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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 鋼筋彎心半徑對(duì)鋼筋腐蝕的影響研究和彎心半徑測(cè)量器開發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 在城市化的進(jìn)程中，高大建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中梁板柱等結(jié)構(gòu)角部鋼筋受到二維三維擴(kuò)撒的影響，本項(xiàng)目將進(jìn)一步研究角部鋼筋的構(gòu)造與二維擴(kuò)散的關(guān)系，同時(shí)，研發(fā)出一種綜合的鋼筋彎心半徑及弧度測(cè)量?jī)x，嚴(yán)格測(cè)量檢驗(yàn)鋼筋的構(gòu)造使之滿足要求，以保證較好的工程質(zhì)量。
- 詳細(xì)介紹：
- 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久年限主要取決于混凝土保護(hù)層和鋼筋完全被碳化或被腐蝕物質(zhì)滲透所需要的時(shí)間，當(dāng)鋼筋被腐蝕失去承載力，整個(gè)結(jié)構(gòu)就將發(fā)生破壞。尤其，在梁、板、柱等構(gòu)件的端部和角部將受到二維三維擴(kuò)散的影響。因此提出，其鋼筋可能將提前因腐蝕而發(fā)生破壞。 經(jīng)過(guò)查閱資料和研究發(fā)現(xiàn)，二維擴(kuò)散的效果圖在鋼筋角部處為一弧線，而鋼筋的彎折亦為一定的弧線，也就是說(shuō)，實(shí)際上角部鋼筋的保護(hù)層厚度較一維擴(kuò)散處要大，故鋼筋的彎折從一定程度上延緩了二維擴(kuò)散對(duì)鋼筋銹蝕的影響。也就是說(shuō)，對(duì)于角部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)考慮鋼筋彎折時(shí)，二維擴(kuò)散沒有預(yù)想的那么嚴(yán)重。 因此，各類設(shè)計(jì)施工規(guī)范對(duì)于鋼筋的彎折構(gòu)造提出了規(guī)范和要求。針對(duì)以上觀察和研究，本項(xiàng)目通過(guò)精巧構(gòu)想，論證，研發(fā)出一種能同時(shí)測(cè)量和檢驗(yàn)鋼筋的彎心半徑及弧度，同時(shí)又可以測(cè)得鋼筋的直徑和彎折后的平直部分長(zhǎng)的測(cè)量?jī)x器。實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋構(gòu)造要求的保證技術(shù)。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)發(fā)明目的：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也是越來(lái)越廣泛。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋和混凝土協(xié)同工作，，兩者有良好的粘結(jié)力，相近的線膨脹系數(shù)。最重要的是鋼筋外部設(shè)置一定厚度的混凝土保護(hù)層。同時(shí)，鋼筋的端部留有一定的錨固長(zhǎng)度。因此在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中對(duì)鋼筋構(gòu)造應(yīng)滿足要求。 基本思路：實(shí)際施工過(guò)程中角部鋼筋有彎折，所以角部保護(hù)層厚度增大，通過(guò)研究二維三維擴(kuò)散與鋼筋彎折的影響關(guān)系，為滿足施工過(guò)程中對(duì)鋼筋構(gòu)造的要求，開發(fā)出一種鋼筋綜合彎心半徑及弧度測(cè)量?jī)x器，測(cè)量和檢驗(yàn)鋼筋的構(gòu)造要求。確保較高的工程質(zhì)量。 創(chuàng)新點(diǎn)：本項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)有最新設(shè)計(jì)施工規(guī)范中對(duì)鋼筋構(gòu)造的要求，本專利產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)在于能同時(shí)滿足測(cè)量鋼筋的直徑、彎心半徑和弧度以及彎折后平直部分的長(zhǎng)度。產(chǎn)品制作簡(jiǎn)單，操作方便快捷較精確。特別適用于工程上簡(jiǎn)單快速的測(cè)量檢驗(yàn)。能保證較高的工程質(zhì)量。 不受任何施工條件影響限制，不需電，人力即可簡(jiǎn)單操作。 技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)指標(biāo)：重點(diǎn)在于產(chǎn)品各尺相互之間的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)連接，通過(guò)主尺的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其他各尺的滑動(dòng)，即可得到一組較精確的鋼筋測(cè)量數(shù)據(jù)。關(guān)鍵在于2,3,4鋼尺的自由滑動(dòng)和始終保持的垂直關(guān)系用以滿足鋼筋任何角度的多方面測(cè)量與檢測(cè)。整體性十分強(qiáng)，連接緊密。最后，還能通過(guò)∣R1—R2∣實(shí)現(xiàn)自我精確度的檢測(cè)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，對(duì)鋼筋的構(gòu)造也逐漸引起業(yè)內(nèi)人員的注意，通過(guò)對(duì)鋼筋的彎折構(gòu)造與二維三維擴(kuò)散的關(guān)系，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)總結(jié)，不斷完善不同實(shí)際工程中對(duì)鋼筋構(gòu)造的相關(guān)規(guī)范要求。 