混凝土的收缩和徐变本质区别
混凝土徐变收缩
混凝土的收缩与徐变1 混凝土的收缩混凝土在硬化过程中要发生体积变化，最大的变化是当混凝土在大气中或湿度较低的介质中硬化时产生的体积减小。
这种变形称为混凝土收缩。
一般认为，混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩，引起各种收缩的原因和机理可以解释为:1．自生收缩是在没有水分转移下的收缩，其原因是水泥水化物的体积小于参与水化的水泥和水的体积，因此，这是一种因水泥水化产生的固有收缩，对于普通混凝土来讲，自生收缩相对于干燥收缩微不足道，而对于高强混凝土来讲，由于其具有较高的水泥含量，因此，早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的比重较大，应予以考虑。
2．干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失，需要指出的是，干燥开始时所损失的自由水不会引起混凝土的收缩，干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。
3．碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的CO2发生化学反应的结果。
水泥水化物中的Ca(OH)2碳化成为CaCO3，碳化收缩的主要原因在于Ca(OH)2结晶体的溶解和CaCO3的沉淀。
碳化收缩的速度取决于混凝土的含水量、环境相对湿度和构件的尺寸，当空气中相对湿度为100%或小至25%时，碳化收缩停止。
碳化收缩是相对发现得较晚，因此，大多数干燥收缩的试验数据中包含了碳化收缩。
2混凝土的徐变2.1徐变现象徐变指在应力保持不变的条件下，混凝土的应变会随荷载持续时间的增长而增大的现象。
徐变可分为两种:基本徐变和干燥徐变。
基本徐变是指在常荷载作用下无水分转移时的体积改变；干燥徐变是指在常荷载作用下试件干燥时的时变变形。
总徐变=基本徐变+干燥徐变图1 混凝土徐变与时间的关系曲线图1为混凝土棱柱体试件受压徐变的试验曲线。
对试件施加某一荷载（本图为0.5c f ），在加载瞬间为竖直的直线，试件受压后立即产生瞬时的应变e ε，若保持应力不变，随荷载作用时间的增加，试件的变形继续增加，产生徐变cr ε。
在加载初期，徐变增长较快半年后徐变可达到总量的70%-80%。
徐变与收缩的区别
徐变与收缩的区别1、先从定义上看：徐变：指的是混凝土在某一不变荷载的长期作用下，其应变随时间而增长的现象收缩：指混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。
从定义上不难看出徐变指的是混凝土内部因承受长期荷载而产生的相对变形，而收缩则是在混凝土的凝结时期产生的变形。
它们发生的时期不同。
2、从影响因素上区分：（1）徐变：1）内在因素：混凝土的组成配合比，骨料的弹性模量越大，体积比越大，徐变就越小，水灰比小，徐变也越小。
2）环境影响：包括养护和使用条件，采用蒸汽养护即可使徐变减小20%～35%,受荷载构件所处的环境温度越高，相对温度就越小，徐变就越大。
（2）收缩：1）水泥强度高，水泥用量多，水灰比大，收缩量大。
2）骨料粒径大，混凝土级配好，弹性模量大，混凝土越密实，则收缩量小。
3）混凝土构件的体积与表面面积的比值愈大，收缩量越小。
4）混凝土在结硬使用过程中，周围环境湿度愈大，则收缩量越小。
5）混凝土在蒸汽养护条件下，由于高温高湿的条件，大大促进了水和水泥的水化反应，缩短了其硬化时间，因此其收缩量减小。
3、从对建筑的优缺点区分（1）徐变：优点：有利于结构构件产生内力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩缝的出现。
缺点：会使结构的变形增大，引起预应力损失，在长期高应力的作用下，甚至导致破坏。
（2）收缩：缺点：湿度引起的收缩是因为水分蒸发过快,主要体现于表面，比如我们经常看到因养护不到位而造成了混凝土表面出现干缩裂缝影响美观甚至造成渗水通道，温度引起的收缩危害更大，因为它不仅会造成表面的损伤,更会引起内部的破坏.原因就是水泥水化会放热,造成混凝土内外有温差,内热外冷,产生裂缝.如我们看到的混凝土路面上的很多裂缝,并不主要是被车压的原因,很大程度是温度的影响.再如三峡大坝上游面出现过裂缝,让全国上下很是紧张。
混凝土结构设计原理作业(附答案)
