1混凝土的徐变
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混凝土徐变的变化规律混凝土是一种常见的建筑材料,被广泛应用于建筑结构和基础工程中。
然而,随着时间的推移,混凝土会发生徐变现象,即其物理性能会发生变化。
混凝土徐变的变化规律对于工程的长期持久性和安全性具有重要影响。
本文将深入探讨混凝土徐变的变化规律,以及其对工程应用的影响。
1. 混凝土徐变的定义和基本概念:混凝土徐变是指在加载应力作用下,随时间的流逝,混凝土的应变随之逐渐增加的现象。
简单来说,就是混凝土会发生形变,且这种形变随时间的推移而增大。
混凝土徐变是由混凝土的内部结构和组成物质的微观变化所引起的。
2. 混凝土徐变的变化规律:混凝土徐变的变化规律是一个复杂的过程,受到多个因素的影响。
以下是一些常见的混凝土徐变变化规律:2.1 时间效应:混凝土的徐变程度随时间的推移而增加。
在加载应力作用下,混凝土开始发生瞬态徐变,随后逐渐转化为稳态徐变。
稳态徐变是指混凝土的应变以相对恒定的速率增长。
2.2 温度效应:温度对混凝土徐变有着显著的影响。
在高温环境下,混凝土的徐变速率会增加。
相反,在低温环境下,混凝土的徐变速率会减小。
2.3 应力水平:混凝土的徐变率随着应力水平的增加而增加。
当应力水平超过一定阈值时,混凝土的徐变速率急剧增加,可能导致结构的破坏。
2.4 水灰比和含气量:水灰比和含气量是混凝土的关键参数,它们对混凝土的徐变性能有着重要影响。
较低的水灰比和含气量会降低混凝土的徐变速率。
3. 混凝土徐变对工程应用的影响:混凝土徐变对工程应用具有重要的影响。
以下是一些常见的影响:3.1 结构变形:混凝土徐变会导致结构的变形和沉降。
这对于高层建筑和长期使用的工程具有重要影响,可能导致结构的不平衡和结构的承载能力减小。
3.2 应力积累:混凝土的徐变会导致内部应力的积累。
如果结构承受长期应力,可能会导致混凝土的破坏和结构的失效。
3.3 经济效益:混凝土徐变的变化规律需要在工程设计中充分考虑。
如果混凝土的徐变速率较大,可能需要增加结构的预留变形量,从而增加建设成本。
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%。
混凝土徐变的概念混凝土徐变的概念混凝土是一种常见的建筑材料,具有优异的力学性能和耐久性。
然而,随着时间的推移和外界环境因素的影响,混凝土会发生徐变现象,从而导致结构的破坏和失效。
因此,了解混凝土徐变的概念、机理以及影响因素对于保障结构安全具有重要意义。
一、混凝土徐变的定义混凝土徐变是指在长期荷载作用下,混凝土会发生逐渐增大且延续时间较长的应变现象。
与瞬间应变不同,徐变应变是一个渐进过程,并且通常在荷载消失后仍会持续存在。
二、混凝土徐变的机理1. 水泥基体积稳定性降低水泥基体积稳定性降低是引起混凝土徐变最主要的机理之一。
随着时间推移,水泥基中未反应完全的水泥熟料或氢氧化物会逐渐转化为固态产物,从而导致体积缩小。
这种体积缩小会使混凝土内部形成微细的孔隙和裂缝,从而引起徐变现象。
2. 水泥基中钙化反应另外,水泥基中的钙化反应也是引起混凝土徐变的重要因素。
在水泥基中,未反应完全的水泥熟料或氢氧化物会在长期荷载作用下逐渐发生钙化反应,从而导致体积变小。
这种体积变小同样会引起混凝土内部形成微细的孔隙和裂缝,从而加剧徐变现象。
3. 水分迁移水分迁移也是影响混凝土徐变的重要因素之一。
在长期荷载作用下,混凝土内部水分会发生迁移,并逐渐聚集在荷载作用区域。
这种聚集过程会导致混凝土内部形成大量微观孔隙和裂缝,从而加剧徐变现象。
