鋼筋混凝土結構工程論文

　　鋼筋混凝土結構是一門課程，那麼你想知道是怎麼樣的嗎？下面就由小編為你帶來，希望你喜歡。

　　　篇【1】

　　摘要：本文從鋼筋混凝土工程的發展歷史階段、使用現狀等展現鋼筋混凝土的良好前景和對社會的重要性，在此基礎上，分項對鋼筋工程和混凝土工程進行簡單介紹，並闡述鋼筋混凝土在建築施工過程中的一些主要施工要點和施工工藝，同時闡述部分鋼筋混凝土在施工過程中遇到的主要問題和應對的解決措施。

　　關鍵字：鋼筋工程混凝土工程鋼筋混凝土施工

　　引言：隨著人們對鋼筋混凝土工程的深入研究，鋼筋混凝土結構工程在土木工程發展領域得到了更廣泛的應用。普通鋼筋混凝土、預應力鋼筋混凝土、鋼和混凝土的組合結構在應用進一步拓展了混凝土的使用範圍。根據美國混凝土學會預言，在混凝土的效能將獲得顯著提高，把混凝土的拉、壓強度比從目前的1/10提到1/2，並且具有早強、收縮徐變小的特性;未來將會建造高度600米-900米的鋼筋混凝土建築，跨度達到500-600米的鋼筋混凝土橋樑，以及鋼筋混凝土海上浮動城市，海底城市，地下城市等。

　　一、概述

　　***一***綜合敘述

　　鋼筋混凝土從19世紀開始採用以來，至今僅有一百多年的歷史，雖然與砌體結構，鋼結構，木結構相比歷史不長，但由於混凝土和鋼筋材料效能的不斷改進，結構理論施工技術的進步使其發展極為迅速。如今，鋼筋混凝土結構已成為目前應用較廣的結構形式之一。

　　隨著我國經濟建設的飛速發展和人民生活水平的提高，對建築結構的安全要求也越來越高。

　　鋼筋混凝土結構是由鋼筋和混凝土兩種材料結合成整體共同受力的工程結構。承重的主要構件是用鋼筋混凝土建造的。包括薄殼結構、大模板現澆結構及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結構的建築物。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成。凝固後堅硬如石，受壓能力好，但受拉能力差，容易因受拉而斷裂。為了解決這個矛盾，充分發揮混凝土的受壓能力，常在混凝土受拉區域內或相應部位加入一定數量的鋼筋，使兩種材料粘結成一個整體，共同承受外力。

　　鋼筋混凝土結構的優點：1.取材容易：混凝土所用的砂、石一般易於就地取材。另外，還可有效利用礦渣、粉煤灰等工業廢料。2. 合理用材：鋼筋混凝土結構合理地發揮了鋼筋和混凝土兩種材料的效能，與鋼結構相比，可以降低造價。

　　3. 耐久性：密實的混凝土有較高的強度，同時由於鋼筋被混凝土包裹，不易鏽蝕，維修費用也很少，所以鋼筋混凝土結構的耐久性比較好。 4. 耐火性：混凝土包裹在鋼筋外面，火災時鋼筋不會很快達到軟化溫度而導致結構整體破壞。與裸露的木結構、鋼結構相比耐火性要好。5. 可模性：根據需要，可以較容易地澆築成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結構。6. 整體性：整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結構有很好的整體性，有利於抗震、抵抗振動和爆炸衝擊波。缺點：1.自重大。鋼筋混凝土的重力密度約為25kN/m^3，比砌體和木材的重度都大。儘管比鋼材的重度小，但結構的截面尺寸較大，因而其自重遠遠超過相同跨度或高度的鋼結構的重量。2.抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉強度非常低，因此，普通鋼筋混凝土結構經常帶裂縫工作。儘管裂縫的存在並不一定意味著結構發生破壞，但是它影響結構的耐久性和美觀。當裂縫數量較多和開展較寬時，還將給人造成一種不安全感。3.性質脆。混凝土的脆性隨混凝土強度等級的提高而加

