钢筋混凝土结构习题及答案 一、填空题 1、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的 超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。 2、随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力 。 3、弯起筋应同时满足 、 、 ，当设置弯起筋仅用于充当支座负弯矩时，弯起筋应同时满足 、 ，当允许弯起的跨中纵筋不足以承担支座负弯矩时，应增设支座负直筋。 4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段，试选择填空：A 、I ；B 、I a ；C 、II ；D 、II a ；E 、III ；F 、III a 。①抗裂度计算以 阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计 算以 阶段为依据；③承载能力计算以 阶段为依据。 5、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。 6、钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在 弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按 截面处的刚度进行计算。 7、结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下 和 不超过规定的限值。 8、受弯构件的正截面破坏发生在梁的 ，受弯构件的斜截面破坏发生在梁 的 ，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防止梁发生 破坏，配置足够的腹筋是为了防止梁发生 破坏。 9、当梁上作用的剪力满足：V ≤ 时，可不必计算抗剪腹筋用量，直接按构造配置箍筋满足max min ,S S d d ≤≥；当梁上作用的剪力满足：V ≤ 时，仍可不必计算 抗剪腹筋用量，除满足max min ,S S d d ≤≥以外，还应满足最小配箍率的要求；当梁上作用的 剪力满足：V ≥ 时，则必须计算抗剪腹筋用量。 10、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的破坏形式为 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破坏形式为 。
现浇混凝土梁裂缝的分析及预防 【摘要】本文分析了钢筋混凝土梁的裂缝产生原因和部位，并提出了相应的预防措施。【关键词】钢筋混凝土梁裂缝热胀冷缩 1前言 钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下，引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的，包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响。 2裂缝形成原因 钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂。主要有：材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等。通常可归纳为以下几种： (1)收缩裂缝。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。 (2)水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程中，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)温变裂缝。现浇钢筋混凝土梁随着温度变化会产生热胀冷缩变形。即温度变形。 AL=L(t1－t2)﹠△AL——钢筋混凝土梁的变形值 L――梁的长度 ((t1—t2))——温度变化值 d——材料的线嘭胀系数、混凝土为10a×10-b由于混凝土截面高度较大或较特殊环境下施工．如较寒冷地区施工。梁的上下表面温度不一致，梁会产生温度弯矩。如温度弯矩与荷载弯矩迭加超过梁所能承担的能力。梁便会产生裂缝。预防产生温度裂缝的措施主要有：①设置温度裂缝。②运用水化热小和收缩小的水泥。③浇筑后．表面应及时覆盖并洒水养护．复季应延长养护时间，寒冷季节混凝土表面采取保温措施。 (4)设计欠周全。如钢筋混凝土梁的截面不够，梁的跨度过大，高度偏小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等。都会导致混凝土梁出现结构裂缝。 (5)施工质量造成的裂缝。
