高层及超高层钢筋混凝土结构的徐变影响分析
混凝土徐变对结构的影响
混凝土徐变对结构的影响一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其强度和耐久性直接影响着建筑物的使用寿命和安全性。
然而,随着时间的推移,混凝土会发生徐变现象,这种现象会对结构产生一定的影响。
本文将从徐变现象的定义、原因、影响等方面进行探讨。
二、徐变现象的定义徐变是指在恒定应力下,材料长时间受力后产生的渐进性形变。
通俗来说就是材料在长期受力下会逐渐失去原有形状和尺寸。
徐变现象不仅存在于混凝土中,在其他材料中也普遍存在。
三、徐变现象的原因混凝土发生徐变主要是由于以下两个原因:1. 高温当混凝土长时间处于高温环境下时,水泥石中的水分会蒸发并且水泥石内部结构也会发生改变。
这些因素都会导致混凝土发生徐变。
2. 恒定应力当混凝土长时间承受恒定应力时,其中部分水泥石颗粒会因为长时间的应力而发生移动,导致混凝土发生徐变。
四、混凝土徐变对结构的影响混凝土徐变会对结构产生以下影响:1. 结构的稳定性降低混凝土徐变后,其强度和刚度都会降低,这会导致建筑物整体稳定性下降。
如果不及时采取措施加固,可能会导致建筑物倒塌。
2. 结构的变形增大混凝土发生徐变后,其体积会逐渐缩小,这就意味着结构中的空隙也会逐渐增大。
这些空隙将导致结构的变形增大,并可能引起裂缝。
3. 结构寿命缩短由于混凝土强度和耐久性下降,建筑物的寿命也会缩短。
如果不及时采取措施加固,可能需要提前进行维修或者重建。
五、如何避免混凝土徐变对结构产生影响为了避免混凝土徐变对结构产生影响,可以采取以下措施:1. 控制温度在施工过程中,应该控制混凝土的温度,避免过高的温度对混凝土产生影响。
另外,在使用过程中也应该尽可能避免高温环境。
2. 加强维护定期对建筑物进行维护和检查,及时发现并修复混凝土徐变问题。
3. 采用高强度材料在设计和施工时应该选择高强度的混凝土材料,这样可以延长建筑物的寿命,并提高其稳定性。
六、结论混凝土徐变是建筑工程中常见的问题之一,它会对结构产生一定的影响。
温度收缩徐变作用下超长楼板的分析
温度收缩徐变作用下超长楼板的分析超长楼板在实际应用中扮演着重要的角色,然而在使用过程中会出现温度、收缩和徐变等作用,这些作用会对楼板产生一定的影响。
因此,本文将对温度、收缩和徐变作用下超长楼板的分析进行详细论述。
首先,温度作用对超长楼板的影响不可忽视。
由于超长楼板的长度较大,其受温度变化的影响也较为明显。
当楼板遭受温度变化时,其长度会发生相应的变化,导致楼板产生挠度和变形。
这种变形可能会导致楼板与支撑结构之间的力学连接失效,从而影响楼板的整体稳定性和承载能力。
其次,收缩作用也是超长楼板面临的一个重要问题。
当超长楼板在施工中形成后,水分会从混凝土板中散发出去,导致混凝土板发生收缩。
收缩作用会导致楼板长度的缩短,从而产生内应力和应变,进而导致楼板出现裂缝和变形。
为了解决这个问题,可以在楼板的设计和施工中采取适当的措施,如增加伸缩缝和设置膨胀节等,以减少收缩引起的问题。
最后,徐变作用也有可能对超长楼板产生一定的影响。
徐变是指由于长期受荷载作用而逐渐产生的塑性变形。
超长楼板长时间承受常驻荷载时,可能会由于徐变作用而产生塑性变形,进而导致楼板强度和稳定性的降低。
因此,在超长楼板的设计中需要对徐变作用进行合理的考虑,采取适当的荷载组合和结构措施来降低徐变对楼板的影响。
综上所述,温度、收缩和徐变作用是超长楼板面临的主要问题。
在超长楼板的设计和施工过程中,需要充分考虑这些因素,选取合适的材料和结构设计,采取相应的措施来控制温度、收缩和徐变引起的变形和破坏,从而确保超长楼板的安全稳定使用。
钢筋混凝土高层建筑基于结构温度变形及温度内力的分析
钢筋混凝土高层建筑基于结构温度变形及温度内力的分析【摘要】:进行高层建筑设计和施工时,应充分考虑到温差对结构的影响,要考虑建筑结构施工的工作环境,对混凝土产生的收缩和徐变的影响,要分别考虑施工阶段、使用阶段的结构反应。
【关键词】:钢筋混凝土高层建筑结构温度变形温度内力中图分类号: tu37 文献标识码: a 文章编号:一、高层钢筋混凝土结构温度变形产生的影响高层建筑结构不仅平面尺寸大,而且竖向的高度也很大,其竖向构件截面尺寸较大,温度变化和混凝土收缩不仅会产生较大的水平方向的变形和内力,而且也会产生竖向的变形和内力。
根据有关资料统计,工程实践中结构物的裂缝原因属于由变形作用(温度、收缩、不均匀沉降)引起的约占80%以上,属于由荷载引起的约占20%左右,可见高层建筑结构设计中考虑变形作用的影响是很重要的,不容忽视。
高层建筑结构的温度变形与应力应该引起设计人员的重视。
高层钢筋混凝土结构一般不计算由于温度、收缩而产生的内力。
温度对构件的影响也不是均匀的。
对钢构件由于截面很薄,当温度变化时,可以认为截面中的温度也会产生均匀的变化。
但是对混凝土构件则不同,由于截面厚大,表面温度很难达到里面,此时可以认为温度向截面里面是逐渐衰减的。
即梯度(线性、非线性)。
因为一方面高层建筑的温度场分布和收缩参数等都难以准确确定;另一方面混凝土又不是弹性材料,它既有塑性变形,还有徐变和应力松弛,实际的内力要远小于按弹性结构的计算值。
温度应力计算结果表明,温度-收缩应力计算值过大,难以作为设计依据。
曾经计算过温度-收缩应力的其它建筑也遇到类似的情况。
但由于种种原因,诸如高层建筑各处的温度场、混凝土收缩、徐变等随时间变化的变量因素还难以直接采用数值准确量化,混凝土收缩、徐变的弹塑性特征使分析处理复杂,所以一般很难准确地计算结构的温度-收缩应力,并且作为设计的依据。
