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混凝土结构设计基本原理8篇

时间:2023-08-08 09:22:57

混凝土结构设计基本原理

混凝土结构设计基本原理篇1

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.

混凝土结构设计基本原理篇2

关键词:钢筋混凝土结构设计原理 课堂教学 案例法

中图分类号:TU37;G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(b)-0202-01

钢筋混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的一门专业主干课,该课程主要研究典型构件梁、板和柱等的一些力学性能、设计方法、构造要求和破坏特征等,其任务是向学生传授混凝土结构构件受力性能、计算原理和设计方法,为混凝土结构设计奠定基础。

然而钢筋混凝土结构设计原理的特点是概念多、内容多、符号多,加上规范的约束性,公式的经验性和问题的多解性,给学生的学习带来了一定的困难。为了改变这种状况,提高教学效果,本文结合作者多年的教学经验,从课堂教学的角度作了一些探讨。

1 课程特点

(1)课程综合性很强,要求学生具备扎实的数学和力学基础知识。

钢筋混凝土结构设计原理的教学内容从材料的力学性能入手,然后研究基本构件的承载特性和破坏特征。由于混凝土是由水泥、骨料和水搅拌经凝结硬化而形成,因此,混凝土材料的离散性大,力学性能较为复杂,相应的材料参数具有不确定性。为了获得混凝土材料及其构件的强度设计值,需要学生掌握概率论与数理统计相关的数学知识,理解极限状态设计方法。在分析构件基本受力过程中,虽然混凝土材料不是均质且非各向同性材料,但仍采用了材料力学分析问题的方法。因此,需要学生具有扎实的数学与力学基础。

(2)理论与工程实践相结合,需要培养学生的工程素质。

钢筋混凝土结构基本原理是一门由理论向工程实践转化的学科,也是学生第一次接触理论与工程实践都很强的课程。在教学过程中,学生经常有解决问题的结果为什么不是唯一的困惑。因此,需要让学生明白,影响一个实际工程的参数很多。在满足《钢筋混凝土结构设计规范》的前提条件下,很多参数的选取具有一定的主观性和经验性。因此,需要在课程教学中,建立学生的工程概念,培养他们的工程素质。

(3)涉及内容多,知识覆盖面广。

钢筋混凝土基本原理内容主要包括:材料特性、构件的承载性能、理论分析、构件设计计算等四个部分。在材料特性中,不仅要掌握混凝土的力学特性,也要掌握其非力学特性,如收缩与徐变。构件的承载性能中,由于混凝土的离散性及脆性特征、钢筋与混凝土2种材料的配比,以及荷载的加载方式,都会影响着构件的承载性能。通过分析构件的承载性能,建立合理的力学计算模型,进行理论分析,推导出构件的设计计算理论。并与实验结果相对比,并考虑工程的安全性及舒适性,最终落实到工程实践中。因此,钢筋混凝土基本原理涉及内容多,体系庞杂。

2 课堂教学探讨

(1)采用案例法,梳理混凝土结构设计原理的内容。

案例教学法是以学生对案例的运用和讨论为特点,帮助学生掌握对实际问题进行分析和反思的方法,重在提高学生的认识水平和解决问题的能力。其教学方法是根据教学目标的需要,以案例为基本素材,把学生带入特定的事件情景中,进而识别问题、分析问题和解决问题,其最根本的内容就是案例的选取和使用,这也是案例教学区别于其它方法的关键。其特点有:真实性、典型性、规范性、启发性和实用性。

(2)树立正确的设计观念,培养工程素养。

在刚开始讲授钢筋混凝土结构设计基本原理课程时,学生的概念里仍然是任何问题都只有唯一的精确理论解,学生只会解答严格给出条件的问题,但条件设定不完全时,学生往往会无法下手。面对钢筋混凝土结构基本原理,学生总会设法找到设计结果的唯一性与精确性。这就需要授课老师回答正确的设计观念。设计是从未知到已知,包括收集资料,方案比较,计算分析,结果评价,反复修改。在收集资料过程,使用材料的属性只能估算;结构方案分析时,只能进行结构的近似分析;建筑结构物上承受的外荷载并不能准确得知。因此,设计也是一项综合性的创造性工作,设计不是一次就能成功的。它是一个寻求最佳解的过程。由于材料属性的离散性和外荷载的不确定性等因素的影响,使得设计结果答案不唯一,但有好坏之分。通过对设计概念的讲解,让学生明白设计一个工程与做一道数学题的区别,从而培养他们的工程素养。

(3)系统介绍研究思路,帮助学生理解实验性结果的科学性。

与材料力学课程比较,钢筋混凝土结构的基本理论是建立在大量的试验数据曲线拟合的基础上,构件的设计计算内容是建立在实验和工程实践基础上的,故存在很多经验系数和经验公式。这可能使得学生怀疑这门学科的科学性,难以让学生找到学习这门课的方法。因此,需要老师系统地介绍以概率理论为基础的设计理论方法。针对一个未知的领域,解决问题的主要思路分为以下几个步骤:①首先通过大量的实验,观察实验现象,找到问题的主要影响因素;②建立合理的数学力学计算模型;③以相关力学理论为基础,建立相应的设计计算方法;④将理论结果与对实验经果进行认真对比分析,寻找结果差异的原因;⑤以工程实际需求为目标,对设计计算方法进行修正。然后以某一构件(如抗扭构件)的设计计算理论为例,来讲解其设计方法。这就使得学生易于理解规范中的相关构造要求,以及设计参数的上下限值(如最小和最大配筋率)。

(4)注重归纳总结,加强教学的逻辑性

符号多是钢筋混凝土结构基本原理一大特点,在学习过程中,学生常常混淆符号。因此,老师在教学过程中,需给学生讲解符号的规律。符号的下标一般是英文单词的开始字母。如:εe、εp、εsh、εcr依次为弹性应变,塑性应变,收缩应变和徐变。为了便于学生能很好记住这些符号,在课件中给出专业术语的英文单词。另外,课本中构造部分规定性东西多,内容比较零散,缺少逻辑性,有时,一个规定,在不同的地方多次出现。

3 结语

钢筋混凝土结构是一门理论与实际紧密联系的课程,具有很强的工程概念,又具有系统的科学理论。教学过程中,应以工程实际需求为目标,系统介绍科学的研究方法,通过归纳总结规律性的知识,增强钢筋混凝土结构知识的逻辑性。最终提高课堂教学的效果。

参考文献

[1] 叶列平.混凝土结构(上册)[M].2版.北京:清华大学出版社,2005.

