教學樓設計---開題報告、外文翻譯、文獻綜述

1、<p><b>　　XX大學 </b></p><p>　　畢業(yè)論文（設計）開題報告</p><p>　?。ê墨I綜述、開題報告、外文翻譯）</p><p>　　題 目 東湖中學教學樓設計Ⅲ </p><p>　　姓 名 XXXXXX

2、</p><p>　　學 號 XXXXXXXX </p><p>　　專業(yè)班級 06土木工程(結構方向)2班 </p><p>　　指導教師 XXXXX </p><p>　　分 院 土木建筑工程分院 &

3、lt;/p><p>　　開題日期 2010年3月2日 </p><p><b>　　文件綜述</b></p><p><b>　　鋼結構防腐</b></p><p>　　1 大型鋼結構的防腐淺談：</p><p>　　隨著我國經濟蓬勃發(fā)展，建筑設計水平

4、的提升進步越來越多的建筑形式采用鋼結構來表現，鋼結構建筑比起傳統(tǒng)的磚沙水泥，構造更多變，風格更突出。但這樣的建筑處于潮濕大氣和污染環(huán)境之中，必然會遭受腐蝕，要確保這些建筑的完整性，展現鋼結構的藝術感染力采用防腐涂料進行涂裝保護非常必要，也可以對鋼結構采用結構自身防腐進行鋼構的防腐保護。</p><p>　　2 鋼結構工程管理要點及防腐技術的應用: </p><p>　　2.1 防腐蝕工程的

5、管理</p><p>　　防腐蝕工程的管理是一個規(guī)范性的工作,在防腐的施工中應該嚴格執(zhí)行科學的制度,勤于檢查,精心施工。應根據以下程序及環(huán)節(jié)對防腐蝕施工進行管理。</p><p>　　2.1.1 鋼結構的表面處理要求</p><p>　　涂裝前底材的表面處理是重防腐蝕涂料涂裝的重要環(huán)節(jié),除銹質量是漆膜保護效果的最主要的因素鋼結構[8]的表面處理方法有物理方法和化學方

6、法。物理方法:噴射除銹,噴砂、噴丸、拋丸法除銹、動力工具和手工除銹等;化學方法:酸洗除銹。另外,鋼結構[8]的表面處理程度也直接影響鋼材的腐蝕速度,由于氧化皮的電極電位較Fe正,相當于Cu的電極電位,與Fe的電位差約0. 26 V,在介質中氧化皮為陰極、鐵為陽極,從而使鋼結構受到腐蝕。氧化皮對鋼結構腐蝕速度的影響是很大的，如下表示1</p><p>　　表1 氧化皮對鋼結構腐蝕速度的影響統(tǒng)計</p>

7、<p>　　鐵銹的存在除會降低漆膜與鋼鐵表面的附著力,還因鐵銹中的FeS04、FeCl2等鹽份在涂漆之后仍起破壞作用。因此涂漆前必須完全除去鋼鐵表面的氧化皮、鐵銹、油污、灰塵、鹽類粒子、酸、堿等雜物。清除程度以除銹標準來衡量,我國的除銹標準GB50212-91等效采用國際除銹標準ISO8501-1998(與瑞典標準SIS 055900等同)。除銹越徹底,保護效果越好;除銹不徹底,殘留氧化皮、鐵銹、油污會引起漆膜的破壞和加速

8、腐蝕。</p><p>　　表面粗糙度以30~70μm為宜,最大不宜超過100μm,粗糙度直接影響膜與底材的附著力和保護效果。</p><p>　　2.1.2 漆膜涂裝的管理</p><p>　　對施工中的漆膜厚度進行控制。漆膜低于125μm時容易發(fā)生早期缺陷。</p><p>　　對施工后的膜厚進行檢測與處理,檢測主要是通過測厚儀進行檢測,

9、對膜厚分布狀態(tài)的要求是90%以上測點的膜厚不低于規(guī)定的膜厚值,余下測點的膜厚不低于規(guī)定厚度值的90%。達不到這一要求時,進行局部補涂或重涂一道。</p><p>　　對涂裝環(huán)境的控制。環(huán)境包括濕度、溫度、露點、天氣等?？諝庵泻兴?2g/m3),濕度太高影響附著力,≥85%不能施工;環(huán)境溫度5℃以下不宜室外施工;底材表面溫度至少高于露點3℃以上才能施工;下雨、下雪、大風等天氣不能施工。</p>&

10、lt;p>　　2.1.3 采用有機涂料配套體系</p><p>　　對于處于特殊環(huán)境，如沿海地帶的鋼結構（鋼結構架、鍋爐爐架等）金屬部件均處于苛刻的海洋大氣腐蝕條件下。大氣腐蝕的影響條件是非常多的，例如：溫度、濕度、含鹽量、含硫量、海霧、紫外線[4]等等。針對此種情況，本文提出了有機涂料配套體系[5-7]的方案，可以有效的防止和控制鋼結構的腐蝕，常用涂料有：酸涂料、氯化橡膠涂料、環(huán)氧涂料、丙烯酸樹脂涂料、聚