第38卷第6期2012年12月四川建筑科学研究Sichuan Building Science 收稿日期：2011-06-21作者简介：郑靖靖（1986－），女，山西太原人，硕士研究生，研究方向：混凝土耐久性。 基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（50808173）E －mail ：ldyldg@163．com 混凝土中钢筋不均匀锈胀的模拟试验研究 郑靖靖，耿 欧，高飞剑，李德宝 （中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州221008） 摘 要：通过钢筋开槽并施加油压的方式模拟混凝土中钢筋不均匀锈胀效应，得到了混凝土表面产生顺筋裂缝时 所对应的油压值（近似锈胀力）及沿试件长度的裂缝宽度分布规律，为今后进一步研究和探寻混凝土中非均匀锈胀力分布及锈胀裂缝宽度发展规律提供了基础。关键词：混凝土；钢筋锈蚀；不均匀锈胀力；顺筋裂缝中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1008－1933（2012）06－093－03 Simulation experiment of uneven expansion of corroded reinforcement in concrete ZHENG Jingjing ，GENG Ou ，GAO Feijian ，LI Debao （School of Mechanics and Civil Engineering ，China University of Mining and Technology ，Xuzhou 221008，China ） Abstract ：This paper simulates the steel bar's uneven corroded expansive effect in concrete ，through the way of steel slotting and hydraulic fracturing ， obtaining the hydraulic value （similar as the corroded expansive force ）when steel cracks occurring on the concrete surface and distribution law of crack width along the length of the specimen．This may offers a foundation to further researching and exploring the uneven corroded expansive force's distribution and the corroded expansive crack width's development law on concrete．Key words ：concrete ；steel corrosion ；non-uniform expansion force ；longitudinal cracks 0引言 混凝土内钢筋锈胀引起的混凝土保护层开裂是造成钢筋混凝土结构耐久性失效的最主要原因之 一［1-4］，使混凝土保护层出现顺筋裂缝的钢筋锈胀力大小的确定是钢筋混凝土结构耐久性研究中的重点问题之一［5］ 。早期的研究者一般是将混凝土中钢 筋的锈蚀假定为均匀锈蚀来研究钢筋锈胀问题 ［5-7］，但最近的研究表明，实际使用环境下钢筋的锈蚀是 不均匀的：面向保护层一侧钢筋锈蚀严重，而背向保 护层的一侧锈蚀相对较轻，锈蚀层厚度的分布沿钢筋表面近似为椭圆形 ［8-10］ 。同时，钢筋锈胀力在钢 筋周围的分布也是非均匀的， Bong Seok Janga 、Byung Hwan Ohb ［11］认为非均匀锈蚀引起的锈胀力比均匀锈蚀引起的锈胀力低，约降低40% 60%，推导出了基于相对保护层厚度的锈胀力公式。冯瑞、袁迎曙等 ［12］ 根据已有理论成果，运用弹性力学 原理，从非均匀角度完善了锈胀力力学模型，通过与 具体试验对比，验证了其在预测锈胀力方面的可行性。徐港、卫军、刘红庆 ［13］ 设计了一种新的钢筋快 速锈蚀试验方案， 研究了氯离子环境下钢筋非均匀锈蚀引起的混凝土保护层胀裂问题。试验表明，试件上的锈胀裂缝均出现在近钢筋侧的混凝土表面上；相对保护层厚度是决定混凝土开裂的主要因素。 目前，国内外对非均匀锈胀效应的研究多是理论分析和数值模拟 ［14-17］ ，而对于用试验来模拟钢筋 的非均匀锈胀的研究很少， 因此，本文用油压模拟非均匀锈蚀时钢筋的锈胀力，得到了保护层开裂时所对应的油压值及沿试件长度的顺筋裂缝宽度，为今后进一步研究非均匀锈胀力的分布及锈胀裂缝宽度发展规律奠定了基础。 1试验方案设计 本文采用在钢筋表面开槽并在开槽部分填塞石 蜡；浇筑混凝土并在混凝土达到养护要求后使石蜡 融化流出形成混凝土内孔道。试验时，以在孔道内施加油压的方式来近似模拟混凝土中钢筋不均匀锈 胀效果。为便于开槽， 钢筋采用直径为25mm 的圆钢，长度取为500mm ，将钢筋浇筑在100mm ?150 3 9
