徐变与收缩的区别
徐变和收缩变形 05
1.054/1.541 混凝土结构力学与设计 (3-0-9)内容提要5 徐变和收缩变形混凝土的徐变{ 持续应力作用下的混凝土,其应变随时间逐渐增长。
最终的徐变应变可能是初始弹性应变的好几倍。
{ 徐变是指材料在持续应力作用下将继续经历相当长时间的变形。
{ 松弛是指在恒定应变下的应力损失。
{ 混凝土中,徐变变形一般比弹性变形大,因此,徐变是影响变形性能的重要因素。
{ 在恒定轴压应力下的混凝土试验表明在工作应力范围内 - 如应力不超过 0.5c f ′ - 徐变应变与应力成正比,σ与cr ε符合线性关系。
高应力下微裂缝对徐变的影响。
混凝土徐变的机理{ 包括两种现象:1.混凝土在密闭条件下(以确保水分不外溢)发生的与时间相关的变形。
Æ 基本徐变 受恒定载荷卸掉载荷(未加载) (弹性恢复变形)徐变回复徐变弹性变形=εinst永久或残余变形时间2.若允许与外界的湿气交换发生的材料徐变。
Æ 干徐变{ 基本徐变仅受材料特性的影响,而干徐变和收缩还取决于环境和试件的尺寸。
{ 实际情况可能是两种现象的组合,有时,一种会成为主导因素。
{ 徐变变形图包含三个区域:1.主徐变 Æ 变形的初始增长 2.二阶徐变 Æ 相对稳定的变形区 3.三阶徐变 Æ 导致徐变徐变度{csp εεσ=,0.5c f σ′< 其中,c ε=时间的函数Æ 应力水平高于0.8c f ′,徐变会导致破坏{ c f ′与sp ε的关系:c f ′(磅/英寸2)sp ε(10-6每磅/英寸2)最终应变(10-6每磅/英寸2)3000 1.0 3.1 4000 0.80 2.9 6000 0.55 2.4 8000 0.402.0徐变系数{ ct instC εε=其中,inst ε=瞬时(初始)徐变。
影响徐变的因素{ 内在因素(组份)骨料(浓度+刚度) ↗B 徐变↘ 水灰比 ↗B 徐变↗ 骨料渗透性 ↗B 徐变↗ 骨料徐变 ↗B 徐变↗骨料刚度 ↗B 徐变↘ 骨料等级和级配 水泥{ 外在因素(环境、时间历程)尺寸 形状横截面 ↗B 徐变↘ 环境因素(周围湿度、温度)应力大小 ↗B 徐变↗ 时间(加载龄期)Æ 加载历程对总变形(应变)很重要 Æ 加载龄期 ↗B 徐变↘徐变的数学模型{ 应变分解混凝土总应变可分解为:00()()()E C E C S T E σεεεεεεεεεεεε′′=+=++=+++=+其中,σε=应力产生的应变,E ε=可恢复的应变, C ε=徐变应变,0ε=应力无关的非弹性应变, S ε=收缩应变, T ε=热膨胀,ε′′=非弹性应变。
混凝土徐变测量方案
混凝土徐变测量方案实验原理:要测恒温干燥下的混凝土徐变,须知总变形分两大部分。
一部分,受荷载下的变形(实验试件),包括加荷载时的瞬时变形和随加荷时间的延长产生的的徐变;另一部分是未受荷载的干缩变形(对比试件)。
由此可以得出:徐变=总变形—瞬时变形—干缩变形。
定义依据规范GBJ82-85规定的试验方法, 混凝土徐变与收缩试验都属于混凝土的长期耐久性的范畴。
虽然它们都有各自的特点( 如:徐变是在有荷载下的变形,收缩是无荷载下的变形),但它们又是紧密联系的。
徐变和收缩的关系:徐变是在持续荷载作用下试件的变形值,在相同的条件下,经过相同时间, 与收缩值之间的差值称之为徐变变形。
所以有a t =LL bt ∆ —LL b∆0—b t ;其中a t 加荷t 天后混凝土的徐变值;L∆0加荷时混凝土的瞬时变形值(mm);L t∆加荷t 天后混凝土的总变形值(mm );L b混凝土试件标距(mm);b t同龄期混凝土的收缩值。
干缩值b t =LL L bt -0,这里,L t t 天后混凝土试件的长度值(mm );L混凝土试件的初始长度值(mm );实验方案:由于在测定混凝土徐变的同时需要测定混凝土的收缩、抗压强度、抗压弹性模 量等性能指标,所以制作徐变试件时应同时制作相应的棱柱体抗压试件及收缩试件以供确定实验荷载大小及测定收缩之用。
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中相关规定,决定用以下试件,每个指标取三次测定的平均值。