混凝土结构设计基本原理篇3

关键词:土木工程;混凝土结构;教学方法;教学过程;教学质量

作者简介:杨敬林(1978-),男,湖南武冈人,湖南农业大学工学院,讲师;方亮(1981-),女,湖南岳阳人,湖南农业大学工学院,讲师。(湖南 长沙 410128)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0082-01

“混凝土结构”课程是土木工程专业的一门理论性及实践性都较强的专业基础课程。本课程的主要任务和基本要求是:学生通过本课程的学习,掌握混凝土结构设计的基本原理及结构设计基本方法,能正确应用混凝土结构设计规范进行混凝土结构基本构件的设计,并具有初步分析和解决一般混凝土结构实际工程技术问题的能力。[1]本文以湖南农业大学土木工程专业“混凝土结构”课程的教学为研究对象,结合该课程教学中存在的问题,就如何改进教学方法,提高教学效果和教学质量进行探讨。

一、“混凝土结构”课程现状及存在问题

“混凝土结构”课程包括混凝土结构基本原理和混凝土结构设计两个部分,分上下两册两学期开设,上册主要内容有绪论、混凝土结构的材料及结构设计方法、混凝土结构各种基本构件(包括受拉构件、受弯构件、受压构件、受扭构件、预应力混凝土等)的设计原理和方法,最后就是混凝土构件的刚度(包括裂缝、挠度等)计算;[2]下册主要内容有混凝土梁板结构、工业厂房结构和多层与高层建筑结构。课程教学大纲上下两册要求学生通过“混凝土结构”课程的学习,掌握基本理论、基本概念,在熟悉和了解混凝土结构设计规范的基础上掌握混凝土结构基本构件的设计原理和计算方法,能从事土木建筑混凝土结构的设计、施工、制造和简单的预应力混凝土结构设计等。从课程教学效果和学生反馈的信息来看,该课程在教学过程中主要存在以下一些问题:[3-6]

课程内容多而复杂。“混凝土结构”课程的内容从基本原理到各种混凝土结构物的设计计算,涵盖面广,涉及到的内容比较多,学时数也较少,需要较扎实的数学力学基础知识,也要求学生有较强的空间想象能力和绘图能力。

课程内容计算公式多且复杂。混凝土结构设计主要是各种房屋建筑结构物的设计计算需要配筋,包括钢筋的级别、直径、数量、长度等等,这些内容带有很大的不唯一性,使得计算增大了难度,学生初次接触这种不确定性的设计更加懵懂,接受尚需要一个过程,通过不断的练习和讲解才会明白和理解。

课程教学方法陈旧。混凝土结构设计讲授内容大多枯燥,缺乏具体的实际教学模型和例子,课堂上学生觉得乏味就不用心听,不用心听课就更加理解困难,日积月累,学习便恶性循环。

课程学习方法不合理。“混凝土结构”课程的学习是要循序渐近,需要不断积累的,学生普遍认为该课程理论简单,公式容易,在认识上存在学习误区,没有找到适合自己个人学习“混凝土结构”课程的方法。

二、“混凝土结构”课程教学体会

针对“混凝土结构”课程学时少、基础薄、难度大、任务重的特点,笔者结合在湖南农业大学讲授该门课程教学实践过程中的一些经验,就如何改善和提高该门课程的教学水平和取得良好教学效果谈些体会。

1.合理安排教学计划和教学环节

湖南农业大学土木工程专业教学计划中“混凝土结构”课程教学分为上、下两册,上册为混凝土结构基本原理,安排在第四学期开设,下册为混凝土结构设计,安排在第五学期开设,各为40学时。刚好安排在“建筑材料”课程结束后开设比较合理,上册课程学时建议调整为50学时,下册为40学时保持不变,这样课程的安排和开设学期均比较合理。课程安排的教学计划与课程教学环节(课程实验、课程设计等)均有机结合了起来,既不与前续课程起冲突,也不影响后续课程的连贯性学习,很大程度上保证了课程教学计划的科学性、适用性。

2.学习方法与时间安排合理调节

方法不是万能的,但是没有方法也是万万不能的。如果方法得当,学习也就事半功倍,方法笨拙,学习反倒累而无效。因此,在大学专业课程的学习过程中,既要掌握方法,也要合理安排和调整学习时间,二者能够有机合理安排,学习一定效果极佳。课前预习:自学过程中的疑问,通过在课堂上听老师的讲解、分析,尽可能消化;咬文嚼字:看书时要一个字一个词、一句话细嚼慢咽,逐渐加以理解和消化;理解记忆:学习记忆某些理论、公式方法,注意它们之间的联系,理解地记忆;课后复习:课后对于课堂上某些难懂或重点的知识点应加强复习,以加深对这些知识点的理解。在学习过程中一定要注意合理安排学习时间,学习效率不是学习时间简单的叠加,学习需要学习效率,只要学习效率高,学习时间可以减少,学习效率高,学习质量自然也就上来了。因此学习方法和学习时间结合得当,事半功倍,成绩也斐然。专业教师在“混凝土结构”课程教学过程中就要对学生讲解学习方法和学习时间之间的相互关系,要求每一位学生在学习过程中逐步找到适合自己学习的最好方法,以提高自身的学习效率和质量。

3.理论计算与规范要求相互结合

“混凝土结构”课程中讲述了大量的理论计算公式,推导过程复杂而难理解,规范规定的构造要求多且细,学生开学领到教材一看,公式多,配筋图多,规范构造要求多,感觉难学发愁,加深了学习“混凝土结构”课程的畏惧心理。其实,“混凝土结构”课程的计算公式都比较简单,容易理解记忆,只要能将结构的相关参数代入公式就能计算,再结合混凝土结构设计的构造要求,以结构的基本参数(如截面尺寸、计算简图、材料特性)的计算为前提,代入混凝土结构的计算公式中设计计算。因此,笔者在教学过程中,对教材中大量的计算公式的推导循序渐进,一步一步深入,在每个公式推导过程中将结构设计规范规定的构造要求贯穿其中,帮助学生们理解记忆,对于课程里面较复杂的公式,在每周的答疑时间安排课后答疑、习题讲解,进行解释与推导,有针对性和有目的性地讲解课程的重难点内容。

4.教学形式多样化和教学手段现代化

教学是一个庞大的复杂系统工程,教学形式应该简单、直观,多样化、科学化,切不能生搬硬套,要有针对性讲授“混凝土结构”课程的重点内容,选择性地因材施教,启发式教学,活学活用。采用多种形式的教学方法:传统教学与现代化教学相结合,课内教学与课外答疑相结合,理论教学与习题作业相结合,视频与试验相结合,等等,不断增强“混凝土结构”课程教学的针对性、适用性和趣味性,以增强学生主动学习和理论联系实际的学习思维。例如,在讲完混凝土结构受弯构件的基本原理之后,任课教师可增加一节课内讨论课,结合教学楼中受弯构件的实例,分两三组讨论,并给予每组学生合理性的分析解释。在教学手段上,笔者应用现代化教学手段,采用多媒体电教化教学,融文字、图片、动画于一体,把教材抽象的理论知识与活生生的具体的工程实际例子结合起来,讲解并扩充混凝土结构设计最新发展动态和最新理论成果,在课内一起探讨和学习,弥补教材内容的不足,开阔学生学习视角,以促进学生学习的兴趣,提高学习的积极性。

三、结语

专业课程教学改革是一项长期而艰巨工作,当代大学生学习知识缺乏主动性,独立思考问题的能力欠缺,大学专业教师应以课程教学改革为契机,不断更新教学理念,探索新的教学模式,探索出一个适合专业教师教授专业知识和当代大学生学习专业知识最佳结合点。综合湖南农业大学这几年的“混凝土结构”教学情况,笔者的教学方法和教学改革取得了一些进展,教学效果显著,得到了学校和学生的一致认可。

参考文献:

[1]覃丽坤,赵天雁,王振,等.混凝土结构设计原理教学法研究[J].高等建筑教育,2009,18(4):80-82.

[2]沈蒲生,梁兴文.混凝土结构设计原理[M].北京:高等教育出版社,2007.

[3]张卫东.混凝土结构课程教学改革[J].高等建筑教育,2005,14(4):60-62.

[4]姚力,葛明兰,尹冶.“混凝土结构设计原理”课程建设探讨[J].中国电力教育,2009,(6):133-134.