三、影响混凝土徐变的因素1. 荷载大小和时间荷载大小和时间是影响混凝土徐变最主要的因素之一。
通常情况下,荷载越大,徐变应变就越明显;荷载时间越长,徐变应变也就越明显。
2. 水泥品种和掺合料水泥品种和掺合料也是影响混凝土徐变的重要因素之一。
不同品种的水泥和掺合料对混凝土的体积稳定性和钙化反应有着不同的影响,从而影响混凝土的徐变特性。
3. 环境温度和湿度环境温度和湿度也会影响混凝土徐变。
在高温高湿环境下,混凝土中的水分蒸发速度较快,导致体积缩小加剧;同时,高温环境下水泥基中钙化反应速率加快,从而加剧体积缩小。
混凝土中的徐变效应原理一、引言混凝土是广泛应用于建筑和桥梁等工程中的一种建筑材料,具有良好的耐久性和强度等特点。
然而,在长时间的使用过程中,混凝土中会出现徐变效应,导致其力学性能和结构稳定性发生变化,从而影响工程的安全性和可靠性。
因此,深入研究混凝土中的徐变效应原理,对于保障工程质量和安全具有重要意义。
二、混凝土中的徐变效应概述1. 徐变效应的定义徐变效应是指在长时间荷载作用下,混凝土材料会发生形变,即随着时间的推移,混凝土的形状和尺寸会发生变化。
这种变化是由于混凝土中的水分和空气等成分不断地向混凝土中的孔隙中渗透,导致混凝土的体积发生变化而引起的。
2. 徐变效应的分类根据荷载的不同,徐变效应可以分为瞬间徐变和持久徐变两种类型。
瞬间徐变是指在荷载作用下,混凝土会发生瞬间的变形,随着荷载消失,变形也会消失;而持久徐变是指混凝土在荷载作用下,发生的形变在荷载消失后仍会保持一定时间,直到达到平衡状态。
三、混凝土中的徐变机制1. 微观机制混凝土中的各种组分在荷载作用下会发生不同程度的变化,其中最主要的是水分和空气。
当混凝土受到荷载作用时,水分和空气会向混凝土中的孔隙中渗透,导致混凝土的体积发生变化。
此外,混凝土中的水化反应也会导致混凝土的体积发生变化,从而引起徐变效应。
2. 宏观机制混凝土的徐变效应还与混凝土的力学性质有关。
在荷载作用下,混凝土中的应力状态发生变化,从而影响混凝土的形变和徐变效应。
此外,混凝土中的微裂纹和孔隙也会对混凝土的徐变效应产生影响。
四、混凝土中的徐变特性1. 徐变速率混凝土的徐变速率是指混凝土在荷载作用下,单位时间内的形变量。
通常情况下,混凝土的徐变速率会随着时间的推移而逐渐减小,直至趋于稳定状态。
2. 徐变量混凝土的徐变量是指混凝土在荷载作用下,发生的形变量。
徐变量通常是一个非常小的值,但是在长时间的荷载作用下,其累积效应可以导致混凝土的结构发生变化。
3. 徐变曲线混凝土的徐变曲线是指混凝土在荷载作用下,徐变量随着时间的推移而发生的变化趋势。
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。
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。
1徐变对结构的影响?徐变:混凝土在不变荷载长期作用下,随时间而增长的变形。
有利影响:使应力重分布减少应力集中。
不利:使结构变形增大。
造成预应力损失。
使偏心受压构件的受压区变形加大,挠度增加,附加偏心距加大,承载力降低。
2钢筋混凝土为何能共同工作?有可靠的粘结强度,具有接近的温度线膨胀系数,钢筋对混凝土有良好的保护作用。
3极限状态分类?结构某一部分超过一特定状态,就不再满足设计规定的某一功能要求,该特定状态就是极限状态。
承载能力极限状态:结构达到最大承载能力,或达到不适宜继续加载的变形。
正常使用极限状态:结构达到正常使用或耐久性的某项规定限值。
4混凝土保护层?保护钢筋不受空气氧化,保证钢筋和混凝土有可靠粘结。
保护层厚度:与钢筋直径,构件种类,环境条件和强度等级有关。