　　***二***發展歷程

　　混凝土結構與砌體結構、鋼結構、木結構相比，歷史不長，但自19世紀中葉開始使用後，由於混凝土和鋼筋材料效能的不斷改進，結構理論施工技術的進步使鋼筋混凝土結構得到迅速發展，目前已經廣泛應用於工業和民用建築、橋樑、隧道、礦井以及水利、海港等土木工程領域。建築用混凝土的發展簡史可以追溯到古希臘、羅馬時代，甚至可能在更早的古代文明中已經使用了混凝土及其膠結材料。但直到1824年波特蘭水泥的發明才為混凝土的大量使用開創了新紀元。至今僅有160多年的歷史。它的發展大致經歷了四個不同的階段。

　　第一階段為鋼筋混凝土小構件的應用，設計計算依據彈性理論方法。1801年考格涅特發表了有關建築原理的論著，指出了混凝土這種材料抗拉效能較差，到1850年法國的蘭博特首先建造了一艘小型水泥船，並於1855年在巴黎博覽會上展出。接著法國的花匠莫尼爾在1867年製作了以金屬骨架作配筋的混凝土花盆並以此獲得專利。後來康納於1886年發表了第一篇關於混凝土結構的理論與設計手稿。1872年美國人沃德建造了第一幢鋼筋混凝土構件的房屋。1906年特納研製了第一個無樑平板。從此鋼筋混凝土小構件已進入工程實用階段。

　　第二階段為鋼筋混凝土結構與預應力混凝土結構的大量應用，設計計算依據材料的破損階段方法。1922年英國人狄森提出了受彎構件按破損階段的計算方法。1928年法國工程師弗來西奈發明了預應力混凝土。其後鋼筋混凝土與預應力混凝土在分析、設計與施工等方面的工藝與科研迅速發展，出現了許多獨特的建築物，如美國波士頓市的Kresge大會堂，英國的1951節日穹頂，美國芝加哥市的Marina摩天大樓，湖濱大樓等建築物。1950年蘇聯根據極限平衡理論制定了“塑性內力重分佈計算規程”。1955年頒佈了極限狀態設計法，從而結束了按破損階段的設計計算方法。

　　第三階段為工業化生產構件與施工，結構體系應用範圍擴大，設計計算按極限狀態方法。由於二戰後許多大城市百廢待興，重建任務繁重。工程中大量應用預製構件和機械化施工以加快建造速度。繼蘇聯提出的極限狀態設計法之後，

　　1970年英國，聯邦德國，加拿大，波蘭相繼採用此方法。並在歐洲混凝土委員會與國際預應力混凝土協會***CEB-FIP***第六屆國際會議上提出了混凝土結構設計

　　第四階段，由於近代鋼筋混凝土力學這一新的學科的科學分支逐漸形成，以統計教學為基礎的結構可靠性理論已逐漸進入工程實用階段。電算的迅速發展使複雜的數學運算成為可能。設計計算依據概率極限狀態設計法。概括為計算理論趨於完善，材料強度不斷提高，施工機械化程度越來越高，建築物向大跨高層發展。

　　***三***應用前景

　　近年來，隨著高層建築的發展，高強度混凝土的應用成為發展鋼筋混凝土結構的重要途徑，提高混凝土的效能是當今混凝土技術發展的主要方向之一。與傳統的混凝土相比，高效能高強度混凝土在配比上的有許多優點，如強度高，變形小，使用與大跨過載高聳結構;耐久性和抗滲，抗凍性好，能承受惡劣的環境條件考驗，使用壽命長;能減小截面尺寸，大大降低結構自重和提高結構剛度;能縮短載入齡期，並承受大的預應力，且預應力損失小。混凝土的需用量越來越大，相應的資源耗用也越來越大，給環境造成的負擔也越來越大。因此，如何解決現代化建設高速發展與鋼筋混凝土工業對環境汙染的矛盾的主要方法就是提高混凝土的耐久性和節約資源。而高效能混凝土具備這種特點，也是現代社會發展的必然產物，符合國家的可持續性反展。據統計，我國每年建築用鋼量佔鋼材消耗總量的50%以上，混凝土用量約15億立方米。如果能夠將目前使用的鋼筋和混凝土提高一個強度等級，則可以獲得明顯的經濟效益和社會效益，具有廣闊的前景。

