水工钢筋混凝土结构范文第1篇

关键词：水工钢筋混凝土结构学;课程教学;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0112-02

“水工钢筋混凝土结构学”是华北水利水电大学水利类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。通过本课程的学习，让学生了解本学科的发展方向和研究进展，掌握水工钢筋混凝土结构构件设计的基本理论、设计方法和构造知识，并能正确理解、规范使用，从而培养学生从事结构设计的基本技术技能，为以后学习有关专业课程和从事水工钢筋混凝土结构设计工作打下坚实的基础。考虑专业方向不同，该课程有48学时和64学时两种授课计划，主要讲授：混凝土结构材料的性能，设计原则，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验算，钢筋混凝土肋形结构及刚架结构设计，预应力混凝土基本概念（48学时的不讲）等[1]。

2010年6月，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”;2013年6月，我国成为《华盛顿协议》的预备成员，工程教育（专业）认证进入了实质性的实施阶段;近年来，相关专业注册工程师执业资格制度逐渐完善。这些制度的制定和实施更好地满足经济社会发展对高素质创新性人才的需要，作为实践性极强的《水工钢筋混凝土结构学》课程，如何适应市场对工程师的需求，构建合理的教学模式，是教学工作者需要深思的问题。根据多年的课堂理论教学和工程实践，作者对该课程的教学模式提出了几点建议。

一、课程内容总介绍

混凝土结构课程具有内容多、涉及面广、经验强、公式多、符号多、构造规定多、实践性强的特点。既有理论推导，又有试验研究，同时还与规范、工程实际联系密切，因此教学难度较大，对于没有实际工程经验的学生来说，理解和掌握该课程的难度较大[2]。为了使学生理解和掌握结构系统概念，了解本课程的主要层次关系，从全局把握学习重点，理清学习思路，本文把该课程的内容比作竞技运动会，荷载效应和结构抗力就是参赛团队间的PK，具体对比如表1所示。通过这种对比方式，同学们都能从整体上了解该课程的主要内容。

二、现实生活生动对比法

水工钢筋混凝土结构这门课程里面有很多比较抽象的概念，学生理解起来比较困难，很难记忆。针对这种现象，作者采用了现实生活生动对比法，把学生身边的事情和见闻融入到课程内容的记忆中来，起到了良好的效果。例如：（1）课程的全部内容相当于两个选手的比赛，即结构抗力和荷载效应的PK;（2）光面钢筋和变形钢筋粘结力的组成用钉入木料中的普通钉和螺丝钉的差别来理解;（3）偶然荷载用“中大”来对比，只不过偶然荷载是对结构的致命打击，而中打是人生的特大惊喜，它们的共同点就是发生的机会很渺小;（4）极限状态用学校的规章制度GPA=2.0来对比，两种极限状态，即正常使用极限状态和承载能力极限状态就相当于学生的学位证书和毕业证书。想要完成学业，就要好好学习，满足GPA的要求，取得学位证书和毕业证书;（5）混凝土的在长期荷载作用下的徐变相当于学生受50kg荷载时，慢慢垮下的状态;（6）钢筋的冷弯性能，好比开车的车技，转弯半径越小，转的角度越大，说明开车水平越高，冷弯性能越好;（7）荷载效应和结构抗力。荷载效应就是我打你一拳（一拳就是荷载），你感觉到疼（疼就是荷载效应）;结构抗力就是你的承受疼的能力，如果是个柔弱的学生，可能就被打倒了，而强壮的学生，就不会被打倒，这就说明结构抗力只与自身的因素有关，与外部荷载没有关系。

三、多媒体技术同传统教学有机结合起来

水工钢筋混凝土结构这门课程具有难度大、专业性强、内容多的特点，教材的编写不可能与工程实际情况同步，要想在有限的课时中完成教学任务，就要求将多媒体技术同传统的教学方式有机结合起来。教材、板书及语言等传统教学方式虽然能够加强对学生逻辑能力的培养，但无法让学生将知识应用到实际工作中[3]。作者结合精品课程建设，利用多媒体技术和网络教学资源对知识进行综合整理，将混凝土结构知识生动、立体的展示给学生，弥补了传统教学方式的不足;学生通过文字、声音、图片和动画等多种信息加深了对知识的了解和掌握。

1.引入混凝土施工工艺流程视频，了解施工工艺，讲解施工过程中容易出现的问题，提醒学生在结构设计时多多注意。结构设计不仅要满足理论要求，同时还要方便工程的施工。

2.制作flas，生动展现构件的破坏过程。例如受弯构件正截面与斜截面的变形、裂缝开展及最终破坏的全过程、不同柱子受压破坏过程等，同时还会安排4学时的实验课，加强学生对于实验研究的重视。因为该课程的理论公式，都是在实验研究的基础上进行合理的假定得到的。

3.网上收集实际工程中的混凝土、钢筋、梁、柱、板和节点等图片，加深学生对钢筋混凝土结构的理解。

4.板书内容精简化，把重点放在基础概念、适用条件、公式以及计算方法和步骤上，减少实验分析和破坏机理等方面烦琐内容的板书;采用多媒体讲解，多媒体和板书结合，让学生更容易理解和掌握该课程。

四、加强综合能力的培养

1.水工钢筋混凝土结构是一个整体，学习过程应该是认识整体结构合理拆分构件组装构件成结构的过程。而课程的教学程序则是材料截面构件结构，课程教学基本都是在花大量的时间讲构件的设计，导致了学生到最后也不清楚如何整合这些构件成为结构。因此，在开课初期，作者就给学生介绍一个比较熟知的混凝土结构（如5号教学楼），从全局上介绍结构―构件―截面―材料体系，讲清结构设计程序是从结构构件截面，同时构件的受力性能又取决于材料。通过这样的讲授，使学生一开始就建立起结构整体系统的概念，理清了各部分的关系，为课程学习建立了一个总体框架，更重要的是使学生明白了所应解决的问题。