5适筋受弯构件的受力阶段?整截面工作:受压区混凝土应力三角形分布,受拉区曲线分布。
是抗裂计算依据。
带裂缝工作:裂缝截面处混凝土大部分退出工作,拉力几乎全由钢筋承担,受压区应力曲线分布。
正常使用极限状态依据。
破坏:受拉钢筋屈服,裂缝向上延伸,受压区混凝土压碎。
承载能力计算依据。
6大小偏心破坏的发生条件,特征。
大偏心:轴向力的偏心距较大且受拉侧钢筋配置适量时发生。
受拉钢筋首先达到屈服,然后受压钢筋也达到屈服,组后受压区混凝土压碎而导致破坏。
破坏有预兆,塑性破坏。
小偏心:偏心距很小或偏心距不是很小但配置很多受拉钢筋时。
构件由于混凝土受压破坏,压力较大一侧钢筋屈服,另一侧受拉不屈服或受压不屈服。
7,影响裂缝宽度的因素?如何减小?构件类型,保护层厚度,配筋率,钢筋直径和钢筋应力。
减小措施:增大钢筋截面积。
钢筋截面积不变时,用直径较小钢筋。
采用变形钢筋。
提高混凝土强度等级。
增大构件截面尺寸。
减小混凝土保护层厚度。
8,受弯构件按容许应力法计算的假定。
弹性假定:应力应变符合胡克定律。
平截面假定:平行于中性轴各纵向纤维的应变与其到中性轴的距离成正比。
受拉区混凝土不参加工作,拉应力全部由钢筋承担。
混凝土徐变原理今天来聊聊混凝土徐变原理,这可真是个很有趣又特别复杂的话题呢。
咱们先从生活中的一个现象说起,不知道你有没有注意过那种老房子的墙面,用了很多年之后,墙体会慢慢出现一些细微的变形,甚至有点往下沉的感觉。
其实这就有点类似混凝土的徐变现象。
混凝土在受到持续载荷的作用下,它的形状会随着时间慢慢发生改变,这就是徐变。
打个比方吧,混凝土就像是一群勤劳的小工匠组成的大团队,石子啊、砂粒啊、水泥这些就是一个个小工匠。
在刚搭建起来(刚浇筑成型)的时候,就像是小工匠们刚刚排好队伍严阵以待,这个时候结构还很稳定。
但是呢,当一直有重量压在他们身上(持续载荷),就好像有东西一直给他们捣乱,破坏他们的队形(内部结构平衡)。
那些水泥就像胶水一样,刚开始还能紧紧地拉住大家,但是时间一长呢,胶水的力量也会被消耗一些,这些小工匠们就开始慢慢调整自己的位置,整体的队伍形状也就慢慢改变了。
这其中的原理其实和混凝土内部的结构有很大关系。
混凝土内部有孔隙,水泥水化后形成一个复杂的凝胶结构。
在持续载荷下,凝胶粒子之间的水分会慢慢迁移,导致粒子之间的距离发生变化。
那些还没完全水化的水泥颗粒会继续水化,但是这种水化不完全是好的变化,会引起内部结构的不稳定。
我老实说,我一开始也不明白这和混凝土里的水分到底是怎么个关系,就很困惑为什么小小的水分子的迁移能带来这么大的影响呢。
后来我查阅了很多资料才知道,这些水分子在混凝土微观结构里就像一个个小的润滑剂,它们的移动带动了周围结构的微小改变,时间久了,积累起来就成了可见的徐变。
说到这里,你可能会问,那混凝土徐变是不是就全是坏处呢?其实不是的。
在预应力混凝土结构中就有巧妙的运用。
比如说预应力混凝土桥梁,利用混凝土徐变预先把钢束拉伸之后释放一部分应力,过一段时间混凝土因为徐变会分担这个应力到更合适的程度,桥梁可以更稳定。
不过要注意哦,在建筑工程中我们也要控制混凝土徐变。
如果徐变太大可能会导致结构变形过度,影响建筑的安全性。
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。
混凝土徐变名词解释混凝土徐变是指在外加持荷后,混凝土构件由于内部应力持续作用而产生的变形现象。
徐变是混凝土的一种重要性能指标,对构件的稳定性和耐久性有着重要的影响。
以下是混凝土徐变相关名词的解释:1. 混凝土徐变应变:混凝土在外加荷载作用下,由于其内部的粘滞性和粘结性质,会产生一种慢性变形,称为混凝土徐变应变。