11、氨酯涂料。</p><p>　　2.2 鋼結構的表面處理</p><p>　　鋼結構的表面處理對鋼結構的防腐[1,2]質量有著直接的影響,很多人認為:只要涂料好,防腐效果就一定好。這種觀點是不規(guī)范的,也不是完全合理的。鋼結構的表面處理程度直接導致防腐工程的施工質量,因為鋼結構的表面處理直接影響到鋼結構表面和底漆間的附著力,同時也減少了鋼結構表面介質對鋼結構腐蝕的影響。由于受到條件和經濟的限

12、制,在我廠最有效經濟的處理辦法是采用手動工具除銹,除銹等級達到St2~St3級,雖然沒有噴砂除銹或者火焰除銹徹底,但是已經完全能夠滿足防腐要求。</p><p>　　3 鋼結構的防腐蝕的結構設計</p><p>　　在腐蝕控制的各個環(huán)節(jié)中,鋼結構的設計是極為重要的一環(huán)。合理的結構設計不僅可以使鋼材等的耐蝕性能充分發(fā)揮出來,而且可以彌補鋼材等內在性能的不足。特別重要的是很多局部腐蝕事故,如電

13、偶腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕是由于結構設計不合理所引起的;同樣,很多局部腐蝕又可能通過正確合理的結構設計或通過結構設計改進得到解決;所以“設計桌上的防腐蝕”———結構設計是最經濟、最有效的防腐蝕措施</p><p>　　3.1 鋼結構的形狀、形式盡可能簡單合理</p><p>　　在建筑鋼結構行業(yè),有人對鋼結構截面形狀與腐蝕速度的關系作了專門的研究后發(fā)現:處于同一腐蝕環(huán)境下的鋼結構

14、,不同截面形狀腐蝕速度相差很大(見表2)。</p><p>　　表2 截面形狀與相對腐蝕速率的關系[3]</p><p>　　就是鋼結構設計中,在可能條件下,采用筒形結構比方形或其他框架結構好的理由。加上圓筒形結構簡單、表面積小、便于防腐蝕施工和檢修。鋼結構表面應均勻、平滑、清潔。因為凹凸不平、粗糙、粘附污物的表面很容易發(fā)生腐蝕。</p><p>　　3.2 防止

15、發(fā)生電偶腐蝕</p><p>　　在大型鋼結構中,為了滿足不同部件的功能需要,不少部件采用多種金屬材料構成。為了避免電偶腐蝕破壞,應遵循某些設計原則</p><p>　　3.3 結構上盡量避免縫隙、死角</p><p>　　縫隙會引起腐蝕,特別是鋼結構部件的連接和支撐處是造成縫隙和死角的場所,在設計中應予充分考慮。盡量避免使用鉚接結構,鉚接的結構存在縫隙。一定要用鉚

16、接方法的話,應加墊片(見圖1)</p><p>　?。╝）未加墊片 （b）未加墊片 （c）加墊片</p><p><b>　　圖1 鉚接設備結構</b></p><p>　　3.4 防止應力腐蝕</p><p>　　(1)控制工作應力和消除殘余應力</p><p>&l

17、t;b>　　(2)避免應力集中</b></p><p>　　(3)抗應力腐蝕材料的選擇</p><p>　　3.5 減少磨損腐蝕</p><p>　　腐蝕是影響建/構筑物性能及使用壽命的重要因素,它會使結構的承載能力降低,使用壽命縮短,影響正常功能的使用,并會造成巨大經濟損失。因此,只有不斷完善土建防腐蝕管理體系,不斷提升土建防腐蝕的專業(yè)技術水平,

18、才能確保電站建/構筑物滿足原設計功能的要求。</p><p>　　4 涂料在鋼結構防腐蝕中的應用</p><p>　　4.1 涂料防腐蝕的現狀及效果分析</p><p>　　(1)同一區(qū)域,不同使用環(huán)境、不同設備,采用同種涂料,效果都不同。</p><p>　　(2)同一區(qū)域,不同使用條件,同種設備構件,采用同種涂料效果不同。</p&g

19、t;<p>　　(3)不同區(qū)域,不同使用環(huán)境,不同設備,采用同種涂料效果不同。</p><p><b>　　4.2 防銹試驗</b></p><p>　　對冷軋板與熱軋板兩種材料進行長期浸泡在1-羥基苯駢三氮唑溶液中和浸后取出自然涼干兩種處理,考察1-羥基苯駢三氮唑的緩蝕效果。試驗中所需鋼鐵材料均用脫脂劑清洗干凈,實驗配制的水均為一次蒸餾水。浸泡試驗結果

20、見表3,浸后取出并涼干后的緩蝕效果見表4。</p><p>　　表3 冷軋板、熱軋板浸泡試驗結果</p><p>　　表4 冷軋板、熱軋板浸后涼干的銹蝕情況</p><p>　　根據鋼防腐蝕實踐,總結出不同區(qū)域環(huán)境對涂料的性能要求及適用的涂料品種,見表5</p><p>　　表5 不同使用環(huán)境和性能要求及適用的涂料品種</p>

