开裂混凝土梁长期挠曲变形研究

开裂混凝土构件的长期挠曲变形难以预测,配筋率、荷载大小及徐变收缩效应均是影响构件长期挠曲变形的重要因素.以钢筋混凝土梁近700d的收缩徐变试验为基础,运用双线性法预测开裂钢筋混凝土梁的长期挠曲变形,编制了分析计算程序,与试验实测结果吻合较好,并对影响构件长期挠曲变形的因素进行了参数分析,本文方法便于工程实际应用.     

钢筋混凝土柱收缩徐变分析

准确评估高层建筑中钢筋混凝土柱在长期荷载作用下的竖向变形是设计的一项重要任务。总的竖向变形包括两部分:瞬时弹性变形和随时间变化的收缩徐变变形。钢筋和混凝土是性质不同的两种材料,收缩徐变导致钢筋和混凝土之间内力重分布。把钢筋混凝土柱简化为轴向受力构件进行弹性分析和收缩徐变分析。假设柱子均匀徐变,应力应变均匀分布,满足平截面假定和叠加原理。柱中混凝土应力由常应力σ0 c和变应力-Δσ1 cr两部分构成。收缩徐变模型采用欧洲规范CEB-FIP(MC 1990),计算加载龄期t0=7天到计算龄期t=50年(结构设计使用年限50年)时混凝土应力和应变。同时考虑设计轴压比相同时,研究不同配筋率钢筋混凝土柱初始弹性应变和收缩徐变应变以及各部分材料弹性应力和收缩徐变应力。通过对不同配筋率钢筋混凝土柱的收缩徐变分析,得出柱子的最佳配筋率为2%~3%。     

商品混凝土收缩过程中的徐变变形分析

在无筋混凝土干燥收缩的多系数估算公式和配筋混凝土干燥收缩多系数估算公式的基础上,通过素混凝土构件和配筋混凝土构件(考虑徐变变形)的收缩应变差和钢筋混凝土间的拉压平衡条件,推导出配筋混凝土收缩过程中的徐变变形计算公式.利用徐变公式绘出了试验配筋混凝土构件在收缩过程中的徐变变形图,分析了徐变变形的特点.本文的研究成果可为今后修订现行GB50010-2002(混凝土结构设计规范>中有关耐久性的条目提供重要的试验数据和理论依据.     

干燥地区钢筋混凝土构件的变形和裂缝

通过在极干燥地区吐鲁番和乌鲁木齐两地的钢筋混凝土梁长期荷载试验及同环境中进行的混凝土收缩、徐变试验,研究了干燥环境下钢筋混凝士受弯构件在长期荷载作用下变形、裂缝的发展规律.     

钢筋混凝土长柱偏心距增大系数计算分析

钢筋混凝土柱在长期荷载作用下，有必要考虑混凝土的徐变和收缩对柱变形的影响，特别对于钢筋混凝土长柱偏心受压时，需考虑偏心距增大系数。就此推导了钢筋混凝土长柱在长期荷载作用下变形和长柱偏心距增大系的计算公式，以获得钢筋混凝土长柱的准确长度应力和变形。     

再生混凝土梁长期受荷时随变形计算方法研究

由于再生混凝土收缩徐变效应大,导致长期荷载作用下,再生混凝土梁附加变形较大。文中以不同再生粗骨料取代率的再生混凝土梁长期受荷变形性能的试验研究为依据,研究其长期变形计算方法。通过考虑龄期的有效弹性模量法,将再生混凝土徐变系数引入梁截面附加曲率的计算,基于虚功原理给出长期荷载作用的时随变形计算公式|考虑再生粗骨料的二相性,通过普通混凝土的徐变收缩计算式,给出考虑附着水泥砂浆影响的再生混凝土徐变收缩调整系数|将其计算结果代入三种典型普通混凝土徐变收缩模型,得到再生混凝土徐变收缩模型,并通过时随变形计算公式计算再生混凝土梁长期荷载下的跨中变形值、跨中和加载点的附加变形值,与试验结果吻合较好。     

疲劳荷载作用对高性能混凝土收缩徐变影响的试验研究

混凝土徐变是指在持续荷载作用下,混凝土及其结构的变形随时间不断增加的现象。桥梁在服役期间会受到疲劳荷载作用,导致材料性能劣化,但是目前关于疲劳荷载作用对收缩徐变影响的研究较少。对比分析了经历和未经历疲劳荷载作用的高性能混凝土收缩徐变性能,研究疲劳荷载作用对高性能混凝土收缩徐变性能的影响。试验结果表明,疲劳荷载作用会改变收缩和徐变的发展规律,表现在会增加早期收缩应变,缩短进入徐变平稳期的时间,增大徐变平稳期后混凝土徐变应变增加速率。     