　　鋼筋工程技術方面的發展極為迅速，如新III級鋼將成為普通結構主導性受力鋼筋;低鬆弛高強鋼絞線將成為預應力結構的主導性受力鋼筋;冷軋帶肋鋼筋的發展;鋼筋焊接網和粗直徑鋼筋連線技術。在此主要討論冷軋帶肋鋼筋的技術性能。冷軋帶肋鋼筋是我國自20世紀80年代後期引進的技術，是冷拔低碳鋼絲的更新換代產品，在現澆混凝土結構中可代換 I級鋼筋，以節約鋼材，是同類冷加工鋼材中較好的一種。有以下幾種有點：一，鋼材強度高，可節約建築鋼材和降低工程造價;二，冷軋帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結錨固效能良好;三，伸長率較同類的冷加工鋼材大。冷軋帶肋鋼筋的生產和應用在我國有著廣闊的前景。其強度高，韌性好，工業化程度高，經濟效益好，與其它熱軋活冷拔的鋼筋相比有其突出的優點和明顯的社會效益和可觀的經濟效益，積極推廣和正確的引導，就能最大程度的滿足經濟建設的需要。

　　鋼筋混凝土技術發展的最初動力是市場技術的最終檢驗也來自市場在中國經濟強勁的發展潮流中鋼筋混凝土新技術層出不窮但每一項技術的成功發展必須經過市場的檢驗來自市場服務於市場接受市場的檢驗這將是技術發展的必由之路。相信在這之後，鋼筋混凝土發展前景將更為廣闊。

　　與施工建議，形成了設計思想上的國際化統一準則。

　　鋼筋混凝土結構在土木工程中的應用範圍極廣，各種工程結構都可採用鋼筋混凝土建造。鋼筋混凝土結構在原子能工程、海洋工程和機械製造業的一些特殊場合，如反應堆壓力容器、海洋平臺、巨型運油船、大噸位水壓機機架等，均得到十分有效的應用，解決了鋼結構所難於解決的技術問題。我國在鐵路、公路、城市的立交橋、高架橋、地鐵隧道以及水利港口等交通工程中用鋼筋混凝土建造的水閘、水電站、船塢和碼頭已是星羅棋佈。目前在中國，鋼筋混凝土為應用最多的一種結構形式，佔總數的絕大多數，同時也是世界上使用鋼筋混凝土結構最多的地區。據發改委相關資料顯示，該地區其主要原材料水泥產量已於2005達到10.60億

　　噸，佔世界總產量48%左右。大型建築均採用鋼筋混凝土框架結構。

　　二.施工方法

　　***一***預製式砼施工主要方案

　　預製式砼裝配施工主要包括、吊車樑、屋架、屋面板等的吊裝施工工藝，現在著重對以柱的吊裝施工舉例來說明預製式砼施工主要方案的要點，其他裝配式施工方式大致類似。施工過程包括綁紮、吊升、就位、臨時固定、校正、最後固定等工序，具體構件吊裝工藝施工步驟如下：

