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(wú)論有沒有外部約束的情況下，都可以用這種模型來(lái)解釋。描述解析過(guò)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(guò)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(guò)限度，振動(dòng)也必須不過(guò)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?；炷量煽啃缘脑O(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(wèn)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(guò)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(guò)度彎曲導(dǎo)致審美或功能上的問(wèn)題。（二）過(guò)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?；炷翗?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(wú)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(wèn)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(guò)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。控制這種裂縫需要兩個(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(wú)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、