21、;<p>　　目前涂料防腐蝕應用廣泛,但該方法不能達到長期防腐蝕的目的,普通涂料在一般工業(yè)環(huán)境中壽命為2年左右。影響涂料防腐蝕質量的因素很多,只有根據不同材質、不同環(huán)境,設計科學合理的防腐蝕方案,選用合適的涂料品種,保證涂料質量并確保施工質量,做好使用維護,才可能取得較好的防腐蝕效果。</p><p>　　5 建筑鋼結構的各種防腐方法特點及總結</p><p>　　鋼材在空氣

22、或潮濕的環(huán)境的環(huán)境中易于銹蝕。鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合而成質地疏松的氧化鐵銹,特別是當空氣中含有酸堿鹽類的介質時情況更為嚴重,腐蝕不僅使鋼材表面產生不均勻的銹蝕,而且局部的銹蝕引起應力集中,促使鋼結構的提前破壞,尤其是在反復沖擊的荷載作用下,更促進疲勞強度降低,出現脆性斷裂[9]。鋼材的腐蝕危害建筑物的安全,并造成巨大的損失。只有在設計建造的同時,對其進行卓有成效的防腐,才能確保鋼結構的長久壽命。</p><

23、p>　　綜合上述的各種防腐方法特點[10],熱浸鋅防腐、熱噴鋁(鋅)復合涂層防腐和涂(噴)油漆防腐(尤指氟碳涂料)是鋼結構目前主要的三種防腐方法。實際上,為了防止鋼結構銹蝕,除必須采取防銹措施外,尚應在構造上盡量避免出現難于檢查、清刷和油漆之處,以及能積留濕氣和大量灰塵的死角或凹槽。閉口截面構件應沿全長和端部焊接封閉。同時,在使用過程中,應保持通風良好,及時排除侵蝕性氣體和濕氣,及時進行清灰、清污工作。</p>&l

24、t;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]崔維漢．防腐蝕工程設計與新技術[J].山西省腐蝕與防護學會，1995.</p><p>　　[2]龐啟則．防腐蝕涂料涂裝和質量控制[M]．化學工業(yè)出版社2004</p><p>　　[3]李華亭.青島市鋼結構設計謅儀[A].第二屆全國鋼結構防火技術研討會論文集[C]. 200

25、3 </p><p>　　[4]Atrrospheric corrosion of steels[J]．Proc 11th IntCorros Cogress,Florence,1990,52～55 </p><p>　　[5]許長清．合成樹脂及塑料手冊[M].化學工業(yè)出版社，1991,(11)</p><p>　　[6]涂料工藝編委會編．涂料工藝（第三版）.[M]

26、.化學工業(yè)出版社，1997.</p><p>　　[7]佐藤靖．防銹、防蝕涂裝技術[M]．化學工業(yè)出版社，1989.</p><p>　　[8] 張愛蘭.建筑鋼結構的發(fā)展現狀.[J]. 新型建筑材料,2002,(10)：93~96·</p><p>　　[9]王鴻喜.王永逵.常用建筑材料實用手冊[M].北京:中國鐵道出版社,1989·</p

27、><p>　　[10]王肇民.建筑鋼結構設計[M].上海:同濟大學出版社,2001.215~216</p><p><b>　　開題報告</b></p><p><b>　　東湖中學教學樓設計</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p&

28、gt;　　畢業(yè)設計的任務是完成對寧波鄞州區(qū)東湖中學教學樓的設計工作，開題報告中包括設計實施的初步構想，其具體包括：教學樓的工程概況，結構形式方案的比較，初步設計的具體內容和依據，結構計算分析和設計的實施計劃。</p><p><b>　　2 工程概況</b></p><p><b>　　2.1 工程概況：</b></p><p

29、>　　建筑層數：4層；工程性質：教學樓；工程結構合理使用年限：50年；抗震設防烈度：6度，僅需進行抗震結構設防，結構形式：鋼筋混凝土框架結構。并設置一道沉降縫（與伸縮縫重合） 。</p><p><b>　　2.2 自然條件</b></p><p>　?。?）地面粗糙類別為B類。場地屬非液化場地，場地土類別為II類。</p><p>　　

30、（2）溫度：年平均氣溫16℃左右，最熱8月，平均氣溫26.3--28。</p><p>　?。?）基本風壓：w0=0. 5kN/m2。</p><p>　　（4）基本雪壓：S0=0.3kN/m2。</p><p>　?。?）相對濕度：年平均相對濕度80%。</p><p>　　（6）抗震設防烈度：6度，設計基本地震加速度值為0.10g，地震分

31、組為第一組。</p><p><b>　　3 主要任務</b></p><p>　?。?）完成建筑施工圖（平，立，剖詳圖，設計說明等），完成3張A1建筑圖</p><p>　?。?）確定結構方案（包括調研收集資料）</p><p>　　（3）設計計算一榀框架，樓梯及樓板，基礎等，要完成3張A1結構施工圖</p>

