主要因素的影響二

2.4齡期世界各國的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，一般都取齡期t=28天作為標定混凝土強度和其它性能指標的標準。如果結(jié)構(gòu)早期受力（包括施加預應力），應按實際齡期內(nèi)混凝土達到的性能指標進行驗算。對于齡期超過28天后才承受全部荷載的結(jié)構(gòu)，一般將混凝土的后期強度作為結(jié)構(gòu)的附加安全儲備而不加利用。某些工程，確因施工期很長，全部使用荷載施加上的時間很晚，或者某些特殊（如抗爆）結(jié)構(gòu)，才考慮采用混凝土的后期強度（如齡期t=90天的強度）作為設計標準。

混凝土的強度和彈性模量等隨其齡期的變化規(guī)律和增長幅度受到許多因素的影響。比較重要的因素有：水泥的品種（普通、早強水泥）和成分（硅酸鹽、火山灰、礦渣）、水泥的質(zhì)量（燒制程度、磨細度）、外加劑（速凝、緩凝劑）、養(yǎng)護條件（天然、溫濕、蒸汽養(yǎng)護）、環(huán)境的溫度和濕度及其變化等。此外，裸露在空氣中的混凝土結(jié)構(gòu)表面，因混凝土與二氧化碳氣的作用，使表層碳化，削弱了混凝土的耐久性?；炷量箟簭姸入S齡期變化的數(shù)學描述，經(jīng)驗公式：1.抗壓強度混凝土的抗壓強度在一般情況下隨齡期單調(diào)增長，但增長速度漸減并趨向收斂。兩種主要水泥制作的混凝土試件，經(jīng)過普通濕養(yǎng)護后，在不同齡期的強度變化如表：混凝土抗壓強度隨齡期變化的數(shù)學描述，經(jīng)驗公式：式中fc(t),fc(n)和fc(28)—齡期為t、n和28天時的混凝土抗壓強度；a、b—取決于水泥品種和養(yǎng)護條件的參數(shù)。模式規(guī)范CEB-FIPMC90中，混凝土抗壓強度隨齡期增長的計算式為：式中s取決于水泥種類，普通水泥和快硬水泥取為0.25，快硬高強水泥取為0.20.理論曲線見圖，給出的混凝土后期強度一般偏低，適合工程中應用。混凝土在壓應力持續(xù)作用下，應變將隨時間而增長，稱為徐變。當試件應力水平較低（σ＜0.8fc）時，經(jīng)過長時間后變形的增長漸趨收斂，達一極限值。若應力水平很高（σ≥0.8fc），混凝土進入不穩(wěn)定裂縫發(fā)展期，試件的變形增長不再收斂，在應力持續(xù)一定時間后發(fā)生破壞，得到強度極限線?？梢姡瑧λ皆降?，發(fā)生破壞的應力持續(xù)時間越長。荷載長期持續(xù)作用，而混凝土不會破壞的最高應力，稱為長期抗壓強度，一般取為0.80fc。2、彈性模量混凝土的彈性模量值隨齡期(t/天)的增長變化如圖：模式規(guī)范CEB-FIPMC90采用了一個簡單的計算式式中，Ec—齡期t=28天時的混凝土彈性模量;βt-同前。

混凝土的彈性模量和抗壓強度隨齡期的增長規(guī)律不同。彈性模量Ec(t)在早期(t<28天）的增長速度較快，在后期(t>28天）增加幅度較小。主要原因是混凝土中粗骨料的性能穩(wěn)定，彈性模量與齡期無關(guān)。2.5收縮攪拌成的流態(tài)混凝土，以及濕養(yǎng)護期的成形混凝土，因飽含水分而體積基本不變．以后混凝土在空氣中逐漸硬化，水分散發(fā)，體積發(fā)生收縮．混凝土的長度收縮變形，在經(jīng)歷數(shù)十年后一般可達（300～600）×10-6，在不利的條件下甚至可達（800～1000）×10-6。但是，若將混凝土放人水中，體積會有所膨脹，最大的長度變形可達150×10-6。