2.把课程设计――渡槽和刚架设计融入到课程教学中来[4]。

3.大作业――受弯构件梁的设计：正截面与斜截面设计、裂缝宽度和变形的校核，整合第2、3、4、8章的内容，通过大作业，让学生理解实际工程中设计梁的流程，避免以后实际工作中的茫然，无从下手。

4.该课程安排了4个学时的试验――受弯构件矩形梁的破坏试验。5～6个同学一组，为了加深学生的理解，从钢筋的绑扎、混凝土的搅拌与浇筑、应变片的粘贴、仪器设备的调整和最终的破坏试验，都要学生全程参与，分工合作。

5.鼓励学生到施工现场参观，观察结构形式，分析梁、板、柱的受力和传力关系，了解各种构件的配筋特点及主要的构造措施，使学生对梁、板、柱等常见的混凝土基本构件和框架结构、剪力墙结构等常见的混凝土结构形式有一些初步的感性认识。

五、加强工程安全意识和标准规范的融入

现行设计标准和规范，是具有法律效力的文件，是设计的重要依据，水工混凝土结构设计必须符合现行规范，符合国内通用图例。作者在课堂教学过程中时刻强调设计标准和规范的重要性，指导学生正确理解和运用相关的设计标准，从而使设计更加规范化，确保工程设计质量。鼓励学生定期从网上查阅近期发生的相关工程事故，分析事故原因，加深对工程安全的理解。邀请企业和设计院的相关专家给学生做讲座，使学生在较短的时间内掌握相关理论和技术在工程项目设计中所遇到的具体问题，贯彻和了解新规范内容和建筑前沿新知识[5]。

六、成绩考核

课程成绩考核依据：平时考勤和作业（20%）+课堂测验（20%）+实验课成绩（10%）+结课考试（50%）。加大了学生平时作业、测验和实验课的成绩，从多个方面给予成绩评定。

七、结语

“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。因此，作者在理论教学过程中采用现实生活生动对比法，将多媒体技术同传统教学有机结合起来，并加强工程安全意识和标准规范的融入，注重学生综合能力的培养，努力使课程教学内容适应市场对“卓越工程师”的需求。

参考文献：

[1]河海大学，武汉大学，大连理工大学，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]张晓燕，李凤兰，曲福来，等.凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）：79-82.

[3]任宜春.“水工钢筋混凝土结构”课程教学方法探讨[J].中国电力教育，2014，（14）：105-106.

水工钢筋混凝土结构范文第2篇

（西北农林科技大学，陕西 杨凌 712100）

摘 要：文章以培养卓越水工结构工程师为目标，根据“水工钢筋混凝土结构”课程的任务、特点以及教育部“卓越工程师教育培养计划”的要求，提出了注重培养学生工程应用、科学思维、探索与创新能力的多目标教学改革路径，旨在进一步提升工程技术人才的培养质量。

关键词：水工钢筋混凝土结构；多目标；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）07-0018-03

收稿日期：2014-10-31

作者简介：杨艳（1983—），女，山东牟平人，西北农林科技大学水利与建筑工程学院讲师，主要从事水工结构工程细观数值模拟与研究。

基金项目：西北农林科技大学本科优质课程建设重点项目“‘水工钢筋混凝土结构’优质课程建设”（2014）

一、课程任务特点

1872年，世界第一座钢筋混凝土结构建筑的落成开启了人类建筑史的新纪元。自1900年，钢筋混凝土结构在工程中逐步得到了大规模使用。目前在水利水电工程中，钢筋混凝土结构已成为最基本的结构形式之一，作为水利水电工程的设计、施工技术人才则必须掌握其设计计算的基本理论与构造知识，这使得“水工钢筋混凝土结构”课程成为水利水电工程及相关水利类专业重要的专业基础课之一。本门课程的主要任务是使学生掌握水工钢筋混凝土结构构件的设计计算理论及构造要求，正确理解规范条文；培养学生从事钢筋混凝土结构设计的技术技能，为学生学习后续专业应用课程及毕业后从事工程结构设计、施工和管理等相关工作奠定坚实的专业基础。

该课程涉及了各种构件的承载力计算和正常使用验算，不仅公式多、构造要求繁杂，而且计算理论不是很完善，多是在试验和理论分析相结合的基础上，并以一定假设条件为前提推导出计算公式，再结合工程实践提出相应的设计表达式，因而教学内容不易于学生理解和掌握。此外，该课程既具有较为严密的理论计算，又具有很强的实践性。基于该课程的上述特点，如何有效地帮助学生深刻理解钢筋混凝土结构设计的基本原理、熟练掌握其设计方法与正确应用各种构造要求是该课程教学改革亟待解决的重要问题。目前，已有不少高校教师根据多年积累的教学经验，从不同角度提出了多种形式的教学改革措施。例如浙江大学建筑工程学院自主研发了试验教学演示系统，该系统能够使学生直观地观察试验现象，有效地帮助了学生理解试验成果并掌握相应理论[1]。

2010年教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”），该计划要求大力改革课程体系和教学形式，以强化学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容[2]。因此，笔者从“水工钢筋混凝土结构”课程的任务及特点出发，以“卓越计划”的要求为目标，针对以往授课过程中遇到的问题及设计施工单位对工程应用型人才需求的现状，提出了多目标教学改革措施。这些改革措施旨在通过实践教学平台与创新型人才培养模式提高学生的工程应用能力，培养学生严谨的思维模式以及勇于探索、创新的科学精神，从而提高高校工程技术人才的培养质量。