32、;<p>　?。?）編織設計計算書</p><p><b>　　4 設計方案</b></p><p><b>　　4.1 方案的擬定</b></p><p>　　在總體規(guī)劃的前提下，根據設計任務書的要求，綜合考慮地基環(huán)境，使用功能，結構選型及建筑藝術等問題。著重解決建筑內部各種使用功能和使用空間的合理安排；建

33、筑物與周圍的環(huán)境，與各種外部條件的協(xié)調；內部與外表的藝術效果，創(chuàng)造出既符合科學性有具有藝術性的生產和生活環(huán)境。同時突出對學生教學樓安全性的功能。根據設計題的要求，該工程為教學和辦公為一體的教學樓?？紤]到這是一幢教學樓，因此在結構布置時，教室的開間和進深都比較大，教室比較寬敞。同時每層均布置一個師生公共廁所，并將教師的辦公室主要布置在2層方便教師的工作以及學生聯(lián)系教師，該建筑設兩部樓梯，以滿足教學和防火要求。</p><

34、;p><b>　　4.2 建筑部分</b></p><p><b>　　方案設計：</b></p><p>　　建筑設為4層，建筑面積為：，可上人平屋頂，層高約3米，，設置女兒墻，教學樓布置兩個安全入口，其中正前門為主入口處，每層布置一個廁所，以方便師生，并且布置3個雙跑樓梯，由于教學樓橫向較長，故設置1道沉降縫，每層6個班級，從底層到高層

35、依次為低到高年級，內設24個班級，每個班級約為40人并將教師辦公室布置在2樓以及3樓，以方便師生聯(lián)系。</p><p><b>　　4.3 結構部分</b></p><p>　　1設計說明書包含計算書一份，內容包括：</p><p><b>　　(1)封面和目錄</b></p><p>　　(2)結

36、構方案的選擇和說明。</p><p>　　A結構構件的計算的一般順序是：荷載計算---內力計算---荷載組合及控制截面的內力組合。計算內容編入說明書是，包括必要的計算圖形和內力圖形，計算過程力求條理化，簡潔化，圖表化；</p><p>　　B手算部分：選擇一榀框架進行框架結構內力分析計算和配筋計算；</p><p>　　C電算部分：采用PKPM結構軟件進行結構電算復

37、合，并且做手算和電算的結果分析和比較。</p><p><b>　　5 結構計算分析</b></p><p><b>　　5.1 柱梁板計算</b></p><p><b>　　5.1.1 柱子</b></p><p>　　(1)選擇最不利的組合分別進行框架計算，也可以對兩個方

38、向均進行計算后取得較危險方向進行配筋。</p><p>　　(2)控制柱的單邊方向縱筋的最小根數。</p><p>　　(3)將構造配筋的框架的配筋適當放大根據設計經驗。</p><p>　　(4)多層框架電算是不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降，當多層框架的水平尺較大及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻，可以再適當放大柱的配筋，且宜在縱橫兩個方向設置基礎梁，其配筋不宜

39、按構造設置，應按框架梁進行設計，并應設置箍筋加密區(qū)。</p><p><b>　　5.1.2 梁：</b></p><p>　　梁一般承受由荷載產生的彎矩和剪力，稱為受彎構件。設計的時候要從彎矩和剪力兩方面進行配筋計算?？紤]到梁端負彎矩較大，配筋較多且施工不便，所以在豎向荷載作用下，考慮塑性內力重分布，將梁端負彎矩降低來配筋。規(guī)范要求混凝土框架結構調幅系數為0.8~0

40、.9。設計時要遵循規(guī)范要求。主次梁相交處應注意附加箍筋或附加吊筋的增設。梁端縱向受拉鋼筋的配筋的配筋率不應大于2.5%，梁端箍筋加密區(qū)的長度，箍筋的最大間距和最小直徑《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001表6.3.3的要求，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率大于2%，表中箍筋的最小直徑應增大2mm。在實際設計梁配筋的過程中，經計算顯示出來的配筋率肯能未并達到2%或2.5%，但在梁施工圖時因為不同型號的鋼筋歸并及人為的放大系數，往往使梁端縱向

41、受拉鋼筋的配筋率大于2%或2.5%，而設計人員很容易忽略這個問題，但在施工圖省察時又會經常被提出來，這就要求設計人員能及時的做出相應的調整。對于一些由于功能限制梁高不能做高的采用寬扁梁，梁中心線必須與柱中心線重合，應注意在一級框架中不宜采用。在框架計算時荷載的取值取值并不是越大就越安全，要根據實際情況，具體問題具體分</p><p><b>　　5.1.3 板</b></p>

42、<p>　　在框架中板的設計計算可以參考《鋼筋砼結構設計》中關于單向板的一套計算公式。規(guī)范規(guī)定【1】當L2/L1≤2時應按雙向板計算;當2≤L2/L1≤3,宜安雙向板計算；當L2/L1≥3時，可按單向板計算。</p><p>　　5.2 水平荷載作用下的計算</p><p>　　5.2.1 分層法：</p><p><b>　　基本假定是：<