第31卷 第12期 2009年6月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.31 No.12 J un.2009 DOI :10.3963/j.issn.167124431.2009.12.027 钢筋混凝土保护层锈胀开裂的临界锈蚀量模型 周锡武1,卫 军2,徐 港3 (1.佛山科技学院环境与土木建筑学院,佛山528000;2.中南大学土木建筑学院,长沙410075; 3.武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072) 摘 要: 基于弹塑性理论,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及诸多影响因素,如钢筋直径、保护层厚度、锈蚀产物及混凝土的材料性能等,推导出混凝土破损程度与锈蚀深度的相互关系,建立了均匀锈蚀下钢筋混凝土保护层锈胀开裂的临界锈蚀量模型。理论模型计算结果与试验数据的对比表明,模型可用于混凝土中钢筋锈蚀胀裂的预测。关键词: 混凝土保护层; 钢筋锈蚀; 锈胀力; 锈蚀产物中图分类号: TU 311.2 文献标识码: A 文章编号:167124431(2009)1220099204 B ar Critical Corrosion R atio Model of R einforcement Concrete Cover Corrosion Expanding Crack ZHO U Xi 2w u 1,W EI J un 2,X U Gang 3 (1.College of Civil Engineering ,Foshan University of Science and Technology ,Foshan 528000,China ;2.School of Civil Engineering and Architecture ,Central S outh University ,Changsha 410075,China ; 3.School of Civil Engineering ,Wuhan University ,Wuhan 430072,China ) Abstract : Based on the elastic 2plastic theory and the model for calculating the cracking of cover in reinforced concrete struc 2ture due to rebar uniform corrosion was proposed.In the model the real deformation of concrete and rebar as well as the bar di 2ameter ,the cover thickness ,the performance of corroded products and concrete material were considered.In this article ,the relationship between the corrosion depth of the bar and the cracking of the concrete cover is established.The comparison of cal 2culation result with experimental data indicates that the proposed model is feasible for predicting the expansion cracking of con 2crete cover due to corrosion of rebar. K ey w ords : concrete cover ; reinforcement corrosion ; corrosion pressure ; corroded products 收稿日期:2009202223. 基金项目:国家自然科学基金(50538070). 作者简介:周锡武(19722),男,博士.E 2mail :xiwuzhou @https://www.doczj.com/doc/af4083237.html, 混凝土结构耐久性失效最主要的表现形式为钢筋锈蚀引起保护层破损及结构破坏。钢筋锈蚀后其锈蚀体积是原有体积的2—3倍[1],对钢筋周围混凝土产生挤压。锈蚀产物的不断积聚,直接导致混凝土保护层沿钢筋产生纵向开裂裂缝。裂缝的形成又进一步加速了钢筋腐蚀速率,严重影响混凝土结构的耐久性,因此 研究钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂具有重要的工程实际意义。目前国内外已有学者对保护层开裂时的
