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混凝土徐变体系

  

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  《工程结构试验与测试》课程报告 混凝土徐变系统 0 概述 收缩徐变是混凝土材料本身所固有的特性, 混凝土的收缩主要指由于混凝土 的干燥而导致的体积缩小的现象, 而徐变是指混凝土中应力保持不变的情况下混 凝土的应变随时间增长的现象。 收缩徐变会导致混凝土结构的内力和变形随时间 不断变化,对于预应力混凝土结构还会造成预应力的损失 ,截面抗裂度的下降。 要正确地分析收缩徐变对混凝土结构使用性能的影响, 首先必须选择能够反映材 料实际情况的收缩徐变数学模式。 影响收缩徐变的共同因素主要包括内部因素和外部因素两个方面, 内部因素 主要包括混凝土的材料及配合比;外部因素主要包括混凝土构件的尺寸、环境的 相对温度和湿度等。由于徐变是由外荷载引起的,所以对于徐变来讲,除了上述 影响因素外,还应考虑混凝土的加载龄期、应力水平、以及持荷时间的影响。 在非密封混凝土构件中, 混凝土受荷总变形组成一般可表达为: ε=εe +εT +εbc +εdc +εsh 式中:εe 为荷载引起的弹性变形;εT 为温度变形;εbc 为基本徐变;εdc 为干燥 徐变;εsh 为收缩变形。从徐变机理上来看,干燥徐变主要是由应力作用导致的 附加干燥收缩和混凝土内微裂缝受力闭合引起的, 基本徐变一般理解为由于挤密 效应而产生的水泥凝胶连同胶体水的滞后弹性变形和粘稠变形。 1 试件设计 根据概述中的阐述, 混凝土徐变是由荷载作用产生的,然后直接测量的变形 不仅包括混凝土的徐变, 还包括了温度、 弹性变形、 自身干燥收缩等其他的因素, 因此,在试件设计中第一步应该确定试验中的变量,然后根据《普通混凝土长期 性能和耐久性试验方法标准》 (GB /T50082—2009)确定试件尺寸、配合比、外 加剂等等。同时每种类型(包括尺寸、配合比、外加剂)的试件都需要额外的相 同的试件来当做补偿试件,用以得到荷载作用下的线 《工程结构试验与测试》课程报告 2 材性试验 材性试验包括混凝土的力学性能试验和钢筋的材料力学性能试验。 2.1 钢筋材性试验 取用与试件中同批次的钢筋,按照国家标准《金属材料拉伸试验第 1 部分: 室温拉伸试验方法》 (GB/T 228.1-2010)的要求,通过机械加工制作得到 3 个标 准钢筋材性试件。 根据钢筋的强度等级酌情选择适当规格的万能材料试验机,在 万能材料试验机上完成材性试验,试验机系统自动采集数据。为了准确的测量拉 伸过程的应变,在试件上同时布置应变片和电子引伸计,数据由 DH3816N 静态 应变采集系统同步自动连续采集。开展材性试验获得钢筋各项材性参数,包括弹 性模量、屈服强度、屈服应变、抗拉强度、极限应变、伸长率等,为后续试验提 供基本参数。 2.2 混凝土材性试验 对于混凝土的材性试验, 将试件中每组混凝土同期配制 3 个 150mm×150mm ×150mm 标准立方体试件,与徐变试验试件同条件养护用于测量混凝土力学性 能。 根据混凝土的强度等级酌情选择适当规格的压力机, 在压力机上进行混凝土 试块的轴压试验,测试方法按《普通混凝土力学性能试验方法标准》 (GB/T50081-2002)规定。以三个试件的算术平均值作为该组试件的抗压强度 值,三个测定值的最大值或最小值中如有一个与中间值的差超过中间值的 15% 时, 取中间值作为该组试件的抗压强度值;如有两个测定值与中间值的差超过中 间值的 15%,则该组试件的结果无效。 3 测点布置 3.1 试验试件的测点布置 在试件 4 个面中心均贴应变片,利用应变片的数据来保证试件的对中。在试 件左右两侧各对称用胶粘上用于固定百分表的支架,支架间距为 200mm,补偿 试件同样在相对的左右两面上粘上支架,加上百分表。