三个徐变试件 :100×100×515mm 三个收缩试件:100×100×515mm三个棱柱体抗压强度试件:150×150×300mm 三个抗压弹性模量试件:150×150×300mm 三个立方体抗压强度试件:150×150×150mm其中,测定弹性模量、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度参考吗《普通混凝土力学性能试验方法标准》1. 测定混凝土立方体抗压强度 具体试验步骤如下:(1)试件从养护地点取出后应及时进行试验,将试件表面与上下承压板面擦干净;(2)将试件安放在试验机的下压板或垫板上,试件的承压面应与成型时的顶面垂直。
《收缩徐变分析》课件
湿度变化
湿度的高低会影响材料的 含水率,进而影响其收缩 和徐变性能。
风速与日照
风速和日照会对结构产生 外部荷载,从而影响其收 缩和徐变。
结构因素
结构形式
不同的结构形式对收缩和徐变的抵抗能力不同。
约束条件
结构的约束条件会影响其收缩和徐变性能,约束 过紧或过松都不利于控制收缩和徐变。
几何尺寸与跨度
结构的尺寸和跨度越大,其收缩和徐变的变形量 越大。
回弹法
通过测量试件卸载后回弹的程度来计算徐变。
收缩和徐变测试方法的比较
适用范围
尺寸变化法和质量法适用于收缩测试,应变法和位移法适用于徐 变测试。
精度要求
尺寸变化法和质量法精度较高,应变法和位移法精度相对较低。
操作难度
尺寸变化法和质量法操作简单,应变法和位移法操作相对复杂。
05 收缩和徐变的影响
对结构性能的影响
收缩徐变的基本概念
收缩
材料在冷却或干燥过程中尺寸 减小。
徐变
材料在应力作用下,随时间缓 慢发生形变。
影响因素
温度、湿度、应力状态、材料 性质等。
研究意义
了解材料的收缩徐变特性,有 助于优化产品设计、减少生产
误差和提高工程质量。
02 收缩和徐变的原理
收缩的原理
收缩是混凝土在失水过程中体积减小的现象,主要发生在混凝土硬化的过程中。
03
结构的稳定性和安全性。
03 收缩和徐变的因素
材料因素
01
02
03
材料种类
不同材料的收缩和徐变特 性各异,如混凝土、钢材 等。
材料成分
材料中的矿物成分、骨料 、水灰比等都会影响其收 缩和徐变性能。
材料老化
砼问答必备
1.什么叫徐变?它与收缩的异同是什么?答:不同点:在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形为徐变,收缩是砼凝固阶段产生的体积缩小的变形,是短期性的,砼达到强度后就小了。
即徐变是长期效应,要加载才变形,收缩是短期效应,无需加载可变形;相同点:砼的组成和配合比对徐变和收缩的影响是相同的,砼的徐变和收缩都会使预应力结构中产生应力。
2.钢筋与砼共同作用的基础是什么?答:一、钢筋与砼之间有可靠的粘结力;二、钢筋与砼的温度线膨胀系数十分相近;三、钢筋被砼所包裹得到保护不易被锈蚀。
3.设计某简支梁时,它应满足的结构功能有哪些? 答:一、在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;二、在正常使用时保持良好的使用性能,不发生过大的变形或者过宽的裂缝;三、有足够的耐久性能;四、在规定的时间内可保持足够的承载力;五、当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时,结构能保持必需的整体稳固性,不出现与起因不相称的破坏后果,防止出现结构的连续倒塌。
4.砼、钢筋合理组成的原则是什么?(充分利用,强度匹配) 答:(“充分利用,强度匹配”八字扩开来答)。
5.试分析长度与材料强度的关系? 答:(根据公式:d f f L t y ab ⋅⋅=α来说明。
) 1.什么是变形协调?答:变形前后相连接的元件,在加载后用连接产生边缘剪力和边缘力矩的方块,以保持原有的连接,即结构变形协调。
2.单筋公式推导的前提?答:结构上的荷载在结构截面产生的弯矩值M 不超过按原材料的强度设计值得到的受弯构件承载能力设计值Mu 。
3.何谓平面截面假定,它在裂缝处成立吗?答:垂直于杆件轴线的各平截面在杆件受拉伸、压缩或纯弯曲而变形后仍为平面且同变形后的轴线垂直;在裂缝处不成立。
4.板分布筋的作用?答:起到固定受力钢筋,并且防止剪切破坏的作用。
5.受弯构件的设计步骤?答:一、确定截面尺寸;二、计算跨度;三、荷载设计值;四、弯矩设计值;五、配筋计算;六、验算是否少筋构件和超筋构件;七、选用钢筋及绘制配筋图。
混凝土徐变及收缩
混凝土徐变混凝土徐变:混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即,应力维持不变时), 其应变随时间而增长的现象。