钢筋混凝土结构裂缝的危害、原因与防治 摘要：在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中，出现裂缝而影响工程质量屡见不鲜。本文分析了钢筋混凝土结构物裂缝的种种危害以及产生的原因，并进一步提出了区分结构性裂缝和非结构性裂缝的防治措施。 关键词：钢筋混凝土裂缝原因防治措施 钢筋混凝土结构在工业与民用建筑、桥梁隧道、高速公路、水工大坝、海洋平台等工程项目中，得到了广泛的应用。然而，在实际工程中，钢筋混凝土结构的裂缝经常可见。裂缝的存在一方面影响了结构的美观和正常使用；另一方面削弱了结构的刚度和整体性，导致工程事故的发生。本文着重对引发钢筋混凝土裂缝的危害和原因进行归纳，并提出相应的预防和处理措施，旨在对某些容易忽视的问题引起重视。 一、裂缝的危害 钢筋混凝土结构物一旦产生裂缝，对本身会产生安全上及使用上的影响。外部环境的有害成分侵入，会使裂缝部分持续扩大及劣化，造成使用性能的降低，而导致使用寿命的缩短，甚至会影响结构物的安全性。 1.对结构强度的影响 结构物裂缝发生后，其本身的刚性、剪力强度、拉力强度、抗弯强度都会降低，并可能导致结构行为发生应力重分配，造成进一步的破坏。裂缝严重时，可能会使构材掉落而造成危害。 2.对耐久性能的影响 裂缝对耐久性的影响，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，而缩短结构物的使用年限。 3.对气密性能的影响 裂缝对于气密性能的破坏，主要是针对需要高气密性能的结构物而言的，如医院、核电厂，或一些疫苗培植性能的结构物。一旦发生裂缝，就会造成气密性降低，造成辐射线或疫苗菌类外泄，影响到人们的安全。 二、裂缝的原因分析 钢筋混凝土结构物裂缝形成的因素有许多，如干缩、温度效应、外力超载或施工不当等都会产生裂缝。 1.塑性收缩裂缝 混凝土由水泥、细骨材、粗骨材及水拌合而成，由于水与水泥的水化产生胶结作用，将粗细骨材连成一体，从而产生混凝土的强度。混凝土浇置后在凝固前呈现软性或塑性状态。拌合水化作用开始，混凝土表面曝露于大气间，混凝土表面的水分开始蒸发，并导致混凝土干缩。混凝土表面温度及风速均影响表面水分蒸发产生干缩的程度，因此混凝土内部与外表
基于弹塑性理论计算钢筋锈胀力 摘要：本文应用弹塑性力学知识进行理论分析，结合已有的研究成果，提出了由钢筋均匀锈蚀导致的外围混凝土保护层胀裂时刻和胀裂以前的钢筋锈胀力计算公式，同时为了更好的揭示锈蚀物产生、发展的基理，也采用了弹塑性理论建立了钢筋非均匀锈胀力的分布模型，对于理论计算公式存在较大的误差问题，针对这一问题从锈蚀物物理参数的取值、锈蚀物形成阶段等多方面论述了产生误差的原因，探讨了与钢筋锈胀力相关的各个影响因素，认为：钢筋锈蚀率对钢筋锈胀力的影响最大，随钢筋锈蚀率增加，钢筋锈胀力迅速增加；混凝土等级对钢筋锈胀力影响甚微，而影响构件外围混凝土保护层胀裂时刻钢筋锈胀力终值的大小；钢筋锈胀力随混凝土保护层厚度的增加而略有增加，但与钢筋直径的增加则相反；同时钢筋直径对钢筋锈胀力的影响程度要大于混凝土保护层厚度的影响。 关键词：钢筋混凝土，锈蚀产物，锈胀力，理论计算，本构方程 第一章引言 混凝土结构因碳化或氯离子的侵蚀，会使钢筋发生锈蚀。由于所生成的锈蚀产物的体积约是相应钢筋体积的2一4倍，其体积膨胀会在钢筋一混凝土交界面上产生压力，这种力就是所谓的钢筋锈胀力。当锈胀力达到某一数值时，将导致混凝土保护层开裂，使混凝土构件产生顺筋方向的裂缝。一般认为裂缝的出现会加速钢筋的锈蚀，使结构的耐久性降低，研究锈胀力对结构耐久性分析具有重要意义。 锈胀过程相当复杂，虽然有一些学者采用油压或水压模拟锈胀等替代试验的方法研究钢筋锈胀现象，但这些并不能揭示锈蚀物产生、发展的机理。因此，采用弹性力学或有限元等方法对这一问题进行研究极有必要。 目前虽然有一些学者研究了钢筋锈蚀的现象，但是大都不能够揭示锈蚀物产生、发展的机理。在对锈蚀膨胀的力学研究过程中，他们通常将锈蚀层简化为规则的形状模型，且多假定为圆形，即假定钢筋均匀锈蚀，认为锈胀力在同一截面是均匀分布的。 过去的研究中，假定混凝土中钢筋是均匀锈蚀的，锈蚀层为与钢筋同轴的圆形。Liu 和Weyers采用Ugu-ral提出的模型，根据钢筋锈蚀产物的分布情况，利用弹性理论研究后认为只有锈蚀产物体积膨胀量是造成锈胀力的原因。它主要与混凝土抗拉强度、混凝土保护层厚度及钢筋直径有关。 在此基础上，王军强等对于锈胀力的理论模型的研究大都是利用弹性力学理论及有限元分析方法将混凝土中的钢筋锈蚀问题简化为一个平面应变问题；若假定径向位移可以用锈蚀产物膨胀率和钢筋半径损失来表示，则可以确定保护层开裂前钢筋周围混凝土中应力与钢筋半径损失之间的关系，以及各区域的应力和位移表达式。 赵灵羽等假定钢筋为均匀锈蚀，考虑锈胀力作用下混凝土和钢筋锈蚀产物的径向变形，并根据混凝土、锈蚀产物和未绣钢筋之间的变形协调条件，采用弹性力学方法建立胀裂前钢