混凝土结构设计基本原理篇4

【关键词】工民建筑;混凝土裂缝;原因;措施

在我国建筑工程领域,混凝土建筑工程具有非常大的比例,但混凝土结构裂缝问题的存在从某种程度上阻碍了我国混凝土建筑工程的进一步发展。若想促进我国混凝土建筑工程的健康发展,必须运用科学的施工方法、采用优质的建筑施工材料,对混凝土建筑工程裂缝问题进行有效控制。尽可能的减少混凝土结构裂缝发生的机率,全面提高我国混凝土结构建筑工程的整体性能。目前在我国混凝土建筑工程领域导致结构裂缝的具体表现形式主要有三种,即:结构裂缝、温度裂缝以及收缩裂缝。导致这三种裂缝的具体原因不同。下面就三种不同裂缝的具体原因进行如下分析:结构裂缝,结构裂缝主要出现在楼板部位以及梁柱等承重结构处,在进行楼板浇筑时,运用现浇楼板在楼板的承受力方面可以满足混凝土建筑工程的基本设计要求,但是预制多孔板多采用现浇形式进行施工后。墙体的刚性得到了极大程度的增强,但彼此同时楼板的刚度却呈现下降趋势,由此导致了混凝土建筑结构中某些相对比较薄弱的部位产生结构裂缝。温度裂缝主要是指混凝土结构受外部环境的影响,产生热胀冷缩变化,混凝土结构会发生变形收缩,进而导致混凝土结构裂缝出现。而混凝土结构的收缩裂缝主要是因为混凝土收缩所引起的裂缝,导致混凝土收缩的基本原因主要有塑性收缩、硬化收缩以及失水性收缩等。这三种不同的混凝土裂缝表现形式在混凝土建筑结构屡有发生,是我们仅有的预防与控制重点。

1 引发工民建筑混凝土结构裂缝问题的具体原因

笔者从自身的实际工作经验出发,对导致混凝土建筑结构裂缝的基本原因总结出如下几条:

第一,混凝土建筑施工材料自身特性所引起的建筑结构裂缝问题。混凝土材料在施工过程中受其自身特性的影响会发生热胀冷缩,在混凝土工程硬化时由于硬化收缩的实际效果严重超出了混凝土结构变形所应控制的范围之内,由此引发了建筑结构裂缝问题。

第二,建筑结构在外荷载的作用下会出现建筑结构裂缝问题。在进行混凝土建筑结构施工时,需要对建筑结构所承受的外荷载进行计算,但由于计算人员考虑不够全面,或是计算方法存在一定的问题,容易导致外荷载计算漏洞,当建筑结构受到预期以外的超何在作用时,就容易引发建筑结构裂缝问题的出现。

第三,因建筑结构变形所引发的混凝土结构裂缝。当钢筋混凝土结构受到外部温度的影响,进而引起结构的收缩和膨胀,混凝土结构的硬化沉降不均匀,最终引起裂缝的产生。

2 对混凝土建筑结构裂缝问题进行有效控制所应采取的具体措施

混凝土建筑结构裂缝问题的存在主要通过提高建筑结构的设计水平、加强工程施工管理、提高工程施工环节的施工质量等措施加以解决。

在工程的结构设计期间, 要尽量使结构的计算模型和实际施工的状态相符合,另一方面,也要采取与之对应的结构措施,从而保证结构的裂缝范围比规定设定的最大裂缝范围小。具体措施及步骤如下。在保证建筑平面的造型符合使用要求的基础上,尽量使平面造型变得简单。因为一旦平面造型过于复杂, 就容易出现使结构发生扭曲的附加力, 从而导致裂缝的产生。对建筑物的长高比例要严格控制。比例越小的建筑物,它的刚度就越大,对不均匀沉降的适应能力也就更强。要认真调整建筑物各部分承重结构的受力情况,以使结构的荷载承受力均匀, 避免受力过于集中。如果地基受力不均匀,就容易导致地基的结构变形,造成裂缝的产生。这就要求在进行设计的时候, 调整好地基的埋藏深度, 根据地基强度的不同使用合适的垫层厚度,以缓解地基的不均匀沉降量,加强了地基的刚度。

在工程施工过程中首先要做好工程施工的前期防控工作。工程施工前期所展开的工民建筑混凝土结构裂缝控制主要通过加强工程施工图纸审核,提高工程结构设计的科学性与合理性入手。工程设计完成后需要对其进行质量审核,然后从中找出图纸设计的不足之处, 从而对施工图进行加工完善。图纸的审核工作非常重要。在审核过程中,要重点对图纸设计中容易被忽略的、容易引起裂缝的方面加以关注。还要重点核对设计中的结构断面突出地方以及容易产生应力的部位。在设置构造过程中, 要保证大体积的混凝土的配筋量大于最小配筋率。

有效控制工民建筑混凝土结构裂缝问题还须对混凝土材料的控制。在对材料的选择上:首要选择水化热较低的水泥,排除安定性不符标准的水泥; 对粗骨料的选择标准是要空隙小、质地硬、料粒均匀、无杂质等; 粗糙石要符合黏土与砂粘岩含量小于1%的;细骨料要选择粒径粗、空晾小、含泥少的中砂;另外还可以增加膨胀剂、减水剂、粉煤灰等外掺料, 以达到改良工作度、降低其用水量、减少开裂的功效。要合理对材料进行配比。应通过低水灰比的方式, 减少用水, 让混凝土减小收缩;在浇筑混凝土时,不要随意加水;要准确对原材料进行配料,要均匀搅拌。混凝土结构的外观效果取决于模板的质量, 所以其构造务必要合理。

3 对结构裂缝的弥补所应采取的具体措施

对于板面已经产生的裂缝, 如果楼板由很厚的垫层,就可以在垫层施工时,在裂缝处铺设钢丝网或者短钢筋网进行加固,对于裂缝处,要将其清理干净,然后使用环氧浆液,填满整个缝隙。在裂缝的表面实施涂剧封闭。而对于楼板底部产生的裂缝,最好使用增强纤维材料, 根据裂缝的宽度选择增强纤维尺度。假如楼板产生了大面积的裂缝,就必须对楼板进行静载试验,以检验其安全性,情况严重时,可以在接板处增加一层钢筋网, 从而加强楼板的整体性。

4 结束语

混凝土建筑结构是我国建筑工程领域应用最为广泛的建筑结构形式,针对混凝土建筑结构裂缝为题对我国混凝土建筑所造成的严重危害,工程建设部门必读对导致混凝土建筑结构裂缝问题的具体原因进行全面的分析与了解,并有针对性的采取有效控制措施,做好混凝土建筑工程的结构设计工作,加强工程施工管理,提高混凝土工程施工的技术水平与能力,同时还要尽可能的保障混凝土配料的使用性能,只有这样才能够从根本上对混凝土建筑结构裂缝问题进行防控。相信通过我国建筑事业的不断发展,以及建筑工程施工工艺的不断进度,混凝土建筑结构裂缝问题一定能够得到很好地解决,混凝土建筑结构在我国一定能够得到更好地发展。

参考文献:

[1]华泽起,孙志娟.浅析混凝土结构中裂缝产生的原因及防治[J].山西建筑. 2007(24)

混凝土结构设计基本原理篇5

【关键词】混凝土结构;设计原理;设计规范;设计安全度

混凝土结构可以就地取材,造价低,可塑性强,耐久性好,比较适合我国的国情。解放以前,旧中国经济技术落后,没有自己的标准规范。沿海和大城市中建造的混凝土结构都是直接引用国外规范进行设计、施工。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变,各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多,同时还面临着既有建筑的结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订,为修订规范而进行的试验研究也将持续进行,从而混凝土结构理论也将得到发展。