混凝土的收縮應變值超過其軸拉峰值應變(εt,p)的3～5倍，成為其內(nèi)部微裂縫和外表宏觀裂縫發(fā)展的主要原因。一般結(jié)構(gòu)在承受荷載之前就出現(xiàn)了裂縫，或者使用多年以后外表龜裂?；炷恋氖湛s變形加大了預應力損失，降低了構(gòu)件的抗裂性，增大了構(gòu)件的變形，并使構(gòu)件的截面應力和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力發(fā)生不同程度的重分布等。這些都可能對實際結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，在設計和分析時應給予必要的注意。混凝土在空氣中凝固和硬化過程中，收縮變形是不可避免的。其主要原因是水泥水化生成物的體積小于原物料的體積（化學性收縮，凝縮），以及水分蒸發(fā)后骨料顆粒受毛細管壓力的壓縮（物理性收縮，干縮），與混凝土是否受力無關(guān)。此外，空氣中二氧化碳和混凝土表層的碳化作用，也引起少量的局部收縮。這些原因也決定了混凝土的收縮是個長期過程。已有試驗說明，收縮變形在混凝土開始干燥時發(fā)展較快，以后逐漸減慢，大部分收縮在齡期3個月內(nèi)出現(xiàn)，但齡期超過20年后收縮變形仍未終止。收縮變形隨時間的發(fā)展如表。根據(jù)試驗結(jié)果，水泥加水后的純水泥漿凝固后的收縮量很大，達(2000～3000)×10-6。混凝土中的巖石骨料收縮量極小，一般可予忽略。制成混凝土后，骨料約束了水泥漿體的收縮，故混凝土的收縮量遠小于水泥漿體的收縮。在此同時，混凝土內(nèi)形成初始內(nèi)應力。影響混凝土收縮變形的主要因素有：1.水泥的品種和用量2.骨料的性質(zhì)、粒徑和含量3.養(yǎng)護條件4.使用期的環(huán)境條件5.構(gòu)件的形狀和尺寸6.其它因素配制混凝土時的各種添加劑、構(gòu)件的配筋率、混凝土的受力狀態(tài)等在不同程度上影響收縮量。

混凝土的收縮變形，因為影響因素多，變化幅度大，一般難以準確定量。對于普通的中小型構(gòu)件，收縮變形能促生表面裂縫，但引起的結(jié)構(gòu)反應，一般不至于造成安全度的明顯降低。所以，在構(gòu)件計算時可不考慮收縮的影響，只是采取一些附加構(gòu)造措施，如增設鋼筋或鋼筋網(wǎng)作為補償。一些重要的大型結(jié)構(gòu)，需要有定量的混凝土收縮變形值進行結(jié)構(gòu)分析時，有條件的應進行混凝土試件的短期收縮試驗，用測定值推算其極限收縮值，或可按有關(guān)設計規(guī)范提供的公式和參數(shù)值進行計算。式中：名義收縮系數(shù)（即極限收縮變形）取為βsc取決于水泥種類，如普通水泥和快硬水泥取5，快硬高強水泥取8；βRH取決于環(huán)境的相對濕度RH％：模式規(guī)范CEB-FIPMC90中，計算混凝土收縮的適用范圍為：普通混凝土在正常溫度下，濕養(yǎng)護不超過14天，暴露在平均溫度(5～30℃）和平均相對濕度RH％=40％～50％的環(huán)境。素混凝土構(gòu)件在未加載情況下的平均收縮（或膨脹）應變的計算式為：模型中考慮了5個主要因素對混凝土收縮變形的影響。⑴水泥種類（βc）；⑵環(huán)境相對濕度(RH％）；⑶構(gòu)件尺寸（2Ac／u)；⑷時間(t,ts)；⑸混凝土的抗壓強度（fc）。試驗證明，混凝土強度值本身并不影響其收縮變形量。只是因為混凝土中的水泥用量、水灰比、骨料狀況、養(yǎng)護條件等影響收縮的因素，在結(jié)構(gòu)分析或設計時無法預先確定，但它們都在不同程度上與混凝土強度有聯(lián)系，計算式中引入混凝土抗壓強度作為間接地綜合反映這些因素的影響。按上述公式計算的混凝土收縮變形，隨各主要因素的變化規(guī)律和幅度如圖。2.6徐變

2.6.1基本概念混凝土在應力作用下產(chǎn)生的變形，除了在齡期(to)時施加應力后即時的起始應變εcc(to)外，還在應力的持續(xù)作用下不斷增大應變εcc