　　1、三通一平場地準備工作，同時做好基礎準備工作，結合具體施工要求配備必要機械設。

　　2、柱的吊裝柱的吊裝方法分為直吊法和斜吊法，吊升過程分為旋轉法和滑行法。本工程採用兩點綁紮直吊法和滑行法。

　　3、柱的綁紮直吊綁紮法：柱翻身後再起吊，剛度較大，抗彎能力增強，柱起吊後成直立狀態，容易對位。並且採用兩點綁紮直吊法。

　　3、柱的吊升滑行法：柱吊升時，起重機只升鉤，起重臂不轉動，使柱腳沿地面滑行逐漸直立，然後起重臂小幅度旋轉將柱對位插入基礎杯口，柱的綁紮點距杯口近可以用較小起重半徑起吊，起重機升鉤時並不移動重臂，穩定安全。

　　4、柱的就位和臨時固定柱腳插入杯口後，當柱腳接近杯底時，先進行懸空對位，用八個鋼偰塊或硬木偰從柱的四邊插入杯口，並用撬棍撬動柱腳，使柱身安裝中心線對準杯口安裝中心線，並使柱身基本保持垂直，即可落鉤，將柱腳放置杯底，並複查中線對位。複查無誤後，同時在柱的兩側面對面均勻打緊四周八個楔塊，使柱臨時固定。

　　5、柱的校正柱的校正有三個內容：平面位置校正、垂直度校正、標高校正。標高校正在基礎準備中杯底超平已進行。平面位置校正在吊裝時柱與杯口對位時進行。校正柱子垂直度需用兩臺經緯儀從柱的相鄰兩面同時觀測。測出的實際偏差值大於允許偏差時，應進行校正。垂直度偏差較小時，可以用敲打楔塊法校正，當垂直度偏差較大時，可以用千斤頂校正法、鋼管撐杆法及攬風繩校正法。

　　6、柱的最後固定為了防止颳風或楔塊鬆動產生新的偏差，柱子校正後應立即進行最後固定。在柱腳與杯口的空隙中澆築比柱身混凝土強度等級高一級的細石混凝土。澆築分兩次進行，第一次澆至楔塊底面，待此混凝土強度達到25%設計強度後，拔出楔塊，在澆築混凝土以致杯口。待第二次澆築的混凝土強到70%設計強度以後，方可吊裝上部構件。

　　***二***現澆砼施工主要方案

　　1、施工步驟

　　1***先根據澆築段牆體軸線長度和強厚計算出方量，攪拌與混凝土同配比的無石子砂漿，盛放在灰槽之中***一次不宜攪拌太多。若自拌混凝土，可隨時隨拌;若預拌混凝土，可根據澆築量分階段攪拌砂漿***。然後澆築在底端部接槎處約10㎝厚，用鐵鍬均勻入模，不得用泵管直接灌入模內，入模應根據牆體混凝土澆築順序進行***也根據現場情況確定混凝土澆築順序***，隨澆築砂漿隨澆築混凝土，禁止一次將一段全部澆築，以免砂漿凝結。

　　2***澆築時，要將泵管中混凝土噴射在溜槽內，由溜槽入模。注意隨時用布料尺杆丈量混凝土澆築厚度，分層厚度為振搗棒作用有效高度的1.25倍***一般Φ50振搗棒作用有效高度為470㎜***，牆體要連續澆築，嚴格要按照牆體混凝土澆築順序圖的要求按順序分層澆築、振搗。混凝土下料點應分三點佈置。在混凝土接槎處振搗密實，澆築時隨時清理落地灰。

　　3***振搗點要求均勻分部，一般應≤50㎝，同時根據鋼筋的密集程度，應配備少量的Φ30振搗棒。

　　4***洞口進行澆築時，洞口兩側澆築高度應均勻對稱，振搗棒距洞邊≥30㎝，從兩側同時振搗，以防洞口變形。

　　5***在鋼筋密集處或牆體鋼筋交叉節點處，要加強振搗，保證密實。

　　6***在振搗時，要派專人看模，發現有漲模、移位等情況及時處理，以保證混凝土的結構尺寸及外觀。

　　7***振搗：振搗器的水平移動間距根據振搗棒的有效半徑確定，振搗上層混凝土時，應插入下層混凝土內的深度不小於50㎜，振搗要做到“塊插慢拔” ，並且要上下微微抽動，以使上下振搗均勻。在振搗時，使混凝土表面呈水平，不再顯著下沉、不再出現氣泡表面泛出灰漿為止。振搗中，避免碰撞鋼筋、模板、預埋件等，發現有位移、變形，與各工種配合及時處理。

