《混凝土结构设计原理（新形态活页式）》 课件 7.混凝土的变形

混凝土的变形《结构设计原理》混凝土的变形严重影响着混凝土结构的耐久性。混凝土的变形01.荷载作用下的变形02.非荷载作用下的变形目录CONTENTS荷载作用下的变形01结构的可靠性荷载作用下的变形

受力变形一次短期荷载作用下的变形多次重复荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土棱柱体标准试件单调受压试验混凝土受压时的应力-应变关系曲线荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土受压时的应力-应变关系曲线比例极限A临界点B峰值点C拐点D收敛E曲线末梢F上升段OABCOA段接近直线，应力σ≤0.3fc，此时可将混凝土视为理想的弹性体，其内部的微裂缝尚未发展，水泥凝胶体的粘性流动很小，主要是骨料和水泥石受压后的弹性变形；AB段当应力增大(0.3fc＜σ≤0.8fc)时，混凝土的非弹性性质逐渐显现，曲线弯曲，应变增长比应力增长速度快，内部的微裂缝开始发展但仍处于稳定状态；BC段当荷载进一步增加(0.8fc＜σ≤1.0fc)时，应变迅速增加，塑性变形显著增大，裂缝发展进入不稳定阶段。荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土受压时的应力-应变关系曲线比例极限A临界点B峰值点C拐点D收敛E曲线末梢F当应力达到峰点C时，混凝土达到其受压的峰值应力，即轴心抗压强度fc

，所对应的应变ε0

称为峰值应变，其值0.0015～0.0025范围波动，常取ε0

=0.002，一般表示成2×10-6，也就是2000个微应变。荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土受压时的应力-应变关系曲线比例极限A临界点B峰值点C拐点D收敛E曲线末梢F下降段CDEFCD段D为曲线反弯点，CD段应力快速下降，应变仍在增长，混凝土中裂缝迅速发展且贯通，出现了主裂缝，内部结构破坏严重。DE段E点为曲线中曲率最大的点，DE段应力下降变慢，应变较快增长，混凝土内部结构处于磨合和调整阶段，主裂缝宽度进一步增大，最后值依赖骨料间的咬合力和摩擦力来承受荷载。EF段收敛段，试件中的主裂缝宽度快速增大而完全破坏了混凝土内部结构。通常将收敛点E对应的应变作为试件破坏时的最大应变，称极限压应变，记作εcu，取值0.0035，也就是3500个微应变。荷载作用下的变形混凝土受拉时的应力-应变曲线的形状与受压时相似，只是混凝土的极限拉应变较小，约为极限压应变的1/20，均较受压时小得多，ε0t

=0.00015，。由于混凝土的极限拉应变太小，所以处于受拉区的混凝土极易开裂，钢筋混凝土构件通常都是带裂缝工作的。荷载作用下的变形混凝土在多次重复荷载作用下的变形性能混凝土在多次重复荷载作用下的应力-应变曲线荷载作用下的变形混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变混凝土的徐变-时间关系曲线荷载作用下的变形①应力的大小是主要的因素，应力越大，徐变也越大；②(加载时混凝土的龄期越短，则徐变也越大；③水泥用量多，徐变大；④养护温度高、时间长，则徐变小；⑤混凝土骨料的配级好、弹性模量大，则徐变小；⑥与水泥的品种有关，普通硅酸盐水泥的混凝土较矿渣水泥、火山灰水泥的混凝土徐变相对要大。一是在应力不太大时(σ＜0.5fc)，由混凝土中一部分尚未形成结晶体的水泥凝胶体的粘性流动而产生塑性变形；二是在应力较大时(σ≥0.5fc

)，由混凝土内部微裂缝在荷载作用下不断发展和增加而导致应变的增加。徐变产生的原因徐变产生的影响因素非荷载作用下的变形02结构的可靠性2

非荷载在作用下的混凝土变形，也就是体积变形，主要是指混凝土的收缩与膨胀。包括化学收缩变形、湿胀干缩变形和温度变形。收缩膨胀体积减小的现象体积胀大的现象非荷载作用下的变形化学收缩变形水中硬化时，体积膨胀，膨胀非常微小水硬性胶凝材料空气中硬化时，体积收缩，收缩值较大水泥湿胀干缩掺入膨胀剂或水泥中含有膨胀组分时，可补偿混凝土的化学减缩非荷载作用下的变形湿胀干缩非荷载作用下的变形

即因混凝土含水量变化引起的体积变化。混凝土在水中养护时产生体积膨胀，在空气中养护时产生体积收缩。减小湿胀干缩的措施比如加强养护、减小水灰比、减小水泥用量同时增加骨料含量、加强振捣等。温度变形热胀冷缩的性能减小温度变形的措施大体积混凝土工程：采用低热水泥；减少水泥用量；采用人工降温等措施纵向较长的混凝土结构：每隔一段长度应设置温度伸缩缝；在结构内配制相应的温度钢筋非荷载作用下的变形混凝土的变形课堂小结

徐变、收缩是混凝土的基本特性，它不但对结构影响大，而且持续的时间长，对结构的安