CHENG混凝土结构设计原理第一章钢筋混凝土的力学性能1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？答：软钢即有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上有明显的屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
硬钢即没有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上无明显的屈服点，应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
2、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？答：我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种：热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。
我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级，即I、II、III 三个等级，符号分别为 ( R ) 。
6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。
7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？答：混凝土棱柱体受压时，过应力—应变曲线原点O作一切线，其斜率称为混凝土的弹性模量，以E C表示。
徐变和收缩变形 05
1.054/1.541 混凝土结构力学与设计 (3-0-9)内容提要5 徐变和收缩变形混凝土的徐变{ 持续应力作用下的混凝土，其应变随时间逐渐增长。
最终的徐变应变可能是初始弹性应变的好几倍。
{ 徐变是指材料在持续应力作用下将继续经历相当长时间的变形。
{ 松弛是指在恒定应变下的应力损失。
{ 混凝土中，徐变变形一般比弹性变形大，因此，徐变是影响变形性能的重要因素。
{ 在恒定轴压应力下的混凝土试验表明在工作应力范围内 － 如应力不超过 0.5c f ′ － 徐变应变与应力成正比，σ与cr ε符合线性关系。
高应力下微裂缝对徐变的影响。
混凝土徐变的机理{ 包括两种现象：1．混凝土在密闭条件下(以确保水分不外溢)发生的与时间相关的变形。
Æ 基本徐变 受恒定载荷卸掉载荷（未加载） （弹性恢复变形）徐变回复徐变弹性变形＝εinst永久或残余变形时间2．若允许与外界的湿气交换发生的材料徐变。
Æ 干徐变{ 基本徐变仅受材料特性的影响，而干徐变和收缩还取决于环境和试件的尺寸。
{ 实际情况可能是两种现象的组合，有时，一种会成为主导因素。
{ 徐变变形图包含三个区域：1．主徐变 Æ 变形的初始增长 2．二阶徐变 Æ 相对稳定的变形区 3．三阶徐变 Æ 导致徐变徐变度{csp εεσ=，0.5c f σ′< 其中，c ε=时间的函数Æ 应力水平高于0.8c f ′，徐变会导致破坏{ c f ′与sp ε的关系：c f ′（磅/英寸2）sp ε（10－6每磅/英寸2）最终应变（10－6每磅/英寸2）3000 1.0 3.1 4000 0.80 2.9 6000 0.55 2.4 8000 0.402.0徐变系数{ ct instC εε=其中，inst ε=瞬时（初始）徐变。
影响徐变的因素{ 内在因素（组份）骨料（浓度＋刚度） ↗B 徐变↘ 水灰比 ↗B 徐变↗ 骨料渗透性 ↗B 徐变↗ 骨料徐变 ↗B 徐变↗骨料刚度 ↗B 徐变↘ 骨料等级和级配 水泥{ 外在因素（环境、时间历程）尺寸 形状横截面 ↗B 徐变↘ 环境因素（周围湿度、温度）应力大小 ↗B 徐变↗ 时间（加载龄期）Æ 加载历程对总变形（应变）很重要 Æ 加载龄期 ↗B 徐变↘徐变的数学模型{ 应变分解混凝土总应变可分解为：00()()()E C E C S T E σεεεεεεεεεεεε′′=+=++=+++=+其中，σε=应力产生的应变，E ε=可恢复的应变， C ε=徐变应变，0ε=应力无关的非弹性应变， S ε=收缩应变， T ε=热膨胀，ε′′=非弹性应变。
混凝土结构设计原理思考题答案