因此,钢筋混凝土高层建筑结构的温度-收缩问题,主要由构造措施来解决。
徐变对混凝土的影响
2.1.2 单轴向应力状态下的混凝土强度虽然实际工程中的混凝土构件和结构一般处于复合应力状态,但是单向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。
1、混凝土的立方体抗压强度和强度等级立方体试件的强度比较稳定.所以我国把立方体强度值作为混凝土强度的基本指标,并把立方体抗压强度作为评定混凝土强度等级的标准。
我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》(GBJ81 — 85) 规定以边长为150mm 的立方体为标准试件.标准立方体试件在(20 ± 3) ℃的温度和相对湿度90 %以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,用符号f cu表示.单位为N/mm2。
强度影响因素:1. 水灰比:f cu随着水灰比的增加而降低。
2. 温度:f cu随着温度的增加而增加。
规定(20 ± 3) ℃3. 湿度:f cu随着湿度的增加而增加。
规定相对湿度90 %以上4. 试验方法:不涂润滑剂比涂润滑剂测得的抗压强度高。
5. 加载速度:加载速度越快,测得的强度越高; 通常规定:混凝土强度等级低于C30 时,取每秒钟0.3 ~0.5N /mm2;强度等级高于或等于C30 时,取每秒钟(0.5 ~0.8) N/mm2。
6. 试件尺寸。
混凝土立方体强度还与成型后的龄期有关,抗压强度随成型后混凝土的龄期逐渐增长,增长速度开始较快,后来逐渐缓慢。
如右图所示。
《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15--C80 ,共14 个等级,级差为5N/mm2。
字母C 后面的数字表示以5N/mm2为单位的立方体抗压强度标准值,用符号f cu,k表示。
例如,C30 表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。
C50 ~C80 属高强度混凝土范畴。
<> 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15 ;<> 当采用HRB335 级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C20 ;<> 当采用HRB400 和RRB400 级钢筋以及承受重复荷载的构件,混凝土强度等级不得低于C20 ;<> 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30 ;<> 当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C40 。
混凝土收缩和徐变对高层建筑结构影响
城市工程109产 城混凝土收缩和徐变对高层建筑结构影响杨姁君中铁第五勘察设计院集团有限公司乌鲁木齐分院,新疆乌鲁木齐830000摘要:高层建筑结构的混凝土收缩、徐变及其对结构性能影响的控制和预计比较复杂,所以对高层建筑结构施工期间的混凝土收缩、徐变进行分析就显得非常关键。
现阶段主要是考虑施工阶段混凝土收缩、徐变对建筑结构的影响。
本文从施工阶段到使用20年后的高层建筑结构核心筒与框架的受力变化和竖向变形情况进行分析,探讨了混凝土收缩、徐变对高层建筑结构的影响。
关键词:混凝土;收缩;徐变;高层建筑;结构工程设计人员现阶段越来越关注混凝土收缩、徐变对工程结构的影响。
混凝土的收缩、徐变作为其基本特征,整个过程是漫长的,收缩变形在第一年基本上能达到极限收缩变形的70%-80%;徐变变形在前3-5年基本上能达到极限变形的50%-60%,变形过程在之后依然会持续超过20年。
长时间的竖向收缩变形和徐变变形会形成一定的累积效应,不仅会严重影响结构整体的内力分布情况,而且还会导致结构整体出现变形。
1 混凝土收缩的机理研究混凝土收缩属于物理化学现象之一,主要是因为混凝土内部水泥凝胶中的游离水发生蒸发,进而引起混凝土的自身体积缩小。
混凝土收缩与时间密切相关,与所受荷载无直接关系。
受碳化因素的影响,混凝土收缩的发展比较缓慢,而且持续时间较长,速度与时间两者之间表现为负相关。
按照具体的收缩机理可以将混凝土收缩分为碳化收缩、干燥收缩、自生收缩、塑性收缩。
碳化收缩具体是指当处于潮湿环境时,空气中的二氧化碳与混凝土中的水化物出现化学反应,增加混凝土质量,导致其体积收缩。
在二氧化碳浓度逐渐增高的过程中,碳化收缩速率会相应加快,除此之外,混凝土水灰比、含水量、结构形状、环境相对湿度均会对碳化收缩造成影响。
干燥收缩具体是指当处于干燥状态时,混凝土体积出现变化。
干燥过程中,结构内部的自由水逐渐损失,但是体积并未出现收缩,主要是因为吸附水消失所导致的。
钢筋混凝土结构混凝土的变形徐变
钢筋混凝土结构混凝土的变形徐变钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑和桥梁工程中的结构形式。
作为一种复合材料,混凝土在受力作用下会发生一系列的变形,其中徐变是混凝土结构中一个重要而复杂的变形现象。
本文将就钢筋混凝土结构中混凝土的变形徐变进行论述。
1. 徐变的概念和特点混凝土的徐变是指在长时间加载或恒定荷载作用下,混凝土产生的持久性应变。
与弹性应变不同,徐变应变是一种时间相关的非线性应变,它的特点包括以下几个方面:1.1 时间相关性:混凝土的徐变应变与加载时间呈正相关,即持续时间越长,徐变应变越大。