钢筋混凝土结构常见裂缝问题及处理方法 钢筋混凝土结构常见裂缝问题及处理方法 【摘要】本文从探讨钢筋混结构防治裂缝的重要意义出发，详细阐述了钢筋混凝土结构防治裂缝的重要性和重要地位。接着笔者又深入分析了该种裂缝的成因问题并就处置措施进行了详细的论述和分析。最后，针对裂缝预防策略，笔者做了观点性和理论性的分析论述。 【关键词】钢筋混凝土结构、裂缝、原因、解决措施、预防策略 一、钢筋混凝土结构防裂缝的重要意义 我们国家快速增长的经济，给建筑业也带来快速的发展。混凝土的取材非常广泛，价格也比较低，并且具有较高的抗压强度，可以浇筑成多种开关，具有较好的耐火性，不容易被风化，养护起来也不需要太多的费用，是现在世界建筑结构中经常使用的一种建筑材料。而商品混凝土的问世，因具有施工更加便捷，具有较为稳定的性能，质量也非常可靠，劳动强度不高，但生产效率非常主，并且能够减少噪音，对环境有一定的保护作用等优点，所以，在现在工程的建设中得到广泛的使用。固体材料中产生的一种不连续的现象就是裂缝，在混凝土的结构中，裂缝也是一种非常常见的现象，并且也严重影响了结构的质量。首先，对结构的承载力与使用的安全性带来很大的影响，对受弯构件的楼板而言，虽然在受弯区可能有较小范围的裂缝，但对结构承载力带来的影响是不得不关注的，特别是有些使用人在进行装修的过程中，给地面增加很多设计的人，对荷载没有进行全面的考虑。其次，对结构的防水性带来的影响，特别是防水没有做好的部位表现是非常明显的。最后，对结构的耐久性与使用寿命造成的影响，对混凝土结构体产生破坏作用包括化学侵蚀与碳化，冻融循环与碱集料反应等，并且这种破坏的作用有快有慢，不但受混凝土自身材料性质的影响，其中还有一个重要因素就是裂缝。空气中的二氧化碳与二氧化硫气体以及雨水都会随着
2015年第6期(总2∞期安徽建筑 口口 DOI:10.16330/https://www.doczj.com/doc/af4083237.html,ki.1007—7359.2015.04.083 不同因素下钢筋混凝土裂缝宽度与锈蚀率的关系 Relationship between Crack Width and Corrosion Ratio of Steel Concrete under Different Factors 鹿鸣,张同双 (山东科技大学,山东青岛266590 摘要:锈胀开裂是钢筋混凝土桥梁在腐蚀环境下最常见的灾害。试 验设计了12个钢筋混凝土构件,放入盐水中进行通电加速锈蚀。并测 得锈胀裂缝宽度。文章研究了在保护层厚度不变的情况下,不同水友 比和钢筋直径对锈胀裂缝宽度与锈蚀率之问关系的影响,对钢筋混凝 土结构耐久性设计提供一定的参考。 关键词:水灰比;钢筋直径;锈胀裂缝宽度;钢筋锈蚀率 中图分类号,TU392.2文献标识码:A 文章编号:1007—7359(201506—0192—03 0引言 钢筋混凝土锈蚀损伤耐久性问题已成为国内外广为关注 的研究热点llI,已有的评估标准认为混凝土保护层一旦开裂耐 久寿命便终结。但是大量的研究表明,混凝土保护层锈胀开裂 时钢筋的锈蚀率很小,钢筋与混凝土问的粘结性能无明显退
咎化。这时的损伤累积还不足以对结构的承载力构成威胁[231。对气。混凝土保护层锈胀开裂及开裂后的裂缝宽度扩展进行研究,在爱不破坏结构安全的情况下,通过外观检查测量,根据锈胀裂缝薹宽度与相关因素之间的关系,合理准确地进行结构耐久寿命评测估,确定维修加固措施以及基于耐久性的结构再设计,无疑具差有现实意义。 梗 未 安徽建筑 192 1试验设计 经过电化学加速腐蚀钢筋混凝土试件中的钢筋之后,使试 件表面出现不同宽度的裂缝(0.2mm、0.4mm、O.7mm以及 1.0mm,根据混凝土水灰比、钢筋直径等因素对锈蚀开裂的影 响,说明不同水灰比和钢筋直径对锈胀裂缝宽度与锈蚀率之间 关系的影响,并通过实测钢筋锈蚀率的试验结果加以完善和改 进。 1.1试验原材料 ①水泥:P.0.42.5。 ②石子:碎石,5~25ram连续级配。 ③砂:中砂,细度模数2.6,级配良好。 ④钢筋:HRB335,二级钢。
解决方案编号：YTO-FS-PD918 钢筋砼结构裂缝产生原因及预防通用 版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
钢筋砼结构裂缝产生原因及预防通 用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 建筑结构产生裂缝是很普遍的现象，从理论上说，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，没有裂缝隙或这类结构性裂缝隙非常细微，不易为肉眼所察觉。但在现实的建筑中，混凝土结构会出现各种各样的裂缝，其中最常见的要数钢筋砼构件以及砖墙裂缝。在这里主要讨论钢筋砼梁出现裂缝的原因很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等，通常可归纳为以下几种： 一钢筋砼常见裂缝原因分析 1、材料质量 材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好，若工程上用了这等不合格的材料就会产生“豆腐渣工程”。所以说只有材料的质量关把好了，工程质量才会在根本上得到保证。 2、施工工艺