43、;/b></p><p>　　(1)在豎向荷載作用下忽略側移；</p><p>　　(2)某層梁上荷載只對與其相連的柱有影響。</p><p><b>　　幾個條件是：</b></p><p>　　(1)在分層法中它們的線剛度除了底層，其他上層要×0.9的系數；</p><p>　

44、　(2)底層的傳遞系數是1/2，其他上層柱的傳遞系數是1/3。</p><p>　　5.2.2 反彎點法：</p><p><b>　　基本假定：</b></p><p>　　(1)在確定各柱間的剪力分配比時，認為梁的線剛度與柱的線剛度之比為無限大，略去梁的本身變形，認為各柱上下兩端都不發(fā)生角位移，框架節(jié)點只有側移且同各層柱的側移均相同。<

45、;/p><p>　　(2)在確定各柱的反彎點位置時，又認為除底層以外的各層柱，受力后的上下兩端將產生相同的轉角，即假定柱的反彎點位置在柱的中間。</p><p>　　(3)梁端彎矩可由節(jié)點平衡條件求出。</p><p>　　5.2.3 D值法：</p><p>　　柱的側移剛度不但與柱本身的線剛度和層高有關，而且還與梁的線剛度有關；柱的反彎點高度

46、不是一個定值，而應是個變數，它隨該柱與梁之間的 線剛度比，該柱所在的樓層位置，上下層之間的線剛度比及上下層層高的不同而不同，甚至與房屋的總層數等因數有關。修正后的柱側移剛度以D表示，故此法稱為“D值法”，在本設計中是采用D值法。</p><p><b>　　6 設計實施內容</b></p><p>　　6.1 了解建筑設計內容和要求：</p><p

47、>　　認真仔細閱讀建筑平面，立面，剖面圖，設計說明及節(jié)點詳圖，對要進行結構設計的房屋有空間形體概念，了解各個房間布置和使用要求及建筑各部位構造工程做法，確定個房間的使用荷載，準確計算出永久荷載。</p><p>　　6.2 估算和結構選型構件截面尺寸。</p><p>　　包括梁，柱截面尺寸，板，墻厚度，初選基礎截面高度與埋深。</p><p>　　6.3 結

48、構設計計算</p><p>　　手算：設計計算內容最低要求：一榀框架設計計算。</p><p>　　圖紙繪制內容應包括：采用“平法”繪制，底層，標準層結構平面布置，底層，標準層柱梁平面整體配筋圖和現澆板配筋圖。</p><p>　　6.4 施工圖的繪制與完善</p><p>　　教學樓各層平面圖：比例為1：100。立面圖：主要立面圖比例為1：

49、100。剖面圖1-1剖面比例為1：200。屋面詳圖比例為：1：200。各構造詳圖：門窗詳圖，墻身節(jié)點詳圖，樓梯詳圖及各構造詳圖。各構件節(jié)點詳圖：樓梯節(jié)點詳圖，門窗節(jié)點詳圖等其他構件詳圖。</p><p>　　建筑平面圖中標注建筑物縱向定位軸線及編號，標注建筑物各部分的尺寸，標注各層標高，以及門窗的編號，標注房間名稱，圖名以及比例；建筑立面圖中表明建筑外形，門窗，雨棚，陽臺及雨水管線的形式及位置，表明各必要部位的標

50、高及尺寸，標注立面圖的名稱以及比例；剖面圖表明建筑內部各個部位的高度關系，標三道尺寸，表明建筑總高度及層間尺寸，及門窗洞口和下墻的尺寸，標注樓地面以及雨棚樓梯平臺的標高，標注節(jié)點詳圖索引號，標注樓地面，表組合內外墻合柱軸線及其間距，標示剖視圖的名稱及其比例。</p><p>　　6.4.1 平立剖面相配合，標高軸線要一致</p><p>　　施工圖首當其沖的是平立剖面要一致。如平面上有窗戶

51、，里面上要畫出：里面上有的一些構造，要在平面上表示。其實，只有平立剖面要一致。如平面上有窗戶，立面上要畫出：里面上有的一些構造，要在平面上表示。其實，只有平立剖面三者密切配合，才能比較完整的反映一幢建筑物的建筑特點。</p><p>　　6.5 編寫設計計算說明書</p><p>　　編寫設計計算說明書應包括：封面，任務書，摘要，目錄，正文，參考資料，附錄，致謝，考核表，封底。</p

52、><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]楊志勇.土木工程專業(yè)畢業(yè)設計手冊（第2版）[M]。武漢：武漢理工大學出版社，2005</p><p>　　[2]熊丹安.鋼筋混凝土框架結構設計與實例[M]。武漢：武漢理工大學出版社，2005</p><p>　　[3]結構靜力計算手冊編寫組.建筑結構靜力計算手

53、冊（第2版）[M].北京： 中國建筑工業(yè)出版社，1998</p><p>　　[4]王小紅.建筑結構CAD-PKPM軟件應用[M] 中國建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[5]GB50009-2001 建筑結構荷載規(guī)范[S] 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[6]GB50010-2002《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2