混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，2、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土粘结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
4、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。
5、混凝土的抗拉强度是如何测试的？答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
6、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？答：混凝土在长期荷载作用下，应力不变，变形也会随时间增长，这种现象称为混凝土的徐变。
当持续应力σC ≤0.5f C 时，徐变大小与持续应力大小呈线性关系，这种徐变称为线性徐变。
当持续应力σC >0.5f C时，徐变与持续应力不再呈线性关系，这种徐变称为非线性徐变。
混凝土的收缩是一种非受力变形，它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力，而徐变是受力变形。
10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？答：可以通过限制水灰比和水泥浆用量，加强捣振和养护，配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。
对于细长构件和薄壁构件，要尤其注意其收缩。
第二章混凝土结构基本计算原则思考题1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度?答：结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。
4_收缩徐变分析
局部应力的结构中 ，可削减应力峰值等。
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收缩、徐变变形的不利影响 ➢ 在钢筋混凝土、预应力混凝土等配筋构件中，随时间
而变化的混凝土徐变、收缩受到内部配筋的约束将导 致内力的重分布；预应力损失实际上也是预应力混凝 土构件内力重分布的一种。 ➢ 预制的混凝土梁或钢梁与就地灌筑的混凝土板组成的 结合梁，将由于预制部件与现场浇筑部件之间不同的 徐变、收缩值而导致内力的重分布。同样，梁体的各 组成部分具有不同的徐变、收缩特性者亦将由于变形 不同、相互制约而引起内力或应力的变化。
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根据1990年CEB-FIP标准规范，在时刻 承受单轴向、不变应
力为 e ( ) 的混凝土构件，在时刻 t 的总应变 (t) 可分解为
(t) i ( ) c (t) s (t) T (t)
(t) n (t)
加载时初 始应变
在 t 时刻 收缩应变
时的徐变应变
线性叠加原理
根 据 叠 加 原 理 ， 对 于 在 时 刻 0 施 加 初 应 力 ( 0 ) ， 又 在 不 同 的 时 刻
i (i 1,2, , n) 分阶段施加应力增量 ( i ) 的混凝土，其在以后任何时刻 t
包括收缩应变在内的总应变可以表达为：
(t,
0)
( 0 ) E( 0 )
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1、徐变和收缩的基本概念
徐变——当荷载作用在混凝土构件上，试件首先发生瞬时 弹性变形，随后，随时间缓慢地进一步增加变形。这种缓慢增 加的变形称为混凝土的徐变变形。
在实际混凝土结构中，徐变、收缩与温度应变是混杂在一 起的。从实测的应变中，应扣除温度应变和收缩应变，才能得 到徐变应变。在分析计算中温度应力与温度应变往往单独考虑。 徐变与收缩则可在一起考虑。
混凝土龄期、收缩、徐变的研究进展及工程应用
3.工程应用
②在静定结构阶段，如在合龙前的悬臂施工阶段，徐变、 收缩只产生变形增量而不产生内力增量，即徐变次内 力为零。 ③在体系转化后，计算第 i 个时间间隔。并可求出已成 结构全部单元在第 i 个时间间隔内，由收缩、徐变产 生的节点力增量与节点位移增量。将上述增量分别加 到该时间间隔开始时有关的节点力与节点位移上，即 可得出该时间间隔终了时各单元的节点力和节点位移 的状态。
徐变函数 徐变系数 抗压强度的参数 加载龄期的参数 相对湿度的参数