1 钢筋混凝土结构设计方法

钢筋混凝土结构设计方法,从学术上讲可以有多种,施行百家争鸣,然而对实际设计起控制作用的却是国家颁布的钢筋混凝土结构设计规范规定的设计方法。采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。对承载能力极限状态,采用分项系数设计表达式。材料标淮强度采用国际标准。其中对混凝土标号做出了更为明确和科学的定义,在极限平衡理论的基础上引进了平截面假定,使基本构件(弯、拉、压)的正截面强度计算模型,建立起有较明确概念的计算体系。增加了钢筋混凝土构件抗震设计内容。其中包括地震作用下构件和韦点的截面强度设计和保证变形要求的配筋构造,以适应广大地震区建筑的需要。进一步完善了构造要求,如从耐久性角度调整了保护层厚度,从变形角度调整了最小配筋率,根据粘结锚固理论与国产钢筋外形,以锚固长度为基淮,调整了不同状态下的钢筋锚固、搭接、延伸长度。钢筋混凝土结构设计规范将为实现钢筋混凝土结构设计方法体系的目标完成重要的基础工作,使我国钢筋混凝土结构设计水平提高到一个新的高度。

2 混凝土结构科研方式的改进

首先要提倡研究的原创性科研的精髓在于其原创性,探索未知领域的研究成果必须具有新意。即对传统认知的突破,甚至否定。不能苛求新的思维尽善尽美,应采取宽容态度允许其逐渐完善。减少无原创性的重复研究,更应杜绝抄袭行为或各种窃取公有知识而垄断专利、标准的不正当行为。其次要减少盲目的低水平重复。目前为解决学位、职称等功利目的而进行的科研及发表的论文数量不少,大多是没有明确目标的,空泛议论或低水平重复。这类研究多凭想象建立不可靠的基本假定。然后进行繁琐的推导,得出似是而非的结论。既无理论上的意义又没有工程价值,浪费了宝贵的科研资源。再就是加强基础理论研究,应充分意识到这种现象可能造成的长期不利影响。应重视基础理论研究,并及时给予充分的经费和人力支持。还要提高工程应用研究水平、提倡深入浅出的成果表达、提倡学术争鸣和讨论。

3 混凝土结构加固技术

混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。混凝土结构加固技术是结构进行检测、评价、维修、加固或改造等技术的总称,包括结构检测技术、结构可靠度评估技术和结构加固方法等方面的内容。本文将着重研究混凝土结构的加固技术方面的问题。我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范,这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系,对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用。混凝土结构加固技术还存在很多问题,但是经过十几年的快速发展已经初步形成了规模体系,很多混凝土结构加固技术经过了大量的深化研究和工程的实际应用,证明了其加固的安全性和使用性。现阶段混凝土结构加固技术主要是针对结构的承载能力和耐久性的加固处理,己经比较成熟的提高低强度混凝土结构构件承载能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纤维和钢板法、外包钢法、置换混凝土加固法等。

4 混凝土结构设计安全度与规范

对于混凝土结构设计规范中的安全度设置水平,最早源于从事高强混凝土结构科研和推广应用工作。由于现行建筑结构设计规范业已采用了可靠度设计理论,其在规范中的计算表达形式又与多安全系数方法相似,在实用上姑且将它理解为多安全系数也并无不可。至于尚未使用的规范宜适当放慢“统一”步伐,实在难以使用的更不宜通过行政手段去统一。可靠度理论还在发展,这方面的学术讨论希望能够深入开展下去。提高结构的安全性能需要从结构选型、结构构造、结构布置、材料选择等多个方面做出努力,以加强结构的整体性、延性和耐久性,提高其抵御不测之灾和防止倒塌、特别是抵抗连续倒塌的能力。也许基于概念设计的这些措施,对于增进结构安全更为有效且更符合经济节约的原则。

我国钢筋混凝土结构设计规范经历了三个不同的发展阶段。

4.1 引进规范的早期应用

旧中国的钢筋混凝土结构设计未有本国自己的设计规范。那时,结构设计方法均属容许应力设计法。解放后,我国在一穷二白的基础上展开了大规模经济建设。在当时的条件和环境下,在结构设计上直接采用苏联的钢筋混凝土结构设计规范。

4.2 规范自主化的最初探索

早于1961年原建工部和原国家建委就已着手组织编制我国钢筋混凝土结构设计规范,由于起步晚,缺乏自己的基础资料和必要的科研工作,这本规范的设计方法仍只能在苏联55年规范的基础上做少量修改和对名词术语做必要推敲。但这次实践,对我国钢筋混凝土结构设计规范的发展是十分有益的,迈出了重要的一步。

4.3 结构理论及规范的逐步完善

提高水平,形成体系的阶段。完善的钢筋混凝土结构设计方法和规范体系的形成,从根本上讲依赖于钢筋混凝土结构科学术技的发展,是把各种环境条件与钢筋混凝土的性能关系以及实践经验上升到规律性认识的过程,这就需要扎实的、系统的科研工作。中国建筑科学研究院结构所连续组织了三批钢筋混凝土规范科研课题。通过这三批科研课题,使建国以来长期处于薄弱或空白状态的量大面广的工程技术问题,得到了解决或初步解决,获得了一大批珍贵的关系到工程结构设计合理性与可靠性的基础数据,大大提高了我国钢筋混凝土结构设计理论水平,同时也增强了引进与消化国外先进设计方法的能力。

5 混凝土结构的发展方向

5.1 试验研究将未来的发展的一个支撑

半个多世纪以来,我国混凝土结构理论及规范标准经历了从无到有,逐步发展完善的历程。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变,各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多,同时还面临着大量低安全度的既有建筑和结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订,为修订规范而进行的试验研究也将持续进行,从而混凝土结构理论也将得到发展。

5.2 结构试验方向的调整

传统以单一构件(板、梁、柱、墙等)进行的试验研究,结论有很大的局限性,难以反映由这些构件组成结构体系(楼盖、框架等)的真正受力状态及规律,若以结构组件或结构体系的方式进行试验,则可更真实地反映其受力状态;构件间的连接构造是传统试验研究中比较薄弱的环节,且对结构安全有着重要的影响,应加强这方面的研究;加强结构抗灾性能的试验研究,提高试验研究的分析水平,要提倡先分析后试验,多分析少试验。基本假定应有可靠的依据,机理分析应深入透彻,应充分利用已有的试验资料;应用非线性有限元及概率统计等手段,提高试验和分析水平;通过试验研究开发约束混凝土的巨大潜力,具有实际工程意义。

6 结语

混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。随着该领域技术应用和研究工作的深入发展,我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范,这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系,对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用,大大促进了我国在该领域的发展。我国混凝土结构理论及规范从无到有,逐渐丰富和完善,完全依靠独立自主的科研试及工程实践积累。目前我国大规模基建极需结构理论及标准规范的持续发展,转变科研形式,调整研究方向极为重要。

参考文献:

[1]GBJ 21―66 钢筋混凝土结构设计规范[S].

