应变计计算方法建议

5.8.5应变计计算方法建议
1） 测值的整理
在计算前应对每支应变计的测值绘制过程线，对于明显的偶然误差、过失误差应予剔除或修正。

2）基准时刻和基准值的选取
（1）应变计基准时刻选取的原则是，混凝土浇筑后其强度逐渐增大，到混凝土能够带动应变计变形的时刻为基准时刻，此刻的测值为基准值。

对于钢弦式仪器这个时刻大概为混凝土浇筑后48小时左右。

（2）基准时刻一般在最高温升以后，过程线比较光滑的一段内；
（3）两支工作应变计和无应力计的基准值，应取同一基准时刻的测值。

如个别仪器测值在混凝土浇筑初期跳动比较大，不满足上面的条件，应作必要的修匀。

3）应变计算
（1）计算综合应变
在测得应变计的测值R 和混凝土温度T 后，可用下式计算其综合应变：
m ε=K （R -0R ）+（S α-C α）
（T -0T ） （1） 式中：m ε ―混凝土总应变；
R 、0R ―分别为仪器读数和基准读数（频率摸数）；
T 、0T ―分别为仪器温度和基准温度；
K ―仪器系数；
S α、C α―分别为仪器和混凝土的热膨胀系数。

由此算得的综合应变m ε中除了包含负载、温度应变外，还包含自生体积应变，应予扣除：
0ε=m ε-g ε
g ε为混凝土自生体积应变，按（1）式计算，只是计算式中的参数和测值都是无应力计的值。

（2）计算单轴应变
)(11002
0y x x x εεμμμεε+-++= )(110020y x y y εεμμμεε+-++=
式中：μ―混凝土泊松系数。

4）应力计算
混凝土是弹性徐变体，应变计测得的应变不仅与受荷大小有关，而且与应力作用的时间历程有关，所以应计算其徐变应力。

计算方法有两种：变形法和松弛法。

（1）变形法
在持续不变的单位荷载作用下，混凝土的单位总变形),(τεt m 为：
),(τεt m = ),()(1ττt C E +
式中： τ — 加荷龄期；
t — 持荷时间；
),(τt C — 徐变度，是加荷龄期和持荷时间的函数；
)(τE — 瞬时弹模。

若把应变过程线分成若干时段，则第n 时段的应力增加量可表示为：
[∑-=∆-=∆11
),(1n i i n n m n t σετεσ]),(i m t τε （2） 式中： t = i n t τ-
i τ— 第i 时段的中点龄期；
n τ — 计算时段的末端龄期；
n ε — 计算时段的末端应变值。

按式（2）可从1σ∆推算到n σ∆。

其中),(1τεt m 需要从单位总变形试验成果
中插值求取。

这样，可由下式求得各计算时段末端应力：
∑=∆=n
i i n 1σσ （3）
（2）松弛法
松弛法的概念是在维持初始应变的条件下，应力随时间而衰减。

如果已从徐变资料求得松弛系数，则第n 时段的应力n σ可表示为：
n σ=),()(1i P i n
i i t K E ττε∑=∆
式中： ),(i P t K τ — 龄期为i τ，持续时间为t 的松弛系数
i ε∆ — 第i 时段应变增量。

5）混凝土的物理参数
根据上述计算方法，在应力计算中用到混凝土的物理参数，包括：热膨胀系数、泊松系数、弹性摸量、徐变度或松弛系数。

热膨胀系数C α：混凝土热膨胀系数一般为6～10×10-6/℃，对于本工程建议取C α=8×10-6/℃。

泊松系数μ：取μ=0.125。

瞬时弹摸)(τE ：瞬时弹摸是时间的函数，一般表示成第二类指数函数：
)(τE =)1(0b
a e E τ-- 式中：τ―时间；
E 0―最终弹摸，建议取4.15×104MPa ；
a ―常数，建议取0.146；
b ―常数，建议取0.565。

6）近似计算
如果混凝土未做徐变试验，缺少徐变资料或松弛系数，就不能按上述（2）式或（3）式计算混凝土的徐变应力，建议用折算系数法，近似地计算其应力。

具体计算方法如下：
将观测过程按观测时段划分，计算每时段的应力：
i σ=k )(i E τi ε （4） 式中： i σ―各时段的应力；
i ε―各时段的单轴应变；
k ―折算系数，在混凝土浇筑的2年内取k =0.85； )(i E τ―各时段对应的瞬时弹摸；
i τ―各观测时段对应的时间（以天计，浇筑时刻为起始点）。