鋼筋混凝土
鋼筋和混凝土兩種材料組成的共同受力的結構?；炷潦且阅z凝材料、水、細骨料、粗骨料，必要時摻入化學外加劑與礦物質混合材料，按適當比例拌合均勻，密實成型，并在規定的條件下，經過一定的時間硬化而成的人造石材。通常是以混凝土承擔壓力，鋼筋承擔拉力。
因此，鋼筋混凝土結構能比較充分地利用混凝土和鋼筋這兩種材料的力學性能。鋼筋和混凝土這兩種性能不同的材料能結合在一起受力，主要是由于它們之間有良好的粘結力，能牢固地粘結成整體。當構件承受外荷載時，鋼筋和相鄰的混凝土具有相同變形，兩者共同工作不產生相對滑動。此外，鋼筋與混凝土的線膨脹系數又較接近（鋼為1．2×10↑（－5），混凝土為1．0～1．5×10↑（－5）），當溫度變化時，這兩種材料不致產生相對的溫度變形而破壞它們之間的結合。
鋼筋混凝土具有下列優點：
1．較合理地利用了鋼筋的抗拉強度高和混凝土的抗壓能力高這兩種材料的性能。
2．耐久性好。處于良好環境的鋼筋混凝土結構，混凝土的強度是隨時間不斷增長的，且鋼筋受混凝土保護而不易銹蝕，所以鋼筋混凝土結構的耐久性是很好的，不像鋼結構那樣需要定期維修。
3.整體性好?，F澆的整體式鋼筋混凝土結構，整體性好，因而有利于抗震及防爆。
4．可模性好。鋼筋混凝土可根據設計需要，澆制成各種形狀和尺寸的結構，特別適宜于建造外形復雜的大體積結構及空間薄壁結構。這一特點是磚石、鋼、木等結構所沒有的。
5．耐火性好。由傳熱性差的混凝土作鋼筋的保護層，在遭受火災時比鋼、木結構的耐火性強。
6.就地取材。鋼筋混凝土中所用的砂、石材料，一般可以就地就近取材，因而材料運輸費用少，可以顯著降低造價。
7．節約鋼材。鋼筋混凝土結構合理地利用鋼筋及混凝土各自的優良性能，在某些情況下，能代替鋼結構，可節約大量鋼材，降低造價。
但是，鋼筋混凝土也有一些缺點：
1．自重比鋼結構大，不利于建造大跨度結構。
2．施工比鋼結構復雜，建造期一般較長，不宜在冬季和雨天施工，必須采取相應的施工措施才能保證質量。
3．一般情況下澆筑混凝土要用模板，現澆時還要腳手架（支架），因而需要一定數量的施工用木材或鋼材和其他材料。
4．補強維修工作比較困難。
鋼筋混凝土結構的分類如下：
1．按結構的受力狀態和結構外形可分為桿件系統和非桿件系統兩大類。桿件系統中又有受彎構件、受拉構件、受扭構件等。非桿件系統可以是空間薄壁結構，也可以是外形復雜的大體積結構。
2．按結構的制造方法可分為整體式、裝配式及裝配整體式三種。整體式結構整體性比較好，剛度也比較大，但生產較難工業化，施工期長，模板用料較多。裝配式結構可使建筑事業工業化（設計標準化、制造工業化、安裝機械化）；制造不受季節限制，能加快施工進度；利用工廠有利條件，提高構件質量；模板可重復使用，還可免去腳手架，節約木材或鋼材。但裝配式結構的接頭構造較為復雜，整體性較差，對抗震不利，裝配時還需要一定的起重安裝設備。裝配整體式結構比整體式結構有較高的工業化程度，又比裝配式結構有較好的整體性。
3．按結構的初始應力狀態可分為普通鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構。預應力混凝土結構的主要優點是抗裂性能好，能充分利用高強度材料，可以用來建造大跨度的承重結構。鋼筋混凝土結構在工程上的應用是極為廣泛的。
篇2：鋼筋混凝土結構的維護
鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種物理力學性能完全不同的材料組成的,混凝土主要抗壓力,鋼筋主要承受拉力,兩者協同工作以滿足工程結構的受力要求。
一、鋼筋混凝土結構裂縫的維修
鋼筋混凝土結構上產生的裂縫,常見于非預應力受彎、受拉等構件中,以及預應力構件預應力端頭等部位。對于各種裂縫,必須查明其性質和產生的原因,進而確定具體的維修措施。
