化学凝土结构温度对商业建筑收缩控制理论

于洪霞

【摘要】混凝土是非均匀材质所合成的一种建筑材料，其所表现出的物理力学特性往往是与其材料自身构成有直接关系。而在实践操作的过程中进行计算混凝土温度以及其收缩的应力时，常常选择的是当量温差、弹性模量、极限伸值以及松弛系数等指标加以参考。

【关键词】凝土结构；温度收缩；裂缝控制；理论

混凝土的收缩过程主要包括温度的收缩过程、碳化的收缩过程以及干燥的收缩过程。其中，温度收缩过程主要是指混凝土温度变化所产生的收缩，其值为 T。碳化收缩的过程主要是混凝土的水泥石中氢氧化钙（Ca（OH）2）与空气当中二氧化碳（CO2）所反应后生成的碳酸钙，并且其也同时反应生成了一定的水，这时又有水分不断地发生蒸发致使混凝土出现了收缩现象。所谓干燥收缩就是指混凝土水泥发生的水化过程（通常混凝土中的水大约在其20%左右），在这一过程中将会产生变形，这种变形与温湿度的变化或者外荷载上的因素是没有关系的，通常将此称作为“自生变形”。一般情况自生变形的值范围为 2.5-3.5 x 10-5。其中 80%左右的水分在不断地蒸发后引起混凝土体积发生收缩，一般情况下值的范围大约在 3.24x 10-4。碳化收缩与自生变形”上的收缩在值上有着一定的区别，为了计算过程中的简化，并能保证计算上的相当准确，我们的做法是仅取温降收缩以及混凝土结构中的水分蒸发所造成的结构收缩这两项。目前，我们通过文献以及实践研究已经知道，对于混凝土结构收缩产生的原因是非常复杂的，其与外在的诸多条件都有着一定的相关性。在国内外的相关研究的资料中的是在标准的状态下所获得最终的收缩值，表达式中的 表示的是经验的系数，一般是取 0.1； 所代表的是浇筑混凝土之后，到计算时所用的天数；考虑各种非标准状态下修正的系数。 在混凝土的结构中其水分的蒸发会引起一定性的收缩，这种收缩现象的过程多是由外至内逐渐形成。往往因温度变化的不均匀原因也造成了收缩的变形不均匀出现。同时，在混凝土结构中也将发生应力的变化，最终就导致了混凝土结构的裂缝出现。基于上述问题，我们在温度应力的计算过程中必须要考虑收缩等相关因素。并且，为了我们能方便加以进行计算工作，可把收缩的变形值进行转换，一般是换算成“收缩当量温差”，也就是收缩引起的变形等同于同样的变形温度差代表的是任意龄期混凝土收缩的当量温度差（℃）； 所代表的是混凝土线性的膨胀系数研究中，我们发现混凝土在浇筑初期，其结构处于升温的阶段中，形态是可塑的，气逆弹性的模量也非常小。同时，变形所引起的混凝土结构温度的应力非常小，基本上是完全可以忽略。但，经过数次的浇筑，其混凝土上的弹性模量是随着浇筑时间的流逝而快速地变大。此时，往往由于混凝土的变形变化所引起了温度应力的随其弹性模量变大而显著上升现象。鉴于此问题，我们必须要考虑其弹性模量变化规律，这样我们才能更加准确地加以计算。目前，借鉴与国内外的相关资料，在混凝土的结构弹性模量的计算