二、课程教学改革方向

目前我国高等教育的师资结构偏重学术型，一线教师缺乏行业工作经验，实践教学能力薄弱，导致授课内容空洞、脱离工程实际，阻碍了学生实践能力的培养和提高[3]，具有很强实践性的“水工钢筋混凝土结构”课程则表现尤为突出。为了改变这种不利于工程技术人才培养的教学模式，需在理论教学的基础上搭建工程实践教学平台，为学生提供参与工程实践的学习机会，使学生深刻意识到理论在工程实践中的指导地位，有效地提高学生的工程应用能力，进而激发学生学习理论知识的主观能动性，加强学生对钢筋混凝土结构设计计算原理和构造要求的理解与掌握。

古人言，授人以鱼不如授人以渔，尤其是在现如今知识爆炸、科学技术日新月异的时代更是如此，终身自主学习已成为社会发展的必然趋势。如何培养学生严谨的思维模式和运用已知探索未知科学的创新能力是高校教师开展教学改革面临的重要问题，同时也是高校实现创新型人才培养目标需要解决的首要问题。

此外，随着多媒体技术的不断创新与发展以及高校网络教学资源的逐步建设与共享，在理论与实践教学过程中恰当合理地运用这些技术与资源不仅可以有效地提高教学质量，还为进一步教学改革开拓了新思路。

三、多目标教学改革路径

（一）工程应用能力的培养

工程教育的主要目标之一是培养具有工程应用能力的专业技术人才。为了培养学生钢筋混凝土结构设计的技能，培养学生综合运用理论知识解决工程问题的能力，“水工钢筋混凝土结构”课程在理论教学结束后，配备了1—2周的课程设计。然而，这些教学设计一般过于教材化、模式化，而且与行业企业的设计流程和手段有较大差别[4]。若要克服传统实践教学的这些弊端，切实加强学生在工程实践中的设计技能，有效提高学生的工程应用能力，则开展高校与设计施工单位间的协作教学模式势在必行。

高校是向设计、施工等单位输送优秀工程技术人才的基地，因此，能否实现提高工程技术人才的培养质量，促进学生专业技能全面发展的目标不仅关乎高校教学改革的成败，而且直接影响工程单位人才招聘质量的优劣，进而对企业的未来发展产生深远影响。然而，目前高校偏重理论的教学模式不利于学生工程应用能力的培养。为了快速适应社会发展的需求，“卓越计划”要求行业企业深度参与人才培养过程。这种协作培养模式不仅在一定程度上可以提高高校的教学科研水平，更重要的是能够为企业的可持续发展提供卓越的工程技术人才保证。由此可见，从高校和企业双方的角度出发，开展协作培养模式将是互惠双赢共同发展的重要改革措施。

目前笔者所在高校的水利类专业虽未加入“卓越计划”，但本结构教研室的教师坚持以“卓越计划”的培养要求作为教学改革的出发点，充分利用学校水利水电建筑勘察设计院，水利水电工程建设监理中心、国家水利技能鉴定站等社会服务的各种资质资源搭建实践教学平台，紧密将社会服务与本科教学相融合。教学改革实践表明，实践教学平台在提高教师的专业技能水平、培养学生的工程应用能力等方面均起到了良好的促进作用。一方面，教师通过参与实际的工程项目解决了自身的工程实践锻炼问题，特别是对刚毕业的青年教师而言，不仅增长了工程实践经验，而且完成了从理论到实践再到理论的升华过程，避免了脱离实际闭门造车的现象。另一方面，这些社会服务机构为学生提供了参与实际工程的实践机会，是最有利于培养学生工程实践能力的平台。目前学校水利类专业通过这些实践教学平台参与科技创新项目、技能竞赛、毕业设计的学生已占水利类专业总人数的70%以上，并且每年有约80余学生通过技能鉴定，有效地促进了学生实际操作技能的提高。

在搭建工程实践教学平台的基础上，2011—2012年西北农林科技大学先后启动了网络课程建设与优质课程建设项目，全面促进了课程教学方式、教学内容的改革，进一步推动了协作教学模式的顺利开展。目前，在教研室的集体努力下，“水工钢筋混凝土结构”课程的网络教学资源已基本建成，同时该课程也被列入优质课程建设重点项目。通过这两项课程建设，该课程在网络教学平台上实现了实验教学及工程现场施工录像、以往具有代表性的工程设计实例等基本素材的资源共享，丰富了学生的课外学习资源，开阔了学生的专业视野。与此同时，为了增进师生课后的互动交流，在网络上建立了答疑平台，通过该平台教师能够较全面地了解学生课后学习中遇到的问题，并及时地引导学生克服理论与实践学习中的难点。

此外，在理论教学之后的课程设计实践教学环节中，不仅注重课程设计的内容设计，而且力争最大限度地培养学生的工程设计能力。课程设计的选题紧密结合工程实际，设计题目为水利工程中最常见的水工渡槽设计，设计内容主要包括槽身和支撑排架的结构设计，要求学生分别从渡槽槽身和支撑排架的截面内力分析、承载力设计、正常使用验算等过程全面进行设计，并要求学生严格按照工程施工设计图纸的要求绘制结构设计图。学生最终提交的设计成果包括分析计算书、槽身和支撑排架的结构设计图。在实施教学改革过程中，为了进一步充分训练学生对一个整体结构的分析能力，将以往的U形渡槽变更为矩形渡槽，从而加强学生对板、梁、柱结构构件的内力分析能力，深化学生对肋形结构传力途径的认识及对各种构件之间钢筋连接构造的理解。同时，要求学生在课程设计过程中应用相关的计算软件（如结构力学求解器等），严格按照设计单位的设计流程和方法进行工程设计，使学生在进入工作岗位前能够接受符合行业要求的、系统的水工钢筋混凝土结构设计训练。