1.2 荷载水平相关性:混凝土的徐变应变与荷载水平呈正相关,即荷载越大,徐变应变越大。
1.3 温度相关性:混凝土的徐变应变与温度呈正相关,即温度越高,徐变应变越大。
1.4 加载历程相关性:混凝土的徐变应变与加载历程有关,包括荷载的大小和顺序等因素。
2. 徐变的机理和原因混凝土的徐变是由于混凝土内部的微观结构和组织发生变化所致。
具体来说,徐变主要由以下几个机理引起:2.1 混凝土内部孔隙变形:混凝土中存在着多种孔隙结构,包括孔隙水、气孔和毛细孔等。
在受力作用下,这些孔隙会发生体积变化,导致混凝土整体发生徐变。
2.2 水化产物再分布:混凝土的水化反应是一个持续的过程,其中水化产物会随着时间的推移发生再分布。
这种再分布会导致混凝土发生徐变。
2.3 骨料颗粒滑移:混凝土中的骨料颗粒在受力作用下会发生滑移现象。
滑移会导致混凝土内部构件的相对位移,从而引起徐变。
2.4 结构缓变:混凝土内部结构的缓变是混凝土徐变的一个重要机制。
结构缓变是指混凝土内部各个组分的变形速率不同,导致整体结构产生徐变。
3. 徐变的影响和控制措施混凝土的徐变对结构的性能和安全性都会产生重要影响,主要体现在以下几个方面:3.1 混凝土结构的变形:混凝土的徐变会导致结构整体变形增大,可能引起结构的损坏和破坏。
3.2 结构的稳定性:混凝土的徐变会使结构的刚度降低,进而影响结构的稳定性。
徐变对混凝土结构的影响
徐变对混凝土结构的影响徐变对混凝土结构的影响摘要:在荷载作用下的应变随时间逐渐增加是由徐变引起的,这种变化时长期作用的结果,但对结构的变形不可忽视,着重研究徐变对混凝土的变性影响,包括有利影响和不利影响,以及在结构设计中的重要性关键词:徐变变形混凝土正文:混凝土在长期持续荷载作用下随时间增长的变形称为徐变。
混凝土的徐变在加荷早期增长较快,然后逐渐减慢,在若干年后增长很少。
一般在两年左右趋于稳定,三年左右徐变即告基本终止、徐变虽然是一个长期的微变形,时间久了,变形量不可忽略。
徐变对结构产生的影响主要是使变形增大,使预应力混凝土的预应力产生损失,使结构或构件产生内力重分布或表面应力重分布,以及引起应力松弛等。
混凝土徐变的影响,在多数情况下是不利的,但徐变引起的内力或应力重分布及应力松弛优势对结构有利。
国内建设的大量高层和超高层建筑近年来越来越多。
在对深业物流中心316m超高层建筑的施工模拟研究。
考虑混凝土收缩徐变对结构的影响,对结构在施工过程中和服役期间的受力状态进行了模拟分析,理论上讲,混凝土徐变有利于高层建筑整体结构变形协调,并有利于减缓整体结构的应力集中。
所以,一般情况下,混凝土徐变对整体结构承载力和稳定的影响较小,然而,对上部连梁和高层建筑中非结构构件的影响很大。
由此,在高层、超高层钢筋混凝土结构混凝土徐变的影响,在结构设计中采取措施,来保证建筑质量和正常使用。
利用有限元分析软件SAP2000,在精确模拟施工计算方法下,计算了考虑结构竖向变形量、竖向变形差以及框架梁的附加内力。
计算结果表明:考虑弹性压缩以及混凝土收缩徐变时,结构竖向变形、变形差、附加内力都随楼层增加先增后减;考虑变形差后,框架梁近柱端剪力和弯矩减小了,近墙端剪力和跨中弯矩增大了。
对存在温度应力的结构,混凝土徐变徐变可能是温度应力降低。
由于水化热的发展和随后的冷却使已受约束的大体积混凝土受到温暖循环变化的影响,大体积混凝土中的徐变本身很可能就是导致开裂的原因。
钢筋混凝土徐变行为及其预报方法研究
钢筋混凝土徐变行为及其预报方法研究钢筋混凝土是一种常见的建筑材料,其性能的稳定性和耐久性是构建一座安全、牢固建筑物的关键性质。
但是,钢筋混凝土在长期使用过程中,由于徐变(Creep)行为的存在,可能会导致构建物发生失效,引起严重的安全问题。
因此,研究钢筋混凝土徐变行为及其预报方法对于提高建筑结构的安全性具有重要意义。
一、徐变现象及其影响徐变是指在恒定荷载作用下,材料缓慢变形的现象。
这种变形并不是由于一次性的刚性破裂引起的,而是材料在长期荷载下的变形。
在通常情况下,徐变的产生速率非常缓慢,难以被直接观测到。
但是,它仍然可能导致材料失效,对结构的耐久性和安全性带来威胁。
在钢筋混凝土中,徐变是由于混凝土的水化反应和内部结构的变化引起的。
这种变化会导致混凝土的强度和刚度下降,从而进一步加速徐变的发展。
同时,由于钢筋和混凝土在徐变过程中的变形速率不同,也会导致一些混凝土开裂的现象。
二、预报徐变行为的方法为了准确评估材料在长期荷载下的性能,必须预报徐变行为。
目前,主要有三种方法预报钢筋混凝土徐变行为:桶形曲线法、龙骨定量分析法和本构模型法。
桶形曲线法是一种试验方法,通常使用很长时间持续荷载样本进行测试。
在一个时间段内,可在不同荷载水平下测试混凝土的变形。
然后,将这些数据绘制成一个桶形曲线。
这条曲线显示了荷载水平和混凝土变形之间的关系,能够帮助预测徐变行为。
龙骨定量分析法是一种基于含龙骨混凝土的试验数据分析方法。
这个方法利用了混凝土龙骨的刚度和徐变性,并对试验数据进行解析。
通过这种方法,可以建立含龙骨混凝土的徐变本构方程,从而预测徐变行为。
本构模型法是一种数学建模方法,可利用一系列特定的方程和数据点以及注释来模拟材料在长期荷载下的徐变性能。
它通常需要设定一些参数,用来描述材料的行为和性能。
本构模型法具有高度的灵活性和提供有用的结果的能力。
三、实验测定的因素在钢筋混凝土中,徐变是一个复杂的过程。
而且,它还受许多不同因素的影响。
钢筋混凝土结构的徐变性能研究