　　8***牆上口找平：混凝土振搗完畢，將上口甩出的鋼筋加以整改，木抹子按標高線控制***比頂板底高2-3㎝***，將表面找平。注意將施工縫的部位密實成型。

　　9***做好混凝土保溫養護和試塊製作的工作。牆體混凝土試塊要求現場應取一組標養護試塊、備用塊一組***如混凝土方量大，應按試驗要求取***，1-4組同條件養護試塊***1組為7.5MPa、1組為檢驗1.20 MPa強度。

　　10***按同條件混凝土試塊報告提供的資料控制好拆模時間***同條件試塊強度達到1.2MPa***、使拆模時牆體不粘模、不掉角、不裂縫，無混凝土質量缺陷，達到光滑平整，質量要求達到規範的要求，養護根據現場情況提供不同方法。

　　11***牆體混凝土養護：牆體混凝土應派專人養護、養護方法一般為刷養護劑或噴水養護。噴水養護應每隔2h養護一次，養護期不小於7d。刷養護劑時，基層灑水溼潤，待表面無明水時，開始刷養護劑，刷完養護劑後，嚴禁再向牆面噴水養護。

　　2.施工圖解

　　3、應注意的質量問題

　　1***牆體爛根：混凝土澆築前，先均勻澆築10㎝水泥砂漿，混凝土坍落度要嚴格控制，防止混凝土離析，下部振搗應認真操作。

　　2***洞口位移變形：澆築時防止混凝土衝擊洞口模板，洞口兩側應對稱、均勻進行澆築振搗。模板穿牆螺栓應緊固。

　　3***牆面氣泡過多：振搗時應全部排出氣泡，注意“快插慢拔”，至表面不乏氣泡為止，模板表面要潔淨。

　　4***應保護好預留洞、預埋件及預埋套等等。

　　5***秋冬夏季，應注意對牆體的養護，防止風乾，引起牆面龜裂。

　　6***對於門窗洞口邊角部分，應用廢竹膠板進行保護。

　　三.特殊條件下施工難點

　　***一***.大體積混凝土施工

　　1、定義

　　混凝土結構實體最小几何尺寸不小於1m，體積大於1000m3，或預計會因混凝土中水泥水化熱引起的溫度和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土工程，都稱之為大體積混凝土。

　　2.性質

　　體積鋼筋混凝土結構的特點是體積大、整體性要求高，澆築完畢後的凝結硬化過程，水泥水化作用放出的熱量使砼內部溫度逐漸升，水化熱易散出不易散出，導致砼產生極大的內外溫差，使砼產生溫差裂縫。如何科學地優化施工技術方案，合理組織施工，控制砼內外溫差，防止大體積砼裂縫產生，是大體積砼施工質量的關鍵問題。

　　3、溫差裂縫產生機理

　　1***早期裂縫

　　大體積混凝土澆築後水泥具有大量的水化熱，聚集在

　　內部不易散發，混凝土內部溫度高，而表面散熱較快，產生內外溫差，致使內壓、外拉，在表面容易產生裂紋。

　　2***後期裂縫

　　當混凝土內部逐步散熱降溫後收縮，由於受到基底或已澆築混凝土的約束，接觸處產生很大的剪應力，在混凝土正截面產生拉應力，超出極限抗拉強度時，產生裂縫，甚至貫穿整個混凝土斷面。