（二）严谨思维模式的培养

除了具有很强的实践性外，“水工钢筋混凝土结构”还是一门理论性较强的专业基础课程。每一种构件的设计公式不但具有一定理论推导，而且与其适用条件、构造要求紧密配合。这就要求学生必须养成严谨的思维习惯，才能在设计过程中针对不同的受力构件使用正确的设计公式，采取合理的构造措施。因而，教师在理论教学过程中需结合实际工程问题，采用启发、渐进引导的教学方式，帮助学生理解基本理论、熟悉不同构件的构造要求，训练学生严谨的推理能力。例如《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008及DL/T5057—2009）规定了在不同环境类别下混凝土保护层的最小厚度，其目的之一是为了避免钢筋骨架发生锈蚀。那么钢筋锈蚀会带来哪些危害？箍筋锈蚀是否会影响混凝土梁斜截面的抗剪承载力？如有影响，那么箍筋锈蚀前后混凝土梁的斜截面抗剪承载力将如何变化？在课堂上可以通过这种设问方式，促进学生积极思考，避免出现满堂灌的现象。同时还要鼓励学生各抒己见，以提高学生独立分析问题并完整清晰表述个人观点和意见的能力，增进师生间的互动交流。在解问环节则根据学生已掌握的基础及专业知识采用由浅入深、循序渐进的方式介绍最新的研究成果，并有意识地培养学生严谨的思维模式及科学的分析方法，使学生在知其然更知其所以然的基础上，形成科学严谨的思维习惯。如试验结果表明，箍筋锈蚀对混凝土梁斜截面抗剪承载力的影响规律与箍筋的锈蚀率有关[5]，因而绝不能想当然地得出有影响或无影响的片面结论。

经过多次设问—答问—解问环节的训练，学生课堂发言的积极性、分析问题的严谨性、课后习题的完成质量等方面均有了明显改善。可见，采用启发、渐进式教学法不仅强化了学生对设计计算理论及构造要求的理解，而且培养了学生严谨的思维模式，有效地提高了学生正确分析与解决问题的能力。同时，形成科学严谨的思维模式也为进一步培养创新能力奠定了基础。

（三）探索与创新思维的培养

《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》制定了我国2020年跻身世界人才强国行列的目标。高校作为人才培养的中坚力量，则肩负着培养大批创新型实用人才的重要使命。

笔者所在教研室在开展教学改革的过程中，坚持以培养优秀的结构工程技术人才为目标，一方面通过实践教学平台提高学生的工程应用能力，另一方面充分利用学院材料与结构工程试验室的仪器设备，鼓励并培养学生通过自行设计试验探索未知理论与客观规律的能力。目前学院材料与结构工程试验室拥有液压伺服万能试验机、电子万能试验机、长轴压力机、多通道采集系统及传感器等试验仪器和设备，为学生参与大学生科创项目提供了良好的硬件条件。在此基础上，专业课教师尤其是以试验为基础的“水工钢筋混凝土结构”课程的任课教师应指导学生有计划有步骤地开展相关试验研究。经过阅读文献—提出科学问题—设计试验方案—分析试验结果—归纳试验结论的系统锻炼，不仅使学生深刻理解了试验是探索未知科学的重要方法和途径，而且培养了学生勇于探索的创新精神，使学生认识到只要善于发现、勤于思考、乐于实践，开展科技创新活动并非高不可攀。近几年，在教学改革实施过程中，通过指导教师与学生的共同努力，学院选派代表队参加了历届全国大学生水利创新设计大赛，并取得了一等奖两项、二等奖五项、优胜奖一项的优异成绩，被授予“优秀组织奖”荣誉单位称号。

此外，在理论教学中，也应最大限度地提高学生的创新能力。例如我国高校均针对非计算机专业的大一学生开设了计算机编程语言类的公共基础课，如VB，C，FORTRAN等，但由于主讲公共基础课的教师往往不具备其他领域的相关专业知识，使得尚未接触专业课的大一学生不了解编程语言在本专业领域中的应用，更不能体会到其发挥的重要作用。因此，专业基础课的教师有义务结合专业课程内容培养学生运用编程语言解决专业问题的能力。如钢筋混凝土构件的截面尺寸、钢筋的间距等构造要求均规定在适宜的区间内，于是满足设计要求的方案并不唯一。然而，传统教学以构件设计的基本原理为重点，容易使学生只注重设计的安全性而忽略经济性。为了帮助学生尽早树立正确的结构设计理念，可以鼓励学生运用计算机编制相应的计算程序，从而优化设计方案。通过这种方式不仅可以强化学生对设计计算流程及结构优化设计的理解，而且能够提高学生运用基础课知识解决专业问题的能力，加强了各科知识间的融会贯通，促进了学生创新思维的培养。

我国水利水电事业的蓬勃发展以及钢筋混凝土结构在水利水电工程中的重要地位有力地推动了“水工钢筋混凝土结构”课程教学改革的进程。为了顺应教学改革的潮流，满足水利水电建设行业对高质量工程技术人才的需求，“水工钢筋混凝土结构”课程的教学应以实践教学、科学思维与创新能力的培养作为改革的切入点，培养具有一定工程经验、勇于运用科学思维方式进行探索和创新的钢筋混凝土结构设计人才。目前，该课程的多目标教学改革工作已初见成效，今后将进一步完善改革方案，以提高工程技术人才的培养质量。

参考文献：

[1]余世策，冀晓华，胡志华等.钢筋混凝土结构实验教学演示系统的开发和应用[J].高等建筑教育，2012，(6).

[2]教育部.关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].教高[2011]1号.

[3]魏春明，赵星海，秦力等.基于“钢筋混凝土”课程培养学生的实践能力[J].中国电力教育，2013，(4).

