩者共同承受外力。實質上就是間接增加原混凝土配件的配筋量，從而提高強求構構件的剛度、抗剪、抗壓等能力，這種方法完成速度快，而且對外形影響不大，不足之處在于鋼板自身比較重，操作難度比較大，適用于常溫混凝土構件的加固。

（三）對于跨度比較大的混凝土結構進行加固時，比較適全使用預應力加固法。也就是

在被加固混凝土結構體外部，加設高強度預應力鋼筋拉桿或者型鋼撐桿。在此過程中，通過施加外在預應力，拉桿或撐桿與被加固的混凝土構件共同著力，影響構件原有的截面受力分布，消解被加固部位的應力超前問題，提升加固后整體的的剛度與承載力。而且，在施加預應力的時侯，會產生一定的負彎矩，它可以與部分荷載彎矩相互抵消，達到縮減原構件表面的裂縫寬度。這種方法的優勢在于加固后整體效果比較好，而且施工周期相對較短，所需費用也不是很高，但施工技術難度比較大，不適用于高濕度環境中的混凝土構件加固。

三、加固設計中常用的混凝土構件表面及內部裂縫的配套處理方法

混凝土構件表面或內部有裂縫時，在加固過程中需要對其進行修補，具體應當根據不同的修補材料選用不同的處理方法。

如果混凝土構件表現有細小開裂，且縫隙在 以內，可選用滲透性防水劑、聚合物水泥膏等材料直接涂于縫隙表面，即可恢復構件的耐久性與防水性能。如果裂縫不多，范圍也不大，可騎縫涂刷覆蓋；如果裂縫細密而且范圍也比較大，就須全面涂刷覆蓋。另外，由于單刷的涂層不厚，因此所選材料必須抗老化且粘著力要強。這種表面處理的方法具有施工工藝簡單的好處，但所用涂料不能深入縫隙內部，無法修補構件內部出現的裂縫。

如果混凝土構件的裂縫比較深，而且多為受力裂縫，寬度在 以上，則可用采用灌漿或填充注入技術。將構件裂縫處鑿出一個V或U 型槽，而后向活動類縫隙中填入環氧樹脂等比較具有變性延伸性質的材料；對于鋼筋銹蝕性縫隙應先徹底除銹，涂完防銹涂料后再填入聚合物水泥砂等，以恢復松件的穩定性、防水性與耐久性。

結束語

隨著混凝土結構在各類建筑工程中的應用越來越廣泛，需要加固的混凝土構件越來越多，因此，此項技術改進成為廣大相關從業人員的一項重要任務，有必要進一步加強這方面的學習和研究。

參考文獻：

[1]梁穗生.某混凝土結構的加固及粘貼碳纖維布的分析[J].中華民居.2010(12):348-349