钢筋混凝土长柱偏心距增大系数计算分析

钢筋混凝土柱在长期荷载作用下，有必要考虑混凝土的徐变和收缩对柱变形的影响，特别对于钢筋混凝土长柱偏心受压时，需考虑偏心距增大 数。就此推导了钢筋混凝土长柱在长期荷载作用下变形和长柱偏心距增大系数的计算公式，以获得钢筋混凝土长柱的准确长期应力和变形。     

基于B3模型的竖向构件差异变形分析

为研究巨型框架伸臂核心筒结构中由收缩和徐变引起的巨柱和核心筒的竖向差异变形,基于B3收缩徐变模型,采用应变增量法进行MATLAB编程,模拟荷载逐层施加的实际施工过程。对某一巨型框架伸臂核心筒结构进行了研究,考虑施工过程、混凝土收缩和徐变影响,对高层混凝土结构构件在竖向荷载作用下的竖向变形进行了计算;计算构件在楼板施工前后巨柱和核心筒的弹性、非弹性缩短以及竖向差异变形;进行了差异缩短变形分析,采用逐层修正法进行补偿。结果表明：考虑重力荷载、混凝土收缩和徐变时,巨柱和钢筋混凝土筒由收缩和徐变产生的非弹性变形占总变形的509／6以上,且该比例随时问呈增大趋势;巨柱和核心筒的收缩变形远小于徐变变形,收缩和徐变变形最终趋于一定值;楼板施工结束时竖向变形近似相等的构件,在楼板施工后一定时期的竖向差异变形很大;若顸层楼板施工结束时荷载全部施加完毕,则楼板施工后的最大竖向变形值出现在中间某一层;对于有具体要求的特殊结构,采用逐层修正法可降低差异变形在伸臂桁架中引起的附加内力。     

南宁某超限项目收缩和徐变分析

本工程为钢筋混凝土核心筒+钢管混凝土框架混合结构,采用欧洲规范CEB-FIP模式计算混凝土收缩徐变影响,具体分析了竖向构件累积变形以及收缩徐变对框架柱的影响。分析结果表明,施工完成5年后最大柱轴力(与伸臂桁架连接处柱)约增加10%,在施工图设计阶段应考虑收缩徐变的不利影响,并采用调平设计。收缩徐变对伸臂桁架内力和变形产生影响,计算中应考虑此部分荷载叠加,使伸臂桁架满足规范要求。重力荷载引起的楼层水平位移会影响设备的安装,设计中也应考虑。同时施工阶段和使用阶段必须对收缩徐变进行监控。     

高层建筑钢筋混凝土柱非线性变形

提出了计算柱非线性变形的新方法 ,同时考虑了混凝土徐变收缩和荷载的影响 ,引用了作者导出的一组数解徐变收缩的公式 ,并与试验比较 ,结果令人满意 .     

钢筋砼梁在长期荷载作用下的变形

本文对剪跨比为２．５的钢筋砼梁在长期荷载作用下的变形进行了试验研究。建立了长期弯曲变形和剪切变形计算公式，并由迭加原理得到了考虑剪切效应的钢筋砼梁在长期荷载作用下的挠度公式，计算值与试验结果吻合良好。本文公式同时考虑了砼徐变和收缩的影响，还可用来根据梁的试验结果而确定砼徐变系数和龄期调整系数值。     

长期荷载作用对钢管混凝土核心柱承载力影响的数值分析

本文引入了考虑长期荷载作用效应影响的混凝土应力应变关系模型,该模型是综合考虑了徐变、收缩以及长期荷载的应力水平等因素,通过对短期荷载作用下的混凝土本构模型进行修正得到的。利用该模型,对钢管混凝土核心柱（即在普通的钢筋混凝土柱截面的核心增设-钢管的柱型）的轴力-弯矩相关曲线进行了数值分析,考察了长期荷载作用对该类柱承载力的影响。分析结果表明,考虑长期荷载作用的影响,柱子的承载力有所降低。     

钢-混凝土叠合梁的收缩徐变计算分析

钢-混凝土叠合梁在长期荷载的作用下,混凝土板的徐变收缩会使截面的应力发生重分布。钢-混凝土叠合梁由于收缩徐变效应使得结构在外荷载不变的情况下,变形持续增加,最终的变形值会影响到结构的使用,准确计算出结构由收缩徐变引起的变形值,在进行结构的收缩徐变效应分析时是很有必要的。本文采用龄期调整有效模量法与有限元法相结合的计算方法,对于预应力结构的收缩徐变,考虑预应力和混凝土的收缩徐变两者相互交换耦合作用,使得分析结果更加精确,从而使混凝土结构的收缩徐变计算能够更近于实际,有利于准确的计算出收缩徐变对钢-混凝土叠合梁的影响。     

钢筋混凝土梁徐变效应试验研究与分析

基于徐变换算截面法推导了钢筋混凝土梁徐变收缩引起的截面应力计算公式,根据混凝土柱体2年试验观测,得到了素混凝土的徐变系数。编制了长期荷载作用下截面应力计算程序,并对完全开裂混凝土梁因徐变收缩效应引起的截面应力重分布规律进行了分析,与试验结果吻合较好,表明运用本文方法预测完全开裂混凝土梁的截面应力重分布是可行的。     