CEB-FIP（1990）模型
CEB-FIP（1990）模型
ACI模型
ACI模型
收缩应变表达式为：
式中
( sh )max 为应变终值。
CEB-FIP(1990)模型＆ACI模型
包括这两个模型以及其他研究提出的模型，基 本上都是建立在实验室试验数据基础上的经验 公式，由于实验室特定条件的局限或研究者侧 重点的不同，不同模型所考虑的影响因素也不 尽相同，以这些结果作为依据确定的混凝土收 缩徐变模型能否直接应用于实际工程结构的分 析，须进一步审视。
衡阳东阳渡湘江大桥（主跨150m的预应力混凝土连续梁桥） 祁阳白水湘江大桥（主跨120m的预应力混凝土连续刚构桥）
3.工程应用
测试内容包括桥址环境温度场、混凝土箱梁温度、各 控制截面应变变化和挠度变化。 施工过程中，对主要工况下的应变变化进行了测试， 成桥后对桥梁进行了为期3年的跟踪观测，测试时长 接近1500天。
改变混凝土半熟龄期的途径
改变水泥矿物成分与水泥细度
硅酸三钙的水化速率快，水化热和强度发展都较快，适用于半熟 龄期小的要求；水泥细度越细，水化反应进行得越快。
采用混合材料与外加剂
混凝土结构设计原理复习题及参考答案1
中南大学课程考试复习题及参考答案混凝土结构设计原理一、 填空题：1．衡量钢材力学性能的四大指标是： 、 、 、 。
2．钢筋经过冷拉加工后，其强度会 ，而塑性会 。
3．混凝土强度等级是按 确定的。
4．当采用边长为 100mm 的非标准混凝土试块时，应将其抗压强度实测值乘以 换算系数 ，转换成标准试件（边长为 150mm ）的立方体抗压强度值。
5．当采用边长为 200mm 的立方体混凝土试件时，须将其抗压强度实测值乘以 换算系数 ，转换成标准试件（边长为 150mm ）的立方体抗压强度值。
6．钢筋按其外形特征可分为变形钢筋和光面钢筋两类。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级热轧钢筋，刻痕钢丝及钢绞线为 。
7．钢筋按其外形特征可分为两类，HPB235 级级热轧钢筋、碳素钢丝为 。
8．变形钢筋的粘结力有三个方面组成：混凝土握固钢筋的摩擦力；水泥胶凝体与钢筋间的胶合力；钢筋表面凹凸不平与混凝土之间的 。
9．变形钢筋与光面钢筋比较，在其条件都相同的情况下， 与混凝土之间的粘结力大。
10．结构的可靠性是指结构在正常设计、正常施工和正常使用条件下，在预定的使用年限内完成预期的安全性、适用性和 功能的能力。
11．当结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载时即认为超过了 状态。
12．当结构构件或连接件因材料强度被超过则认为超过了 状态。
13．当结构转变为机动体系时，我们认为其超过了 极限状态。
14．按概率极限状态设计方法，承载能力极限状态实用设计表达式为R S ≤0γ，其中0γ表示 ，S 表示 ，R 表示 。
15．适筋梁从开始加载到破坏要经过三个阶段。
构件的变形验算和裂缝宽度验算是建立在第 阶段受力状态的基础上。
16．钢筋混凝土梁由于纵向钢筋的配筋率不同，可能有适筋、超筋、少筋破坏三种形式。
梁的正截面承载力计算以 破坏形式为基础，通过 避免超筋破坏，通过 避免少筋破坏。
17．在受弯构件中，要求b ξξ≤，是为了防止 破坏。
18．纵筋伸入支座的锚固长度，如在梁底的直线段长度不够时，则可以 ，使其满足锚固长度的要求。
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混凝土的收缩和徐变本质区别
砼在空气中凝结硬化时体积收缩，与其所受荷载无关。
即使不受荷载也一样会收缩。
一般从浇筑开始4——6个月，就基本不再发生变化了。
而徐变指的是砼结构在承受长期荷载作用时，应变或变形随时间增长而增加的现象。
持续时间较长。
徐变会使构件变形增加，在钢筋砼截面中引起应力重分布，在预应力砼结构中会引起预应力损失。
但有时我们也说收缩徐变。
所以广义上讲，收缩也算作一种徐变吧。
不过通常都所说的还是个有不同侧重点的.
本质差别是：
收缩
1.收缩一般指材料和构件在非应力状态下，由于环境RH变化而引起的变形。
2.收缩主要发生在材料和构件的表面；
3.收缩可能导致材料表面开裂；
4.收缩是毛细孔水失去导致的；也可能是C-S-H凝胶失水（表面能）导致的。
徐变
1.徐变是应力引起的；
2.徐变是构件整个界面上的变形；
3.徐变严重影响预应力；
4.徐变是C-S-H相对滑移以及凝胶水挤出导致的。