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1、混凝土收縮徐變研究■馬莉洶要】收縮徐變會導致混凝土結(jié)構開裂．產(chǎn)生附加應力，并導致長期變形的增加。本文對收縮徐變的基本特點、相關研究及分析進行了概述。【關鍵詞1混凝土計算模型收縮徐變一、混凝±收縮徐變的特點I．混凝土的收縮混凝土的收縮機理有自收縮、干燥收縮、化學減縮、塑性收縮、碳化收縮、溫度收縮等。其中前三種收縮主要和混凝土中的水化作用有關，碳化收縮主要由混凝土中的水泥水化物與空氣中的c魄發(fā)生化學反應引起；溫度收縮主要指混凝土內(nèi)部溫度由于水泥水化而升高，最后又冷卻到環(huán)境溫度時產(chǎn)生的收縮，采取相應的施工工藝可限制其對混凝土結(jié)構的影響。2．混凝土的徐變導致混
2、凝土徐變的原因較為復雜，主要可認為與水泥膠漿體、水泥膠凝體對混凝土微觀組成的影響，以及由于局部發(fā)生微裂、結(jié)晶破壞以及重新結(jié)晶與新的聯(lián)結(jié)而產(chǎn)生的永久變形等有關?；炷列熳儠黾咏Y(jié)構變形并導致附加應力，對結(jié)構的受力影響較為明顯，因此應予以充分重視。二、混凝土收縮徐變的研究1．目前較為常用的計算模型較常采用的收縮徐變模型有CEB—FIP、ACl209、BP—Kx、B3模型等，這些模型均為經(jīng)驗公式或半理論半經(jīng)驗公式。2．不同類型的混凝土結(jié)構、構件收縮徐變研究(1)高性能混凝土(HPC)的研究高性能混凝土的收縮徐變能否采用基于普通混凝土研究所建立的模型，M．Ma
3、zloom對其進行了試驗研究，并建立了對HPC徐變的預測公式，建立如下的表達式：，，一十、d∞，to)2高囂矗e其中c為最終徐變變形，可通過參數(shù)彳予以預測；t、to為荷載持續(xù)時間和作用于混凝土上的時間，彳、占為與混凝土性能有關的參數(shù)，由試驗可直接測的。通過與ACI相關規(guī)定比較，此處參數(shù)d取0．6。M．Mazloomjm過相關試驗數(shù)據(jù)及已公布的其他研究數(shù)據(jù)，對預測公式進行了分析，發(fā)現(xiàn)該公式與ACI和CEB提供的方法具有相似形，并建議在上述方法中考慮采用短期試驗的研究成果；該公式還可作為高性能混凝土收縮的預測公式。(2)組合梁的徐變研究對于混凝土結(jié)構的徐變
4、，可通過將結(jié)構離散為單元，通過綜合考慮每個單元的徐變影響，利用程序分析的方法對結(jié)構徐變進行預測。文獻[i]制作了2片預應力組合梁(PCI、PC2)和l片普通組合梁(Rc)，通過對組合梁的試驗及程序分析，證明了城市建筑l研究·探討lURBANISMANDARCHITECTURERESEARCH．DISCUSSION有限單元法也可用于徐變預測。文獻[1]對離散單元的研究工作包括以下三點：基于齡期調(diào)整有效模量法，應用虛功原理推導了由徐變引起的單元等效徐變力向量，從而將徐變作用等效為外荷載作用；基于能量原理，建立了隨時間變化的、單元徐變力增量與徐變位移增量之間
5、的數(shù)學關系，推導了單元徐變剛度矩陣：采用CEB-FIPl978、CEB--FIPl990和ACI一209三種實用規(guī)范徐變模型，并按‘公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》取用混凝土收縮系數(shù)以及預應力松弛系數(shù)。試驗觀測的荷載一撓度曲線與采用不同模型預測的曲線如圖1。磋；；艉--一-，-一-’：—ji—：ii：—：i—：ii烹_●-圖l曲線對比(預應力組合粱跨中撓度一時間曲線；普通組合粱跨中撓度一時間曲線)(3)鋼管混凝土的相關研究鋼管混凝土的徐變特性是由混凝土的徐變特性與核心混凝土和鋼管之間的應力重分布兩者相互作用的結(jié)果。由于混凝土的徐變機理非常復雜
6、，影響因素眾多且程度各異。在外荷載作用下，鋼管和混凝土都處于多軸應力狀態(tài)，需要采用多軸應力狀態(tài)下的混凝土徐變理論來描述鋼管混凝土構件中核心混凝土的徐變。繼效流動理論由于能夠較為全面地描述混凝土的構成、機理及混凝土在多軸應力狀態(tài)下徐變的特點，能夠細致分析混凝土徐變的組成因素，非常適合于計算像鋼管混凝土構件中的核心混凝土這樣處于卸載狀態(tài)的混凝土的徐變，從而較多地被用于鋼管混凝土相應徐變問題的計算。由于疊加原理是繼效流動理論的基礎，那么為保證求解的精確可靠該理論只適用于彈性工作階段范圍。(4)其他類型混凝土結(jié)構的徐變研究隨著新材料的應用，混凝土更多的與其他材
7、料相結(jié)合。如將FRP筋代替鋼筋。因此，傳統(tǒng)的徐變模型對這些應用新材料的混凝土的適用性值就得探討。文獻[3]采用上述方法，對碳纖維布加固混凝土梁進行了時效變形分析；這與本文前述方法相似。相關試驗與分析證明，這種方法是有效的。3．徐變的數(shù)值分析法徐變的數(shù)值分析法基本原理是將研究的對象劃分為若干個單元，通過將每個單元的徐變轉(zhuǎn)換為相應的單元節(jié)點荷載，根據(jù)荷載求出相應的軸向變形：將各單元的軸向變形疊加就可得出整個結(jié)構的徐變。下面以組合梁為例說明數(shù)值分析法的一般步驟：(1)基本假定①鋼梁與鋼筋混凝土板的應變沿梁高和板厚線性分布，即符合平截面假定。②混凝土板內(nèi)的鋼筋
8、與混凝土完全粘結(jié)。不存357在相對滑移。⑧鋼梁和混凝土板共同變形，在同一截面處有相同的撓度和曲