混凝土结构设计基本原理篇6

关键词:宽口径土木工程;规范对比;混凝土结构设计原理

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0155-02

众所周知,混凝土结构设计原理课程作为目前土木工程专业的主导课程,定位为专业基础课,在宽口径土木工程专业人才培养教育理念的背景下,覆盖土木工程专业下属的建筑工程、交通土建工程、地下工程、隧道等专业方向。为实现宽口径土木工程专业人才培养目标,目前建筑类高校或设有土木工程专业的综合性高校就自身的具体情况及培养目标不同而采用了不同的具体培养模式,大体可以分为两大类:一是学生在入学时已确定土木工程下属的某专业方向,专业基础课及专业课的设置均具有明显地方向性;而另一大土木培养模式,即学生入学时为土木工程,大学前三年开始基础课及专业基础课,三年级时实现专业分流,学生可以凭自己的专业兴趣选修某个专业方向的专业课。可以看出,前者培养模式是原土木建筑类专业培养模式在大土木环境新形势下的改进,是种过度模式;而后者则是大土木工程培养模式。暂不探究两种不同模式的优劣,其培养目标的细微差别及课程体系设置不同均直接影响土木工程专业主导课程混凝土结构设计原理的课程教学。目前湖南城市学院土木工程的培养模式采用的是第一类模式,作为专业核心基础课,不同专业方向开设的混凝土结构设计原理课具有一定的专业方向性,旨在为其专业方向服务,即以某专业方向为主线,相关专业方向为辅的教学过程;同时混凝土结构设计原理课是一门实践性很强并与现行规范、规程紧密相关的专业基础课。在该过程就要处理好基本原理及设计方法与专业方向之间的关系,或者说基本理论与专业规范之间的关系。有鉴于此,在课程教学过程中以规范对比为主线,贯穿教学始末,强化相关学科知识点之间的联系,夯实基本原理,取得较好的教学效果;拓展学科专业方向,与宽口径教学模式相适应。

一、规范对比法概述

目前很多教育学者提倡一种行之有效的教学方法――对比教学法,[1]且有许多教师将该方法应用于教学实践中,或边实践边研究,取得了一定研究成果和收到较好的教学效果。该种教学方法有利于培养学生提出问题、分析问题、解决问题和归纳概括能力,对比教学法就是引导学生对同一知识模块,从不同角度出发比较、分析它们之间的联系与区别,在对比中深入地分析它们的本质,从而掌握知识,达到教学目的,进而培养学生提出问题、分析问题、解决问题和综合归纳概括的能力。规范对比法源于对比教学法,是对比教学法在混凝土结构设计原理教学中的具体应用和一种形式,根据该课程的内容及知识点的特征融合对比教学法而形成一种新的且与该课程教学相适应的对比法,即规范对比法。

混凝土结构设计原理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的破坏特征、设计模型建立及设计方法。该课程的教材及教学均是依托某行业或某专业方向的规范,进行相关理论、原理及设计方法的讲授。混凝土结构广泛用于土木工程各专业领域,由于各领域结构构件自身几何尺寸、所受荷载、所处环境及行业习惯均存在较大差异,其相应的结构设计原理、设计方法不尽不同;因此各专业方向的混凝土结构相应规范规程还未统一,同时行业规范的延续性及习惯性很难统一。另一方面由于社会的进步、科技的创新、材料的发展以及人们对结构受力认识的不断深入等等,各行各业的混凝土相关规范以大约10年左右的时间修订或更新一次,这都给宽口径的大土木教育教学理念下的混凝土结构设计原理教学带来挑战。规范对比教学方法具有一般对比教学法优势,同时也较好地解决了该课程教学中的上述矛盾。

二、新老规范对比

如上所述,各行混凝土结构设计规范均隔一定时间进行一次更新或修订,新规范往往是老规范的进一步完善,删减与时代不相适宜或欠科学的条款,将多年来的工程经验和研究新成果反映在新规范中。在课堂教学过程中对涉及相关规范且新老规范有变异的地方,进行比较分析,探讨修改的合理性与科学性,既利于提高学生分析问题的能力,也利于帮助学生领悟新的设计理念。

2011年实施的面向建筑工程的混凝土规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),[2]以下简称10《建混规》,就与2002年实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),[3]以下简称02《建混规》有一定的差异,增加了不少新的内容,甚至某些计算公式差别还特别大。比如两者在处理偏心受压构件纵向弯曲构件的影响时,方法和公式各异。在10《建混规》中推荐采用偏心受压构件考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值,其计算公式为:,其中,Cm为构件截面偏心距调节系数;ηns为弯矩增大系数;M2对同一主轴组合绝对值交大的弯矩设计值。相对的,在02《建混规》中却引进一个大于1的偏心距增大系数η,采用把偏心距ea乘以η,来考虑偏心受压构件纵向弯曲构件的影响,该规范提供的计算公式为:

;;。可见两规范采用公式完全不同,对二者的差异提出质疑,引导学生思考。事实上,构件在偏压作用下会侧向挠曲,这对截面的弯矩产生不利的影响,即通常所谓的效应;那么对偏心受压混凝土构件的承载能力极限状态设计时,可以有两种思维来考虑这种不利的效应,一是增大作用效应,二是降低抗力;10《建混规》就是采用弯矩增大系数ηns的增大作用效应法,02《建混规》则是引入偏心距增大系数η的降低抗力法,因为偏心距对受压构件的抗压承载力是不利的,偏心距越大其抗压承载力越低;由此两种计算方法之间是存在内在联系的。

又比如在桥涵工程领域,现行的混凝土规范是《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004),[4]简称《公桥规》;目前也处在新规范的修订与讨论阶段,已《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2012征求意见稿)。[5]在课堂教学过程中,论及相关问题时,可适当就征求意见稿开展讨论,与现行《公桥规》比较,探讨其修改的合理性及科学性,使学生更为深刻地理解规范,灵活准确地应用规范,而不盲从规范。

三、建筑规范与公路桥涵规范对比

目前土木工程专业混凝土结构设计原理的教学中,涉及最多的也就是前面所述的两部规范,即《建混规》和《公桥规》。在课堂教学实践中,对比两部规范发现二者之间的总体设计理论类似,而涉及一些具体构件的具体设计问题可能有较大不同,一些相关的构造规定也是差别较大。

就设计方法而言,两规范均采用以概率论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的设计表达式进行的设计;设计时均应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态设计。其承载能力极限状态实用表达公式基本上相同,正常使用极限状态实用表达公式有较大的差别,见表1。

3.4.2条 对于正常使用极限状态,钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件应分别按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响或标准组合并考虑长期作用的影响,采用系列极限状态设计表达式进行验算:S≤C 6.1.1条 公路桥涵的持久状况应按正常使用极限状态的要求,采用作用的短期效应组合、长期效应组合并考虑长期作用的影响,对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算

由表1对比分析,准永久组合与长期效应组合对应,标准组合与短期效应组合对应。但准永久组合与长期效应组合表达式基本是一致的,而标准组合与短期效应组合的表达式不尽相同,且就组合效应值的水平而言,标准组合高于短期效应组合。与《公桥规》的短期效应组合更为接近的是新实施的《建筑荷载规范》(GB50009-2012)中的频遇组合,但表达式也稍有不同。

对于具体设计问题,即混凝土构件的拉、压、弯、剪、扭等的承载能力设计计算及正常使用极限状态验算,二者规范计算公式或处理手段的异同,在教学过程中同样以比较式的方法进行讲授或加以讨论。现将二者相关计算公式列于表2,以示异同。规范的相关计算公式对比可知,除了一些字母符号表达略有不同外,对于构件的轴心抗拉、轴心抗压、抗弯、抗扭设计的计算式较为一致。这由于二者引进了相同的假设,相似的破坏特征,及类似的破坏机理或破坏模型,导致最终推导出的基本计算式是相同的。但对于斜截面抗剪,由于抗剪机理复杂,目前两规范建议公式均是半理论半经验性的计算式,不同行业间的工程经验差异决定了各自采用不同的计算公式。在裂缝宽度计算时,10《建混规》采用的是综合理论(半粘结半滑移理论)的裂缝宽度计算公式;而进行裂缝宽度计算公式;《公桥规》是考虑影响裂缝宽度的主要因素,反映主要因素与裂缝宽间的统计关系的经验公式,故二者公式差别也较大。《建混规》与《公桥规》在正常使用极限状态下验算受弯构件的挠度时,不仅刚度就计算公式有差异,且在考虑长期作用的方式也不同的;受弯构件在准永久组合的作用下,瞬时产生的挠度即短期挠度fs,可以依据短期刚度Bs得到,而考虑长期作用的影响下,由于混凝土材料的收缩、徐变等特性瞬时挠度会不断增大的趋势,这时就有两种不同的出来方式。一是《建混规》采用长期刚度B计算得到长期挠度;二是《公桥规》引入挠度长期增长系数ηθ,先利用短期刚度计算得出短期fs,然后在将fs放大,即乘以ηθ得到长期挠度。

四、结语

任何一种教学方法都不能脱其离教学内容,规范对比法既有对比教学法理论内涵,同时有与该课程的内容特征相符的实践教学方法。混凝土结构设计原理知识点多、公式多、涉及规范多,在教学过程中以规范对比贯穿始末,比较并分析新老规范、不同行业规范之间的异同,适当启发学生,让学生充分理解原理,构建土木专业基础知识,这与“大土木”专业设置要求和土木工程专业“宽基础、多方向”的培养理念是相吻合的。

参考文献:

[1]陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社,2007.