水工钢筋混凝土结构范文第3篇

（延安大学西安创新学院，陕西 西安 710100）

摘 要：本文分析了钢筋混凝土水池荷载情况，以矩形钢筋混凝土水池为例探讨了结构形式和荷载计算情况，并对施工中需要注意的技术要点与施工实例进行了分析介绍，希望能为市政建设中钢筋混凝土水池的设计施工提供参考。

关键词 ：钢筋混凝土水池；荷载；结构设计；施工

中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）03-0150-03

混凝土水池是排污工程、环保工程中的常用构筑物，随着近几年来国家积极治理污染、提倡环保节能力度加大，水池设计与施工的要求也越来越高。钢筋混凝土水池作为经济性和耐久性都较佳的设计，广泛应用到各类市政工程建设中，无论是水池设计的体积还是难度都逐渐增大，也给施工与设计带来了难度[1]。下面我们针对市政建设中钢筋混凝土水池的结构设计与施工做简要分析。

1 钢筋混凝土水池荷载分析

钢筋混凝土水池根据用途、结构、建造位置、形状、施工方法、配筋方式等有多种分类。水池的池壁也有多种结构形式，根据荷载分布情况可分为变厚池壁和等厚池壁，等厚池壁还可分为圆形与矩形，二者区别在于体积大小，前者容量200m3左右，后者200-1000m3，变厚池壁则主要适用于容量＞1000m3的水池。根据用途和施工工艺，水池的池底也有诸如倒球壳、倒锥壳等多个复杂形式。比如倒锥壳和倒球壳具体示意图见图1。

水池承受荷载竖向有池顶与池底荷载两种，水平则为池壁荷载，具体示意图见图2.像池顶荷载计算时需要注意活荷载与雪荷载取最大值的筛选准则。池底何在相对整体式地板而言，荷载计算为地下水浮力与地板承受地基反力，效果为底板中产生弯矩与剪力。

池壁荷载为水压力与土压力共同作用，压力标准值计算公式为：

池壁土压力按照主动土压力计算，外侧压力呈梯形分布，顶端外侧压力标准值的计算公式为：

池壁地段外侧压力标准值的计算公式根据有无地下水分别如下，无地下水时计算公式为：

有地下水时计算公式为：

除去上述荷载之外，对水池结构产生影响的作用力还有诸如温度、湿度与地震作用等。温度与湿度的变化会导致混凝土膨胀或收缩变形，产生附加应力，也称为温度或湿度应力，导致这种应力产生的原因为水池内外温度与湿度的差异[2]。地震作用会破坏水池结构，所以设计时需盐酸水平地震作用，从而达到良好的抗震效果，低于一定烈度下的地震作用。设计时目前多以7度、8度以下地震烈度为考量，多选择地面式或者地下式水池，对于有顶盖的矩形水池着重采取抗震构造措施。在地震烈度＞8度时除去考虑水平地震效应外，还必须考虑竖向地震作用影响，通过平方与开平方的方法计算组合获得结果。目前水池的荷载计算主要方式主要依据池内有无满水、池外有无土进行组合计算。

2 混凝土水池设计

在分析完混凝土水池荷载情况之后，在水池结构设计时需要考虑这些荷载作用。下面我们以矩形钢筋混凝土水池为例做结构设计分析。

首先，完成长高比池壁的计算假定。侧向荷载作用下，水池不同长高比受力情况有所差异，根据池壁单向与双向受力情况做划分，具体见表1。

水池结构的布置要符合设计原则，像矩形水池均为长方形，布置时要考虑地形。基础形式为挡土墙水池基础多采用池壁下设置带形基础，地板采用铺砌式结构，地板做成整体式，水池基础为水平框架式和双向板式。

伸缩缝的设置上要考虑建造位置，比如土基中矩形水池，伸缩缝间隔情况如下：普通≤20m，温度区间段≤20m，岩基中间隔≤15m；比如建造在土基中的钢筋混凝土矩形地下式水池，伸缩缝间隔情况如下：普通≤30m，岩基中间隔≤20m。

水池池壁结构形式的选择情况如下：开敞式水池宜选择变厚池壁，池底厚度为池壁的1.5倍；挡土墙式选择等厚池壁；水平框架式池壁选择变厚池壁。遵照以上设计原则，水池的结构设计将会保持合理性与稳定性，利于施工。

水池结构设计完成后，关于水池的地基承载力和抗浮稳定性验算至关重要。假设水池基础选择整体式地板，地基反力均匀分布的情况下承载力验算公式为：

fa代表修正后地基承载力特征值。当池面标高低于地下水位或者地表滞水层无排水措施，水池会受到来自二者的浮力，空池时则有被托浮起来的或顶裂池底板的危险，因此需要进行抗浮稳定性验算，具体情况可根据水池整体和局部做出计算。

水池整体抗浮稳定性验算公式：

水池局部抗浮稳定性验算公式（主要针对池中间有支柱的封闭性水池）：

结构设计时事关水池计算，有几个需要注意的要点，比如地上式水池满水和壁面温差效应，地下式水池满水、池外有无土组合情况，池壁、地板受力情况和偏心受压、受拉情况等。

3 钢筋混凝土水池施工要点

钢筋混凝土水池施工中要注意施工缝、混凝土浇筑与养护等施工要点。像施工缝，在底板浇筑完成后，池壁与底板的施工缝要在八字以上1.5m与2m处，底板和柱的施工缝在表面。池壁竖向浇筑要一次浇到施工缝处，并对柱身、柱帽等做两次浇筑，以确保稳定性。对施工缝还要做凿毛处理，将不密实表面或者浮浆凿掉，还要避免损及混凝土棱角，避免剔出粗集料。钢筋绑扎时可使用板凳筋做法或者排架法。混凝土浇筑过程中要保持池壁模板的稳定，避免变形或硬化失败。至于施工缝要提前清理，保持合理湿润度，在浇筑前铺与混凝土配比相同的水泥砂浆，浇筑部分分层完成，每层厚度≤4m，间隔时间不宜过长，均匀摊铺。在浇筑顶部时，要暂停1h，在混凝土下沉后做二次震动，消除可能因沉降造成的裂缝，浇筑完成后及时洒水养护。养护根据季节不同有不同注意要点，比如夏季因高温干燥或者多雨等混凝土强度会受影响出现收缩裂缝后，必须在初凝后联系养护两周才能拆模，养护期间还要及时洒水，保证湿润到位[3]。完成养护拆模时表面还要添加超时的覆盖层，及时回填土，保证混凝土水池的施工质量。