1.产生徐变的主要原因:水泥胶体的塑性变形;混凝土内部微裂缝的持续发展。
2.影响徐变的因素:内在因素──砼组成成分和混凝土配合比;环境因素──养护及使用条件下的温湿度;应力条件──与初应力水平有关。
3.压应力与徐变的关系:σc≤0.5fc ── 线性徐变,具有收敛性;σc>0.5fc ── 非线性徐变,随时间、应力的增大呈现不稳定现象;σc>0.8fc ── 砼变形加速,裂缝不断地出现、扩展直至破坏(非收敛性徐变)。
一般地, 混凝土长期抗压强度取(0.75~0.8)fc徐变系数:φ=εcr/εce=ECεcr /σ。
4.徐变对构件受力性能的影响:在荷载长期作用下,受弯构件的挠度增加;细长柱的偏心距增大;预应力混凝土构件将产生预应力损失等。
2、什么是混凝土的徐变和收缩?影响混凝土徐变、收缩的主要因素有哪些?混凝土的徐变、收缩对结构构件有哪些影响?答:混凝土在长期不变荷载作用下,其应变随时间增长的现象,称为混凝土的徐变。
影响因素:⑴加荷时混凝土的龄期愈早,则徐变愈大。
⑵持续作用的应力越大,徐变也越大。
⑶水灰比大,水泥以及用量多,徐变大。
⑷使用高质量水泥以及强度和弹性模量高、级配好的集料(骨料),徐变小。
⑸混凝土工作环境的相对湿度低则徐变大,高温干燥环境下徐变将显著增大。
混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。
影响因素:试验表明,水泥用量愈多、水灰比愈大,则混凝土收缩愈大;集料的弹性模量大、级配好,混凝土浇捣愈密实则收缩愈小。
同时,使用环境温度越大,收缩越小。
因此,加强混凝土的早期养护、减小水灰比、减少泥用量,加强振捣是减小混凝土收缩的有效措施。
混凝土结构考试复习下(秀才整理)
1. 建筑结构功能的“三性”要求是指:(安全)性、(适用性) 和(耐久性)。
2. 阳台的整体倾覆应为不满足(承载能力极限状态)极限状态。
3、现阶段建筑结构设计方法(概率极限状态)设计法.4、混凝土的基本强度指标是(立方体抗压)强度。
5、建筑结构应能承受(正常使用)和(正常施工)时出现的各种作用。
6、钢筋按其生产工艺,机械性能与加工条件的不同可分为热轧钢筋中高强钢丝钢绞线冷加工钢筋8、混凝土在荷载长期作用下,随(时间)而增长的变形称为徐变,其影响因素可分为:内在因素;环境因素; 混凝土的应力条件9、结构的极限状态分为两种,它们是(承载能力)极限状态与 (正常使用)极限状态10、结构可靠度是指结构在(规定的时间)内,在(规定的条件)下,完成预定(功能)的概率。
11、混凝土的立方体强度可分别用200mm 、150mm 、100mm •的立方体试块来测定,用200mm 试块比用150mm 试块测得的抗压强度低,而用100mm 试块比用150mm 试块测得的抗压强度高,这种影响一般称为尺寸效应12.在对有明显屈服点的钢筋进行质量查验时,主要应测定屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能)13.在对没有明显屈服点的钢筋进行质量查验时,主要应测定(屈服强度)、(极限抗拉强度) 和(伸长率)14.热轧钢筋分为四级,随着等级的提高,钢筋的屈服强度(提高),极限抗拉强度(提高),延伸率(降低)。
15.对于没有明显屈服点的钢筋,取相应于残余应变为0.2%时的应力作为没有明显屈服点钢筋的假想屈服点。
16.荷载效应S 和抗力R 之间的关系不同,结构构件将处于不同的状态,当(S<R )时,结构处于安全状态;当(S=R )时,结构处于极限状态;当S >R 时,结构处于(失效)状态。
17、无明显屈服点的钢筋的假想屈服点指相应于残余塑性应变为 (0.2%时)的应力 。
18.失效概率P f 的大小可以通过可靠指标β来度量,即β越大,P f (越小)。
混凝土的徐变和收缩读书报告2
混凝土的徐变和收缩——钢筋混凝土非线性分析读书报告之一混凝土的徐变和收缩一. 混凝土的徐变1.概述长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,他的应变随着时间的增长而增大的现象叫做混凝土的徐变。
徐变有两部分组成:(1)基本徐变或称真实徐变,即在湿度平衡条件下产生的徐变值。
这是密封试件在荷载下实测的徐变值,主要和常值应力大小和时间有关。
(2)干缩徐变,这是受力试件和周围环境中湿度交换的结果,随时间而引起的变形。