[2]GB50010-2010,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3]GB50010-2002,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

混凝土结构设计基本原理篇7

关键词:钢筋混凝土裂缝产生原因预防措施

一、概述

钢筋混凝土的裂缝控制问题是工程建设中很普遍、很重要的问题之一,关于钢筋混凝土裂缝成因、裂缝控制的文献很多,但大多都是从施工工艺、原材料的角度去分析,本人想从设计和施工两方面结合自己的实践经验谈一些心得体会。

近年来,我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步,混凝土强度等级日趋提高,结构形式日趋复杂;从过去的干硬性、低动性、现场搅拌混凝土转向集中搅拌、大流动性泵送浇注,泵送混凝土获得广泛应用;多年以来,在工程建设领域,一个相当普遍的质量问题就是钢筋混凝土结构的裂缝问题,且有日趋增多的趋势,它已影响到正常的生活和生产,并困扰着大批工程技术人员和管理人员,是一个迫切需要解决的技术难题。

从理论上来说,钢筋混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的,在使用荷载不大的情况下,没有裂缝隙或者这类结构性裂缝非常细微,不易为肉眼所察觉。钢筋混凝土结构在外荷载作用下的破坏是从裂缝扩展开始的,正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋达到屈服强度,受压区混凝土达到受弯的抗压强度,此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加,裂缝出现,裂缝扩展,受压区塑性不断发展,最后达到完全破坏。此时破坏荷载往往是裂缝出现荷载时的3~5倍,很多大型钢筋混凝土结构,仅仅自重就达到了极限荷载的30%左右,在此条件下钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的,结构是安全的。

二、钢筋混凝土与素混凝土裂缝控制的区别

任何尚未有荷载作用的混凝土,它的组合材料(包括:水泥、水、砂、石、外加剂及掺合料等成分)相互物理化学作用硬化成为一种多空隙复合材料,由于初始温度收缩应力作用而形成内部许多微观裂缝,这种裂缝在外力作用下不断扩展,成为宏观裂缝,继续扩展导致素混凝土迅速破坏。

但是,对于钢筋混凝土,特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝,不会迅速导致破坏,只是限制裂缝宽度问题,使其不达到有害程度。因此,构造配筋显得十分重要,可以有效地控制裂缝的出现及分散裂缝(用许多微细无害裂缝取代少量粗大的有害裂缝)。

三、钢筋混凝土裂缝产生的原因

1、 材料质量及选配

水泥、砂、石等材料质量不好或选配不合理是引起裂缝较常见的原因,只有材料的质量关把好了,并选配合理的材料,混凝土质量才会在根本上得到保证

2、 施工工艺

施工工艺涉及的面很广,不可能一一叙述,一般常涉及到的有:

(1)、水分蒸发、混凝土的干缩通常是导致混凝土结构裂缝的重要原因。

(2)、混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实等各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是混凝土结构裂缝产生的直接或间接原因。

(3)、模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土结构开裂。

(4)施工过程中,钢筋表面污染、混凝土保护层太薄或太厚,浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

(5)、施工控制不严,超载堆荷,也可能导致混凝土结构出现裂缝。

(6)、高空浇灌混凝土容易引起混凝土结构开裂,如高架桥梁及桥墩。

(7)、环境温度越高,风速越大,收缩越大,避免在极端天气条件下施工,可以减少混凝土结构的开裂情况。

(8)、混凝土养护。养护条件对混凝土的收缩影响很大,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小,另外水泥在水化及硬化过程中,散发大量热量,使混凝土内外部产生温差,超过一定值时,因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。

3、 地基变形

在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得混凝土结构裂缝一般是贯穿性的。

4、 温度变形

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,譬如现浇桥面板、屋面板及梁上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。

5、 湿度变形

混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长、超厚的建筑物或构筑物,通常是掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。

6、 结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多,在施工中和使用过程中都有可能产生裂缝。例如早期受到震动、拆模过早或使用方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板受弯构件等,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了30~40%的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不易察觉,而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的 1.5倍以上,所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。在使用过程中,改变原来使用功能、使用不当、增大荷载等均可能会引起出现裂缝。在钢筋混凝土设计规范中,分不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2~0.3mm。对那些宽度超过规范规定的裂缝以及不允许出现的裂缝,则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。

7、 徐变

混凝土徐变造成结构开裂或裂缝发展的例子在工程中也很常见。受弯构件的混凝土受压徐变,可以使构件挠度增加而导致裂缝发展。预应力混凝土结构因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。

8、设计时考虑不够周全

(1)、截面不够、梁的跨度过大、高度偏小。

(2)、由于计算错误导致受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理等。

(3)、结构构件截面突变或因开洞、留槽引起应力集中。(4)、构造处理不当或各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土结构开裂。

(5)、结构形式选择不当。超长、超厚及超静定结构对于各种变形有显着约束作用。

(6)、结构混凝土强度选择了过高的强度等级。习惯上认为:“强度等级越高安全度越大,就高不就低,提高强度等级没坏处”。有时迁就施工方便,采用高强混凝土,导致混凝土水化热及收缩增加。

四. 预防措施

通过以上分析,在工程裂缝中有很大一部分是可以通过施工手段、设计手段来克服。

(一)、施工手段

1、原材料的选用

混凝土中的较大含泥量及其它杂质可以明显地降低混凝土的抗拉性能,有的混凝土骨料中混入了有害膨胀物引起混凝土的崩裂,因此要求拌制混凝土必须遵循“精料供应”的原则。

(1)、水泥:应选用水化热较低的水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等,严禁使用安定性不合格的水泥。

(2)、粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规范规定。

(3)、细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量低的中砂。

(4)、外掺加料:宜采用有减水、增塑、缓凝剂等作用的外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。

2、配合比的选定

(1)、配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。

(2)、应严格按选定的配合比施工,配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀。

3、模板工程

(1)、模板构造要合理,以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。

(2)、模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。

(3)、合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早,应保证早龄期砼不损坏或不开裂;但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过最佳养护时机。

4、混凝土浇筑

(1)、混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度;加强混凝土温度的监控,及时采取防护措施。

(2)、加强混凝土的早期养护,并适度延长养护时间,在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护,在浇水养护有因难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。

5、 施工技术控制

(1)、加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知监理及设计单位到现场验收,对于较复杂的地基,在基坑开挖后应进行勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对地基进行加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。

(2)、开挖基槽时,要注意不扰动土体的原状结构。

(3)、合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,后施工较浅的基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时,一般应施工重、高部分,后施工轻、低部分。