这种应变通常以兆帕(MPa)或百分比表示。
2. 徐变速率:混凝土在外加荷载下的徐变速率是指单位时间内的应变值。
它通常以兆帕/小时(MPa/h)表示,表示了混凝土徐变的快慢程度。
3. 注模徐变:注模徐变是指在混凝土构件浇筑和养护期间,由于混凝土体积水分蒸发和干燥收缩导致的徐变现象。
注模徐变是混凝土徐变的一种主要形式,会导致构件的体积变形和开裂。
4. 极限徐变:混凝土在外荷载作用下,经过一段时间后其徐变应变会趋于稳定,即不再继续增加,称为极限徐变。
极限徐变是混凝土在长期荷载下的一个重要特性,一般用时间来度量,通常在几个月到几年之间。
5. 徐变性:徐变性是指混凝土在长期荷载作用下发生徐变的能力。
混凝土的徐变性与其材料组成、水胶比、养护条件等因素密切相关。
徐变性较大的混凝土在荷载作用下会产生较大的应变,影响构件的稳定性和使用寿命。
6. 徐变试验:徐变试验是评定混凝土徐变性能的一种标准化测试方法。
在试验中,通常使用恒定荷载或恒定应力的加载方式,测量其应变随时间的变化,以确定混凝土的徐变特性。
综上所述,混凝土徐变是指在外荷载作用下,混凝土构件由于内部应力的持续作用而产生的变形现象。
了解混凝土徐变相关名词的含义可以帮助我们更好地理解混凝土徐变的特性和影响因素。
混凝土含义
混凝土结构或者材料在长期恒定荷载作用下,变形随时间增长的现象称为徐变。
混凝土的徐变特性主要与时间参数有关,通常表现为前期增长较快,而后逐渐变缓,经过2年~5年后趋于稳定。
一般认为,引起混凝土徐变的原因:
①当作用在混凝土构件上的应力较小时,混凝土作为具有黏性流动性质的水泥凝胶体,在荷载长期作用下产生黏性流动;
②当作用在混凝土构件上的应力较大时,混凝土中的微裂缝在荷载长期作用下持续延伸和发展。
混凝土徐变原因
1)自身内部因素
①混凝土受力后,水泥石中的胶凝体产生的黏性流动(颗粒间的相对滑动)要延续较长的时间;
②骨料和水泥石结合面裂缝的持续发展;
③混凝土在本身重力作用下发生的塑性变形。
2)外部因素影响徐变的因素除与时间有关外,还与下列因素有关:
①应力条件;
②加荷龄期;
③周围环境;
④混凝土中水泥用量越多,徐变越大;③材料质量和级配好,弹性模量高,徐变小。
徐变的优缺点:
1)混凝土徐变的优点
混凝土的徐变会显著影响结构或构件的受力性能。
如局部应力集中可因徐变得到缓和,支座沉陷引起的应力也可由于徐变得到松弛,这对水工混凝土结构是有利的。
2)混凝土徐变的缺点
徐变使结构变形增大,其对结构不利的方面也不可忽视,如徐变可使受弯构件的挠度增大2倍~3倍,使长柱的附加偏心距增大,还会导致构件的预应力损失。
混凝土徐变的变化规律
混凝土的徐变是指在持续荷载作用下,混凝土会产生一定的变形,但随着时间的推移,这些变形会逐渐减小的现象。
混凝土的徐变变化规律可以总结如下:
1. 初期徐变:混凝土刚浇筑完成后的短时间内,会发生较大的徐变,这是由于混凝土的收缩和固化过程引起的,这种徐变又被称为湿缩。
初期徐变一般为总徐变的一小部分。
2. 稳定徐变:在混凝土结构的使用过程中,随着时间的推移,混凝土的变形逐渐减小,进入稳定徐变阶段。
稳定徐变的特点是变形速率逐渐减慢,徐变速率经过一段时间后几乎趋于不变,到达一个稳定值。
3. 持续徐变:在结构的使用寿命内,混凝土仍会继续发生一定的变形,这种变形称为持续徐变。
持续徐变的速率比稳定徐变阶段的速率要小,但也不可忽略。
总体来说,混凝土的徐变是一个逐渐减小的过程,初期徐变较大,稳定徐变阶段的变形速率减慢,持续徐变阶段的速率更低。
徐变是混凝土结构设计和使用中需要考虑的一个重要因素,必须合理估计和控制徐变对结构的影响。
1.什么是混凝土的徐变,对构件有什么影响?