干缩徐变区别于收缩,主要是收缩是混凝土在不受力情况下引起的体积变形。
混凝土在应力作用的当时(混凝土龄期为τ天)产生瞬时弹性应变εel ,随荷载作用时间(t )的延续,徐变变形εcr 不断增长,经过一段时间后卸载,即时产生的弹性恢复变形εel ′<εel ,以后继续有徐变恢复又称弹性后效(迟后弹性变形)εel′′,但仍有残留的永久变形,称流动变形εcr ′。
如下图。
2.徐变应变值表达式 sd sb s εεε+=sh sb s εεεQ +=式中,εs =徐变总应变,εsb =基本徐变应变,εsd =干缩徐变应变,εsh =同一时期内的收缩应变,Q =系数,为常数值。
一般把未密封试件荷载所得随时间而增加的应变值,减去未受荷试件的相应的收缩应变值,即徐变应变。
时间(t ) 受荷混凝土时间-变形曲线3.混凝土徐变产生的原因(1)混凝土结硬以后,骨料之间的水泥浆的一部分变为完全弹性的结晶体,其他为填充在晶体间的凝胶体而具有黏性流动的性质。
水泥石在承受荷载的瞬间,结晶体和凝胶体共同受力。
然后,随着时间的推移,凝胶体由于粘性流动而逐渐卸载,此时晶体承受过多的外力,并产生弹性变形,从而使水泥石变形(混凝土徐变)增加,即由水泥凝胶体和水泥结晶体之间产生应力重分布所致。
(2)混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断增加,从而导致应变的增加。
在应力不大时,徐变以第一种原因为主;应力较大时,以第二种原因为主。
4.混凝土的徐变与混凝土应力大小的关系应力越大,徐变越大,随着混凝土应力的增加,混凝土的徐变将发生不同的情况。
《钢混凝土结构设计原理》
《混凝土结构设计原理》复习题一、名词解释题1.混凝土的收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。
2.结构的可靠度:结构的可靠度是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
3.剪跨比:剪跨与梁截面有效高度h0之比称为剪跨比。
4.张拉控制应力:张拉控制应力是指张拉钢筋时,张拉设备上的测力计所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积得出的应力值,用σcon表示。
5.锚固长度:受拉钢筋必须在支座中具有足够的长度,以通过该长度上粘结应力的积累,使钢筋在靠近支座处发挥作用。
称为锚固长度。
6.构件的长细比:构件的长细比即构件的计算长度l0 与构件截面回转半径i之比。
7.平衡扭转:如果构件的扭转是由荷载的直接作用所引起,构件的内扭矩是用以平衡外扭矩即满足静力平衡条件所必须时,称为平衡扭转。
8偏心受力构件:当轴向力N偏离截面形心或构件同时承受轴向力和弯矩时,则成为偏心受力构件。
9.受弯构件的配筋率:在受弯构件中,构件的截面配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积的百分比,即ρ=As/bh010.条件屈服强度:无明显屈服点钢筋通常取相应于残余应变为0.2%时的应力σ0.2作为名义屈服点,称为条件屈服强度。
11.可变作用:可变作用指在结构使用期间,其值随时间发生变化,且变化的程度与平均值相比不可以忽略的作用。
12.结构抗力:结构构件的截面形式、尺寸以及材料等级确定以后,各截面将具有一定的抵抗作用效应的能力,结构这种抵抗作用效应的能力,称为结构抗力。
13.二阶效应:钢筋混凝土偏心受压构件中的轴向力在结构发生层间位移和挠曲变形时会引起附加内力,即二阶效应。
14.先张法:先张法要求设置台座(或钢模),钢筋先在台座(或钢模)上张拉或锚固,然后支模和浇捣混凝土,待混凝土达到一定的强度后放松和剪断钢筋。
钢筋放松后将产生弹性回缩,但钢筋与混凝土之间的粘结力阻止其回缩,因而对构件产生预应力。
15.配箍率:配箍率是指配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积与该截面面积的比值。
简答题
混凝土的变形—收缩和徐变1. 收缩——砼在空气中硬化体积减小的现象收缩原因 :水分蒸发对构件影响:构件产生裂缝;引起预应力损失影响因素:混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关。
水泥用量多、水灰比越大,收缩越大。