(4)、加强施工工艺控制,工序的交接要严格按施工规范和有关操作规程进行,避免人为因素造成混凝土产生裂缝。

(二)、设计手段

1、设计配筋

(1)、混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性,因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋,特别是构造配筋,细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸,可有效避免构造性裂缝的产生。

(2)、受力钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的砼开裂。

(3)、施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。

2、构造设计

(1)、平面选型时在满足使用功能要求的前提下,力求简单,平面复杂的构筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成楼板或梁体开裂。

(2)、合理布置构筑物的纵横截面,使截面变化尽可能小。

(3)、控制构筑物有长细比。长细比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。

(4)、合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。

(5)、减少地基的不均匀沉降。在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。

(6)、适当加强基础的刚度和强度。

(7)、增加构筑物的整体性,提高构筑物的抗剪、抗拉、抗弯、抗扭强度,防止或减少裂缝,即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。

(8)、正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适,构造要合理,可以和其结构缝合并设置。

(9)、限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的构筑物更应严格控制,同样,也可以和其它结构缝合并使用。

五、结语

混凝土结构设计基本原理篇8

【关键词】 地下室防渗混凝土; 质量;抗裂措施

前言

随着高层建筑的日益增多,在公共建筑、高层住宅等工程中混凝土地下室也被广泛采用。但由于工程的工期、规模、工程的重要程度以及业主、设计、施工等诸多方面的原因,使地下室混凝土结构,尤其是外墙部位,屡屡出现裂缝、渗漏等危害工程安全和使用的问题。而泵送混凝土等新材料、新技术的发展和应用,带来混凝土结构裂缝出现较为多见的现象。混凝土结构裂缝分为直接裂缝(受力裂缝)和间接裂缝(非荷载作用裂缝),虽然间接裂缝不影响结构安全,但影响正常使用和结构的耐久性。需以预防为主,采取综合措施进行有效地控制,防止建筑工程结构裂缝。

某工程建筑面积37840m2,地下1层,地上21层,框架-剪力墙结构。地下室混凝土防渗等级P8,设计混凝土强度柱、剪力墙C45,梁板C35,层高6.3m。为了达到地下室混凝土的防渗防裂要求,采取多方面的措施,有效控制了地下室防渗混凝土的有害裂缝和渗漏现象。在地下室外墙未做防水施工前,整个地下室混凝土未发现一条贯穿性裂缝和八字裂缝,地下室无一处渗漏,也无一处湿渍。如何控制外墙有害裂缝的产生,也是国内建筑界一直以来需要研究解决和不断探索的技术难题。

一、建筑和结构设计措施

1.1建筑工程的平立面布置整齐规则,纵横向构件均匀对称,电梯井中间布置,楼梯两侧布置,避免了平面突变导致的应力集中,而造成的混凝土结构裂缝。

1.2地下室纵横向设计宽1000、厚度同结构墙板厚的水平与竖向后浇带,且纵向后浇带布置在群楼与地下室体量突变处,避免了泵送混凝土引起的收缩裂缝和体量突变处的间接裂缝。

1.3地下室外墙迎水面保护层50,在混凝土外墙受力钢筋外侧布置ф6.5@200单层双向抗裂钢筋网片,避免混凝土表面的裂缝形成,构造钢筋网片起到遏制裂缝的作用。

1.4混凝土中掺加聚丙烯抗裂纤维,降低混凝土的塑性收缩,使混凝土裂缝减少,提高混凝土的抗冲击韧性。

1.5在满足结构受力要求的情况下,采用较小强度等级的混凝土,本工程现浇混凝土楼板强度为C35。现浇连续板周边框架梁或墙交界处,板边的上部设置负弯矩筋,控制嵌固处及板周边出现板面裂缝;转角处钢筋沿两个垂直方向布置上部构造钢筋,控制45°斜向裂缝的出现。

1.6厚度大于160的混凝土墙体,沿墙的两个侧面配置双排分布钢筋网,且采用φ6@350拉筋连系梅花式布置。在满足受力要求的前提下,双排钢筋网细而密,可改变裂缝间距及形态,从而控制裂缝宽度。水平构造钢筋布置在外侧,控制混凝土竖向裂缝的形成。

1.7剪力墙洞口截面削弱,角部应力集中,洞口角部配置双层45°斜向加强钢筋,控制角部45°斜向裂缝。

1.8地下室顶板覆土700mm,地下室外墙EPS外保温系统40mm厚,有效控制了地下室混凝土板由于温差引起的裂缝。

二、控制地基不均匀沉降的措施

2.1嵌岩桩基经抗浮验算,纯地下室部分采用抗拔锚杆设计,防止地下室整体上浮引起的结构裂缝;

2.2人工挖孔桩端承中风化岩层,满堂筏板基础整体刚度加强;上部采用刚度较好的框架—剪力墙结构,提高砼基础和主体结构抵御不均匀沉降的能力;

2.3地下室的设计,减少基底的附加压力,减少沉降量;

2.4甲级地基设计除进行持力层承载力验算外,还进行了软弱下卧层及地基变形验算。建筑物的沉降值和局部倾斜值均符合规范要求。经沉降验算并在施工中建立沉降观测,符合体型简单的高层建筑基础平均沉降允许值200的规定。委托具有相应资质的专业机构,拟定沉降观测方案,并经设计和质量监督站认可,确保沉降观测能真实施工过程中的地基变形情况,及时提供数据指导施工,合理安排施工进度。

2.5临近原有建筑物处采用单排人工挖孔桩作基坑支护,其余挖土放坡,坡面采用土钉墙挂网喷浆,避免因新建建筑物沉降和基坑边坡的变形对临近建筑物造成影响。

三、控制泵送防渗混凝土的质量措施

3.1原材料及混凝土配合比主要参数的选择

3.1.1水泥

水泥是混凝土中最主要的胶凝材料,其强度、生产厂家和水泥碱含量均会对水泥的开裂性能产生影响。规范要求最小水泥用量宜为300kg/m3,本工程砼配合比设计京阳P042.5普通硅酸盐水泥,试验水泥用量为325kg/m3.

3.1.2骨料:骨料是混凝土的又一主要组成材料,在混凝土中起骨架作用。级配越好,混凝土骨架稳定,抗变形能力越好,水泥用量越少,二者共同作用,使混凝土的抗裂性能越好。骨料颗粒的优化是将不同粒径的骨料进行级配,选择其紧密密度最大的级配为最佳级配。处于潮湿环境的混凝土,碎石最大粒径不宜大于40mm,其针片状颗粒含量不宜大于10%,最大粒径与输送管径之比宜1:3,含泥量不得大于1.0%,泥块含量不得大于0.5%。本工程碎石采用5-31.5连续级配,泥含量0.3%。黄砂采用中砂,其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%,含泥量不得大于3.0%,泥块含量不得大于1.0%。本工程提高含泥量和泥块含量的要求,采用细度模数Uf=2.6,级配二区的中砂,含泥量0.4%。

3.1.3粉煤灰:据有关资料说明,随着粉煤灰的增加,混凝土的抗裂性能提高,但达到一定掺量后,随着粉煤灰量的增加,抗裂性能的提高已不明显,并且如果掺量过大,还会对强度和耐久性等产生不利影响,粉煤灰的掺量不宜超过基准混凝土水泥用量的30%,且粉煤灰代水泥率不宜超过20%。混凝土中掺入一定量的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰,不仅可以改善和易性,而且减少了水泥用量,延长了混凝土的凝结时间,降低了水化热,还可以提高混凝土的体积稳定性,从而提高混凝土的抗裂性能,而且可很好地克服外加剂对开裂性能的不利影响。Ⅰ级粉煤灰对提高混凝土抗裂性能优于Ⅱ级粉煤灰。本工程采用Ⅰ级粉煤灰,掺量为45kg/m3.

