建筑材料與構造復習講義之建筑材料(46)


4.在荷載作用下的變形
(1)在短期荷載作用下的變形
混凝土是一種彈塑性體。它在受力時,既會產生可以恢復的彈性變形,又會產生不可 恢復的塑性變形,其應力與應變之間的關系不是直線而是曲線。 在計算鋼筋混凝土的變形、裂縫開展及大體積混凝土的溫度應力時,均需知道該時混 凝土的變形模量。在混凝土結構或鋼筋混凝土結構設計中,常采用一種按標準方法測得的 靜力受壓彈性模量Ec。
在靜力受壓彈性模量試驗中,使混凝土的應力在0.4fcp,水平下經過多次反復加荷和卸荷,最后所得應力.應變曲線與初始切線大致平行,這樣測出的變形模量稱為彈性模量Ec。
混凝土的強度越高,彈性模量越高,兩者存在一定的相關性。當混凝土的強度等級由C10增高到C60時,其彈性模量大致是由1. 75 X 104 MPa增至3. 60X 104MPa。 混凝土的彈性模量與鋼筋混凝土構件的剛度很有關系,一般建筑物有足夠的剛度,在 受力下保持較小的變形,才能發揮其正常使用功能,因此所用混凝土須有足夠高的彈性 模量。
(2)徐變
混凝土在長期荷載作用下,沿著作用力方向的變形會隨時間不斷增長,即荷載不變而 變形仍隨時間增大,一般要延續2-3年才逐漸趨于穩定。這種在長期荷載作用下產生的 變形,通常稱為徐變。混凝土的徐變應變一般可達(3-15) X 10-4,即0. 3-1. 5mm/m。
混凝土徐變和許多因素有關。混凝土的水灰比較小或混凝土在水中養護時,同齡期的 水泥石中未填滿的孔隙較少,故徐變較小。水灰比相同的混凝土,其水泥用量愈多,即水 泥石相對含量愈大,其徐變愈大。混凝土所用骨料彈性模量較大時,徐變較小。此外,徐 變與混凝士的彈性模量也有密切關系,一般彈性模量大者,徐變小。 混凝土不論是受壓,受拉或受彎時,均有徐變現象。混凝土的徐變對鋼筋混凝土構件 來說,能消除鋼筋混凝土內的應力集中,使應力較均勻地重新分布;對大體積混凝土,能 消除一部分由于溫度變形所產生的破壞應力。但在預應力鋼筋混凝土結構中,混凝土的徐 變,將使鋼筋的預應力受到損失。
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