骨料弹性模量高、级配好,收缩就小。
干燥失水及高温环境,收缩大。
小尺寸构件收缩大,大尺寸构件收缩小。
高强混凝土收缩大。
影响收缩的因素多且复杂,要精确计算尚有一定的困难。
在实际工程中,要采取一定措施减小收缩应力的不利影响——施工缝。
徐变——砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形徐变原因 :水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展对构件影响:增大变形;引起内力重分布;引起预应力损失影响徐变的因素:配合比、养护、应力条件斜截面的影响因素:1、剪跨比对斜截面受剪承载力的影响。
剪跨比越大,有腹筋梁的抗剪承载力越低;2、混凝土强度对斜截面受剪承载力的影响。
斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的,故斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高;3、纵向钢筋配筋率对斜截面受剪承载力的影响。
梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率ρ的提高而增大;4、配箍率和箍筋强度对斜截面受剪承载力的影响。
梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长;5、截面尺寸和截面形状对斜截面受剪承载力的影响。
塑性铰与普通铰的区别:pi ―弹性阶段(适筋) Ⅰa ―开裂阶段 Ⅱ―裂缝宽度塑性铰:在Ⅱa 阶段开裂截面类似具有截面可以转动但不承受再增加弯矩的铰的性能。
普通铰:可以自由转动;不能承受弯距;是一个点。
区别:普通铰不能承受弯矩,而塑性铰能承受极限弯矩;普通铰是双向铰,即可以围绕普通铰的两个方向产生自由转动,而塑性铰为单向。
5—1 已知正方形截面轴心受压柱计算长度l 0=10.5 m ,承受轴向力设计值N=1 450 kN ,采用混凝土强度等级为C30.钢筋为HRB335级,试确定截面尺寸和纵向钢筋截面面积。
徐变、收缩对结构影响举例
推荐的模式。
§6.1.5 徐变、收缩的分析方法小结
徐变、收缩对结构内力和构件截面应力影响的分析方法 有三种,即微分方程求解法、代数方程求解法及有限元逐 步分析法。微分方程求解法适合采用F.Dischinger假定的徐 变函数式,其余两种方法不受徐变函数形式的限制。
对于结构型式、施工过程复杂的桥梁结构,一般宜采用
三年后混凝土应力(t/m2=1/100MPa)
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
2. 后张预应力混凝土简支T梁 施加预应力时梁变形(m)
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
施加预应力时混凝土应力(t/m2=1/100MPa)
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
30天后预制T梁变形(m)
结合梁桥面板施工考虑两种方法: 一、钢梁承重现浇
二、现浇时钢梁下设支架
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
结合梁桥面板承担弯矩百分比
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
4 .上承式连续拱梁组合桥
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
拱肋混凝土截面承担压力百分比
§6.1.4 徐变、收缩对结构影响举例
根据目前的试验与理论研究水平,估算的徐变与收缩一
般有15%至20%的偏差。
§6.1.5 徐变、收缩的分析方法小结
影响混凝土徐变、收缩的因素众多,其机理在于混凝土 水化水泥浆的物理结构。徐变、收缩有许多相同的影响因 素,但收缩与混凝土的外加应力无关则区别于徐变。
表达徐变、收缩随时间发展的数学模型不是唯一的,并 随着研究的深入而不断改变,我国目前主要采用CEB-FIP
有限元逐步分析法。
30天后混凝土应力(t/m2=1/100MPa)
混凝土的徐变性能
时间应变 图 1 在持续荷载及干燥作用下混凝土的变形曲线 混凝土的徐变和收缩性能唐义华摘要:徐变和收缩是混凝土在长期荷载作用下的固有特性。