钢筋混凝土结构裂缝的成因及预防措施 发表时间：2019-06-21T17:31:52.043Z 来源：《工程管理前沿》2019年第04期作者：邢福瑜[导读] 本文结合工程实践，分析了裂缝产生的原因，并提出控制与防治措施。希望能让大家最大限度的减少甚至避免这些质量问题，让工程质量得到进一步提高。 【摘要】：随着经济不断发展，人们对建筑物的质量要求越来越高。其中钢筋混泥土质量对混凝土结构的建筑工程，产生的质量影响最关键的。本文结合工程实践，分析了裂缝产生的原因，并提出控制与防治措施。希望能让大家最大限度的减少甚至避免这些质量问题，让工程质量得到进一步提高。 【关键词】：建筑工程；钢筋混凝土结构；预防 【引言】：在建筑行业中，高层建筑如雨后春笋般不断涌现出来，高层建筑的发展越来越迅速。高层建筑作为以钢筋混凝土作为基础结构的建筑方式，在抗压性方面非常巨大，但是，在具有高强度的抗压性的同时，却有着非常较低的抗拉性，然而抗拉性过低就会导致建筑出现裂缝风险的可能性加大。因此钢筋混凝土结构裂缝问题在建筑施工程中是比较多见的，同时，裂缝问题也给设计和施工人员带来很大的挑战。如何对建筑工程中钢筋混凝土结构可能引发裂缝现象进行科学有效的控制和管理就显得尤为重要。 1.钢筋混泥土结构裂缝存在的危害 首先钢筋混泥土结构出现裂缝会对建筑物的防水性带来影响。钢筋混泥土结构一旦出现了裂缝，则在遇到楼板间有水源的情况时很容易出现渗水的现象，对邻近住户的生活带来很大不便。其次，裂缝对建筑物的承载能力和安全性也有很大的影响，房屋一旦出现裂缝，其承载能力就会大打折扣，比如房屋在进行装修的过程中还会增加新的负荷，会大大降低建筑物的承载力。最后，裂缝也会影响到建筑物的使用寿命。在混凝土结构中甚至小小的裂缝若是未能妥善处理还有可能会造成建筑物坍塌，可见后果真的是不堪设想的。 2.导致钢筋混凝土结构出现裂缝的原因 2.1 设计因素导致的裂缝 在设计过程中，一是配筋不足或截面较小，这样建成的房屋梁板成型后刚度差，整体挠度偏大，在这种情况下很容易引起四角裂缝；并且如果设计板厚度不够，挠度验算不准确造成挠度偏大的情况下，也容易引起四角裂缝。二是未设置伸缩缝，会导致在薄弱环节产生收缩裂缝，这是纵向裂缝和横向裂缝产生的一个主要原因；三是基础设计处理不当，引起不均匀沉降，使上部结构产生附加应力或者出现双向受力，一方受力不均匀的情况下，也极易导致楼板裂缝的不规则裂缝。 2.2 材料因素导致的裂缝 混凝土原料的原因由于混凝土在配合的过程中比例不当，比如胶结料偏多、用水量偏小，而且砂率偏大、或者是外加剂中有一些不合理的增加粘稠度的成分等，从而使得混凝土过于粘稠，在振捣的时候其中的气泡不易排出，这种情况还容易使得混凝土结构的表面出现蜂窝麻面。同时，为了防止混凝土分层，混凝土在入模之后也不敢进行充分的振捣，大量的气泡排不出来，也会使得混凝土结构表面被硬化，从而出现蜂窝麻面，最终形成裂缝[1]。 2.3 施工因素导致的裂缝 在施工过程中由于施工工艺不当，致使支座处负筋下陷，保护层过大，固定支座变成塑性铰支座，使板上部沿梁支座处产生裂缝；施工操作过程中产生的动荷载、冲击荷载，模板、钢管等周转材料的集中堆放，使钢筋混凝土结构因承受高于设计时所考虑的荷载而出现裂缝。 3. 预防钢筋混凝土结构裂缝的措施 为了能在建筑工程施工中增加建筑的稳定性和安全性，做好预防建筑裂缝的产生是非常至关重要的。 3.1 从设计方面防控裂缝。在设计时要计算好各个方面的承载负荷，将各种容易产生负载的原因要统计清楚，要按照最大的承载负荷进行设计[2]。同时，对于各种建筑的基础设计和施工一定要引起相应的重视，所谓万丈高楼平地起，基础打不好各种问题都会出现。 3.2 从控制材料方面防控裂缝。为了防止由于原料质量问题造成混凝土的裂缝。在采购混凝土原材料时，要选择名厂名牌产品，并且每批产品都要提供产品合格单。在原材料保存过程中，一定要按照产品的要求进行保存，对水泥产品，空气的相对湿度很关键，因此保存环境要格外引起重视。 3.3 在施工过程中防控裂缝 造成裂缝产生的原因有很多，在施工过程若是管理控制不当也会出现混凝土裂缝。因此在施工过程中要想防控裂缝的产生必须通过一定的施工控制手段，让这些施工手段适用于整个施工过程。 结束语 目前的建筑物或者构筑物大多都是采用的钢筋混凝土结构，因此钢筋混凝土结构若是出现裂缝，将在很大程度上影响这些建筑物或构筑物的安全性和耐久性。对于建筑结构裂缝要做到及时预防、及时发现、及时解决，最大程度上的保证建筑的稳定性与安全性，促进建筑行业的健康发展。 【参考文献】： [1] 王贵明. 混凝土裂缝的成因及其预防措施[J]. 建材技术与应用，2004,3 [2]赵军霞.混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].山西建筑，2011（24）.