配筋混凝土干燥收缩变形的试验研究

从宏观的应用角度出发,结合工程对配筋混凝土的干缩变形进行了深入的试验和理论分析.对40个配筋混凝土构件的约束干燥收缩变形从数据采集到试验结果进行了为期360天龄期的分析研究,在混凝土自由干燥收缩估算公式的基础上,考虑了钢筋及混凝土徐变综合的影响,提出了配筋混凝土干燥收缩应变多系数估算公式,公式的计算结果与186组试验数据符合良好.公式的提出是对以往收缩公式的改进和发展,并具有较好的工程适用性,为今后修订《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中有关耐久性的条目提供了重要的试验数据和背景材料.     

配筋超高强混凝土柱徐变试验研究

对6个混凝土强度等级为C80~C120的配筋超高强混凝土柱进行了徐变试验,比较了不同强度混凝土的徐变特性。根据混凝土变形计算公式以及混凝土与钢筋之间的力平衡条件与变形协调条件,推导出钢筋对混凝土徐变系数的影响系数计算公式。对常用的4种徐变模型进行了比较分析,基于ACI 209R(1992)模型进行了配筋和强度的修正,得到修正徐变系数预测模型。     

Thermo-hygro-mechanical modelling of self-induced stresses during the service life of RC structures

Current practices of structural design in reinforced concrete (RC) structures usually account for stresses caused by phenomena such as heat of hydration and drying shrinkage in a quite simplified manner. The present paper aims to evaluate the consequences of explicitly considering self-induced stresses, which actually vary significantly within structural cross-sections, combined with stresses caused by external loads. The used numerical framework involves the explicit calculation of the temperature field in concrete, with proper account for the heat of hydration of cement. Simultaneously, the moisture field in concrete is computed in order to ascertain the relative humidity changes in the pore structure caused by drying, and the inherent shrinkage strains. Stress calculations are made with due consideration of the evolution of mechanical properties of concrete as a function of the equivalent age, as well as relevant phenomena like creep, concrete cracking and influence of reinforcement. Two separate groups of numerical applications are presented, checking influence of the self-induced stresses: a unrestrained concrete prism usually used for shrinkage measurement, and concrete slabs subjected to external loads. Particularly for the second set of applications, the obtained results (with explicit consideration of the differential effects of self-induced stresses) are compared, in terms of cracking loads and crack propagation, to those that would be obtained by using the simplified design approach based on considering uniform shrinkage fields in concrete. It is found that the behaviour of both formulations is quite similar after crack stabilization, but may be quite distinct in the crack propagation phase.     

配筋高性能混凝土收缩徐变试验研究

为获得苏通大桥连续刚构桥所用高强高性能混凝土的收缩徐变规律,在自然环境下开展了为期两年多配筋混凝土(配筋率分别为0、0.38%、0.76%和1.71%)的收缩徐变试验。徐变试件加载应力水平约为15MPa,与实桥最大应力水平相近。加载龄期有四种,分别为7d、14d、21d和28d,分别模拟了实桥节段施工混凝土的加载龄期。在收缩徐变试验基础上拟合出收缩徐变曲线。试验结果表明,实桥所用高强高性能混凝土的收缩徐变小于现行桥梁规范JTGD62-2004取值,配筋混凝土的收缩徐变小于素混凝土的收缩徐变。采用有限元软件ANSYS/CivilFEM分析了配筋对混凝土收缩徐变的影响,分析结果和试验结果一致:当配筋率较低时,配筋对混凝土的收缩徐变影响较小,在工程应用范围内,可以不考虑配筋的影响;当配筋率较高时,配筋可以有效地减小收缩徐变的发展。研究成果可为实桥主梁时变分析提供参考依据。     

钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的计算

本文研究了钢框架-钢筋混凝土核心简体系在重力荷载下,框架柱与混凝土简体的竖向变形差异问题,在分析中考 虑了混凝土的收缩和徐变以及建筑物室内外温差的影响。采用在整体结构计算模型上分层施加竖向荷载的叠加方法,利 用有限元程序SAP2000进行计算。分析表明,在仅考虑重力荷载和筒体混凝土的收缩和徐变时,高度在150m以上的钢框 架.钢筋混凝土核心简体系平均每3个楼层需要找平2mm以上。此外,混凝土的收缩和徐变以及建筑物室内外温差对框 架柱的轴力有相当大的影响,三者影响的总和占重力荷载作用下钢柱轴力的3％-20％之间。连系梁与框架柱刚接或铰 接,对柱筒竖向变形差异的影响较小,但是对节点的内力影响较大。采用钢管混凝土柱将大大减小柱筒之间的竖向变形差 异。