答:①混凝土在长期不变何在作用下,随时间不短增长,变形持续不断增加的现象称徐变。
②徐变对结构的变形和承载能力会产生明显的影响,如使构件扰度增加、裂缝宽度增加,在预应力混凝土构件中会造成预应力损失。
这些影响对结构构件的受力和变形时有危害的,因此在设计和施工过程中要尽可能采取措施降低混凝土的徐变。
2.偏心受压构件有几种形态?各自特点是什么?
答:分为小偏心(受压)破坏和大偏心(受拉)破坏两种类型。
(1)大偏心受压(受拉破坏),其中受拉钢筋、受压钢筋和受压混凝土都达到屈服,内力计算比较简单。
(2)小偏心受压(受压)破坏时远离轴心力一侧的钢筋没有屈服,只有受压钢筋和受压混凝土达到屈服,内力计算比较复杂。
计算:
1.已知:b*h=250*500,C20,f c=9.6 ,HRB=350
解:h0=500-35=465 ρ=A s/bh0=1017/250*465=0.0087
ξ=ρ*f y/α1f c=0.0087x300/1.0x9.6=0.272
M u=α1f c bh0ξ(1-0.5ξ)=1.0x9.6x250x4602x0.272x(1-0.5x0.272)=121.96KN•m
M=110KN•m<M u=121.96KN•m 则该梁正截面满足要求。
2.。
混凝土的徐变名词解释混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其在工程中具有重要的功能和作用。
然而,长期以来,人们在使用混凝土时发现了一个问题,即混凝土在受力后会产生徐变现象。
本文将对混凝土的徐变进行名词解释。
1. 徐变:指的是材料在受到恒定载荷或应力后,随时间逐渐产生的不可逆的变形。
徐变属于塑性变形的一种特殊形式,与材料的粘性有关,常见于许多塑性材料中,包括混凝土。
徐变会导致混凝土结构的变形和损坏,对工程的安全性和可靠性造成威胁。
2. 徐变速率:用于描述材料在受力后产生徐变的快慢程度。
徐变速率可以通过测量材料在不同应力和时间条件下的变形来确定。
对于混凝土而言,其徐变速率通常与应力水平、湿度和温度等因素有关。
3. 徐变曲线:用于描述材料在恒定载荷或应力作用下产生的徐变变形与时间的关系。
徐变曲线呈现一种特殊的形态,通常可以分为三个阶段:初期强度稳定阶段、二次徐变阶段和稳定徐变阶段。
这些阶段的变形速率和趋势不同,可以通过徐变曲线来观察和分析。
4. 徐变损失:徐变不仅引起混凝土结构的变形,还会导致结构的初始刚度和强度的降低,这种降低被称为徐变损失。
混凝土结构在长时间的徐变作用下,可能会引发裂缝的扩展和变形的累积,最终影响结构的正常使用和安全性。
5. 徐变及其影响因素:混凝土的徐变主要受到应力水平、时间、温度、湿度和材料的成分等因素的影响。
较高的应力水平和长时间的作用会增加混凝土的徐变程度;高温环境和湿度会加速徐变的进行;而某些掺合料的加入、混凝土的配合比和养护条件的改变也会对徐变产生明显的影响。
6. 徐变的预测和控制:对于混凝土结构而言,预测和控制徐变是非常重要的工作。
通过合理的设计和施工,可以减少混凝土的徐变程度。
工程师可以根据材料的徐变特性和加载条件进行合理的结构设计,采取适当的施工措施和控制措施,如使用更高的强度等级的混凝土、增加混凝土的梁、柱的尺寸和数量等,以减轻徐变损失和提高结构的稳定性。
混凝土的徐变是混凝土工程中一个重要而复杂的问题,涉及到材料科学、结构力学等多个领域。
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。
混凝土结构的徐变名词解释混凝土结构是一种常见的建筑结构形式,其通过使用混凝土作为主要的材料来构建建筑物。
然而,随着时间的推移,混凝土结构会发生一种被称为"徐变"的现象。
本文将对混凝土结构的徐变进行名词解释,并探讨其对结构的影响。
1. 徐变的定义徐变是指材料在持续荷载下的变形,其主要是由于混凝土结构的物理性质以及加载条件的影响引起的。
在徐变过程中,混凝土的体积会发生持续的变化,从而导致结构的变形与破坏。