4 钢筋混凝土水池施工实例分析

我们以某公司社区配套设施工程污水处理厂污水池土建工程为例分析下施工情况。污水池长22.5m、宽13.8m，设计绝对标高24.8m，基础底标高-3.17m，基础垫层砼强度等级C10，池体砼强度等级为C25.S6，抗震等级6度。施工前做好现场技术准备与现场准备，尤其是现场准备，标高点根据现场引测的±0.000测定标高，做好钢筋型号抽样检验，器具提前进场，尤其是雨天施工做好现场准备。下面我们以钢筋施工与模板施工两大要点为例进行分析。

钢筋施工是水池施工重点，钢筋要根据施工要求对型号进行选择，对加工尺寸进行核对，所选用钢筋必须保证提前做好清洁，表面无损伤与锈蚀，不使用带颗粒状的老锈钢筋。至于钢筋弯折与弯钩，要根据钢筋等级分类确定弯折标准，比如Ⅰ级钢筋末端180°弯钩，圆弧弯曲半径≥直径2.5倍，平直部分长度≥直径3倍，弯曲加工时φ10以下按配料单尺寸做弯曲点标志。粗钢筋及复杂形状钢筋弯曲时，要标明弯曲点位置，工作台上标明弯曲控制点，做好偏差控制。比如箍筋的内净尺寸允许偏差为±5㎜，弯起钢筋的弯曲位置允许偏差为±20㎜，根据弯曲情况确定允许偏差，确保其合用。柱钢筋安装中要按照给出位置线进行绑扎，控制好间距，根据污水池情况计算好间距与钢筋数量，钢筋箍筋接头绑扣以八字形为主，箍筋与主筋保持垂直，箍筋与柱角筋做双扣绑扎，板钢筋安装前要做好模板清理，按照画线—绑板受力钢筋—绑负弯距钢筋及角筋的顺序完成施工，确定好主筋分布筋间距后按照先受力钢筋后分布筋的顺序进行安装，绑扎时距梁边距为50㎜，绑扎负筋时要中间加Ф8间距1个/㎡的钢筋马凳，以确保上部钢筋的位置。安装完成后要做好质控验收，做成分检验与专项检验确保施工效果，保证钢筋绑扎符合施工要求。

模板制作要根据污水池施工现场进行加工配置，从尺寸、型号到数量做好标记，按照放线-搭设支模架-安装墙壁模板-安装板底模-安装柱节点模顺序完成施工。放线时要注意根据垫层、板面和基础情况做好测量标记，方便放线。根据污水池施工要求，支模架搭设间距为800×800，水平杆设置距地分别为300㎜、1500㎜，拧紧纵横杆与剪刀撑；墙壁模板安装中可采用50×100木方子、直径10㎜对拉螺栓做加固，螺栓中间加焊止水环和钢筋顶托，防漏水和混凝土浇筑时截面变小；板底模安装中要确保稳固不下沉，做抄平检查，模板板缝采用胶带粘贴，复核模板面标高和板面平整度、拼缝、预埋件和预留洞的准确性；最后安装柱节点模，做加固密封，防止漏浆。安装完成后要进行自检，再进行后续施工。

综上所述，市政建设中钢筋混凝土的结构要根据水池荷载和受力情况合理设计，计算荷载、受力并验算地基承载力和抗浮稳定性，确保水池结构稳定性，施工时要多注意多个施工要点，严格按照规定操作，避免产生问题。

参考文献：

（1）魏伟。水厂建设中关于水池结构设计的探讨[J]。现代商贸工业，2008（3）。

水工钢筋混凝土结构范文第4篇

关键词：钢筋混凝土；建筑施工；机理；因素；防腐措施

有资料显示造成钢筋混凝土结构破坏的主要原因是腐蚀，长期各界以来对钢筋混凝土结构防腐工作重视程度一直不高，这导致钢筋混凝土结构出现外观缺陷、安全性下降、耐久性降低等情况，最终造成人力和资金巨大的浪费。应该站在科学发展的高度，在已有钢筋混凝土施工经验的基础上，对钢筋混凝土腐蚀的机理进行分析，对钢筋混凝土腐蚀的主要因素进行归纳，精心进行钢筋混凝土施工的每个操作，找到有效控制钢筋混凝土结构防腐的措施，为钢筋混凝土结构防腐、企业进步和社会健康持续发展服务。

1 钢筋混凝土腐蚀机理分析

钢筋混凝土腐蚀是一个综合性、长期性的物理化学和生物过程，根据目前国际上通行的机理分析，本文提出如下几种钢筋混凝土腐蚀机理：

1.1 钢筋混凝土腐蚀的物理机理

其一，钢筋混凝土外界的侵蚀作用，钢筋混凝土环境中的侵蚀性介质长期与混凝土接触，造成混凝土中可溶性和可挥发性物质溶解和挥发，导致钢筋混凝土结构的破坏。其二，钢筋混凝土内部的结晶作用，钢筋混凝土是一种具有孔隙的建筑材料，环境中的水分、盐类沿着孔隙形成结晶，引起钢筋混凝土的膨胀和酥软，典型的代表是东北地区钢筋混凝土结构的冻融破坏。

1.2 钢筋混凝土腐蚀的化学机理

首先，改变性质类腐蚀，钢筋混凝土在化学腐蚀过程中产生了新的物质，而新物质的力学性能和化学性能的改变，使钢筋混凝土强度和功能发生降低或改变。其次，流失类腐蚀，钢筋混凝土结构在化学腐蚀过程中产生易溶于水或易挥发的物质，溶解或挥发的周围的环境中，引起钢筋混凝土结构的改变。最后，复合类腐蚀，在钢筋混凝土中原材料与腐蚀性介质发生反应生成新物质，在混凝土的毛细孔中结合水而形成体积较大的晶体，造成水泥石胀裂破坏。

