潛變係數

潛變係數

混凝土的潛變係數的含義是:作用於構件上的載荷持續時間為t時,混凝土潛變尚未完成部分在總潛變數中所占的百分數。

基本介紹

  • 中文名:潛變係數
  • 外文名:Creep coefficient
  • 相關:潛變率
  • 屬性:比值
  • 學科:土木工程
  • 套用領域:混凝土潛變
混凝土潛變,潛變率,潛變係數曲線,混凝土乾縮,潛變各部分的定義,潛變與收縮間的關係,

混凝土潛變

潛變率

潛變率的含義是:每10N/cm壓應力所產生的潛變值。其數值隨混凝土強度等級壓應力、斷面尺寸及配筋率(reinforcement ratio)的不同,而有一定幅度的變化。英國某公司的技術規定,混凝土的潛變率取
。由下圖(a)得出的混凝土潛變率,列於下表中。
混凝土的潛變混凝土的潛變
混凝土潛變率實驗值
混凝土壓應力
46
69
92
115
138
潛變值(×10^(-3))
0.45
0.58
0.73
0.92
1.4
0.98
0.84
0.79
0.80
1.0

潛變係數曲線

由上圖混凝土的潛變可知,混凝土試樣在加荷後,持續時間t為一個月時,潛變約完成一半,取潛變係數
;持荷六個月時,潛變約完成80%,取潛變係數
;持續時間為十二個月時,潛變接近全部完成,取潛變係數
。潛變係數與載荷持續時間的關係曲線(
曲線),示於上圖混凝土潛變(b)中。

混凝土乾縮

某一研究所對混凝土試件進行自由乾縮試驗,混凝土的乾縮應變與澆注齡期的關係曲線示於下圖中,根據此等資料,進行高樓結構豎向變形分析時,混凝土的乾縮率可暫取
混凝土乾縮與混凝土澆注齡期的關係,與混凝土潛變的情況很相似。因此,混凝土的乾縮係數
仍可採用混凝土潛變圖(b)中所示的曲線。所不同的是,潛變係數
是與持荷時間相對應,而乾縮係數
則與混凝土澆注齡期相對應。
混凝土的乾縮——齡期關係曲線混凝土的乾縮——齡期關係曲線

潛變各部分的定義

下圖1為一典型的潛變曲線,當試驗荷重解除時,其應變的瞬間恢復量約與原施加荷重時所產生的瞬間應變數相當,但潛變恢復,雖然其發生的速率較原潛變產生時為快,卻無法完全恢復,留下總潛變數中相當比例的不可恢復量,通常混凝土皆繫於乾燥過程中同時承受荷重,在此情況下的潛變變形較混凝土在乾燥後方才承受荷重為大,下圖2即說明此種情況,其中自由收縮量
(試驗未加荷重,且置於相同的乾燥狀態下測得)加上基本潛變數
(試驗施加荷重,但未經乾燥測得)之和,將小於試件同時承受荷重及乾燥作用的總應變數
,其間的差值,稱為乾燥潛變
。總潛變應變
之和,但通常我們皆將乾燥潛變數忽略掉,而將潛變視為混凝土在荷重作用下之變形量與自由收縮量間的差值。
圖1:潛變曲線圖1:潛變曲線
圖2:混凝土同時承受荷重及乾燥作用時潛變圖2:混凝土同時承受荷重及乾燥作用時潛變

潛變與收縮間的關係

潛變與收縮二者間的應變——時間關係曲線非常相似;除影響潛變的試驗參數與影響收縮的參數類似外,其應變數大小亦類似,二者均含有相當程度的不可恢復量;潛變與收縮一樣主要發生於水泥漿,骨材料混凝土的潛變亦具有抑制作用,由於潛變與收縮間具有如此多的相似性,因此我們常稱其為一種相關現象。雖然如此,我們對於潛變發生的過程,尚未能真正的了解,且越來越多的證據顯示,潛變與收縮是由相當不同的機構所產生的,一般相信,潛變是由於C—S—H受應力作用後留下的反應,因為純水泥漿只能產生極微量的潛變,我們必須以混凝土進行試驗,方能獲得各試驗變數對潛變的影響值。

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