2. 徐变的机理徐变的机理主要包括两个方面:水泥基础材料的水化反应和混凝土结构的力学性质。
首先,水泥基础材料在水化反应中会产生一定的收缩,并以一定的速度进行。
这种水化反应导致混凝土结构发生体积变化。
其次,混凝土的力学性质受到外部荷载的影响,而徐变就是在持续荷载的作用下,混凝土结构逐渐发生变形的过程。
3. 徐变的分类根据徐变现象的性质和机理,徐变可以分为及时徐变和延迟徐变。
及时徐变指的是在混凝土结构受到荷载后立即发生的变形,主要由于混凝土弹性的非线性效应引起。
延迟徐变指的是在加荷后,混凝土结构在一段时间内逐渐发生的变形,其主要是由混凝土的蠕变效应引起。
4. 徐变的影响混凝土结构的徐变对建筑的稳定性和持久性产生重要影响。
首先,徐变导致结构发生持续的变形,进而对建筑物的几何形状和整体结构产生负面影响。
其次,徐变还会导致建筑物的裂缝和开裂,从而影响混凝土结构的强度和耐久性。
此外,徐变还会影响混凝土的物理性质,如渗透性和重力。
5. 徐变的控制和减缓对于混凝土结构的徐变问题,可以采取一系列的措施来控制和减缓其发生。
首先,合理的结构设计和材料选择是关键,例如使用弹性模量较高的混凝土,以减少徐变的发生。
其次,加载条件的合理控制,如减小荷载大小和持续时间,也可以有效降低混凝土结构的徐变。
此外,采用适当的徐变修正模型和计算方法,可以更准确地预测混凝土结构的徐变变形。
总结混凝土结构的徐变是一个复杂而重要的问题,它影响建筑物的稳定性和持久性。
1混凝土的徐变─-在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象被称为混凝土的徐变。
2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混凝土的收缩。
3结构的可靠度──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。
4结构的极限状态──当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功能的极限状态
5控制截面──所谓控制截面,在等截面构件中是指计算弯矩(荷载效应)最大的截面;在变截面构件中则是指截面尺寸相对较小,而计算弯矩相对较大的截面。
6抵抗弯矩图──抵抗弯矩图又称材料图,就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图,即表示个正截面所具有的抗弯承载力。
7纵向弯曲系数──对于钢筋混凝土轴心受压构件,把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。
8剪跨比──剪跨比是一个无量纲常数,用m=M/Vh来表示,此处M和V分别为剪压区段中某个竖直截面的弯矩和剪力,h0为截面有效高度
9、最大配筋率pmax──当配筋率增大到使钢筋屈服弯矩约等于梁破坏时的弯矩时受拉钢筋屈服与压区混凝土压碎几乎同时发生,这种破坏称为平衡破坏或界限破坏,相应的配筋率称为最大配筋率。
10最小配筋率──当配筋率减少,混凝土的开裂弯矩等于拉区钢筋屈服时的弯矩时,裂缝一旦出现,应力立即达到屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率
11预应力混凝土──所谓预应力混凝土,就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。
12预应力度─《公路桥规将预应力度定义为由预加应力大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩M s的比值。
13预应力混凝土结构─由配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构,就称为预应力混凝土结构。
18先张法—先张拉刚劲,后浇筑构件混凝土方法:后张法--先浇筑构件混凝土,待结凝后在张拉预应力刚劲。