混凝土的极限拉伸值，极限的拉抻值往往决定了混凝土的抗裂能力高低。从我国目前的相关研究资料内容来看，其混凝土的极限拉抻值表现出的是离散性上很大，其往往会受诸多的因素所影响。因此，在考虑改善建筑物中的混凝土非均质性，以及我们要提高混凝土极限拉伸值而言，对于每一个具体的工程来讲都必须进行综合性的因素考虑。数据显示，在混凝土极限拉伸值上与配筋有着较大的关系，这一问题也在大量的工程实践过程中得到了证明。也就是说合理配筋能够可以极大地提高混凝土抗裂性性质。目前，国内外在配筋后的混凝土极限拉伸值。钢筋混凝土结构在荷载的作用下不仅会发生弹性的变形，而且还会随着时间流逝出现徐变，也就是所谓的非弹性变形。我们知道发生徐变是有利于增强混凝土在极限变形上的能力的。原因就在于计算混凝土的过程时，也就是计算混凝土的抗裂性，我们必须要将松弛这一个非常关键的因素考虑到我计算的过程进去。实践证明，在加荷的过程中，混凝土的龄期将会影响混凝土的松弛程度，一般而言是龄期越早、徐变所引起混凝土的松弛程度也将越大。除此之外，我们还烦心在同样的应力作用时间上，其长短都会导致其发生不同的变化，有时时间上越长松弛的也就越大。对于温度应力的计算上时，一般所使用的混凝土松弛系数用 s（t）加以表示：即由徐变导致的温度应力松弛程度。 计算大体积混凝土的温度，其主要的目的就是为了防止其出现表面裂缝的产生，通过控制混凝土的温度差加以实现有效的控制。通常，我要计算的内容主要由绝热温度、内部实际温度和表面温度等。所以，我们可以说实际的建筑项目过程中，混凝土結构内部温度是一种以不稳定的状态存在，其先是从低到高，之后再由高到低的不断地变化着。而当外界的各种影响温度的因素消失之后，混凝土结构内温度将基本恒定。混凝土结构的周边媒介种类是相对比较复杂的，这就给我们进行精确地计算带来一定的麻烦，我们在不同的龄期对混凝土结构的内部实际温度计算也将因此而变得繁琐。这里的 代表的是龄期在 t 时混凝土的内部实际温度（℃） 通常，我们在计算地基板以及长墙的约束应力时往往是假定地基的刚，如果假定的地基属于无限刚性，那么结构尺寸上将不影响混凝土的温度收缩所表现出的最大控制应力。推导长条形混凝土的结构物在地基上的计算公式，适用于矮墙、薄板，

一般说来是混凝土的墙高与板厚、长度之间的比为小于等于 0.2 的情况时，往往认为其是均匀受力的，也就是说该工程的实际浇筑过程中可以将其误差加以忽略。如果 H/L>0.2，则不能使用该假设条件，也就是受力上不能均匀，其产生的误差也较大。而高墙所承受的最大约束应力是在约束的边上，当离开的约束边的方向是向上的，那么其应力将会迅速地降低。实践证明，约束的作用仅仅会影响到约束边的附近小范围的区域。在半无限长的墙体边缘上，其干扰区间的基本范围在 0.38 至 0.46L。当然，为了我们能方便的加以计算，会把 0.4L 作为混凝土结构的水平拉应力在低至零时的影响范围。把问题尽量简化，将高度不均匀且承受应力不均匀的墙体，按等效作用理论，统一承受均匀应力的墙体所代替，替代者是受均匀应力值。计算时取不均匀受力值中最大值作为标准值。这样，均匀应力的墙体高度必将是低于真实的墙体。相反，如果我们的假定不是真实的，那么地基所采用的就是非刚性的假定。从墙式的结构上、现浇的底板裂缝的调查分析结果上来看，裂缝的分布存在着规律和结构尺寸相关联性。相关混凝土的力学理论中给我所提供了假定，地基的接触面同混凝土的结构在剪应力和水平变位的成线性比例，通常是用以下的数学公式加以表达： 主要的内容是阐述混凝土结构问题收缩裂缝的控制理论，具体上从4 个方面加以阐述：首先是对混凝土在物理上所具有的力学特征加以了剖析，该部分涉及到了收缩的温度差、模量问题、伸缩值问题以及拉伸值问题等；其次介绍了裂缝温度、收缩应力、宽度等计算的公式；考虑水平应力边界条件的温度应力计算公式以及裂缝间距，推广已有的混凝土裂缝控制理论。同时，本章也运用了控制理论对（B）地铁名典 C1 栋住宅（C）地铁名典 D2 栋住宅的工程进行了实例分析。