54、002），中國建筑工業(yè)出版社，2002</p><p><b>　　外文翻譯</b></p><p>　　不同加載條件下氯離子引起鋼筋混凝土的開裂情況</p><p>　　Shahzma J.Jaffer*,Carolyn M.Hansson</p><p>　　Department of Mechanical and

55、Mechatronics Engineering,University of Waterloo,200 University Ave West,Waterloo,ON,Canada N2L 3G1</p><p>　　摘要: 文章是有關受到不同負載條件下的鋼筋混凝土中氯離子對普通硅酸鹽水泥（OPCC）和高性能混凝土（HPC）的鋼筋混凝土界面的腐蝕產物的及裂紋的組成和分布情況。結果表明，無論加載類型是什么，均有較多

56、的氯離子腐蝕產物沿OPCC鋼筋表面的裂紋的分布。并且在動荷載作用下該腐蝕會造成鋼筋和混凝土的剝離而影響鋼筋混凝土的性能，其破壞力大于在靜力荷載下的產生破壞。OPCC和高性能混凝土界面的裂縫在靜力與動力荷載的循環(huán)交替作用下將停止腐蝕鋼筋。而普通硅酸鹽水泥(OPCC)在動態(tài)加載作用下腐蝕產物則會擴散到水泥和鋼筋的粘貼面，從而引起了分支裂紋，高性能混凝土（HPC）中氯離子的腐蝕產物則不會擴散，本文章論證了有關鋼筋混凝土澆筑時鋼筋先和后嵌入混凝

57、土產生的不同腐蝕情況，并觀察到腐蝕產物更易侵入多孔水泥漿產生破壞。</p><p>　　關鍵詞：裂紋，掃描電鏡，腐蝕，氯化物，混凝土 </p><p><b>　　1 介紹</b></p><p>　　鋼筋銹蝕對鋼筋耐久性影響具體表現在兩個方面:一是它減少了鋼筋的截面積, 因此,降低了其承載能力和；二是鋼筋的腐蝕產物及其生成可導致混凝土表面

58、的開裂（研究用紅外光譜對完整的混凝土光譜分析參看圖[1]）,然而,很少研究腐蝕開裂對鋼筋混凝土的影響.Cabrera[2]觀察到外加電流會腐蝕鋼筋混凝土產生平行裂紋。Andrade et al.[3] 發(fā)現外加電流可以引起幾個微米寬的可見裂紋 (~ 0.1毫米寬)并使鋼筋產生銹蝕。然而,研究表明,使用電流導致混凝土腐蝕的現象是沒有現實的意義的，實際混凝土結構發(fā)生了什么？最主要的是氯離子的腐蝕 [4、5]。</p><

59、p>　　圖1 鋼產品的銹蝕</p><p>　　一些研究者也試圖通過建立模型模仿混凝土的開裂腐蝕來研究。Allan[6], 用通過液壓含有鋼筋腐蝕產物的預鉆孔內走道來模擬混凝土局部裂紋的形成。Uddin et al.[7] 也通過從膨脹劑的靜壓力來模擬鋼筋混凝土的裂紋來列過程。他們在混凝土開裂的研究中聲稱由砼的開裂時候撕裂和平面剪切的兩種模式共同作用的結果。Ohtsu和Yosimura[8] 模仿了混凝土

60、裂縫的擴展到鋼筋銹蝕的過程, 聲稱考慮模型考慮了各種類型的裂縫(表面、剝落,內部垂直和斜裂縫)。他們研究確認了不同類型的裂紋的形成和傳播條件。</p><p>　　上述所有的研究假設前提是腐蝕產物在螺紋鋼和砼的接觸面上的積累,并由鋼筋腐蝕產物從這個接口壓迫混凝土的裂縫。另一研究者Allan[6],盡管她用了同樣的假設,并考慮到腐蝕產物能散播到混凝土裂縫中。并且她建議用包含多孔材料的產品做為儲存腐蝕產物，因為混凝土

61、裂縫隨著時間可以擴展。</p><p>　　表1 高性能混凝土OPCC混合比例</p><p>　　還有很重要的一點就是,混凝土裂縫包含鋼筋銹蝕, 對鋼筋的腐蝕有很大的影響。研究已表明,在破裂的鋼筋混凝土[9、10]暴露于含氯的外部環(huán)境中, 只有在無裂縫的鋼筋的區(qū)域鋼筋腐蝕就斷開。測試的鋼筋混凝土的腐蝕作用已成為近年來的發(fā)展的熱門。然而在其他諸如文學領域是很有限的。對于暴露在海洋環(huán)境5年

62、的含碳鋼和鋼筋混凝土，Suda et al.[11] 對磁鐵、針鐵礦和纖鐵礦進行檢測。Aligizaki et al.[12] 觀察到腐蝕產物可以擴散到混凝土骨料的粘貼面,以及毗鄰腐蝕產品磁鐵骨料,接近是赤鐵礦水泥。同時Marcotte和 Hansson[13] 觀察發(fā)現, 腐蝕產物厚度為5毫米分布在沒有硅酸鹽的砼（高性能混凝土鋼筋混凝土)表面, 而高性能混凝土表面含有硅的腐蝕產物則集中在與混凝土裂縫相交的鋼筋上。這種差異的原因是多孔結