20适筋梁破坏—-梁的手拉去钢筋首先达到屈服强度。
应力保持不变而应变显著增大,直到受压区边缘混凝土的压应变达到极限压应变时,受拉区出现纵向水平裂纹,随之因混凝土压岁而破坏。
21超静梁破坏—-当实际配筋率p>pmax时梁的破坏是受压区混凝土被压坏,而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度,破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,受拉区的裂缝开展不宽,延伸不高,
22承载能力极限状态—对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适应继续承载的变形或变位的状态
23正常使用极限状态—对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项极限状态
24大偏心破坏—即相对偏心距较大,且受拉钢筋配置的不多时发生的破坏形式
25小偏心破坏—即压力的初始偏心距较小时发生的破坏形式
26消压弯矩—即由外作用引起、恰好使受拉边缘混凝土应力为零的弯矩
27张拉控制应力—指预应力钢筋锚固定前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉应力除以预应力钢筋截面面积所求得的钢筋应力值
2梁内有哪些钢筋?各自作用:(1)主钢筋:受力(2)弯起钢筋:斜截面抗剪(3)箍筋:协助混凝土抗剪固定纵向钢筋位置并与纵向钢筋、架立钢筋等组成骨架(4)架立钢筋:形成钢筋骨架,保持箍筋间距,防止钢筋因浇筑振倒混凝土及其他意外因素(5)水平纵向钢筋:在梁侧面发生混凝土裂缝后,可以降低混凝土裂缝宽度
3受弯构件斜(正)截面的破坏类型及特征(1)斜截面:斜压破坏:随着作用的增加,梁腐被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体,这些柱体最后在弯矩和剪力的复合作用下被压碎剪压破坏:随着荷载的增大,梁的剪弯区段内陆续出现几条斜裂缝,其中一条发展成为临界斜裂缝。
临界斜裂缝出现后,梁承受的荷载还能继续增加,而斜裂缝伸展至荷载垫板下,直到斜裂缝顶端(剪压区)的混凝土在正应力σx、剪应力τ及荷载引起的竖向局部压应力σy的共同作用下被压酥而破坏。
破坏处可见到很多平行的斜向短裂缝和混凝土碎渣。
斜拉破坏:斜裂缝一出现,就很快形成临界裂缝,并迅速延伸到集中荷载作用点处,使梁斜向被拉断而破坏(2)正截面(一)适筋梁—塑性破坏其主要特点是受拉钢筋的应力首先达到屈服强度(二)超筋梁—脆性破坏其破坏特点是在受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度之前,受压区混凝土边缘纤维的应力已达到抗压极限强度,压应变达到抗压极限应变值,因而受压区混凝土将先被压碎而导致梁的破坏。
(三)少筋梁—脆性破坏其破坏特点是受拉区混凝土一旦出现裂缝,受拉钢筋的应力立即达到屈服强度,裂缝迅速沿梁高延伸,裂缝宽度迅速增大,即使受压区混凝土尚未压碎,由于裂缝宽度过大,标志梁已“破坏”。
4,预应力混凝土构件有哪些优缺点?
优点:(1)提高了构件的抗裂度和刚度(2)可以节省材料,减轻自重(3)可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力(4)结构质量安全可靠(5)预应力可作为结构构件连接的手段,促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展缺点:(1)工艺较复杂,对施工质量要求甚高,因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍(2)需要有专门设备(3)预应力上拱度不易控制(4)预应力混凝土结构的开工费用较大,对于跨径小、构件数量少的工程,成本较高
5,写出先张法(后张法)在预加应力阶段和使用阶段预应力损失的组合,并说明每一项的含义?
