收縮開裂混凝土

1、收縮，開裂和變形收縮，開裂和變形–混凝土混凝土結(jié)構(gòu)使用的可靠性使用的可靠性里吉爾伯特里吉爾伯特土木及環(huán)境工程學(xué)校校長(zhǎng)兼教授新南威爾士大學(xué)，悉尼，新南威爾士州2052號(hào)電子郵件：i.gilbert@unsw.edu.au摘要摘要本文討論收縮對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)可靠性的影響，它概述了為什么收縮是重要的，它的主要影響，即對(duì)結(jié)構(gòu)最終的開裂程度和撓度大小的影響，以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意什么？有一種模型可以預(yù)測(cè)在普通混凝土、高強(qiáng)度混凝土、不穩(wěn)定性普通混凝土和鋼

2、筋混凝土中的收縮應(yīng)變，無論有沒有外部約束的情況下，都可以用這種模型來解釋。描述解析過程是為了估算彎曲裂縫及直接拉伸裂縫的最終寬度和間隔，并呈現(xiàn)出一個(gè)簡(jiǎn)化的過程，它包括影當(dāng)計(jì)算長(zhǎng)期收縮時(shí)的影響。該文件還包含一個(gè)概要的注意事項(xiàng)，目前正在由澳大利亞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組制定，以校正混凝土使用可靠性條款A(yù)S36001994尤其是那些涉及到收縮的條款。關(guān)鍵詞徐變開裂變形鋼筋混凝土可靠性收縮。1.引言引言為了使混凝土結(jié)構(gòu)更加耐用，開裂要在控制范圍內(nèi)同時(shí)變形

3、量絕不能超過限度，振動(dòng)也必須不過度。有效荷載作用下混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的收縮在許多方面都起著重要的作用。混凝土可靠性的設(shè)計(jì)可能是混凝土結(jié)構(gòu)各個(gè)方面中最困難的和最不好理解的。有效荷載的特點(diǎn)，主要取決于混凝土的性能，在設(shè)計(jì)階段這些性能往往是不確定的。此外，在有效荷載作用下，混凝土具體表現(xiàn)為一個(gè)非線形和非彈性的方式。這種非線性性能使混凝土的可靠性計(jì)算復(fù)雜化，主要是由于裂縫、拉伸硬化、徐變和收縮。其中，收縮是主要問題。約束收縮會(huì)導(dǎo)致時(shí)效性開裂，

4、并逐步降低拉伸硬化的有利影響。在受彎構(gòu)件中它將導(dǎo)致已有的裂縫逐漸加寬并使變形量隨時(shí)間大量增加?？刂其摻罨蝾A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的開裂通常是通過限制連接鋼筋中的應(yīng)力相適應(yīng)地以一個(gè)低位值增長(zhǎng)，并確保連接鋼筋對(duì)稱分布。在許多實(shí)踐規(guī)范中，明確規(guī)定了在開裂和連接鋼筋達(dá)到允許的最大間距之后鋼筋的最大應(yīng)力。但是，現(xiàn)有的規(guī)范的規(guī)（一）過度彎曲導(dǎo)致審美或功能上的問題。（二）過度彎曲導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或與構(gòu)件相聯(lián)系的非結(jié)構(gòu)性元素的損害。（三）力學(xué)上的效果，由于剛度不足導(dǎo)

5、致居住者的不適。3.收縮的影響收縮的影響如果混凝土構(gòu)件可以自由地收縮，而不接受約束，那么混凝土收縮就不會(huì)是結(jié)構(gòu)工程師主要關(guān)心的，然而，事實(shí)并非如此。混凝土構(gòu)件的收縮通常受到它的支點(diǎn)或其相鄰結(jié)構(gòu)的約束，與混凝土相連接的鋼筋也限制了它的收縮，每個(gè)這些約束的形式都涉及一個(gè)強(qiáng)加于混凝土的逐步增加的拉伸力，可能導(dǎo)致混凝土?xí)r效性開裂（在先前無開裂區(qū)域）撓度的增加以及開裂縫的加寬，對(duì)收縮的約束可能是導(dǎo)致混凝土中難看的裂縫的最普通的原因，在許多情況下，

6、出現(xiàn)這些問題是因?yàn)槭湛s并沒有得到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的充分的考慮，以及在按照現(xiàn)行規(guī)范制定的開裂控制和變形計(jì)算過程下設(shè)計(jì)時(shí)，收縮的影響得不到到充分的藍(lán)本。收縮裂縫的出現(xiàn)取決于對(duì)收縮的約束程度、拉伸時(shí)混凝土的強(qiáng)度和延展性以及拉伸徐變和存在于構(gòu)件中的荷載導(dǎo)致的拉力。如果逐漸增大的由收縮引起的且隨徐變?cè)鲩L(zhǎng)而減少的拉應(yīng)力始終低于混凝土的抗拉強(qiáng)度，那么裂縫只能回避。盡管混凝土抗拉強(qiáng)度的增加隨時(shí)間增加，彈性模量和收縮引起的拉應(yīng)力也隨時(shí)間增長(zhǎng)而增加。此外，由徐變

7、導(dǎo)致的拉應(yīng)力的減少與時(shí)間成反比。在未開裂區(qū)由荷載導(dǎo)致的拉力的存在加快了時(shí)效性開裂的形成，因此，在許多情況下，收縮裂縫是不可避免的?？刂七@種裂縫需要兩個(gè)重要步驟。第一，收縮所致的拉力和所在區(qū)域可能形成的收縮裂紋必須被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師所識(shí)別。第二，在這些區(qū)域內(nèi)必須有足夠數(shù)量和配置的錨固鋼筋，以確保該裂縫保持良好和結(jié)構(gòu)依然可靠。3.13.1什么是收縮？什么是收縮？混凝土收縮是在恒溫下未受荷載且無應(yīng)變的試件上測(cè)量出的時(shí)效性應(yīng)變。從一開始區(qū)分塑性收縮、