(t,to)。后者稱為徐變?；炷恋男熳冸S時間而增大，但增長率漸減，2～3年后變化已不大，最終的收縮值稱為極限徐變εcc

(∞，to)試件在應力持續(xù)作用多時后卸載至零(σ=0)，混凝土有一即時的恢復變形εce

，或稱彈性恢復。隨時間的延長，仍有少量滯后的恢復變形緩緩出現(xiàn)，稱為彈性后效εcr，或稱徐變恢復。但是，還保留相當數(shù)量的殘余變形εre

。

與徐變相平行的現(xiàn)象是松弛。當混凝土在齡期(t0)時施加應力σ(to)后產(chǎn)生應變εc(to)。此后，若保持此應變值不變，混凝土的應力σ(t)必隨時間的延長而逐漸減小，就稱應力松弛或松弛。解釋混凝土的徐變機理有多種理論觀點，但都不能圓滿地說明所有的徐變現(xiàn)象。一般認為，混凝土在應力施加后的起始變形，主要是骨料和水泥砂漿的彈性變形，和微裂縫少量發(fā)展所構(gòu)成。徐變則主要是水泥凝膠體的塑性流（滑）動，以及骨料界面和砂漿內(nèi)部微裂縫發(fā)展的結(jié)果。內(nèi)部水分的蒸發(fā)也產(chǎn)生附加的干縮徐變。與此類似，混凝土卸載后的即時的和滯后的恢復變形，有著相應而相反的作用。徐變和松弛實際上是材料隨時間而異的變形性質(zhì)的不同表現(xiàn)形式。兩者的變化規(guī)律和影響因素相同，并可互相轉(zhuǎn)換或折算?；炷猎邶g期t0時的應力-應變曲線如圖若達到P點后維持應變εc(t0)值不變，經(jīng)(t－t0)后應力將由σ(t0)下降為σ(t)，應力松弛為PR=σ(to)－σ(t)。另外，如果在達到P點后維持應力σ(t0)不變，在(t－to）后得徐變PC=εcc(t，to）。此時若減小（恢復）混凝土的應變，其應力必將減小。當應變恢復至εc(to)時，其應力值為σ(t)，與R點重合。反之，也可以由應力松弛點（R）推至徐變點(C)。

混凝土的徐變和松弛現(xiàn)象，對結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生不利的或有利的形響。

混凝土的多年徐變可使：⑴混凝土長期抗壓強度降低約20％；⑵梁、板的撓度增大一倍；⑶預應力結(jié)構(gòu)的預應力損失50%,降低構(gòu)件的抗裂性；⑷構(gòu)件的截面應力和結(jié)構(gòu)的內(nèi)力發(fā)生重分布等；⑸在大體積水工結(jié)構(gòu)中，徐變的出現(xiàn)降低了溫度應力（即松弛），減少收縮裂縫；⑹結(jié)構(gòu)的局部應力集中區(qū)，徐變可調(diào)整應力分布等。這些影響對于結(jié)構(gòu)的作用有輕有重，應該區(qū)別情況給于適當解決。式中:to—施加應力時的混凝土齡期．t—計算所需應變的齡期；Ec(to)—齡期to時的混凝土彈性模量值。

結(jié)構(gòu)混凝土在應力σ(t0)作用下、至齡期t時的總應變?yōu)棣與σ(t,t0):由起始應變εci(t0)和徐變εcc(t,t0)等兩部分組成：單位應力(1N/mm2）作用下的徐變值稱為徐變度或單位徐變：單位應力作用下的極限徐變值受到各種因素的影響而在很大范圍內(nèi)變化：平均值可取為70×10-6(N/mm2)-1?；炷恋男熳兒推鹗紤兊谋戎捣Q為徐變系數(shù)當徐變收斂(t=∞)后的相應比值稱為名義徐變系數(shù)，即徐變系數(shù)極限值：當t0=28天，此比值為2～4。將上幾式整理，得徐變系數(shù)與單位徐變的關(guān)系式：混凝土的徐變增長可延續(xù)數(shù)十年，但大部分在前1-2年內(nèi)出現(xiàn)，前3～6個月發(fā)展最快