测点布置如图 1 所示。 2 《工程结构试验与测试》课程报告 试件 应变片 百分表 图 1 试验试件测点布置图 3.2 补偿试件的测点布置 补偿试件只需在试件左右两侧各对称用胶粘上用于固定百分表的支架, 支架 间距为 200mm,补偿试件同样在相对的左右两面上粘上支架,加上百分表,补 偿试件测点布置图如下 补偿试件 百分表 图 2 补偿试件测点布置图 4 试验装置 由于徐变试验的周期较长, 对于荷载的加载设备的选择比较重要,如果采用 一般千斤顶或者伺服仪, 控制系统在整个试验都必须连接在加载设备上,比较笨 重繁琐。 因此, 本徐变试验拟采用自平衡的系统通过螺栓的拧紧来保证施加持续 的荷载。 试验的加载装置如下图 3 所示: 3 《工程结构试验与测试》课程报告 高强螺栓 刚性垫板 传感器 垫板 刀口铰 试件 刚性垫板平面 带螺纹的 刚性杆 刀口铰 垫板 刚性基座 高强螺栓 图 3 加载装置示意图 该装置包括刚性垫板、刚性基座、带螺纹的刚性杆、高强螺栓、千斤顶、垫 板以及传感器。在小型反力架下,预先通过千斤顶施加荷载,后用螺栓拧紧,以 得到恒定的荷载。由于混凝土收缩,需要定期检测施加的荷载值,如果荷载值减 少则需要继续在该反力架上用千斤顶施加荷载,然后拧紧螺栓。 5 加载方案 5.1 试验前期工作 首先,提前一天确定应变片和百分表支架与试件粘接良好,确保螺杆和螺栓 能够正常的拧进,没有损坏;其次,标定传感器,传感器是本次试验中的一个荷 载读取的装置,直接影响实验;最后,确保千斤顶能够正常工作。 5.2 试件对中 首先将设计的加载装置, 千斤顶、 试件、 及传感器以及刀口铰进行几何对中, 4 《工程结构试验与测试》课程报告 用千斤顶将荷载加至徐变荷载的 20%, 观察试件四个面上应变片的读数, 如果四 个应变片的读数相差超过 10%, 则松开千斤顶并调整试件刀口铰的相对位置, 再 次将千斤顶的荷载加至徐变荷载的 20%, 观察四个面上应变片的读数, 以此作为 对中情况的参考,如此反复对中,直至满足对中要求。 5.3 正式加载 对中完毕后应立即继续加荷直到徐变应力,读出两边的变形值。此时两边变 形的平均值即为在徐变荷载下的初始变形值。 从对中完毕到测初始变形值之间的 加荷及测量时间不得超过一分钟。拧紧承力螺杆上端的螺帽, 放松千斤顶观察两 边变形值的变化情况。鍥灄鏅灏忓搧璁″垝鍏ぇ瑙勭煩, 此时试件两侧的读数相差应不超过平均值的 10%, 否则应 予以调整,调整应在试件持荷的情况下进行, 调整过程中所产生的变形增值应计 入徐变变形之中。再加荷到徐变应力,检查两侧变形读数,其总和与加荷前读数 相比误差不应超过 2%,否则应予以补足。 由试件加荷时起算,在第 1、3、7、14、28、45、60、90、120、150、180、 360 天,测定混凝土试件的变形值,即读取百分表的读数。在测读变形读数的同 时应测定同条件放置收缩试件的收缩值,即读取补偿试件百分表的读数。 试件受压后应定期检查荷载的保持情况,一般在 7、28、60、90 天各校核一 次,如荷载变化大于 2%,应予以补足。 混凝土的徐变计算公式如下: ? ct ? ?Lt ? ?L0 ? ?t Lb 式中: εct—加荷 t 天后的混凝土徐变值; ?Lt—加荷 t 天后的混凝土的总变形值; ?L0—加荷时测得的混凝土初始变形值; Lb—测量标距; εt—同龄期混凝土的收缩值。 5 混凝土徐变系统_电脑基础知识_IT/计算机_专业资料。《工程结构试验与测试》课程报告 混凝土徐变系统 0 概述 收缩徐变是混凝土材料本身所固有的特性, 混凝土的收缩主要指由于混凝土 的干燥而导致的体积缩小的现象, 而徐变是指混凝土中应力保持不变的情况下

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