3.1.4外加剂:外加剂品种和掺量根据混凝土性能要求、施工及气候条件,以及结合南京市场常用且性能稳定的外加剂。本工程采用江苏博特新材料有限公司,研发生产的SBTJM—Ⅲ改进型(抗裂、防渗)混凝土高效增强剂。外加剂的一般掺量为总胶凝材料的8-10%,本工程试验确定为32kg/m3.

3.1.5抗裂纤维:混凝土中掺加纤维,可提高混凝土塑性抗裂性能,纤维分布良好的情况下,混凝土抗裂性能随着纤维掺量的提高而提高。一般掺量为0.4—3kg/m3,具体根据工程试验及施工经验确定。本工程采用南京派尼尔工程有限公司生产的聚丙烯抗裂纤维,束状单丝,长度12mm.,试验掺量0.8kg/m3.

3.1.6砂率:混凝土配合比是基于各种原材料在混凝土所占的绝对体积来设计的,也即粗骨料间的空隙由细骨料填充,细骨料间的空隙由水泥浆填充。如果粗骨料的颗粒级配较好,如果细骨料的比例(砂率)适当,那么混凝土抵抗变形的能力就越好,并且水泥用量也较少,混凝土的强度和抗裂性能就较好。在满足泵送要求的情况下,尽量降低防渗混凝土的砂率,一般宜为35%—45%,但不宜过小,以避免缺浆而影响混凝土的密实性。本工程砂率为42%。

3.1.7水灰比:水灰比过大或过小对混凝土的抗裂性能不利,C30以上的防渗混凝土(P8)最大水灰比为0.5. 本工程水灰比为0.41.

3.1.8坍落度:在满足施工要求的条件下,宜采用较小的坍落度,以防止混凝土的离析和泌水导致混凝土表面裂缝的产生。本工程试验坍落度12cm.。

3.2商品混凝土的抗裂性能控制的管理

3.2.1为了控制好商品混凝土的半成品质量,监理机构认真编写了交底文件,组织了集甲方、设计、施工及混凝土供应商参加的质量要求交底会议。在混凝土施工前,监理组织甲方、施工单位去混凝土供应厂家考察,现场对原材料、外加剂质量进行抽查并取样检测,有效控制了商品混凝土的原材料质量。

3.2.2要求厂家对混凝土配合比按设计原则:最小水泥用量原则、最大骨料堆积密度原则和适当水胶比原则进行优化设计。

3.2.3要求设计单位明确抗裂混凝土的膨胀率,以便厂商根据要求对地下室防渗混凝土进行抗裂性能试验检测。

3.2.4要求厂家提前做好防渗混凝土的试配,汇报水泥、粉煤灰及混凝土的抗裂性能试验和外加剂适应性试验结果。

四、施工质量控制措施

4.1事前控制

4.1.1审查施工单位建立的质量管理机构、质量管理制度和质保体系,要求施工单位根据建筑结构的类型、建筑结构采用的材料特性和施工环境等实际情况,在施工组织设计中制定切实可行的裂缝控制的措施。

4.1.2要求施工单位根据地基土的层状特点、地下水位及周围环境状况,制定防止地基不均匀沉降和影响周围建筑工程地基开裂的专项技术方案。为保证地基土的原状结构,基坑快见底时,沿纵横向后浇带分四段开挖,为避免人为破坏持力层原状结构,在基底保留20cm左右原状土人工铲挖,经验收的持力层及时浇筑混凝土垫层。由于施工正值雨季,为防止雨水浸泡基底,在基坑周边砌600mm高的挡土砖墙并用水泥砂浆粉好,在挡土墙外侧四周设计贯通排水沟和集水井,利用纵横后浇带下沉部位设置碎石盲沟并与周边排水沟相通,使基坑内的雨水有组织排水,一旦雨水进入基坑,及时能抽出坑外。

4.1.3规定合理工期,避免施工速度不当造成的结构裂缝,并根据建筑工程地区气候特点和施工季节,制定控制裂缝的季节性措施。

4.1.4模板支撑方案须经设计人员和专家论证,确保具有足够的承载力、刚度和稳定性。

4.2事中控制

4.2.1混凝土浇筑前要充分润湿模板,但模板内不能有积水。后浇带两侧的梁板支撑予以加强,并形成独立的支撑体系并有足够刚度。并在后浇带补偿收缩混凝土达设计强度后拆除。

4.2.2采取控制钢筋的位置措施,防止混凝土浇筑时结构中受力钢筋移位。

4.2.3要求施工单位施工前对班组进行技术交底,选择经验丰富、责任心强的振捣手,签订责任状。保证全面细致的振捣,防止漏振、欠振和过振。 严禁振动钢筋和模板,对钢筋密集部位采用体外振捣方法振捣;先浇筑梁再浇筑楼板;离后浇带一定距离下料,边振边向后浇带推进,振动棒不要触碰后浇带模板;初凝前对混凝土进行二次振捣,终凝前对表面进行二次搓毛和抹压,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡,增强混凝土的密实性和均匀性,避免出现早期失水裂缝。

4.2.4运至现场的商品混凝土严禁加水,并要求施工单位派专人对每一车混凝土进行坍落度测量,监理每10车抽测一次,不合格的混凝土不允许使用。

4.2.5严格控制现浇混凝土楼板上人和上料时间,必须根据结构设计、混凝土强度增长和支撑的具体情况确定楼板施工荷载,且应均匀堆放或沿周边堆放。

4.2.6施工缝的处理:地下室外墙预留在底板面以上50cm处,预埋300mm宽,δ=3mm钢板止水。立模前,应将混凝土表面的浮浆凿除和杂物清除;混凝土浇筑前,先铺30-50mm厚的1:1水泥砂浆,并及时浇筑。

4.2.7后浇带:按设计要求留设,后浇带混凝土浇筑时间应该待混凝土自身收缩大部分完成后,且距离后浇带两侧混凝土浇筑完成时间不宜小于60d,浇筑高一强度等级的补偿收缩混凝土并充分养护28天。

4.2.8避免雨中浇筑混凝土,高温干燥季节楼板面立即覆盖塑料薄膜保湿养护,初凝2h后洒水保护。地下室底板面积较大,采用蓄水养护静置7天,杜绝任何荷载对混凝土的不利影响。

4.2.9地下室外墙面积大且竖向结构浇水保养难,采用在混凝土浇筑完的24小时后,轻轻松开穿墙螺杆螺母(不允许撬动穿墙螺杆,防止螺杆周边的混凝土松动形成沿螺杆的渗水通路),使模板与混凝土墙板间留有缝隙便于养护水流入,墙顶覆盖草包,墙板带模养护14天后拆除模板。

4.3事后控制:地下室外墙和顶板在冬季来临之前,做好保温和防水,并及时覆盖回填土,避免墙体室内外温差过大引起的后期混凝土的温度裂缝。

5. 结束语

地下室外墙裂缝的原因错综复杂,但是只要能够做到技术先行、管理到位、采取综合治理的方式加以解决,设计、建材、监理、就可以基本解决地下室的墙体裂缝问题。现行混凝土设计规范要求,只在受力裂缝的控制(抗裂或裂缝宽度验算)、伸缩缝间距及一些构造措施中考虑问题,而未对其他原因(非受力荷载作用)造成的结构裂缝宽度给予明确限制。实际上,设计还可以在结构布局和构造缝的设置方面作更深入的思考,以便更有效地控制裂缝。

参考文献

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