1.3 钢筋混凝土生物腐蚀的机理

在钢筋混凝土结构中受到植物根茎的侵蚀、硫化细菌的侵扰，导致钢筋混凝土结构裂缝扩大和生物腐蚀。

1.4 钢筋腐蚀的机理

由于混凝土中钢筋材质的原因，其表面总有可能形成电位差电，为电化学腐蚀提供了可能，特别是在潮湿环境下会造成铁锈的产生，不但对钢筋混凝土结构产生形变的危害，而且使关进的力学性能降低。

2 钢筋混凝土腐蚀的主要因素

2.1 钢筋混凝土密实性对腐蚀的影响

钢筋混凝土的密实程度直接影响着混凝土毛细孔隙的大小、数量和分布，特别是在普通硅酸盐水泥钢筋混凝土施工中，混凝土密实性对腐蚀的速度、程度和深度有直接的影响。

2.2 钢筋混凝土中硫酸盐的影响

钢筋混凝土受硫酸盐的作用下可以生成钙钒石，钙钒石呈针柱状晶体，又称之为“水泥杆菌”，其体积比原物质增加了近三倍，产生钙钒石的膨胀性破坏

2.3 钢筋混凝土中镁盐的影响

钢筋混凝土在镁盐的作用下生成氢氧化镁，降低了钢筋混凝土的碱性，导致水泥石的粘结力下降，混凝土的强度大大降低.

2.4 钢筋混凝土中氯盐腐蚀

钢筋混凝土外部氯离子一般通过渗透、扩散等方式侵入混凝土中，生成易溶的氯化钙，引起钢筋混凝土表面的溃散，此外，氯化钙的水合物对钢筋混凝土有高强度的腐蚀性。

2.5 钢筋混凝土碱性骨料反应

该反应首先是骨料在孔溶液表面作用下形成硅醇基，接着使活性硅质骨料逐渐溶解，发生严重的碱骨料反应。

2.6 钢筋锈蚀

首先，钢筋混凝土顺筋开裂的产生，钢筋在锈蚀过程中，体积会膨胀，对混凝土造成巨大的膨胀应力，使混凝土沿钢筋产生顺筋裂缝。其次，钢筋与混凝土的粘结力下降，随着钢筋锈蚀反应的发生，钢筋与混凝土之间的粘结力将发生下降，钢筋混凝土结构发生变形，引发钢筋混凝土结构局部或整体失效。最后，钢筋有效面积减小，钢筋在锈蚀过程中，钢筋能够承受荷载的有效面积减小，实际承载力下降。

3 钢筋混凝土结构的防腐措施

3.1 做好钢筋混凝土原材料的选择工作

首先，做好水泥的选择工作，水泥是混凝土的重要组成部分，其性质对混凝土结构耐久性有着重要影响。其次做好外加剂的控制工作，使用外加剂时，除了要看到它有利的一面，还要重视其不利的一面，严格控制外加剂中的有害杂质含量，积极推广技术成熟的外加剂产品，慎用技术不成熟的外加剂。其三，控制矿物掺合料用量，应该在实践的基础上加强对各种矿物掺合料的综合性能研究，科学合理确定矿物掺合料的用量。其四，特种钢筋的选用，建议选择特种不锈钢筋和环氧涂层钢筋，它们也可以大幅度提高钢筋混凝土的抗腐蚀能力，尽管特种钢筋的价格较贵，初期成本投入较大，但其长期的耐腐蚀性足以弥补初期成本的投入。

3.2 提高钢筋混凝土保护层的厚度

适当增加钢筋保护层厚度，能显著降低钢筋腐蚀速率，提高混凝土的耐久性.因为增加保护层厚度可以降低阴极区的氧离子以及有害离子氯离子和镁离子在混凝土中的扩散系数

3.3 喷涂钢筋阻锈剂

钢筋阻锈剂能抑制、阻止并延缓钢筋腐蚀的电化学过程，禁止使用亚硝酸盐类钢筋阻锈剂，制订钢筋阻锈剂的技术标准，

3.4 在特殊部位实行阴极保护技术

土壤腐蚀环境介质通常具有良好的导电性，对钢筋混凝土基础设施的下部结构做好阴极保护工作，阻止钢筋混凝土中钢铁构件的电化学的腐蚀速度。

参考文献

［1］尤勇，马飞，丁示波.浅谈钢筋混凝土结构腐蚀机理及防腐措施［J］.北方交通.2010，（2）.

［2］孙俊，刘彦东，王成.有机钢筋混凝土阻锈剂的研究［J］.混凝土.2010，（2）.

［3］王春福，王瑜玲.钢筋混凝土氯离子腐蚀机理与防护措施［J］.商品混凝土.2010，（3）.

水工钢筋混凝土结构范文第5篇

【关键字】钢筋混凝土；裂缝；原因；防治

钢筋混凝土裂缝不仅会影响结构的安全和耐久性能，并在使用载荷和外界应力的作用下会不断扩展，进而影响到混凝土表面的美观、加速了钢筋的锈蚀、降低了混凝土的抗冻性和防水性，甚至导致坍塌事故的发生，造成极为恶劣的社会影响。为此，对钢筋混凝土结构裂缝产生的原因与防治展开分析和探讨，对加强实际施工中钢筋混凝土裂缝的控制有着重要的现实意义。

一、钢筋混凝土结构裂缝产生的原因

1、材料因素

钢筋混凝土是由钢筋与混凝土两种材料所结合成整体共同受力的工程结构，而混凝土结构的材料的缺陷或是结构的配合比设计不当都将成为裂缝产生的主要因素。以下是几种常见材料对钢筋混凝土结构裂缝产生的影响：