63、構高性能混凝土的越少用硅和對鋼筋會有更良好的粘合。這個結論是通過觀察發(fā)現在前者支持纖鐵礦和針鐵礦的氧化和廣闊鐵的腐蝕產物,而后者只含有磁鐵。同時，這些作者[14]也比較了腐蝕產物在破裂的普通硅酸鹽水泥混凝土(OPCC)( w/cm =0.41)與混凝土(w/cm裂= 0</p><p>　　目前為止檢測到的最大體積的腐蝕產物為纖鐵礦鋼筋混凝土近三倍。Marcotte和Hansson[13、14]觀測到在纖鐵礦破裂

64、時,即靜態(tài)載入混凝土。隨著時間的推移,經歷了負載，然而,鋼筋混凝土甲板結構,如橋梁、停車場板的在經過動態(tài)的加載后，這個可能產生對混凝土結構影響,從而(一) 鋼筋混凝土中腐蝕產物的形成及(二)這些腐蝕產物的分布。</p><p>　　因此,本研究的主要目的是檢驗靜態(tài)破壞分布的形成和認同，及在鋼筋混凝土腐蝕產物動態(tài)加載的破裂。自增強鋼是用它的軋制條件,以其鐵鱗完整鐵鱗上也被評為鋼筋之前和之后混凝土中。 </p&

65、gt;<p><b>　　2 實驗過程</b></p><p><b>　　2.1 樣本準備</b></p><p>　　鋼筋混凝土梁中OPCC(w /cm= 1.46)與混凝土(w /cm=0.35)利用混合比例見表1。每道梁包含兩個10M(11.3%的mm直徑)碳鋼鋼筋，均和混凝土梁的表面位置的距離相等。且每道梁截面積為120毫

66、米×70毫米，高為1200毫米。澆注后,兩種類型的橫梁均由濕粗麻布、塑料薄膜包裹。OPCC梁澆注兩天,高性能混凝土梁澆注硬化七日內,按照Ontario交通部的規(guī)定時間要求。</p><p>　　所有的預應力梁他們中間在三點彎曲的耦合成對,如圖2,并處于靜態(tài)或循環(huán)(動態(tài))加載條件，靜載荷應用于四道梁通過緊縮的螺紋桿螺母上頂級的每道梁(圖2)來維持的3毫米。加載設置允許同一負載被應用在底層。動態(tài)加載也適用于

67、四道梁使用空氣缸和活塞,被連接到一個送風及控制廣場嗎波發(fā)生器。頂部的荷載的每一雙梁損傷引起同樣的靜態(tài)載入并應用在0.5赫茲的頻率1-2.5 h。</p><p>　　圖2 設立靜態(tài)和動態(tài)加載的橫梁。</p><p>　　在載入梁被放置在浴缸和正直來四星期的循環(huán)。在前兩周,僅將梁放在在含有3%氯化物(如氯化鈉溶液)的氯溶液中，并浸沒到他們得水平裂縫的中點。第二個兩周,剩下的梁放置在實驗室條

68、件下干燥環(huán)境中干燥并對其中的每3個區(qū)域對進行梁的腐蝕程度的測量。具體措施如下(a)完全淹沒,(b)淹沒未裂開的和(c)淹沒裂開了。這些措施的結果[9]提出:之間的一段時間梁加載了大約6個月。加載結束后暴露放置在氯溶液中。</p><p>　　2.2 鋼結構腐蝕產物的鑒定及其產物的分布</p><p>　　鋼的腐蝕產物具體分布在以下的三個部分:(1)在部分平行和垂直拉伸接觸表面的裂縫;(2)

69、在表面的裂紋,(3)鋼筋表面。觀察裂紋的一段長度, 把地面以上的混凝土鋼筋用直徑為8毫米直徑的金剛石磨鉆取一個垂直的洞（圖3），并使其浸沒在鹽溶液中9個月，（15個月后，鑄件），再使用金剛砂輪打磨出約直徑為70毫米的區(qū)域。這個洞上每次用靜態(tài)或動態(tài)加載加載2或3 毫米的的具體荷載。每磨一步，用高清相機拍下混凝土中裂紋的照片。由于研磨設備的限制，孔的最大深度為21毫米，這也是從鋼筋表面約9毫米處。因此，腐蝕的鋼筋混凝土界面的分布是不審查這方

70、面的。對鋼筋表面的腐蝕產品和混凝土墻壁的裂縫分析如下。完整的鋼筋段被切斷，斷口位于梁的中部，在圖3所示混凝土裂縫中，并被放置在含有惰性氣體（氮氣）的框中。放置在一個密閉包含光學平板玻璃窗口室的手套箱內，進行鋼筋混凝土的中鋼筋與混凝土的分離。而分離則采取密封前的手套箱內，而具體是手套箱左側面的裂紋仍保持不變（圖4（a））。分離出來的鋼筋被裝在密封的瓶內，隨后被帶到了現場進行拉曼光譜儀分析。對鋼筋進行分析后，手套箱里面的鋼筋被重新移除?；炷?/p>