本文主要研究鋼筋彎心半徑對(duì)混凝土保護(hù)層厚度的影響，進(jìn)而對(duì)二維擴(kuò)散程度的影響，從而得出對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的影響，這一論點(diǎn)在國(guó)內(nèi)為首次提出。 然而實(shí)際中的類似測(cè)量檢測(cè)儀器相對(duì)功能單一，使用條件相對(duì)受限制，而且有些測(cè)量?jī)x器成本過(guò)高。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):多功能，使用方便，可同時(shí)測(cè)得彎心半徑、鋼筋直徑及鋼筋平直段長(zhǎng)度，并能自身檢驗(yàn)測(cè)得彎心半徑的準(zhǔn)確度，滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中對(duì)鋼筋相關(guān)測(cè)量量的精度要求。易攜帶，計(jì)算簡(jiǎn)單，測(cè)量快速，適用于一般土木工程結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)施工條件，以保證較高的工程質(zhì)量. 技術(shù)特點(diǎn)：本實(shí)用新型測(cè)量器的靈活度十分高，主尺在測(cè)量器上自由滑動(dòng)的同時(shí)，牽引副尺的滑動(dòng)，并且主副尺始終保持垂直關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)系性卻相當(dāng)強(qiáng)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 暫無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作或者技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型 圖紙 圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：已知主尺半寬X，使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)主尺2，使兩主尺1、2與鋼筋平直段相切?；瑒?dòng)副尺3、4使尺的零刻度分別與主尺1、2和鋼筋的切點(diǎn)重合，調(diào)節(jié)滑塊7使其卡住鋼筋。分別讀取主尺1、副尺3、4，滑尺5、6及量角器讀數(shù)b、R1、R2、d、L、a （a是A到B之間的角度）（如圖）。則d即為鋼筋直徑， L為鋼筋平直段長(zhǎng)度，（R1+R2）/2為（r+d/2）(其中r為彎心半徑），a為鋼筋彎心角度。 技術(shù)特點(diǎn)：靈活度十分高，主尺在測(cè)量器上自由滑動(dòng)的同時(shí)，牽引副尺的滑動(dòng)，并且主副尺始終保持垂直關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)系性卻相當(dāng)強(qiáng)。 優(yōu)勢(shì)：構(gòu)想設(shè)計(jì)精巧，操作簡(jiǎn)單而且較精確。攜帶方便，使用條件不受限制，測(cè)量簡(jiǎn)捷快速，足夠保證較高的工程質(zhì)量。 構(gòu)件角部關(guān)于二維三維擴(kuò)散的影響和鋼筋構(gòu)造要求的關(guān)系，在實(shí)際工程中還沒有引起足夠的重視，而目前市場(chǎng)上沒有一種綜合的鋼筋構(gòu)造要求的測(cè)量檢測(cè)儀器。本產(chǎn)品如果大批量加工生產(chǎn)的話，硬塑料的制作成本在150元，不銹鋼材質(zhì)的成本在300元。其性價(jià)比較高。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前研究水平： 1氯離子二維擴(kuò)散： 劉榮桂等針對(duì) 我國(guó)沿海地區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由于長(zhǎng)期受到氯離子侵蝕，預(yù)應(yīng)力筋銹蝕非常嚴(yán)重．氯離子在預(yù)應(yīng)力混凝土中的遷移是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，是擴(kuò)散、毛細(xì)吸人、滲透等運(yùn)動(dòng)形式的復(fù)合．通過(guò)研究得出結(jié)論： 由于 X，Y方向的擴(kuò)散相互制約、相互影響，氯離子擴(kuò)散在相鄰兩個(gè)表面并不是穩(wěn)步進(jìn)行的；并且在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的邊角區(qū)域，分別受到兩表面侵蝕時(shí)，氯離子濃度并不是簡(jiǎn)單的兩個(gè)方向相加，而是局部氯離子濃度呈遞減的趨勢(shì)． 2粉煤灰二維三維擴(kuò)散 陳樹東等化試驗(yàn)，研究了不同粉煤灰摻量(O％，20％，40％，60％)下高性能混凝土一維、二維和三維碳化深度；定義了二維和三維碳化的交互系數(shù)；分析了二氧化碳擴(kuò)散時(shí)間依賴性系數(shù)忍和二維、三維交互系數(shù)K；推導(dǎo)了包含以和K的二維和三維碳化數(shù)學(xué)模型．實(shí)驗(yàn)表明，混凝土的二維、三維碳化具有一個(gè)明顯的交互作用；交互系數(shù)服從經(jīng)時(shí)衰減函數(shù)；通過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)展開多維擴(kuò)散交互系數(shù)，可求解基于Fick第一擴(kuò)散定律的二維和三維碳化壽命預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型．通過(guò)對(duì)蘇通大橋箱梁部位結(jié)構(gòu)混凝土壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。其一維、二維和三維預(yù)測(cè)壽命分別為l 595年、882年和758年。二維和三維碳化壽命明顯降低。
