2011年一級(jí)建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料:混凝土變形

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    混凝土變形
    混凝土變形有兩類(lèi),一類(lèi)是受力變形;另一類(lèi)為體積變形,它與受力無(wú)關(guān),如混凝土在結(jié)硬過(guò)程中的收縮(或膨脹)等。
    (一)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    混凝土在一次短期單軸加壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖 4 - 1 所示。是一曲線(xiàn)。所以其應(yīng)力應(yīng)變的比值(即 σ/ε)是一個(gè)變量而不是常數(shù),因此稱(chēng) E =σ/ε混凝土的變形模量。在計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)常用三種方式表示,即彈性模量 Ec,變形模量和切線(xiàn)模量。如圖 4 - 2 所示:
    
    
    (l)混凝土的彈性模量Ec定義為過(guò),。曲線(xiàn)原點(diǎn)O所作切線(xiàn)的斜率。(Ec=tanα0)
    (2)變形模量Ec‘定義為二曲線(xiàn)上任一點(diǎn)尸與原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率,即Ec‘=tanα1
    (3)切線(xiàn)模量E“c為過(guò)曲線(xiàn)上任一點(diǎn)P的切線(xiàn)的斜率,即E“c=tanα。
    混凝土受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)與混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)相似,只不過(guò)各特征值均要小得多。
    (二)混凝土的徐變
    (1)定義:混凝土在恒定荷載的長(zhǎng)期作用下,變形隨時(shí)間而增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為徐變。
    (2)影響徐變應(yīng)變量(簡(jiǎn)稱(chēng)徐變)的因素有以下幾方面:
    1)水灰比大,水泥用量多,徐變量就大;
    2)養(yǎng)護(hù)條件好,徐變量就小;
    3)骨料質(zhì)量及級(jí)配好,徐變量??;
    4)構(gòu)件體表比越大,徐變量越?。?BR>    5)構(gòu)件的應(yīng)力與其受荷時(shí)強(qiáng)度的比值(即σ/fc)越大,則徐變量越大。
    (3)徐變對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響:
    1)徐變使結(jié)構(gòu)的變形(包括撓度和裂縫)增大;
    2)徐變使結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布;
    3)徐變將引起預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失;
    4)受拉徐變,會(huì)延緩混凝土收縮裂縫的出現(xiàn),及將減少由于支座不均勻沉降產(chǎn)生的應(yīng)力等。
    (三)混凝土的收縮(或膨脹)
    (1)定義:混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積縮小稱(chēng)為收縮,在水中結(jié)硬時(shí)體積膨脹稱(chēng)為膨脹;但收縮值要比膨脹值大得多。
    (2)影響收縮值的因素有以下幾方面:
    1)水灰比大,水泥用量多,收縮值就大;
    2)養(yǎng)護(hù)條件好,使用環(huán)境的濕度較高,收縮值??;
    3)骨料質(zhì)量及級(jí)配好,收縮值就?。?BR>    4)構(gòu)件體表比越大,收縮值越??;
    5)混凝土振搗密實(shí),收縮值就小。
    (3)收縮對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響:
    1)會(huì)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力,加速裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,甚至在未受荷前,即出現(xiàn)初始的收縮裂縫;
    2)收縮將引起預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失;
    3)對(duì)跨度變化比較敏感的靜不定結(jié)構(gòu)(如拱結(jié)構(gòu)等)將產(chǎn)生不利的內(nèi)力。