(一)損壞的現象和原因
(1)荷載裂縫,主要系結構在荷載作用下變形過大而產生的裂縫。
(2)溫度裂縫,主要系由大氣溫度變化、周圍環境溫差的影響和大塊體混凝土施工時產生的水化熱等因素造成。
(3)干縮裂縫,其產生的主要原因是:混凝土澆搗后,養護不及時,表面水分散失太快,體積收縮大;而內部混凝土濕度變化小,收縮也小,表面變形受約束后出現拉應力而導致表面干裂;其次是與所采用的水泥品種、水灰比大小、骨料含泥量、水泥含量、氣候環境、有無配筋外加劑、振搗是否密實等因素有關。
(4)張拉裂縫,即預應力構件內由于張拉應力而引起的裂縫。主要原因是:預應力經放張后,構件表面及端頭局部受力不均或受到附加力時,而產生的橫向、斜向、端頭等裂縫。
(5)沉降裂縫,現澆構件因地基或砌體過大不均勻沉降;平臥法生產的預制構件因側向剛度差,在其側面產生沉降裂縫;模板剛度不足、支撐間距大、支撐松動、過早拆模等,也可導致產生沉降裂縫。
除此以外,還有腐蝕、施工、振動所引起的裂縫。
(二)裂縫治理方法
混凝土結構或構件出現裂縫,有的破壞結構整體性,降低構件剛度,影響結構承載力;有的是對承載能力無多大影響,但會引起鋼筋銹蝕、降低耐久性,或發生滲漏,影響使用。因此,應根據裂縫性質、大小,結構受力情況和使用要求,區別情況,及時進行治理。一般有以下幾種處理辦法。
1.表面修補法。這種辦法適用于承載能力無影響的表面裂縫,以及大面積細裂縫防滲、漏水的處理。
一般采用表面涂抹水泥砂漿或表面涂抹環氧膠泥或用環氧粘貼玻璃布以及表面鑿槽嵌補的方法。
2.內部修補法。內部修補是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中,由于其凝結硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。此修補方法適用于對結構整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、寬度以及施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿;寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學灌漿。
(1)水泥灌漿。一般適用于大體積構筑物裂縫的修補,主要施工程序包括:鉆孔、沖洗、止漿及堵漏、埋管、試水、灌漿。
(2)化學灌漿。這適用于多種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。其操作主要工序為:表面處理、布置灌漿嘴和試氣、灌漿及對孔。
二、鋼筋混凝土內鋼筋腐蝕的維修
鋼筋混凝土內鋼筋的腐蝕,一般分為兩種情況,一種是鋼筋保護層先遭受破壞,從而導致鋼筋的銹蝕;另一種是鋼筋先發生銹蝕,從而使保護層開裂?；炷羶蠕摻钿P蝕,一方面使其截面逐漸減少,與混凝土之間的粘結力降低,影響構件的使用安全;另一方面鋼筋銹蝕體積膨脹(約增大2倍以上),使混凝土保護層開裂甚至脫落,降低了構件的受力和耐久性能。尤其對預應力混凝土構件內的高強度鋼絲,其危害性更大。
(一)鋼筋腐蝕的原因
影響鋼筋銹蝕的因素是多方面的,如周圍介質的侵蝕,鋼材的材質差,混凝土保護層的性能影響等。具體原因如下:
1.由于混凝土不密實或有裂縫存在造成鋼筋銹蝕。這往往是造成鋼筋銹蝕的主要原因。尤其當水泥用量偏少,水灰比不當和澆搗不良,或者在混凝土澆筑中產生露筋、蜂窩、麻面等缺陷,都給水(汽)、氧和其他侵蝕性介質的滲透創造了有利條件,多種介質容易到達鋼筋表面,從而加速鋼筋的銹蝕。
2.由于混凝土碳化造成鋼筋銹蝕?；炷林袖摻钿P蝕的主要原因之一是“碳化”?？諝庵械亩趸細怏w,在混凝土表層中逐漸被氫氧化鈣的堿性溶液所吸收,相互反應生成碳酸鈣,這種現象稱為混凝土的“碳化”。當碳化深度達到超過鋼筋保護層時,使鋼筋失掉保護的屏障,當大氣中的有害氣體侵入混凝土,就會使鋼筋遭到銹蝕而生銹。