71、土）的表面裂紋（圖4（b）被打開，</p><p>　　圖3 顯示在地上挖個洞地點和腐蝕產物分析中使用的部分</p><p>　　（a） （b）</p><p>　　圖4 具體的例子顯示</p><p>　?。╝）完好無損表面裂紋和（b）在裂紋表面腐蝕產物進行了分析</p><p

72、>　　鋼筋腐蝕產物的分布在不同負載的情況下對梁裂縫影響的具體類型，在此之前檢查浸沒了鋼筋混凝土梁18個月的鹽溶液，這種腐蝕影響是由于鋼筋表面的腐蝕并將在[9] 中討論，在此將不做討論。 </p><p>　　2.3 在工廠的變化規(guī)模</p><p>　　機上的鋼筋規(guī)模審查三個條件：（一）禁止驗收

73、未嵌入的混凝土，（二）被嵌入而未受腐蝕的二十八個月（三）被嵌入在混凝土中與氯化物接觸，在混凝土裂縫18個月而未受腐蝕。對鋼筋（約15毫米長的小部分）是安裝在熱安裝材料等，他們的橫截面可以審查。然后，他們被地面和拋光1μm的鍍金和防止在電子顯微鏡充電。隨后的章節(jié)中看到喬爾孖士打律師- 6460掃描電子顯微鏡（教統(tǒng)局局長）根據二次電子（SE）和背散射電子（BSE）的模式。機元素的分析，獲得大規(guī)模使用牛津儀器IncaX視線能譜與ATW2窗口，

74、是連接到掃描電鏡（EDS）等檢測。</p><p><b>　　參考 </b></p><p>　　[1]T.D.Marcotte,Characterization of chloride-induced corrosion products that form in steel-reinforced cementitious materials,PhD Thesis

75、 in Mechanical Engineering. 2001,University of Waterloo:Waterloo,Canada.</p><p>　　[2]J.G.Cabrera,Deterioration of concrete due to reinforcement steel corrosion,Cement and Concrete Composites 18(1)(1996)47–59

76、.</p><p>　　[3]C.Andrade,C.Alonso,F.J.Molina,Cover cracking as a function of bar corrosion:part I—experimental test,Materials and Structures 26(8)(1993)453–464.</p><p>　　[4]C.M.Hansson,Discussion

77、 of corrosion effects on bond strength in reinforced concrete.Paper by Kyle Stanish,R.D.Hooton,S.J.Pantazopoulou,ACI Structural Journal 97(5)(2000)789–790.</p><p>　　[5]A.Poursaee,C.M.Hansson,Potential pitfal

78、ls in assessing chloride-induced corrosion of steel in concrete.Cement and Concrete Research,submitted for publication.</p><p>　　[6]M.L.Allan,Probability of corrosion induced cracking in reinforced concrete,

79、Cement and Concrete Research 25(6)(1995)1179–1190.</p><p>　　[7]A.K.M.F.Uddin,K.Numata,J.Shimasaki,M.Shigeishi,M.Ohtsu,Mechanisms of crack propagation due to corrosion of reinforcement in concrete by AE-SiGMA

80、 and BEM,Construction and Building Materials 18(3)(2004)181–188.</p><p>　　[8]M.Ohtsu,S.Yosimura,Analysis of crack propagation and crack initiation due to corrosion of reinforcement,Construction and Building

81、Materials 11(7–8)(1997) 437–442.</p><p>　　[9]S.J.Jaffer,C.M.Hansson,The in?uence of cracks on chloride-induced corrosion of steel in ordinary Portland cement and high performance concretes subjected to diffe

82、rent loading conditions,Corrosion Science 50(12)(2008)3343–3355.</p><p>　　[10]K.Suzuki,Y.Ohno,S.Praparntanatorn,H.Tamura,Mechanism of steel corrosion in cracked concrete,International Symposium on Corrosion

83、of Reinforcement in Concrete Construction(3rd),Elsevier Applied Science,Wishaw,England,1990.</p><p>　　[11]K.Suda,S.Misra,K.Motohashi,Corrosion products of reinforcing bars embedded in concrete,Corrosion Scie

84、nce 35(5–8)(1993)1543–1549.</p><p>　　[12]K.K.Aligizaki,M.R.de Rooij,D.D.Macdonald,Analysis of iron oxides accumulating at the interface between aggregates and cement paste,Cement and Concrete Research 30(12)

85、(2000)1941–1945.</p><p>　　[13]T.D.Marcotte,C.M.Hansson,The in?uence of silica fume on the corrosion resistance of steel in high performance concrete exposed to simulated seawater,Journal of Materials Science

86、 38(23)(2003)4765–4776.</p><p>　　[14]T.D.Marcotte,C.M.Hansson,A comparison of the chloride-induced corrosion products from steel reinforced industrial standard versus high performance concrete exposed to sim