钢筋混凝土结构的徐变性能研究一、研究背景钢筋混凝土结构是近年来广泛使用的一种建筑结构,其具有耐久性、刚性好、承载力高等优点,但是在长期使用过程中存在着徐变现象,这会对结构的安全性产生一定的影响。
因此,对钢筋混凝土结构的徐变性能进行研究,对于保证结构的安全性具有重要意义。
二、徐变的概念徐变是指在一定温度下、应力作用下,材料在时间的作用下产生的持续性变形,其表现为材料的变形量随时间的增加而增加。
钢筋混凝土结构的徐变性能是指在一定温度下、应力作用下,钢筋混凝土结构产生的持续性变形。
三、影响徐变的因素1.温度:温度是影响钢筋混凝土结构徐变性能的重要因素,温度升高会加速徐变的产生。
2.应力水平:应力水平越高,徐变的速度就越快。
3.时间:时间是影响徐变的重要因素,时间越长,徐变的程度就越大。
4.湿度:湿度是影响钢筋混凝土结构徐变性能的重要因素,湿度增加会加速徐变的产生。
四、徐变的测试方法1.恒载试验:通过给结构施加恒定荷载,观察结构的变形量随时间的变化,来确定结构的徐变性能。
2.瞬变试验:通过给结构施加瞬间荷载,观察结构的变形量随时间的变化,来确定结构的徐变性能。
3.加速试验:通过给结构施加加速荷载,观察结构的变形量随时间的变化,来确定结构的徐变性能。
五、徐变的影响1.对结构的安全性产生影响。
2.会导致结构的变形量增加。
3.会导致结构的刚度下降。
4.会导致结构的承载力下降。
六、徐变的防护措施1.采用高强度钢筋和高性能混凝土。
2.控制结构的温度和湿度。
3.采用预应力技术,提高结构的刚度和承载力。
4.加强结构的维护和管理。
七、结论通过对钢筋混凝土结构的徐变性能进行研究,可以了解到徐变的概念、影响因素、测试方法、影响和防护措施等方面的内容,为钢筋混凝土结构的设计和施工提供了重要的参考。
在实际工程中,应该加强对结构的维护和管理,采取科学有效的防护措施,保证结构的安全性和可靠性。
钢筋混凝土结构的徐变性能研究
钢筋混凝土结构的徐变性能研究一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑工程中最常见的结构形式之一,其具有优良的耐久性、承载能力和抗震性能,但在长期使用过程中,钢筋混凝土结构会受到外力和环境等多种因素的影响,导致其徐变性能发生变化,进而影响结构的安全性。
因此,深入研究钢筋混凝土结构的徐变性能,对于提高结构的可靠性和安全性具有重要意义。
二、徐变的概念及影响因素1. 徐变的概念徐变是指在恒定的外部载荷下,材料在一段时间内产生的变形,该变形随时间增长而逐渐增大,称为徐变变形。
徐变变形是由于材料中的微观组织结构发生改变所致,这种改变可以表现为晶格缺陷的积累、位错的移动和扩散等。
2. 影响因素钢筋混凝土结构的徐变性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:(1)温度:温度是影响钢筋混凝土结构徐变性能的主要因素之一。
当温度升高时,材料的徐变速率会加快,从而导致徐变变形增大。
(2)湿度:湿度也是影响钢筋混凝土结构徐变性能的重要因素之一。
湿度会使得材料吸水膨胀,从而导致徐变变形增大。
(3)荷载水平:荷载水平是影响钢筋混凝土结构徐变性能的另一个重要因素。
当荷载水平增大时,材料的徐变速率也会加快。
(4)时间:时间也是影响钢筋混凝土结构徐变性能的一个因素。
随着时间的推移,材料的徐变变形会逐渐增大。
三、徐变试验方法为了研究钢筋混凝土结构的徐变性能,需要进行相应的试验。
目前,常用的徐变试验方法主要包括以下几种:1. 恒定荷载法恒定荷载法是最常见的徐变试验方法之一。
该方法是在恒定荷载下进行试验,通过测量材料的变形和时间的关系,来确定材料的徐变特性。
2. 断裂能法断裂能法是一种比较新的徐变试验方法,该方法是通过测量材料的断裂能来确定其徐变特性。
该方法具有试验过程简单、试验时间短等优点。
3. 微观试验法微观试验法是一种通过观察材料的微观结构来确定其徐变特性的试验方法。
该方法可以直接观察到材料中的晶格缺陷和位错等微观结构的变化,从而确定其徐变特性。
钢筋混凝土结构的徐变性能研究
钢筋混凝土结构的徐变性能研究一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常用的结构形式之一,其在建筑中的应用已经超过了100年。
然而,钢筋混凝土结构在使用过程中会发生徐变现象,即随着时间的推移,结构的变形会不断增加,从而对结构的稳定性和安全性产生影响。
因此,研究钢筋混凝土结构的徐变性能具有重要意义。
二、徐变现象的基本概念徐变是指固体在长时间受力状态下存在渐进的塑性变形。
在钢筋混凝土结构中,徐变现象主要表现为结构变形的持续增加,从而影响结构的稳定性和安全性。
徐变一般包括瞬时徐变和持续徐变两种类型。
瞬时徐变是指结构在一定时间内的变形,一般在加载后不久即可达到稳态;而持续徐变是指结构在加载后长时间内的变形,一般需要数年或者数十年的时间才能达到稳态。
三、徐变现象的原因徐变现象的发生原因是材料在长时间受力下的微观结构变化。
在钢筋混凝土结构中,徐变主要是由于水泥石、粘土矿物和钢筋的力学性质发生变化所引起的。
水泥石中的孔隙随着时间的推移逐渐变大,导致结构的渗透性变差;粘土矿物的颗粒之间的接触点会随着时间逐渐脆化,导致结构的强度下降;而钢筋中的应力松弛和腐蚀会导致结构的刚度和强度减小。
四、徐变现象的影响因素徐变现象的发生受到多种因素的影响。
其中最主要的因素包括温度、湿度、荷载大小和荷载历史等。
温度和湿度对水泥石和粘土矿物的变化有较大的影响;荷载大小和荷载历史则直接影响结构的应力状态和变形状态。
五、徐变性能的测试方法对钢筋混凝土结构的徐变性能进行测试是非常必要的。
