论文发表：浅谈钢筋混凝土水池裂缝__墨水学术,论文发表,发表论文

所属栏目：化学论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:137

副标题#e#摘  要：钢筋混凝土水池的裂缝对水池的正常工作影响甚为明显，因此裂缝控制问题是钢筋混凝土水池设计的关键问题之一。
关键词：钢筋混凝土水池裂缝  水池裂缝成因  水池裂缝控制

 
1.前言
钢筋混凝土水池在正常使用极限状态下，为确保水池的防渗、防漏和耐久性，需要对水池裂缝进行控制。《给水排水工程构筑物设计规范》（GB50069-2002）对于钢筋混凝土水池在正常使用极限状态下的抗裂度、裂缝开展宽度有明确的规定。同时对于不同用途的钢筋混凝土水池有着不同的最大裂缝宽度限值要求，这就需要在设计中根据实际情况采用不同的控制限值以保证水池的正常使用功能。在钢筋混凝土水池设计中对于裂缝的计算应该按照规范规定，根据不同的组合作用对水池的受力状态进行计算判别，再进行相应荷载组合下的裂缝验算。
绝大部分的钢筋混凝土构件都是带缝工作的，在非预应力钢筋混凝土结构中要求不出现裂缝是不现实，而且是完全没有必要的。将裂缝宽度控制在规定范围内，既能保证构件正常使用，又能使钢筋混凝土构件中的钢筋实现其受力性能。钢筋混凝土水池相比一般的钢筋混凝土构件，由于其所处的环境类别和使用功能要求，有着特殊的裂缝控制要求，这就要求在设计过程中更加重视。对比《给水排水工程构筑物设计规范》（GB50069-2002）和《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），关于裂缝宽度验算的规定不一样，设计计算时应该注意正确区分两者的不同之处。
《给水排水工程构筑物设计规范》（GB50069-2002）中规定：
（1）当在组合作用下，构件截面处于轴心受拉或小偏心受拉状态时，应按不出现裂缝进行控制，并应取作用短期效应的标准组合进行验算。规范5.3.7对于轴心受拉，偏心受拉的抗裂度验算有详细的规定，本文主要分析带缝工作的钢筋混凝土水池，所以关于这一部分不做具体分析。
（2）当在组合作用下，构件截面处于受弯或大偏心受拉（压）状态时，应按限制裂缝宽度控制，并应取作用长期效应的准永久组合进行验算。在水池设计中以此类情况居多。规范附录A对于此种状态下最大裂缝宽度计算如下：
ωmax=1.8ψ(σsq/Es)(1.5c+0.11d/ρte)(1+α1)ν
ψ=1.1－（0.65ftk/（ρteσsqα2））
式中 
ωmax——最大裂缝宽度(mm)；
ψ——裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数，当ψ<0.4时，应取0.4；当ψ>1.0时，应取1.0
σsq——按长期效应准永久组合作用计算的截面纵向受拉钢筋应力(N/mm2)；
Es——钢筋的弹性模量(N/ mm2)；
c——最外层纵向受拉钢筋的混凝土净保护层厚度(mm)；
d——纵向受拉钢筋直径(mm)；当采用不同直径的钢筋时，应取d=4As/u；u为纵向受拉钢筋截面的总周长；
ρte——以有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，及ρte= As/0.5bh
    b为截面计算宽度，h为截面计算高度；As为受拉钢筋的截面面积（mm2），对偏心受拉应取偏心力一侧的钢筋截面面积；
α1——系数，对受弯、大偏心受压构件可取α1=0，对于大偏心受拉构件可取α1=0.28（1/（1+（2e0 / h0）））
ν——纵向受拉钢筋表面特征系数，对于光面钢筋应取1.0；对变形钢筋应取0.7；
ftk——混凝土轴向抗拉强标准值(N/mm2)。
α2——系数，对受弯构件可取α2=1.0；  对大偏心受压构件可取α2=1-0.2（h0 / e0）；  对大偏心受拉构件可取α2=1+0.35（h0 / e0）
2.裂缝的形成原因及控制
钢筋混凝土水池裂缝的形成有多种多样的原因，下面针对主要的裂缝形成原因做简要概况，并对该种原因产生的裂缝如果控制做简要分析。
2.1 荷载作用产生的裂缝及其控制要点
荷载作用产生的裂缝根据相关规范的规定计算时可以预见的，因此在设计计算#p#副标题#e#中要认真计算此部分产生的裂缝。但是由于计算过程涉及较多的资料数据的选用、计算模型的采用、不利工况的选取，整个过程较为复杂而繁琐。要想较为准确的计算这部分内容，尽可能真实的控制裂缝宽度需要做到以下几点：
（1）收集水池所在地详尽的水文、地质等资料。特别是埋地式水池对于所在地土层情况、地下水位、周围环境的腐蚀介质较为敏感，需要在前期做好充分的准备工作，以保证设计计算资料的准确性。
（2）采用符合实际情况的计算模型，如果模型的采用不符合真实受力情况，设计计算过程就是做无用功的过程，计算结果不能反正真实的水池裂缝宽度。
（3）合理的选用荷载作用，全面的考虑各种可能出现的不利工况。
2.2 混凝土自身收缩和温度、湿度变化产生的裂缝及其控制要点
混凝土在硬化过程中会产生收缩，收缩产生拉应力。拉应力超过混凝土抗拉强度时裂缝产生。温度、湿度变化产生的收缩也能形成类似的裂缝。要控制此类裂缝的形成可以从以下几方面入手：
（1）根据规范要求，在钢筋混凝土水池合理位置设置伸缩缝。
（2）在有靠经验时，可以在混凝土中加入外加剂或者在水池中设置后浇带、加强带，从而放宽规范对后置伸缩缝距离的限制。
（3）采用高性能混凝土，例如在混凝土中加入高强度纤维材料，用添加的高强度纤维来减少裂缝的产生和发展。
2.3材料选用、施工工艺不当产生的裂缝及其控制要点
《给水排水工程构筑物设计规范》（GB50069-2002）和《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS 138：2002）中对钢筋混凝土水池的材料选用都有严格的规定。施工过程中必须严格遵照规范的要求，对材料的选用、粗细骨料级配的选用、混凝土配比进行控制。施工工艺的选用也必须适合项目特点，施工前的准备工作到位，施工时严格控制速度和质量，施工后对混凝土的及时养护。
3.小结
以上简要概况了钢筋混凝土水池裂缝对于水池正常使用功能的重要性。简要列举了裂缝验算的方法及验算中的参数选取。最后又简要分析了混凝土水池裂缝形成的原因及控制要点。通过以上的分析，大体上对钢筋混凝土水池裂缝的控制有了较为清晰的思路。
4.参考文献
[1]北京市市政工程设计研究总院.GB 50069—2002 .给水排水工程构筑物结构设计规范.北京：中国建筑工业出版社,2003.
[2]中国工程建设标准化协会.CECS138—2002 .给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程.北京：中国建筑工业出版社,2003.