3.由于混凝土內摻入氯鹽造成“鋼筋銹蝕”?；炷林械膲A性成分在鋼筋表面形成鈍化膜,堿度越高,鈍化膜的保護作用越強。但當堿性成分被融出和碳化作用產生影響,使混凝土中堿度降低或存在有害成分時,則鈍化膜被破壞而引起鋼筋銹蝕,破壞鋼筋鈍化膜的有害成分的鹵素離子中氯離子破壞作用最強,且對鈍化膜產生局部性的破壞,使鋼筋表面產生點狀腐朽。
4.由于雜散電流導致鋼筋銹蝕。工業用電中的直流電,當它泄漏到鋼筋混凝土結構中時,會造成鋼筋的腐蝕生銹。
(二)鋼筋銹蝕的預防
(1)保證混凝土的密實度,阻止腐蝕性介質及水(汽)氧等侵入混凝土內。因此,對修繕工程的拆改部分要重視做好混凝土的澆筑工作。施工時要嚴格按照施工規范,掌握好水灰比,水泥質量,振搗和養護等有關規定;在有嚴重的侵蝕性介質的處所,應適當增加保護層的厚度;對現有的房屋建筑結構,如混凝土質量不良和現場侵蝕性介質比較嚴重時,可在構件外表面涂抹絕緣層如瀝青漆,環氧樹脂涂料等,進行防護。
(2)對于室內有侵蝕性氣體,粉塵介質,或相對濕度較大時,則應采取加強通風措施,如改善門窗布置,加設機械通風裝置,以消除或減弱它們對鋼筋銹蝕的作用。
(3)澆筑鋼筋混凝土結構,應嚴格按施工規范控制氯鹽用量,對禁止使用氯鹽的預應力、薄壁,露天混凝土結構等時,則絕不使用,以防止鋼筋銹蝕。
(4)在澆筑混凝土內加入適量的緩蝕劑,如亞硝酸鈉等,可以消防或延緩鋼筋的銹蝕。
(5)防止雜散電流的腐蝕。首先,應杜絕和減少廠礦直流電泄漏到鋼筋混凝土結構中和地下土壤中去;其次,要提高混凝土構筑物和鋼筋的絕緣性能。
(6)為防止高強鋼絲的應力腐蝕和脆性斷裂,可采用在鋼筋表面涂刷有機層(如環氧樹脂等)和鍍鋅的措施,然后再澆筑混凝土。鋅保護層較為可靠不易損壞,并可用在保護薄壁結構的綁扎和焊接配筋網的高強鋼筋上。
(三)鋼筋銹蝕維修的一般原則
(1)當鋼筋銹蝕尚不嚴重時,混凝土表面僅有細小裂縫,或個別破損范圍較小時,則對混凝土裂縫或缺陷,破損處,進行封閉或修補。
(2)當鋼筋銹蝕嚴重,混凝土裂縫破裂,保護層剝離較多時,則應對結構認真檢查,必要時先采取臨時支撐加固,再鑿除混凝土腐蝕松散部分,徹底清除鋼筋上的鐵銹,將需作修補的舊混凝土銜接面鑿毛,對有油污處用丙酮清洗;對于鋼筋腐蝕嚴重,有效面積減小,應增焊相應面積鋼筋補強,然后再用高一級的細石混凝土修補,必要時加鋼筋網補強。
(3)對鋼筋腐蝕很嚴重,混凝土破碎范圍較大時,在對銹蝕鋼筋除銹補強和清除混凝土松碎部分后,可采用壓力噴漿法做進一步的修補。
三、混凝土的缺陷、腐蝕及滲漏的維修
混凝土因其材質、澆筑、使用條件及環境等多方面的因素影響,會形成各種缺陷,并產生腐蝕、滲漏等損壞現象?；炷恋娜毕輹煌潭鹊卦斐射摻钿P蝕、滲漏并進而影響到結構強度、剛度、穩定性、耐久性等。因此必須及時查明其損壞原因,針對不同情況提出合理的維修方案予以修復。
(一)損壞的主要原因
(1)施工、使用、維護不當。如施工方面有水質差、水泥強度等級低、用量不足、砂石含泥量大、水灰比選擇不當、漏振搗、鋼筋位置偏差、模板移位、養護不及時;使用、維護方面有超載、高溫環境、有害介質侵蝕、碰撞、未及時補破損處、在構件上任意開洞挖槽、增大使用荷載等。
(2)酸、堿、鹽類等的侵蝕,地下水的侵蝕,水溶解的腐蝕,以及大氣及周圍環境中有害氣體的腐蝕。
(3)混凝土存在缺陷并遇到腐蝕;混凝土的防水構造節點設計不合理或防水構造年久失效等。
(二)維修方法
對混凝土缺陷、腐蝕的修補工作,應在分析原因,弄清范圍、性質和危害性的基礎上進行,常用的方法如下:
(1)表面缺陷、病害的修補。對不影響結構受力安全的混凝土表面的缺陷、病害,如數量不多的麻面、蜂窩、露筋、小塊脫落或輕微腐蝕等現象,一般可采用水泥砂漿或環氧樹脂配合劑進行修補。