第３７卷第８期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．８ ２０１８年８月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ａｕｇｕｓｔ，２０１８ 基于脆性开裂模型的钢筋混凝土锈裂过程 细观数值模拟 吴 萍１，杜 坤１，２，徐亦冬１，陈 伟１，胡 雷１，２ （１．浙江大学宁波理工学院，宁波 ３１５１００；２．重庆交通大学土木工程学院，重庆 ４０００７４） 摘要：基于混凝土脆性开裂模型，对钢筋混凝土锈胀开裂的演化过程进行了细观数值模拟。模拟结果显示，脆性开裂模型可以使模拟结果生成裂纹分布图形，从而直观的表征锈胀裂缝的产生、扩展情况。裂缝起裂位置垂直于最大位移加载方向，在最接近界面层的位置首先产生裂缝，并通过脆弱的界面层绕过骨料，向保护层边缘扩展，最终贯通保护层。模拟结果与实测锈胀裂缝分布较为一致，表明基于脆性开裂模型的细观模拟计算可靠。 关键词：脆性开裂模型；锈胀开裂；裂纹演化；裂纹分布；细观数值模拟 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-１６２５（２０１８）０８-２３７２-０６ Ｍｅｓｏ-ｓｃａｌｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＢａｓｅｄｏｎＢｒｉｔｔｌｅＣｒａｃｋｉｎｇＭｏｄｅｌ ＷＵＰｉｎｇ１，ＤＵＫｕｎ１，２，ＸＵＹｉ-ｄｏｎｇ１，ＣＨＥＮＷｅｉ１，ＨＵＬｅｉ１，２ （１．ＮｉｎｇｂｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５１００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４，Ｃｈｉｎａ） 基金项目：国家自然科学基金（５１７７８５７７）；浙江省自然科学基金（ＬＹ１５Ｅ０８００２５） 作者简介：吴 萍（１９８０-），女，硕士．主要从事土木工程建造技术领域的研究. 通讯作者：徐亦冬，博士，副教授，硕导．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｔｈｅｍｅｓｏ-ｓｃａｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｓｉｓｓｈｏｗｎｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｃａｎｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｅｃｒａｃｋｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｖｉｓｕａｌｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇ．Ｔｈｅｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｃｌｏｓｅｓｔｔｏｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｌａｙｅｒ，ｃｒａｃｋｓａｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎｉｔｉａｌｌｙ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｒａｇｉｌｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｌａｙｅｒｔｏｂｙｐａｓｓｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｅｘｔｅｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｄｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｖｅｒ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｖｅｒ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｓ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｉｓｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇ；ｃｒａｃｋｉｎｇｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ｃｒａｃｋｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｍｅｓｏ-ｓｃａｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ １ 引 言 混凝土结构的耐久性是国内外学术界与工程界关注的重大科技问题，而钢筋锈蚀则是引起沿海混凝土结构耐久性能退化的最主要因素。要准确掌握钢筋锈蚀后引起的混凝土结构性能变化规律，就必须正确认识钢筋混凝土保护层的锈裂规律。 关于混凝土保护层锈胀开裂的试验、理论模型及数值模拟研究相对较多，Ｃｈｅｒｎｉｎ ［１］与赵羽习等 ［２］总结了相关研究的成果。在试验研究方面，Ｚｈａｎｇ等［３］基于均匀锈蚀的假设，通过对２根在氯盐环境中放置１４和２３年的梁进行观测研究，建立了钢筋平均截面损失面积与裂缝宽度之间的关系。Ｋｈａｎ等［４］研究了一批 ２６年龄期混凝土内钢筋腐蚀的演变过程，并将试验数据与Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ模型 ［５］、Ｖｉｄａｌ模型［６］及Ｚｈａｎｇ模型［３］万方数据
钢筋混凝土结构裂缝的成因与处理方法- 工程事故分析 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，钢筋混凝土结构的裂缝一直是施工中最为常见和难以克服的弊病，在某些情况下，裂缝会导致非常严重的后果，因此研究钢筋混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会和经济意义。 1.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，裂缝严重时可能会使构材掉落而造成危害。 1.2对耐久性能的危害 裂缝对耐久性的影响，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，而缩短结构物的使用年限。 1.3对气密性能的危害 裂缝对于气密性能的破坏，主要是针对需要高气密性能的结构物而言的，如医院、核电厂，或一些疫苗培植性能的结构物。一旦发生裂缝，就会造成气密性降低，造成辐射线或疫苗菌类外泄，影响到人们的安全。 2.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7一100°C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。 2.4其它施工裂缝 （l）滑模施工、构件制作脱模、运输、堆放、吊装中，有时会产生各种裂缝；