目前常用的测试方法主要包括盆式徐变试验、钢筋混凝土梁徐变试验、钢筋混凝土柱徐变试验等。
其中盆式徐变试验是一种简单易行的试验方法,适合用于小型试件的测试;而钢筋混凝土梁和柱的徐变试验则能够更加真实地反映结构的徐变性能。
六、徐变性能的分析方法对钢筋混凝土结构的徐变性能进行分析可以采用多种方法。
其中常用的方法包括理论分析、有限元分析和统计分析等。
理论分析主要通过分析结构的受力状态和材料的力学性质,计算结构的变形和应力状态;有限元分析则是通过建立结构的数值模型,模拟结构的受力状态,计算结构的变形和应力状态;统计分析则是通过对大量的结构数据进行分析,得出结构徐变行为的规律性和统计特征。
徐变对混凝土结构的影响
徐变对混凝土结构的影响
混凝土是建筑结构中使用最广泛的材料,在新建筑物的趋势中,混凝土结构逐渐成为主流。
因此,变形性能对混凝土结构性能有重大影响。
应力反应不仅包括混凝土结构本身的变形,也包括混凝土结构的整体形状变化。
它既可以表现为单元的变形,也可以表现为结构构件之间的间隙变化。
混凝土结构的变形性能受到各种因素的影响,其中最重要的是支撑条件、气候条件、混凝土的性质和减缩尺寸的影响。
支撑条件合理的情况下,内收缩可以使混凝土具有良好的变形性能,可以有效防止结构产生微小变形,从而改善混凝土结构的力学性能。
如果支撑条件不够好,结构方程式中的变形抵消系数就不能被充分利用,混凝土结构整体变形会大大增加,结构就很容易造成破坏,这会给混凝土结构的性能带来负面影响。
另外,混凝土的强度和质量也会直接影响混凝土结构的变形性能。
如果混凝土的质量较低,强度较低,抗拉强度较小,结构的抗裂应力较小,容易受外力影响而失去稳定性,结构变形加剧,使结构处于超载状态,发生塌陷破坏。
此外,混凝土结构的变形性能也受到减尺尺寸的影响。
为了提高结构的稳定性,混凝土结构的纵向尺寸一般会做一定的调整,但这也会造成一定的变形。
如果结构的减尺尺寸不够,会导致受力不均匀,导致混凝土的变形加剧,结构的稳定性受到影响,从而影响混凝土结构的安全性。
总之,混凝土结构的变形性能受到多种因素的影响,如支撑条件、气候条件、混凝土强度、减缩尺寸等。
正确安排上述各个因素,可以使混凝土结构具有良好的变形性能,为结构提供充分保障。
钢筋混凝土柱的徐变性能与长期变形控制方法
钢筋混凝土柱的徐变性能与长期变形控制方法钢筋混凝土柱是建筑结构中常见的承载元素之一,其徐变性能和长期变形控制对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。
本文将探讨钢筋混凝土柱的徐变性能与长期变形控制方法,并提供一些实用建议。
首先,我们需要了解徐变性能对钢筋混凝土柱的影响。
徐变是指材料在持续荷载作用下产生的延迟变形。
在长期荷载作用下,钢筋混凝土柱的徐变会引起结构产生非弹性变形和变形不均匀,从而影响结构的整体稳定性和运行性能。
因此,了解和控制钢筋混凝土柱的徐变性能对于确保结构的长期安全运行至关重要。
一种常用的控制钢筋混凝土柱徐变的方法是在设计阶段进行合理的计算和选择材料。
选用具有良好徐变性能的混凝土和钢筋材料可以减小徐变引起的结构变形。
混凝土材料应具有较低的徐变系数和稳定的工艺性能,而钢筋材料应选用高强钢筋,因为高强度钢筋对徐变的影响相对较小。
此外,适当的混凝土配合比和加工工艺对于控制徐变性能也非常重要。
另一种控制钢筋混凝土柱徐变的方法是采取合理的构造措施。
合理的构造措施可以减小徐变引起的结构变形,如增加截面尺寸、增加剪力钢筋、增加轴向受压钢筋等。
此外,采用预应力技术也可以有效控制徐变引起的结构变形。
预应力技术虽然成本较高,但可以在设计和施工阶段通过预应力预压控制柱的徐变变形,并在使用阶段提供额外的耐久性和稳定性。
在实际工程中,还可以通过合理的监测和维护来控制钢筋混凝土柱的长期变形。
监测可以及时发现柱体的变形情况,并进行相应的调整和维护。
常用的监测方法包括静态位移监测、震动监测和应变监测等。
静态位移监测可以通过安装位移传感器来测量柱体的变形情况。
震动监测可以通过振动传感器来监测柱体的自然频率和振幅,以判断其变形情况。
应变监测可以通过布设应变计来测量柱体的应变情况,以评估其受力性能和变形情况。
除了监测,定期维护也是控制钢筋混凝土柱长期变形的重要手段之一。
定期维护可以包括针对已发现的变形问题进行补充加固、更换受损材料等措施。
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高层及超高层钢筋混凝 土结构的徐变影响分析
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作者单位 :吴国梁 { 河南科技学院 河南. 新乡.5 0 3 430 l
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束亮 ( 广西大学 . 物理学院 广西 . 南宁 500 } 3 04
陈俊华 【 山东大学 . 材科科学与工程学院 . . 山东 济南.50 1 20 6 I 陈广立 ( 济商大学 . 材料科学与工程学院 . . . 02 ) 山东 济南 2 0 2 5 李辉 c 济南大学. 材料科学与工程学院. 山东. 济南.50 2 20 2 )
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基础 科学
无穷函数 迭代系统 的分离性 质