混凝土的徐变是指在持续荷载作用下,混凝土结构的变形随时间不断增加的现象。
受拉和受扭混凝土虽然也能产生徐变,但混凝土的徐变通常是指受压徐变。
由非荷载因素引起的混凝土体积的缩小称为收缩。
本文对混凝土的徐变和收缩性能进行了阐述。
1 核心混凝土的徐变和收缩模型一般而言,长期荷载作用下混凝土的变形包括基本徐变、干燥徐变和收缩三部分[1],如图1所示。
当混凝土置于不饱和空气中时,混凝土将因水分的散失而产生干缩现象,导致长期荷载作用下的混凝土产生Pickett 效应[1,2],即当徐变和干缩同时发生时,其总变形要比相同条件下分别测得的徐变和干缩的总和要大。
就普通混凝土而言,其试验多数是在混凝土边干燥边受荷的情况下进行。
因此,普通混凝土的徐变通常包括基本徐变和干燥徐变两部分。
基本徐变是指混凝土在密闭条件下(与周围介质没有湿度交换)受持续荷载作用产生的徐变,从总徐变中减去基本徐变后的部分称为干燥徐变。
由于方钢管混凝土的核心混凝土被包围在钢管中,属于比较理想的密闭环境,由上述定义,可以认为方钢管混凝土的核心混凝土徐变属基本徐变,即不存在Pickett 效应。
在徐变过程中,由于混凝土弹性模量随龄期而增加,所以弹性变形逐渐减小。
因此,严格地说,徐变应看作是测定徐变时超过当时弹性应变的那个应变。
但不同龄期的弹性模量往往不进行测定,因此为简化起见,通常就将徐变看作是超过初始弹性应变的应变增量。
1.1 影响混凝土徐变和收缩的主要因素[1-5]影响混凝土徐变和收缩的因素很多,但归纳起来不外乎内部因素和外部因素两种。
(1)内部因素。
影响混凝土徐变和收缩的内部因素有水泥品种、骨料含量和水灰比等。
水泥品种对徐变的影响是就它对混凝土强度有影响这一点而言的。
在早龄期加荷的情况下,混凝土随龄期的增长其强度不断提高,导致实际应力比不断下降,而不同品种的混凝土其强度增长规律并不一致,从而影响到混凝土徐变量的大小。
混凝土徐变收缩
混凝土的收缩与徐变1 混凝土的收缩混凝土在硬化过程中要发生体积变化,最大的变化是当混凝土在大气中或湿度较低的介质中硬化时产生的体积减小。
这种变形称为混凝土收缩。
一般认为,混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩,引起各种收缩的原因和机理可以解释为:1.自生收缩是在没有水分转移下的收缩,其原因是水泥水化物的体积小于参与水化的水泥和水的体积,因此,这是一种因水泥水化产生的固有收缩,对于普通混凝土来讲,自生收缩相对于干燥收缩微不足道,而对于高强混凝土来讲,由于其具有较高的水泥含量,因此,早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的比重较大,应予以考虑。
2.干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失,需要指出的是,干燥开始时所损失的自由水不会引起混凝土的收缩,干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。
3.碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的CO2发生化学反应的结果。
水泥水化物中的Ca(OH)2碳化成为CaCO3,碳化收缩的主要原因在于Ca(OH)2结晶体的溶解和CaCO3的沉淀。
碳化收缩的速度取决于混凝土的含水量、环境相对湿度和构件的尺寸,当空气中相对湿度为100%或小至25%时,碳化收缩停止。
碳化收缩是相对发现得较晚,因此,大多数干燥收缩的试验数据中包含了碳化收缩。
2混凝土的徐变2.1徐变现象徐变指在应力保持不变的条件下,混凝土的应变会随荷载持续时间的增长而增大的现象。
徐变可分为两种:基本徐变和干燥徐变。
基本徐变是指在常荷载作用下无水分转移时的体积改变;干燥徐变是指在常荷载作用下试件干燥时的时变变形。
总徐变=基本徐变+干燥徐变图1 混凝土徐变与时间的关系曲线图1为混凝土棱柱体试件受压徐变的试验曲线。
对试件施加某一荷载(本图为0.5c f ),在加载瞬间为竖直的直线,试件受压后立即产生瞬时的应变e ε,若保持应力不变,随荷载作用时间的增加,试件的变形继续增加,产生徐变cr ε。
在加载初期,徐变增长较快半年后徐变可达到总量的70%-80%。
桥梁收缩徐变及Midas实现..