预应力钢筋与管道之间的摩擦引起的应力损失σ11(两端张拉、超张拉)锚具变形、钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩引起的应力损失σ12(变形的锚具、超张拉)混凝土加热养护时,预应力钢筋与台座之间的温度引起的应力损失σ13(二次升温养护)混凝土的弹性压缩引起的应力损失σ14(重复张拉先张过的预应力钢筋、超张拉法)6,在板中为何要布置分布钢筋?如何确定其布置方向和位置?
分布钢筋可以使主筋受力更均匀,同时也固定受力钢筋,分担混凝土收缩和温度应力
分布钢筋应布置在受力钢筋的土侧且与受力钢筋相垂直
7、简述混凝土发生徐变的原因?
答:在长期荷载作用下,混凝土凝胶体中的水份逐渐压出,水泥石逐渐粘性流动,微细空隙逐渐闭合,细晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。
8设计受弯构件时,一般应满足哪两方面的要求?
答:①由于弯矩的作用,构件可能沿某个正截面发生破坏,故需进行正截面承载力计算②由于弯矩和剪力的共同作用,构件可能沿剪压区段内的某个斜截面发生破坏,故还需进行斜截面承载力计算
9,简述受弯构件正截面工作的三个阶段?
答:在第一阶段梁没有裂缝,在第二阶段梁带裂缝工作,在第三阶段裂缝急剧开展,纵向受力钢筋应力维持在屈服强度不变。
10简述钢筋混凝土梁的受力特点?
答:钢筋混凝土梁的截面正应力状态随着荷载的增大不仅有数量上的变化,而且有性质上的改变,即应力分布图形的改变。
不同的受力阶段,中和轴的位置及内力偶臂是不同的。
因此,无论压区混凝土的应力或是纵向受拉钢筋的应力,不像弹性匀质材料梁那样完全与弯矩成比例。
梁的大部分工作阶段中,受拉区混凝土已开裂。
随着裂缝的开展,压区混凝土塑性变形的发展,以及粘结力的逐渐破坏,均使梁的刚度不断降低。
因此梁的挠度、转角与弯矩的关系也不完全服从弹性匀质梁所具有的比例关系。
11在斜裂缝出现后,腹筋的作用表现在哪些方面?
答:①把开裂拱体向上拉住,使沿纵向钢筋的撕裂裂缝不发生,从而使纵筋的销栓作用得以发挥,这样,开裂拱体就能更多地传递主压应力;②腹筋将开裂拱体传递过来的主压应力传到基本拱体上断面尺寸较大还有潜力的部位上去,这就减轻了基本拱体上拱顶所承压的应里,从而提高了梁的抗剪承载力;③腹筋能有效地减小斜裂缝开展宽度,从而提高了斜截面上的骨料咬合力。
12简述偏心受压构件的正截面承载力计算采用了哪些基本假定?
答:①截面应变分布符合平截面假定;②不考虑混凝土的抗拉强度;③受压区混凝土的极限压应变为0.0033;④混凝土的压应力图形为矩形,应力集度为轴心抗压设计强度,矩形应力图的高度取等于按平截面确定的中和轴高度乘以系数0.9。
13、简述沿周边均匀配筋的圆形截面偏心受压构件其正截面承载力计算采用了哪些基本假定?
答:①截面应变分布符合平截面假定;②构件达到破坏时,受压边缘混凝土的极限压应变为0.0033;③受压区混凝土应力分布采用等效矩形应力图,应力集度为轴心抗压设计强度;④不考虑受拉区混凝土参加工作,拉力由钢筋承受;⑤钢筋视为理想的弹塑性体。
14在预应力混凝土构件中,对预应力钢筋有什么样的要求?
答:首先强度要高,预应力钢筋必须采用高强度钢材,这已从预应力混凝土结构本身的发展历史作了积好的说明;还要有较好的塑性和焊接性能,高强度钢材,其塑性性能一般较低,为了保证结构物在破坏之前有较大的变形能力,必须保证预应力钢筋有足够的塑性性能,而良好的焊接性能则是保证钢筋加工质量的重要条件;要具有良好的粘结性能;另外应力松弛损失要低。