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S P AT O R E TIS OF NF NI E I E AT D F N TI N Y T M S E AR I N P OP R E I I T T R E U C O S S E
不同土壤 肥力和质地对强筋小麦产量和品质的影响
E f c s o h ed n a i o S r n Glt n fe t f T e Yi l a d Qu l y f t g u e W h a n e fee t o t o e t u d r Di r n S l f F rii n T x u e e t t a d e tr ly
超限高层建筑结构竖向变形差异分析
超限高层建筑结构竖向变形差异分析摘要:超高层结构在施工及设计使用过程中的竖向变形对结构的安全性、适用性有重要影响。
以某超高层建筑为例,考虑混凝土的收缩徐变作用,通过不同方案对比分析不同施工方式对结构受力的影响。
关键词:超限高层;竖向变形;收缩徐变;1、项目概况以某超高层(地上46层,首层高度为5.8m,避难层4.8m,标准层4.1m;大屋面标高为196.5m)为例,由于本结构中不仅存在钢管混凝土柱和混凝土墙体两种不同的材料,变形差更大,且结构低区及高层存在剪力墙收进也会导致变形差加大。
由于柱、墙竖向构件所受到压应力不同,两者会产生较大的竖向变形,同时考虑收缩徐变,因此根据《高层建筑混凝土技术规程》JGJ3-2010要求,需考虑竖向变形差异的影响。
2、分析方法及模型建立本工程拟通过对比分析且参照已有工程施工方案,进行施工模拟分析;施工方案一:施工速度为7天每层,逐层加载;施工方案二(参武汉环球贸易中心项目A塔):施工速度为7天每层,核心筒领先框架5层进行施工;分析模型中,施工模拟时结构恒荷载主要由自重及堆载(按0.5kN/m2考虑),活荷载在封顶后考虑;图1方案一逐层施工图2方案二核心筒领先7层施工3、施工模拟分析结果3.1 方案一MIDAS Gen弹性分析时,方案一采用逐层加载,且施工速度为7天每层的加载方式进行分析,通过查看得到的结果发现以下两个问题:a 在荷载作用下,外侧框架与中心核心筒梁存在一定竖向变形差(框架柱变形大于核心筒):两者之间的差距随着楼层不断加载而变大,如施工至第4层时,在恒荷载作用下KLA二者差异约为2.162mm、施工至28层时,在恒荷载作用下KLA二者差异约为20.994mm、全楼竣工时,在恒荷载作用下KLA二者差异约为27.625mm。
通过分析可知,考虑混凝土收缩徐变的施工加载情况,楼层最大竖向位移(91mm)出现在结构中下部楼层(24F)外圈框架柱处;且后期随着年限的增加,混凝土结构的徐变和收缩,两者之间的变形差会更进一步加剧,经计算分析,结构封顶后2年,楼层最大竖向位移(132mm)出现在结构中下部楼层(24F)外圈框架柱处。
混凝土徐变的影响因素分析
式,如胶凝体老化,胶凝体内自由水分外泄,内部颗料移动等。
目前学术界认为混凝土内部的微裂缝扩展对徐变,特别在高应力下的徐变有很大的作用,徐变的原因有两种:一是混凝土硬结后,骨料之间的水泥浆中有部分尚未转化为结晶体的水泥胶体向水泥结晶体应力重分面导致徐变。
二是混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下不断发展、增加,导致徐变,另外混凝土内部水分的挥发也产生收缩徐变[1]。
影响混凝土徐变的因素很多,下面分为混凝土组成成分的内部因素和应力、加载龄期及持荷时间等外部因素来作一简单介绍。
2.影响混凝土徐变的内部因素影响混凝土徐变的内部因素主要有混凝土所用的水泥、骨料、水灰比、灰浆率、外加剂和其他掺料等。
2.1水泥水泥品种对混凝土徐变的影响是就加载时对混凝土强度有影响这一点来说的。
一般来说,在早龄期加荷的情况下,徐变以快硬、普通和低热水泥的次序增加;而如果加荷时混凝土的应力与抗压强度之比相同的话,此后混凝土强度相对增长越大,则徐变越小,所以此时徐变增加的顺序是低热、普通和快硬水泥。
另外,水泥细度对混凝土的徐变也有所影响:水泥的细度越细,水泥浆就会发生反常的缓凝现象,从而使早龄期加载的混凝土徐变越大,但到了1年以后,水泥细度较细的混凝土徐变反而比水泥细度混凝土徐变的影响因素分析夏建交1 谭东山21、湖南核工业地质局三零六大队 4210082、湖南娄底路桥建设责任有限公司 417000混凝土是一种人造复合材料,此特点决定了混凝土比其它单一性结构材料的力学性能更为复杂。
混凝土在应力作用下产生变形,除了在初始时刻的即时应变外,还有在应力持续作用下不断增大的应变。
这种与时间有关的应变称为徐变。
在应力不变的条件下,混凝土的徐变随时间增大,增长速率减小,徐变增长可延续几十年,但大部分在1-2年内出现,前2-6个月发展最快。
1.混凝土的徐变机理对混凝土徐变的机理多年来一直没有统一的解释,各种观点都只能解释一部分徐变现象。
有关这方面的研究有两个方面:一是在构件层次上,试图在测量混凝土试件的徐变和收缩的基础上描述变形机理,以解释宏观试验现象。
高层及超高层钢筋混凝土结构的徐变影响分析
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第 4期
傅学怡 ,等 :高层 及超 高层钢筋混凝土结构 的徐变 影响分析
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弯矩 ) 与 梁端郡 剪力 Q的数值 关 系 : M
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柱 1 力: 轴 Ⅳl:P —Q :P 一— M () 8
的措施 .
