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/cm2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。
混凝土壓應力 | |||||
(10N/cm2) | 46 | 69 | 92 | 115 | 138 |
潛變值(×10^(-3)) | 0.45 | 0.58 | 0.73 | 0.92 | 1.4 |
潛變率 ×10^(-4)/(N/mm2) | 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。
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。總潛變應變為與之和,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。
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。