混凝土經(jīng)長期受力后卸載時的即時恢復變形小于加截時的起始變形，滯后恢復變形約為徐變的5%～30%。兩者之和為總恢復變形，約與起始變形相等：2.萌6.放2主事要影賽響因葵寨影響憲混凝誦土徐擴變值坊和變投化規(guī)沖律的蘿主要披因素碗有：1、貝應力礎水平混凝匪土承劉受的老應力堪水平儀σ(錫t0)／fc(t0）越伯高，項則起春始應暑變越庸大，嘴隨時峽間增此長的請徐變凝也越箭大。⑴σ榆(t0)／fc(t0）≤誼(0找.4～0.臟6)：在應牛力長洗期作瓦用下制混凝妖土的側(cè)徐變藍有極叉限值棒，且輕任何狠時間退的徐牽變值談約與腹應力護成正郊比，飾即單以位徐濤變與岡應力爪無關(guān)語，稱沫為線悟性徐賞變；⑵(評0.襲4～0.敘6)根≤舍σ(矩t0)／fc(t0)<扭0.窮8：應力些長期授作用幻玉下徐蝴變收碰斂，竄有極托限值友，但暖單位素徐變枯值隨病應力移水平漿而增絞大，畜稱為哀非線過性徐顫變；⑶σ(洞t0)／fc(t0)>旅0.踩8：混凝疫土在婆高應亡力作腳用下對，持名續(xù)一刮段時初間后易因徐淺變發(fā)炕散而筒發(fā)生服破壞猴，故漆長期慈抗壓噸強度遇約為鳴0.粒8fc。2.凍加載姥時的亂齡期3.倘原材處料和留配合豆比4.井制作諷和養(yǎng)丸護條屬件5.扎使用霉期的逗環(huán)境費條件6.凱構(gòu)件咐的尺性寸2.損6.擾3計坊算公政式混凝馬土的柴徐變顆值，柳因為奸影響壯因素筆多，碰變化住幅度凳大，義試驗螺數(shù)據(jù)表離散著，所繁以不銀易精精確地靠計算艷。我解國的將混凝溜土結(jié)敗構(gòu)設伐計規(guī)捎范中綢，對摧于計兵算構(gòu)希件的樣長期獨荷載碰下?lián)峡s慧度、劃預應襯力構(gòu)星件的嬌預應旬力損佩失等水，給峰出了捉綜合隨的經(jīng)投驗值論或系遺數(shù)，林供一貌般工偽程應禮用。喉水工灰混凝委土結(jié)耽構(gòu)設享計規(guī)幼范中李，對綠于計簽算大奏體積身混凝忠土的蚊溫度娘作用奏，直團接給幣出了莊混凝勢土的蝕應力延松弛斑系數(shù)格。對于只一些鴿重要檔的和征復雜蓮的結(jié)綁構(gòu)，謹需要叨作具員體的雖徐變墻分析臉時，歇要求蘭有比獵較準慎確的奧混凝杠土徐因變值束，及燥其隨緊齡期劃的變梯化規(guī)絲式律．佩比較納可靠距的辦身法是以用相拾同的督混凝漿土制差作試膜件，墾直接紫進行功徐變狼試驗池和量釀測，捏或者痛用短筑期的宗量測限數(shù)據(jù)刑推算古長期麥徐變逗值。仰在缺君乏試爪驗條牲件的泊情況罰下，根一般簽采用伯擬合紀已有嗚試驗階數(shù)據(jù)艇的經(jīng)宅驗計水算式什。單位徐變的經(jīng)驗式已有多種數(shù)學形式，例如式中漸參數(shù)遵A,朽B,豬C,聾F等忌取決連于混雖凝土舞的材犬料和哨環(huán)境非條件催，由血試驗念數(shù)據(jù)潔標定雜。模式班規(guī)范去CE落B-悟FI粒P器MC鎮(zhèn)90危建議娛的混蠅凝土太徐變榴系數(shù)接計算肺公式鍋如下吐。其戴適用哨范圍牙為：天應力伸水平短σ(酒t0)／宗fc(t0)<搜0歌.4榜，暴鍋露在考平均拘溫度混5～30浪℃和罪平均同相對北濕度缸RH雁％＝研40初％～亞10綿0%衫的環(huán)陷境中益?；焯磕廉惖男旒巫兿祮緮?shù)為混凝煤土的穿徐變腔系數(shù)俊為式中衰名義設徐變舒系數(shù)身的計米算式仇為式中β(fc)按醬齡期暫28尚天的儀混凝警土平激均抗獨壓強繪度計偵算的逮參數(shù)豎；β杠(稠to)—嚼取決薄于加秘載時劍齡期滴(to，天蓬）的斥參數(shù)虜；φRH—取混決于洽環(huán)境唱濕度擁的參渾數(shù)，境式中觸最后處一項撒為附賠加的謹干燥候徐變駕，當察RH蔬％－惰10熟0％怨時，您此項尼為零吩，試棗件尺賺寸也糾無影幸響。徐變族隨應潤力持獸續(xù)時眨間的滑變化勞系數(shù)存取為式中秒，βH取決酒于相寨對濕無度和晝構(gòu)件友尺寸流。計算洗模型吧中主恐要考坑慮：加載疼時混弱凝土把的齡弟期(to)；應力哀持續(xù)隸時間(t淡-t0)；環(huán)境梯濕度(R廈H％）勵；構(gòu)件坡尺寸淺（Ac／u）等憑對徐聰變的茄影響身。此外軋，有枝試驗渡證明走混凝訪土的疤抗壓典強度刮本身稠對徐戀變值些的影乏響并透不大單，計額算式臭中引腳入此顯量是遣為間筒接地乓反映怕水灰主比(w覽/c屬)和水護泥用困量的挺較大慕影響匹。模式麻規(guī)范兼中還退給出棄了對芽不同湯種類達的水