关键 词 :重 力载荷 ;压 应 力水 平 ;不均衡 分布 ;徐 变 ;侧 移倾斜 ;高层 及超 高层 建 筑结 构
中 图分类号 :T 7 ;O32 U3 5 4
文 献标识 码 :A
弓 言 l
在 长期 载荷 作用 下 ,徐 变效 应 是 混 凝 土结 构 的 基本特 征 之一 ,徐变 最终 导 致结 构 变 形 和 内力 分 布
收 稿 日期 :2 0 .9 1 ;修 回 日期 :2 0 -0 0 060.1 0 6 1. 9 基金项 目:建设部 “ 复杂高层 建筑结构研 究应用 ”科技项 目资助 (7o _1 9 _3o ) 作者 简 介 :傅 学 怡 (9 5 ) 14 . ,男 ( 族 ) 汉 ,江 苏 省 南京 市 人 ,深 圳 大 学 研 究 员 、博 士 生 导 师
应力会 出现 明显 的不 均 衡 分 布 ,随着 时 问 的 延 续 , 混凝 土徐 变将会 迫 使结 构 出现 较 大 的侧 移倾 斜 ,影 响建筑物 的正 常使 用 ,甚 至导致 安 全隐 患.
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对于 逐级 施加 的应 力 作用 ,式 ( )可 简化 为 1
摘 要 :在 长期 重 力载荷 作 用 下 , 高层 及 超 高层 钢 筋 混 凝 土 建 筑 结构 竖 向构 件 压 应 力 水 平 差 异 较 大 , 而不均衡 分布 时 ,混凝 土 的徐 变效应 可 能导致 建 筑产 生较 大的侧 移 倾 斜 变形 ,影 响 建 筑 的 长期 使 用 ,甚 至
超高层混凝土建筑结构的收缩与徐变计算
超高层混凝土建筑结构的收缩与徐变计算超高层混凝土建筑结构的收缩与徐变计算现在HiStruct总结一个简单的手算原理给各位参考,理解本文的原理,再辅以excel等数据处理和计算,即可完成超高层建筑主要构件的收缩与徐变计算,对超高层构件的徐变影响做一个评估,并可指导施工过程(监测-对比-调整)。
首先,来看影响混凝土收缩续变的因素具体有哪些1.混凝土混凝土的力学性质,比如材料,强度等级等,一般认为收缩续变与ftk的开平方成反比。
2.环境的相对湿度,越干燥越不利3.理论厚度(与体积面积比类似的概念),越小越不利4.加载开始的龄期,普通的混凝土结构一般可以认为从3d开始算起,而后张预应力则需要从实际天数开始算起。
5.构件的配钢率,由于收缩和徐变是混凝土的变形与钢筋钢材无关,因此为了钢筋会限制和减小混凝土的收缩徐变。
其次,收缩徐变的终极值前些日子读了一下混凝土设计规范的征求意见稿,最后附录了一个收缩徐变的计算过程(欧洲规范)和表格,虽然里面徐变系数的位数应该是错的。
同时规范采用10年为终极值,一般认为20年比较合适,建议在此表的基础上再乘以1.10倍放大。
接着,收缩徐变系数与时间的相关性一般来说收缩徐变系数与时间的相关性是相似的,因此在简化计算的时候HiStruct认为可以将它统一在一起考虑。
有这么一个规律,一般28天左右40%的收缩徐变可以完成;三个月的时候完成60%;半年可以完成大概70%,一年之后完成80%,两年大约88%左右,一般超高层施工时间可以达到两年甚至更多,因此有很大一部分的收缩徐变会在施工期内完成。
最后,把整体计算流程说一下第一步,根据计算和施工进度等条件,按照规范附录K查表或者通过公式计算得到收缩徐变的最终值。
第二步,根据收缩徐变的时间相关曲线和施工进度计算某一层构件在某一段时间内的收缩徐变值,一般低部构件的总收缩需要叠加上面各层荷载的时间效应。
而各层构件在重力下的轴力则可以依据整理模型的计算结果取用。
混凝土徐变的不利影响
徐变对混凝土的不利影响班级:姓名:学号:摘要:众所周知,混凝土材料有着徐变和收缩的特性,这将引起混合结构的竖向变形和变形差在施工和使用阶段不断发生变化,并引起显著的内力重分布,造成结构不安全隐患。
随着当前高层及超高层建筑结构研究设计和建筑水平的迅速发展,对复杂结构体系的要求越来越高,徐变收缩变形随建筑高度的累积以及由结构体系的复杂性而引起的长期影响效应愈显突出。
另一方面,超长建筑结构在重力荷载作用下的徐变收缩效应本身可能影响不大,但超长结构水平温差效应问题较为突出,同混凝土水平构件的长期徐变收缩变形叠加后,变形及应力分布等问题更不容忽视。
关键词:混凝土徐变不利影响一、徐变对承受持续荷载的钢筋混凝土简支梁的影响对于承受持续荷载的钢筋混凝土简支梁,徐变对极限强度的影响很小可以忽略,但梁的挠度却因徐变而有显著增加,以致在许多情况下可能达到设计要求的临界状态。
对钢筋混凝土柱,徐变可使荷载逐渐由混凝土转移到钢筋上去,但如果钢筋发生屈服,任何增加的荷载都要由混凝土承担,因此,柱在破坏之前钢筋与混凝土二者的强度都得到了充分的利用。
而偏心荷载作用下的柱子,徐变会使挠度增加,而且可能引起屈曲。
二、徐变对连续梁桥预拱度的影响在悬臂施工阶段,混凝土徐变应变是确定应力应变的一个重要影响因素;在大跨度预应力混凝土桥梁结构中,徐变会使其跨中持续下挠,影响线型的平顺及其使用性能。
对徐变因素估计不足甚至会导致结构开裂、挠度增大过快乃至坍塌等工程事故。
工程实例:Koror—Babeldaob悬臂桥最初设计K—B桥始建于1977年,当时它以240m的主跨径在预应力悬臂箱梁桥中位居世界第一。
在最初的悬臂桥设计中预应力筋的布置设计使得悬臂自重与预应力筋产生的弯矩平衡。
因此,最初的随时间变化的位移只可能发生在沿桥的纵向而不会发生在桥的竖向。
后来由于预应力损失,预应力在悬臂截面高度的分布越来越不均匀,底板上产生了更大的应力,竖向挠度开始出现并不断增加。
高层建筑施工过程中的混凝土徐变分析
高层建筑施工过程中的混凝土徐变分析
陈欣
【期刊名称】《砖瓦》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】为了解决混凝土徐变对结构内力和变形的影响,以宁夏回族自治区石嘴山市某高层商用办公楼建筑为研究对象,运用数值模拟分析手段,研究轴压比与结构柱徐变变形的关系、配筋率和混凝土强度与剪力墙结构的徐变变形的关系。