兰州交通大学—lpz
徐变、收缩求解的基础是应力应变方程的表达 线性叠加原理 应力、应变关系的增量形式表达式
兰州交通大学—lpz
线性叠加原理
根据试验研究,当混凝土应力不超过极限强度的40~50% 时,混凝土徐变终极变形与初始瞬时弹性变形呈线性关系, 否则呈非线性关系。 在一般情况下,混凝土应力都是小于R/2,因此属于线性 徐变,此时分批施加应力所产生的应变可以采用叠加原理。 混凝土试件的试验都说明叠加原理对基本徐变符合得很好, 但对于包括干缩徐变的总徐变来说,由叠加原理所得出的 徐变恢复一般大于实际恢复。
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同理可写出截面曲率与弯矩增量之间的关系式
M cs (ti , ti 1 ) cs (ti , ti 1 ) [1 (ti , ti 1 ) (ti , ti 1 )] E (ti 1 ) I c
j 1 i 1
M (t j ) E (t j ) I c
j 1 i 1
M (t j ) E (t j ) I c
[ (ti , t j ) (ti 1 , ti )] s (ti , ti 1 )
M cs (ti , ti 1 ) I c E (ti , ti 1 )[ cs (ti , ti 1 )
(ti , t j ) M (t j ) s (ti , ti 1 )] j 1 E (ti , t i 1 )
s (ti , ti 1 ) —— ti 1 至 ti 时间内由收缩引起的曲率增量;
E (t j ) ——时刻 t j 的弹性模量;
I c ——混凝土截面的抗弯惯性矩。
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根据弹性模 E (ti , ti 1 ) 1 (ti , ti 1 ) (ti , ti 1 )
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徐变与收缩的区别
1、先从定义上看:
徐变:指的是混凝土在某一不变荷载的长期作用下,其应变随时间而增长的现象
收缩:指混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。
从定义上不难看出徐变指的是混凝土内部因承受长期荷载而产生的相对变形,而收缩则是在混凝土的凝结时期产生的变形。
它们发生的时期不同。
2、从影响因素上区分:
(1)徐变:
1)内在因素:混凝土的组成配合比,骨料的弹性模量越大,体积比越大,徐变就越小,水灰比小,徐变也越小。
2)环境影响:包括养护和使用条件,采用蒸汽养护即可使徐变减小20%~35%,受荷载构件所处的环境温度越高,相对温度就越小,徐变就越大。
(2)收缩:
1)水泥强度高,水泥用量多,水灰比大,收缩量大。
2)骨料粒径大,混凝土级配好,弹性模量大,混凝土越密实,则收缩量小。
3)混凝土构件的体积与表面面积的比值愈大,收缩量越小。
4)混凝土在结硬使用过程中,周围环境湿度愈大,则收缩量越小。
5)混凝土在蒸汽养护条件下,由于高温高湿的条件,大大促
进了水和水泥的水化反应,缩短了其硬化时间,因此其收缩量减小。
3、从对建筑的优缺点区分
(1)徐变:
优点:
有利于结构构件产生内力重分布,降低结构的受力(如支座不均匀沉降),减小大体积混凝土内的温度应力,受拉徐变可延缓收缩缝的出现。
缺点:会使结构的变形增大,引起预应力损失,在长期高应力的作用下,甚至导致破坏。
(2)收缩:
缺点:湿度引起的收缩是因为水分蒸发过快,主要体现于表面,比如我们经常看到因养护不到位而造成了混凝土表面出现干缩裂缝影响美观甚至造成渗水通道,温度引起的收缩危害更大,因为它不仅会造成表面的损伤,更会引起内部的破坏.原因就是水泥水化会放热,造成
混凝土内外有温差,内热外冷,产生裂缝.如我们看到的混凝土路面上的很多裂缝,并不主要是被车压的原因,很大程度是温度的影响.再如三峡大坝上游面出现过裂缝,让全国上下很是紧张。