　　4、防止措施

　　1***選用水化熱低和凝結時間長的水泥。如礦渣矽酸鹽

　　2***水泥/火山灰水泥/粉煤灰水泥。

　　3***加入緩凝劑、減水劑和減少水泥水化熱的摻和料，比如粉煤灰;

　　4***降低澆築速度或降低澆築層厚度等;

　　5***降低混凝土入模溫度,控制混凝土內外溫差;

　　6***及時對混凝土覆蓋保溫和保溼的材料;

　　7***採取人工降溫的方法***如預埋冷卻水管***或者避開

　　炎熱季節施工。

　　5、結束語

　　綜上所述，雖然大體積混凝土很容易產生裂縫，但是大量的科學研究以及成功的工程例項都表明：只要我們在設計、施工工藝、材料選擇以及後期的養護過程中能夠充分考慮的各種因素的影響，還是完全可以避免危害結構的裂縫的產生

　　***二***混凝土冬季施工

　　1、冬季施工凍害分析

　　當室外日平均氣溫連續5d穩定低於5℃時，就應採取冬期施工的技術措施進行混凝土施工。混凝土所以能凝結、硬化並取得強度，是水泥和水進行水化作用的結果。水化作用的速度在一定溼度條件下主要取決於溫度，溫度愈高，強度增長也愈快，反之則慢。當溫度降至0℃以下時，水化作用基本停止，溫度再繼續降至-2～-4℃，混凝土內的水開始結冰，水結冰後體積增大8%～9%，在混凝土內部產生冰晶應力，使強度很低的水泥石結構內部產生微裂紋，同時減弱了水泥與砂石和鋼筋之間的粘結力，從而使混凝土後期強度降低。受凍的混凝土在解凍後，其強度雖然能繼續增長，但已不能再達到原設計的強度等級。

　　試驗證明，混凝土遭受凍結帶來的危害，與遭凍的時間早晚、水灰比等有關，遭凍時間愈早，水灰比愈大，則強度損失愈多，反之則損失少。

　　經過試驗得知，混凝土經過預先養護達到一定強度後再遭凍結，其後期抗壓強度損失就會減少。一般把遭凍結其後期抗壓強度損失在5%以內的預養強度值定為“混凝土受凍臨界強度”。對用普通矽酸鹽水泥的矽酸鹽水泥配製的混凝土，受凍臨界強度為設計的混凝土強度標準值的30%;對用礦渣矽酸鹽水泥配製的混凝土，受凍臨界強度定為設計的混凝土強度標準值的40%。

　　2、冬期施工方案選擇

　　1***養護期間不加熱的方法：蓄熱法、摻外加劑法;

　　2***養護期間加熱的方法：電極、電器加熱法、蒸汽

　　加熱法、感應加熱法、暖棚法;

　　3***綜合法：綜合蓄熱法。

　　混凝土冬期施工條件：室外日平均氣溫連續5天

　　穩定低於+5℃。根據當地氣溫條件、施工工期、施工成本、施工能源、原材料供應等方面綜合比較選擇。

　　3、混凝土冬期施工具體措施

　　1***冬期施工充分利用蓄熱法原理，拌制混凝土時應優先採用加熱水的方法，當加熱水仍不能滿足要求時，再對骨料進行加熱，或者採用熱拌混凝土法，在混凝土拌制過程中通入大量低壓飽和蒸汽，使混凝土在30～90秒的攪拌時間內被均勻加熱到45℃左右。

　　2***配製冬期施工的混凝土，應優先選擇矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，其強度等級不得低於42.5Mpa，每立方米混凝土水泥用量不得少於300kg，水灰比不得大於0.6.

　　3***骨料必須清潔，不得含有冰、雪等凍結物。

　　4***攪拌前應用熱水或蒸汽沖洗攪拌機，攪拌時間應較常溫延長50%，其拌制投料順序時骨料、熱水，然後再投入水泥、外加劑。確保混凝土的出機溫度不低於15℃，入模溫度不低於5℃。