混凝土徐變的不利影響

1、徐變對混凝土的不利影響 班級：姓名： 學(xué)號： 摘要：眾所周知，混凝土材料有著徐變和收縮的特性，這將引起混合結(jié)構(gòu)的豎向變形和變形差在施工和使用階段不斷發(fā)生變化，并引起顯著的內(nèi)力重分布，造成結(jié)構(gòu)不安全隱患。隨著當(dāng)前高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)研究設(shè)計和建筑水平的迅速發(fā)展，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的要求越來越高，徐變收縮變形隨建筑高度的累積以及由結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性而引起的長期影響效應(yīng)愈顯突出。另一方面，超長建筑結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下的徐變收縮效應(yīng)本身可能影響不大，但超長結(jié)構(gòu)水平溫差效應(yīng)問題較為突出，同混凝土水平構(gòu)件的長期徐變收縮變形疊加后，變形及應(yīng)力分布等問題更不容忽視。關(guān)鍵詞： 混凝土 徐變 不利影響徐變對承受持續(xù)荷載

2、的鋼筋混凝土簡支梁的影響對于承受持續(xù)荷載的鋼筋混凝土簡支梁，徐變對極限強(qiáng)度的影響很小可以忽略，但梁的撓度卻因徐變而有顯著增加，以致在許多情況下可能達(dá)到設(shè)計要求的臨界狀態(tài)。對鋼筋混凝土柱，徐變可使荷載逐漸由混凝土轉(zhuǎn)移到鋼筋上去，但如果鋼筋發(fā)生屈服，任何增加的荷載都要由混凝土承擔(dān)，因此，柱在破壞之前鋼筋與混凝土二者的強(qiáng)度都得到了充分的利用。而偏心荷載作用下的柱子，徐變會使撓度增加，而且可能引起屈曲。徐變對連續(xù)梁橋預(yù)拱度的影響在懸臂施工階段，混凝土徐變應(yīng)變是確定應(yīng)力應(yīng)變的一個重要影響因素；在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，徐變會使其跨中持續(xù)下?lián)希绊懢€型的平順及其使用性能。對徐變因素估計不足甚至?xí)?dǎo)致

3、結(jié)構(gòu)開裂、撓度增大過快乃至坍塌等工程事故。工程實例： KororBabeldaob懸臂橋最初設(shè)計KB橋始建于1977年，當(dāng)時它以240m的主跨徑在預(yù)應(yīng)力懸臂箱梁橋中位居世界第一。在最初的懸臂橋設(shè)計中預(yù)應(yīng)力筋的布置設(shè)計使得懸臂自重與預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的彎矩平衡。因此，最初的隨時間變化的位移只可能發(fā)生在沿橋的縱向而不會發(fā)生在橋的豎向。后來由于預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力在懸臂截面高度的分布越來越不均勻，底板上產(chǎn)生了更大的應(yīng)力，豎向撓度開始出現(xiàn)并不斷增加。另外，由于結(jié)構(gòu)完成之后立即在橋面板上鋪裝路面，二期恒載的疊加使KB橋的應(yīng)力分布更不均勻。結(jié)構(gòu)剛建成后懸臂撓度、懸臂頂部和底部的應(yīng)力就達(dá)到了規(guī)范要求。1996年9月

4、26日，KB橋兩段懸臂梁都倒塌了，在Babeldaob端離主墩10 m處頂板完全分裂成層導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管和預(yù)應(yīng)力筋暴露在外面。在此位置上底板發(fā)生剪切和張拉破壞，據(jù)估計是引起橋梁倒塌的初始位置。在Koror端，頂板完整但裂紋向主墩處橋面板蔓延導(dǎo)致其失效，主墩處底板和肋墻壓碎現(xiàn)象嚴(yán)重，邊墩處則完全剪切破壞。對該橋倒塌之前的分析表明：跨中整體澆注引起了彎矩重分布，但影響不大。長期的軸向約束導(dǎo)致混凝土軸向應(yīng)力大幅度減小。盡管這可能造成剪切破壞但也不能充分說明這是該橋在體系轉(zhuǎn)換之后兩個月倒塌的本質(zhì)。由以上分析可知，軸向約束條件下徐變影響仍是其倒塌的因素之一。徐變對一些徐變敏感的結(jié)構(gòu)的影響如滿堂支架逐孔澆筑預(yù)

5、應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、高速鐵路橋梁等。對高速鐵路橋梁的影響更為突出，因為高速鐵路橋梁對橋面平順性的要求很高，但混凝土的收縮徐變以及收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁二期后的變形撓度影響較大，這就對列車行駛的平順性、平穩(wěn)性和行車安產(chǎn)生很大的影響。 徐變對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的影響預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛與結(jié)構(gòu)應(yīng)力、鋼筋品質(zhì)、超張拉及溫度有關(guān)，另外與時間關(guān)系密切，加載初期發(fā)展很快，24 h內(nèi)完成約50以上，800 h后發(fā)展緩慢，120年內(nèi)的應(yīng)力松弛值由對數(shù)曲線外推得到，其值不會超過1 000 h應(yīng)力松弛值的兩倍，所以徐變會對其造成很大影響。工程實例：天津市至濱海新區(qū)快速軌道交通工程中，由于88%的線路部

6、分為高架橋，橋梁的上部結(jié)構(gòu)又以預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，工期緊張，任務(wù)繁重，這就決定了混凝土徐變在整個天津市區(qū)至濱海新區(qū)快速軌道交通工程中的重要性。天津市至濱海新區(qū)快速軌道交通工程高架線路將以無碴軌道為主。對于無碴軌道線路，由于沒有道碴來調(diào)節(jié)軌道的高程，所以，它的高程可調(diào)節(jié)性很小。如果由于混凝土徐變使得梁部結(jié)構(gòu)的上拱度（徐變拱度）超出了無碴軌道高程的可調(diào)節(jié)范圍，將對軌道線路的平順性產(chǎn)生巨大的危害。徐變拱度太大，也可能導(dǎo)致鋼軌扣件破壞失效。影響軌道的穩(wěn)定性。這些都是影響列車安全運(yùn)營的巨大隱患，預(yù)應(yīng)力越大，徐變拱度也越大。所以對預(yù)應(yīng)力混凝土上梁的徐變拱度進(jìn)行控制是很重要的。徐變對大體積混凝土的影響

7、：由于水化熱的發(fā)展和隨后的冷卻使已受約束的大體積混凝土受到溫度循環(huán)變化的影響，大體積混凝土中的徐變本身很可能就是導(dǎo)致開裂的原因。大體積混凝土內(nèi)溫度的快速上升會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。由于新澆筑的混凝土彈性模量很小，所以這個壓應(yīng)力也很小，以致此時的徐變較大，從而使壓應(yīng)力得以釋放。因此一旦發(fā)生冷卻，正保持著的壓應(yīng)力就會逐漸消失。但如果混凝土進(jìn)一步鏗鏘，就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，由于徐變速率隨齡期而減小，所以，甚至在溫度降低至略高于初始溫度之前，就可能出現(xiàn)裂縫了。小結(jié)：由此可見，徐變對混凝土結(jié)構(gòu)性能的大多數(shù)影響是不利的，在設(shè)計與施工過程中，這種影響不容忽視，我們務(wù)必要全面考慮，盡量采取措施，降低徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的不利影