收稿日期:2001-03-21 基金资助:国家攀登B 计划资助项目 作者简介:张伟平(1973-),男,浙江金华人,讲师,工学博士. 混凝土中钢筋锈胀过程的计算机仿真分析 张伟平, 张 誉 (同济大学建筑工程系,上海 200092) 摘要:基于混凝土中的钢筋锈胀损伤机理,提出一种采用温度膨胀环代替锈蚀产物的模拟方法.通过温度膨胀模 拟锈蚀产物的体积膨胀作用,通过膨胀环厚度的增大模拟钢筋锈蚀的发展过程,通过变化温度膨胀环的温度膨 胀系数,可以考虑不同锈蚀产物的影响,通过变化膨胀环的形状可以模拟混凝土中钢筋的不均匀锈蚀,为混凝土 中钢筋锈胀损伤机理的研究提供了一种有效方法.对保护层厚度、钢筋半径、钢筋位置、不同间距相邻钢筋对钢 筋锈胀力的影响规律进行了计算分析.计算表明,保护层厚度和钢筋半径之比是影响混凝土中钢筋锈胀力的重 要因素,且相邻钢筋锈蚀的附加影响不容忽视. 关键词:混凝土结构;钢筋锈蚀;计算机仿真 中图分类号:TU 375.5 文献标识码:A 文章编号:0253-374X (2001)11-1374-04 Simulation Analysis of Cover Splitting Process Due to Expansion Action of Corrosion ZHA N G Wei -pi ng ,ZHA N G Y u (Department of Building Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China ) Abstract :Based on the theory of cover s plitting due to steel corrosion ,the splitting process of concrete cover due to the v ol 2ume expansion action of corrosion products has been investigated by use of inner expanding band.Increasing the thickness of the expanding band simulates the propagation of corrosion ,and increasing element tem perature of the expanding band simulates the expansive action of corrosion.In addition ,varying temperature expansion coefficient can simulate the effect of different corrosion products ,and varying the shape of expanding band can simulate the uneven corrosion.The numerical m odel provides a tool that may be used to develop a better understanding of the mechanisms of damage propagation due to corrosion of the reinforcement.The cover thickness ,the bar radius ,the steel position were varied ,the influence of the neigh 2b oring steel were studied by varying the reinforcing steel bar s pacing.It is found that the cover -to -bar -radius ratio is important parameter against corrosion cracking ;the additional effect of the corrosion of the neighb oring steel should be tak 2en into account. K ey words :rein forced concrete ;rein forcement corrosion ;computer simulation 混凝土中钢筋发生锈蚀后,锈蚀产物的体积膨胀作用导致混凝土保护层胀裂甚至剥落,严重影响结构的正常使用;锈蚀产物的生成、钢筋横肋的锈损削弱钢筋与混凝土的粘结,再加上锈后钢筋截面的减小,使钢筋混凝土结构或构件的承载能力降低,甚至提前退役.因此,钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性问题越来越受到国内外土木工程界和学术界的关注和重视. 混凝土中钢筋锈蚀是一个复杂的电化学过程,最终锈蚀产物的形式取决于钢筋所处的环境条件,如供氧情况、湿度、孔隙水溶液p H 值等.锈蚀产物的体积比被腐蚀钢筋体积要大得多,因锈蚀产物最终形式不同而异.锈蚀产物的体积膨胀使钢筋周边混凝土产生环向拉应力,当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度 第29卷第11期 2001年11月同 济 大 学 学 报JOURNAL OF TON G J I UN IVERSITY Vol.29No.11 Nov.2001
最大裂缝宽度允许值 《混凝土结构设计规范》（GBJ 10-89） 钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件的裂缝控制等级、混凝土拉应力限制 系数α ct 及最大裂缝宽度允许值，应根据结构构件的工作条件和钢筋种类按表3.3.4采用。对裂缝控制有特殊要求的构件，表规定的数值应适当减小；有可靠的工程经验时，对预应力混凝土构件的抗裂要求可适当放宽。 裂缝控制等级、混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值（mm）表3.3.4 钢筋种类钢筋混凝土结构预应力混凝土结构 结构构件工作条件Ⅰ级钢筋 Ⅱ级钢筋 Ⅲ级钢筋 冷拉Ⅱ级钢筋 冷拉Ⅲ级钢筋 冷拉Ⅳ级钢筋 碳素钢丝 刻痕钢丝 钢绞线 热处理钢筋 冷拔低碳钢丝 室 内 一般构件 三级 （） 三级二级 αct＝屋面梁、托梁 三级二级 αct＝ 二级 αct＝
注：①属于露天或室内高湿度环境一栏的结构构件系指：直接受雨淋的构件；无围护结构的房屋中经常受雨淋的构件；经常受蒸汽或凝结水作用的室内构件（如浴室等）；与土壤直接接触的构件； ②对处于年平均相对湿度小于60％地区、且可变荷载标准值与恒荷标准值之比大于的受弯构件，其最大裂缝宽度允许值可采用括弧内的数字； ③对承受二台及二台以上的相同吨位、且起重量不大于50t的中级工作制吊车的预应力混凝土等截面高度吊车梁，当采用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋时，可根据使用要求，选用允许出现裂缝的预应力混凝土构件，其正截面的最大裂缝宽度允许值采用； ④采用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋的承受重级工作制吊车的预应力混凝土吊车梁，当处于露天或室内高湿度环境，其裂缝控制等级不变，混凝土拉应力限制系数αct应取；
⑤烟囱、筒仓及处于液体压力下的结构构件，其裂缝控制要求应符合现行专门规范的有关规定； ⑥表中预应力结构构件的混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值仅适用于正截面的验算，斜截面的验算应符合本规范第五章的规定。