结果表明,随着加载龄期的增加,结构柱和剪力墙的竖向变形均呈现显著的分段变形规律,结构柱的徐变变形与轴压比存在显著的关系,轴压比的不断增加,结构柱的竖向变形也不断增加,剪力墙的徐变变形则随着配筋率的增加而减小;提高混凝土强度对剪力墙的徐变变形抑制能力较小。
【总页数】3页(P131-133)
【作者】陈欣
【作者单位】大同市第四建筑工程有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU974
【相关文献】
1.预应力混凝土斜拉桥施工过程中的收缩徐变效应
2.施工过程中混凝土徐变对结构竖向变形影响的有限元模拟
3.预应力混凝土连续梁桥施工过程中徐变效应分析
4.混凝土自锚式悬索桥施工过程中的收缩徐变效应分析及调整
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引Q 言
在长期载荷作用下,徐变效应是混凝土结构的 基本特征之一,徐变最终导致结构变形和内力分布 的变化,从而影响建筑结构的长期使用D 国内外对 于混凝土徐变机理的研究较为成熟,并提出了各种
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+Q 理论基础和数学模式
实际的混凝土徐变具有非线性特征,但由于其 机理的复杂性,目前的徐变分析几乎都采用基于应 力 R 应变线性关系的“ 线性徐变理论” 和 S%&>TEFP
在载荷增加的应力历程中,采用这种叠加方法 的徐变分析结果与实际结果吻合,但在应力递减的 过程中,这种方法高估了徐变恢复的影响. 在大多 数情况下,这种方法的计算值与试验结果 最 为 接
[ *, -! ] . 近,且计算模式相对简单,适于工程应用
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收稿日期:!))*? )A? ++ ;修回日期:!))*? +)? )A 基金项目:建设部“ 复杂高层建筑结构研究应用” 科技项目资助( AB?)"?)+ ) 作者简介:傅学怡( +A#C?) ,男( 汉族) ,江苏省南京市人,深圳大学研究员、博士生导师D 5?EFG&:HIJ KILJ MGN MFO%%’ =%E’ =P
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!$ 结构徐变计算分析
针对竖向构件压应力水平不均衡分布的超静定 结构,本文采用简化的非对称加载的框架模型,如 图 -. 考虑到计算的简便,通过解除部分约束,将 图中框架结构的超静定次数降为一次.
根据结构总的弹性变形能最小原理,求解方程 ( 组) : !’ " %# ( +( ) ! ( ! " %- ) ! +( ! (# !
混凝土桥梁和大体积结构的徐变问题的研究较为广 泛
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,但对平面结构布置形式较为对称、竖向结
构体系受力均匀的高层及超高层钢筋混凝土建筑, 却仅限于徐变引起的筒体与框架体系间竖向变形差
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作用下,高层及超高层钢筋混凝土结构竖向构件压 应力会出现明显的不均衡分布,随着时间的延续, 混凝土徐变将会迫使结构出现较大的侧移倾斜,影 响建筑物的正常使用,甚至导致安全隐患D 本文从简化的超静定结构模型入手,采用简单 合理的徐变分析理论和计算模式,揭示混凝土徐变 效应引起的内力变化和侧移倾斜的根本原因;通过 进一步分析配筋率、构件截面面积和混凝土强度等 级等结构参数对徐变效应的影响规律,提出了有效 减小此类结构侧移倾斜的基本方法D
( 1 # *, ’, " ,…),是等 ’ (% ( 0, 01 ) 效退化的弹性模量+ 徐变对结构内力和变形的影响分析,仍以简化 模型为例,分以下 ( 种情况讨论: " 结构一次加载,且各构件徐变性质基本相 同+ 当构件徐变性质相同,具有相同徐变系数 % ( 0, 0* )时,各构 件 等 效 弹 性 模 量 +3( , 0* )相 同,由 式 ( ) )6 式 ( ’’ ) 可得考虑徐变作用时柱 ’ 顶端弯矩 !3 # ! ,结果同式( ’" ) + 结构一次加载,且各构件 徐变性质相同时,徐变不引起结构内力改变,但将 大大增加结构水平位移+ 由弹性分析阶段数值算例 知,取混凝土徐变的欲求龄期为 &(* 7,加载龄期 为 & 7;相对湿度为 $$8 ,材料极限徐变系数 % 4 # "2 !( * 根 据 式( ( ) ,框 架 梁 柱 的 混 凝 土 徐 变 系 数 ( &(* , & ) # "2 *! + 由等效弹性模量 +3( % , 0 1 )和柱顶 弯矩值 !3 ,可得该简化模型结构总水平位移为 !3 #
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柱 ’ 轴力: $’ # % & " # % & (#)
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深圳大学学报理工版
第 !% 卷
根据 &’( !)* 模式建议,徐变系数的计算不区 分滞后弹性变形和塑性变形,采用双曲函数的时间 系数表达式为 ( !, !" ) # ! ( ! $ !" )
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;$ !" 弹性分析阶段 首先,对原超静定结构,解除多余约束( 或控 制多余约束) ,得到力法( 或位移法) 的基本静定 结构体系. 通过静力分析,得到在多余约束力作用 下,结构未知内力间的数值关系. 然后,根据结构变形能原理 ’ # )# , ! ( (
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筋对减小混凝土徐变效应的有利作用. 本 文 基 于 &’( 模 式 的 分 析, 结 合 美 国 3456789: 水 泥 协 会 ( 3’&) 的建议,对极限徐变系数 ! & 的取值进行了
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