简支组合梁长期变形下混凝土收缩模式研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期水利水运工程学报No．12014年2月HY]DRo．sI口匝NCEANDENGD哑ERINGFeb．2014简支组合梁长期变形下混凝土收缩模式研究李达，牟在根(1．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2．太原理工大学阳泉学院，山西阳泉045000)摘要：长期荷载作用下，钢一混凝土组合梁会因混凝土的收缩而产生附加变形，我国现行规范均未详细考虑这一附加变形对组合梁长期变形的影响。分析研究了国内外文献中有关混凝土收缩的计算理论，基于澳洲规范(AS3600—1988)建立了考虑混凝土收缩应变的组合梁附加挠度计算式，对实际工程中

2、的2根典型组合梁进行了实际收缩效应的计算，利用有限差分模拟分析软件FLAC对组合梁在收缩效应下的变形进行了模拟计算，并对各项计算结果进行了分析比较。计算结果、FLAC数值模拟结果及实测数据的对比分析表明，该计算式的计算值与模拟值和实测值最为接近，可用于组合梁长期附加挠度的计算分析。关键词：简支组合梁；长期变形；混凝土收缩模式中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1009—640X(2014)01—0056—06流态混凝土在固化过程中因失水、化学反应及温度降低等因素引起的体积缩小现象，称为混凝土的收缩。在长期荷载作用下，钢一混凝土组合梁会因翼缘混凝土的收缩而产生

3、附加挠度变形。本文在前人研究的基础上，分析了不同收缩模式下附加变形的发展趋势和特点，建立了基于混凝土收缩的组合梁附加挠度计算模式。1常用混凝土收缩计算模式简述影响混凝土收缩变形的主要因素有：水泥的品种和用量；水灰比；骨料的性质、粒径和含量；养护条件；使用期的环境条件；构件的形状和尺寸(体积与面积比)；添加剂、构件的配筋率，以及混凝土受力状态等等。基于上述因素，国内外学者提出了多种预测收缩变形的计算模式。美国混凝土学会(ACI)209委员会推荐的混凝土随时间的收缩可以用下式表示：tⅡ，h(t)=—__，(780×h／3j3。×10)(1)／-)式中和rz对给定形状和尺寸试件时

4、为常数，ACI建议Ⅱ取1取35(湿养护)或55(蒸汽养护)；／3，卢，，，，卢⋯分别是干燥前养护时间、环境湿度、体积一表面积比、混凝土配合比、坍落度、骨料含量、水泥用量、混凝土含气量等因素的影响系数。澳洲规范(简称AS3600—1988)E2]中混凝土收缩的计算公式为：占}(t)=K1h．f)h(2)式中：。为基本收缩应变，其值为500x10～1000~10～，文献[2]推荐可取中间值700X10～；K为与尺寸、温度和湿度有关的混凝土收缩系数，其取值详见文献[2]。欧洲混凝土委员会制定的规范CEB—FIPMC90中J，混凝土构件的平均收缩应变用下式表示：收稿日期：2013-

5、07—23基金项目：山西省自然科学基金资助项目(No．2013011027—2)作者简介：李达(1969一)，男，山西平定人，副教授，博士研究生，主要从事组合结构、钢结构及混凝土结构研究。E．mail：bh12002246@163．c0m学兔兔www.xuetutu.com第1期李达，等：简支组合梁长期变形下混凝土收缩模式研究57。(，t)=。(t，t)(3)式中：为名义收缩系数(极限收缩变形)；13(t，t)为随时间变化的系数，具体取值及适用范围见文献[4]。我国学者王铁梦教授根据多年的工程实践得出了经历任意时间的混凝土干燥收缩计算公式]：(t)=3．24X10(1一e-

6、0．01t)1⋯M(4)。h式中：3．24~10为标准状态下混凝土的最终收缩，，，⋯，为考虑各种非标准条件的修正系数。美国的Z．P．Bazant教授在总结前人大量试验数据的基础上，于20世纪70年代末80年代初提出了BP系列模式。1995年又提出了更为简化、理论性更强的B3模式，其中收缩应变的计算公式为：(t)=h．khS(t)(5)式中：s为干燥收缩应变的最终值(与ACI模式不同，由混凝土配合比及抗压强度、弹性模量等因素决定，但不包含形状、尺寸、湿度等因素)；为湿度相关系数；S()为与干缩时间有关的干缩过程函数。B3模式考虑了水泥品种、水灰比、水泥用量、骨灰比及混凝土抗压

7、强度等的影响。除了以上列举的几种计算收缩的模式外，还有GL2000，GZ(1993)等模式。2实例计算及分析本文选取北京某大厦西塔楼(44层、186m高钢筋r—L2-----k一--4_2-----k3--3-----L3--2---A_k--_L混凝土、钢梁组合楼板混合结构)9层顶的两根典型组合工I一一一J梁10GL一1和10GL一2为研究对象，进行了收缩影响下r富i—一—1l上的附加挠度计算和现场挠度测量，并采用有限差分模拟T分析软件FLAC如对组合梁收缩效应做了相应的模拟分上上TT析。组合梁数据如下：GL一1