(2)局部修理。對混凝土中較大的蜂窩、孔洞、破損、露筋或較深的腐蝕等,查清范圍后,可通過嵌填新混凝土或環氧樹脂配合劑的方法,消除局部缺陷、病害、恢復材料功能。如缺陷對構件的承載能力有影響,修理時應采取臨時局部卸荷措施或臨時支撐加固措施,如修補區基層和結合面處理、嵌填新混凝土、環氧砂漿或環氧混凝土修 補等等。
(3)水泥壓漿法修理。對影響結構強度安全的蜂窩或空洞,可采取不清除其薄弱層而用水泥壓漿的方法進行補強,以防止結構遭到較大的削落。
對滲漏的修理方法,應在修漏前先查明滲漏的確切位置,準備好修漏材料,然后根據不同情況,采用不同的堵修方法。堵修原則是:先變大漏為小漏,變線漏為點漏,變片漏為孔漏,使漏水集中于一點或數點,最后將集中點處的滲漏徹底堵住。
(4)混凝土的滲漏,一般分為孔洞漏水和裂縫漏水兩種情況。
?、倏锥礉B漏堵修方法。由較小毛細孔滲水到較大蜂窩孔洞漏水,都屬于孔洞漏水?？锥绰┧绰┧畨捍笮『涂锥创笮?采用不同的堵修方法:直接堵塞法、下管堵漏法、木楔堵漏法、預制套盒堵漏法以及混凝土墻面與頂板的防水層堵塞法等。
?、诹芽p漏水堵修方法。裂縫漏水按漏水水壓大小和裂縫大小,采用不同的修補方法:直接堵塞法、下線堵漏法、下半圓鐵片堵漏法、墻角壓鐵片堵漏法等。
(5)地面普通漏水的修理。當地面混凝土質量較差,地面發現普遍滲漏時,先對工程結構進行檢查鑒定,若混凝土強度仍能滿足要求的,就可進行滲漏的修補工作。條件許可時,先將水位降至建筑物的地面以下,然后修補。如無法降低地下水集中于臨時集水坑中排出,再把地面上漏水的孔眼、裂縫分別按孔洞漏水和裂縫漏水的方法進行處理;余下較少的毛細孔滲水,可按混凝土表面清洗干凈,抹上厚為1.5cm的水泥砂漿一層,待凝固后,按滲漏水檢查方法,找出滲漏水準確位置,采用一定的堵漏法,逐個堵好,然后做好整個地面防水層。
篇3：住宅結構設計之鋼筋混凝土梁板結構
住宅結構設計之鋼筋混凝土梁板結構
板是一種平面構件，主要承受各種作用產生的彎矩和剪力；梁在梁板結構中，一般為直線形（也有曲線形）構件，主要承受各種作用產生的彎矩和剪力，有時也承受扭矩。由梁和板組成的鋼筋混凝土梁板結構如樓蓋、屋蓋、陽臺、雨篷和樓梯等，在建筑中應用十分廣泛。在特種結構中水池的頂板和底板、煙囪的板式基礎也都是梁板結構。
鋼筋混凝土樓蓋是建筑結構的主要組成部分，對于6～12層的框架結構，樓蓋用鋼量占全部結構用鋼量的50％左右；對于混合結構，其用鋼量主要在樓蓋中。
因此，樓蓋結構選型和布置的合理性以及計算和構造的正確性，對建筑的安全使用有著非常重要的意義。鋼筋混凝土樓蓋按其施工方法可分為現澆式、裝配式和裝配整體式三種：
1．現澆鋼筋混凝土梁板結構。整體剛性好，抗震性強，防水性能好，適用于布置上有特殊要求的樓面，有振動要求的樓面，公共建筑的門廳部分，平面布置不規則的局部樓面（如劇院的耳光室），防水要求高的樓面（如衛生間、廚房等），高層建筑和抗震結構的樓面等?，F澆梁板結構按樓板受力和支承條件的不同，又分為單向板肋式樓蓋，雙向板肋式樓蓋，雙重井式樓蓋和無梁樓蓋等。
2．裝配式鋼筋混凝土樓蓋。樓板采用預制構件，便于工業化生產，在多層民用建筑和多層工業廠房中得到廣泛應用，此種樓面因其整體性、抗震性及防水性能較差，而且不便于開設孔洞，故對高層建筑及有防水要求和開孔洞的樓蓋不宜采用。若在多層抗震設防的房屋使用，要按抗震規范采取加強措施。
3．裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋：其整體性較裝配式好，又較現澆式節省支模。但這種樓蓋要進行混凝土二次澆灌，有時還需增加焊接工作量，故對施工進度和造價有不利影響。因此僅適用于荷載較大的多層工業廠房、高層民用建筑及有抗震設防要求的一些建筑。