（1）水泥的品种：水泥强度等级越高，所制成的钢筋混凝土构件的收缩性也就越大。

（2）水泥的用量：当水泥在混凝土结构中的用量增多时，会导致水灰比增加，收缩性也越大，越容易出现裂缝。

（3）骨料的性质：当骨料的弹性模量增大时，结构的收缩性会减小。当砂偏细或者砂石含量超标时，会严重增加结构的收缩性。

2、施工不当

钢筋混凝土结构裂缝在很多情况下是由于施工不当或违章施工所引起的，主要表现在以下几个方面：

（1）下层模板的拆模过早。混凝土没有达到相应规范和设计的要求的拆模强度，进而导致的混凝土受损，出现了裂缝。

（2）钢筋混凝土的养护措施不当，尤其是对混凝土的预拌，没有按照规范的要求进行及时的养护，导致混凝土结构表面失水太快，出现不正常干缩，进而使拉应力增加，导致开裂。

（3）对钢筋绑扎的间距超标或者是不均匀，导致混凝土板的局部抗拉性能不足；钢筋的保护层厚度不够，致使板底出现露筋的现象，并导致了钢筋的锈蚀，引发沿钢筋方向的纵向裂缝。

3、温度因素

温度也是导致钢筋混凝土结构裂缝的主要因素，被统称为温度裂缝。温度裂缝产生的原因主要是因为温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引发的混凝土开裂现象。温度裂缝主要可分为两类：

（1）因钢筋混凝土内部存在温差，从而在内部产生温度应力而导致的结构开裂，通常发生在厚度大于1米的大体积混凝土中，出现时间一般在混凝土硬化的早期；

（2）当局部混凝土构件受到环境温度的变化时，通过热胀冷缩效应，对构件产生了拉应力而导致的钢筋混凝土开裂，这类裂缝出现时间较晚，一般在混凝土硬化后1～2年后才出现。

4、受力改变

每个钢筋混凝土构件都有着自身不同的受力特征和不同的荷载传递路线，如在施工过程中，没有了解和掌握钢筋混凝土构件的力学原理，造成了构件的受力改变，也很容易导致裂缝的出现。

（1）因施工控制不严或是施工速度过快，导致梁上出现超载堆荷或者多层支模造成下层、底层严重超载，都易引发结构裂缝。

（2）在预制钢筋混凝土的吊装与运输过程中，因吊点的位置不适宜或支撑不合理，出现了较大的冲击或振动荷载，导致构梁上裂缝的出现。

二、钢筋混凝土结构裂缝的防治措施

1、材料方面的防治措施

（1）应对钢筋混凝土的原材料质量进行控制，并通过对混凝土材料的严格计量和科学合理的配合比设计，在保证混凝土耐久性和强度的基础上，使用合适的技术措施以减少水泥的用量。并可以使用减水剂减少水的用量，从而达到减少或者避免收缩裂缝发生的目的。

（2）在水泥品种的选择上，适宜使用高标号水泥，能有效使单位混凝土中水的用量得以降低，并减少了混凝土的自身收缩值。

（3）对制砂的粒径和含泥量进行严格控制，在砂的选择方面，应使用中砂或者粗砂，粗砂更佳。

2、施工方面的防治措施

（1）严格对拆模时间进行控制。如因工程的进度，需要提前拆模以进行模板周转时，则应先预放固定支撑，并计算出支撑的个数，严禁将支撑先拆除后再重新支撑。

（2）重视对混凝土的养护。混凝土浇筑完成后，应及时采取保湿和保温的养护措施。通常在混凝土表面覆盖上一层塑料布进行密封保湿，塑料布需搭接严密，不能有混凝土现象，以防止混凝土早期失水太快，并且钢筋混凝土的养护时间不得低于14天。

（3）对板面负筋的保护层厚度应严格控制。现浇板负筋通常与梁筋绑扎在一起，并放置在支座梁钢筋的上面，可使用混凝土垫块或铁架子等措施以固定负筋的位置，保证板面钢筋在施工过程中能不再下沉，从而对保护层进行有效保护。同时，保护层厚度过大也容易导致裂缝的产生，为此保护层的厚度不宜大于1.5厘米。

3、温度裂缝的控制

（1）钢筋混凝土结构内部的温度和结构的厚度、水泥品种、水泥用量等相关。所以应考虑选用粉煤灰水泥、火山灰水泥、矿渣水泥和复合水泥，并优先考虑中热水泥甚至低热水泥的使用。

（2）根据实际工程证明，每立方米砼结构的水泥用量增减10千克，其水化热将使得混凝土的温度相应增减1摄氏度左右。为此，应加强对水化热所造成的温度升高进行控制，以减少温度应力。同时，掺加粉煤灰对降低钢筋砼结构的温度和水化热都有良好的效果。

（3）可掺加一定量的外加剂，能有助于改善混凝土拌合物的保水性、粘聚性和流动性。同时，由于外加剂的分散作用和减水作用，在提高砼强度并降低用水量的同时，还能够降低水化热，使热量的峰值的出现时间推迟，进而减少温度裂缝发生的可能。

4、受力方面的控制

（1）施工过程中应严格控制钢筋的位置，保证钢筋的有效高度，尤其是双层钢筋和负弯矩的上排筋，在浇筑时更应加强管理，严禁踩踏现象的发生。

（2）施工单位应加强对施工现场的管理，做到文明施工，钢筋混凝土构件的浇筑不允许过早上人，材料也应轻堆轻放，严禁出现集中堆载。

总结：

在钢筋混凝土施工过程中应充分审核图纸，从原材料检测到配合比设计都应当严谨仔细，并严格执行规范，在施工中优化施工工艺，加强施工控制，通过各个环节的共同努力，提早预防钢筋混凝土结构裂缝的产生，使建筑工程的质量得以真正提高，进而实现工程项目在经济效益和社会效益的双丰收。

参考文献

[1]杨振星.施工工艺对钢筋混凝土结构裂缝的影响[J].建材与装饰，2011（11）.