第六章 混凝土的徐变、收缩、温度效应理论
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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。
混凝土收缩徐变效应预测模型及影响因素混凝土收缩徐变效应是指在混凝土硬化过程中,由于内部水分蒸发和水化反应引起的体积收缩和应力松弛,从而导致混凝土结构变形的现象。
这种变形会影响混凝土的强度和耐久性,因此对混凝土收缩徐变效应进行预测和控制具有重要意义。
基于试验的经验公式模型是通过大量的试验数据建立的经验公式来预测混凝土的收缩和徐变效应。
这些公式通常包括一些基本参数,如混凝土的水泥用量、配合比、龄期等,并且经过实际工程的验证。
但是这种模型的精度较低,不能考虑到混凝土材料和环境参数之间的复杂相互作用。
基于理论的物理模型是通过混凝土的物理性质和力学行为建立的数学模型来预测混凝土的收缩和徐变效应。
这种模型通常基于基本原理和理论,如弹性力学、塑性力学和损伤力学等,然后通过实验数据进行参数拟合。
相对于经验公式模型,基于理论的物理模型更能够考虑到混凝土材料和环境参数之间的复杂相互作用,提高了预测的精度。
基于数值模拟的计算模型是通过数值方法对混凝土的收缩和徐变效应进行建模和计算。
这种模型通常基于有限元法或其他数学方法,将混凝土的力学行为和物理性质表示为方程组,并通过迭代求解来得到混凝土结构的变形量。
数值模拟模型具有较高的精度和灵活性,可以考虑到各种材料和环境参数的影响。
影响混凝土收缩徐变效应的因素非常多,主要可以分为以下几个方面:1.混凝土材料因素:包括水胶比、水化热、水灰比、骨料种类和含水率等。
水胶比越大,混凝土的收缩徐变效应越大;水化热也会引起混凝土的收缩;骨料种类和含水率会影响混凝土的收缩和徐变。
2.环境湿度:混凝土在不同的环境湿度下会有不同的收缩和徐变效应。
低湿度环境下,混凝土的收缩徐变效应较大;高湿度环境下,混凝土的收缩徐变效应较小。
3.温度变化:混凝土在温度变化下会发生体积变化,从而导致收缩徐变效应。
温度越高,混凝土的收缩徐变效应越大。
4.结构应力:混凝土结构的应力状态直接影响混凝土的收缩和徐变效应。
在外加应力的作用下,混凝土的收缩和徐变效应会增加。
混凝土收缩和徐变的概念嘿,朋友!咱今天来聊聊混凝土收缩和徐变这俩概念。
你知道吗?混凝土就像个有点任性的小孩,收缩和徐变就是它时不时闹出来的小脾气。
先来说说收缩。
这混凝土收缩啊,就好比你新买的衣服,洗了几次之后缩水了。
混凝土在凝固硬化的过程中,体积会逐渐变小,这就是收缩。
你想想,本来好好的一大块混凝土,突然就变小了,这要是在建筑里,能不带来麻烦吗?比如说,桥梁上的混凝土梁,如果收缩得太厉害,那桥梁的结构可就不稳定啦!这就好像一个人的脊梁骨出了问题,能站得稳吗?再讲讲徐变。
徐变这玩意儿呢,就像是个慢性子的家伙,它的变化是慢慢发生的。
混凝土在长期荷载作用下,变形会随时间不断增长,这就是徐变。
打个比方,混凝土柱子一直承受着上面的重量,时间一长,它就像被压久了的弹簧,慢慢就变形了。
这要是不注意,房子还能住得安心吗?混凝土的收缩和徐变,可不是孤立存在的。
它们就像一对调皮的兄弟,经常一起捣乱。
收缩会让混凝土产生裂缝,徐变又会让结构的内力重新分布。
这就好比一个团队里,有两个不省心的队员,总是打乱原本的计划。
那怎么应对混凝土的收缩和徐变呢?这可需要咱们从材料选择、配合比设计、施工工艺等多个方面下功夫。
就像照顾一个孩子,要方方面面都考虑到,才能让他健康成长。
选材料的时候,就得像挑水果一样,精挑细选。
水泥的品种、骨料的质量,都得好好把关。
配合比呢,就像是做菜放调料,比例得恰到好处,多了少了都不行。
施工的时候,养护工作可不能马虎。
得像呵护婴儿一样,给混凝土提供合适的温度、湿度环境。
要是养护不好,混凝土就容易“发脾气”,收缩和徐变就更严重啦。
总之,混凝土收缩和徐变这两个概念,可不能小瞧。
只有深入了解它们,才能在建筑工程中把好关,让我们的房子、桥梁等建筑更加坚固、安全。
朋友,你说是不是这个理儿?。
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。