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徐变增加对结构会产生多方面具体影响,以下是详细介绍:
长期变形累积:徐变会使结构在长期荷载作用下产生持续的变形。例如,在一座长期承受车辆荷载的桥梁中,高掺量石灰石粉导致混凝土徐变增加,桥梁的跨中挠度会随时间不断增大。原本设计时预留的变形空间可能因徐变过大而不足,导致桥梁下挠过度,影响桥面的平整度和行车舒适性。严重时,甚至可能使桥梁的线形偏离设计要求,影响结构的美观和正常使用。
影响结构尺寸稳定性:在一些对尺寸精度要求较高的结构中,如精密仪器的基础、大型工业设备的支撑结构等,徐变增加会导致结构尺寸发生变化。例如,某精密加工车间的设备基础,由于混凝土徐变,基础的高度和水平度发生改变,使得安装在基础上的设备产生微小位移和振动,影响设备的加工精度和稳定性,降低产品质量。
内力重分布:在超静定结构(如连续梁、刚架等)中,徐变会引起结构内力的重分布。以连续梁为例,由于各跨混凝土的徐变程度不同,会导致梁内各截面的弯矩和剪力重新分配。原本按照弹性理论计算的内力分布会发生改变,可能使某些截面的内力增大,而另一些截面的内力减小。如果设计时没有充分考虑徐变引起的内力重分布,可能会导致某些截面过早出现裂缝或发生破坏,影响结构的安全性和耐久性。
增加次应力:徐变还会在结构中产生次应力。例如,在一个由多根柱子支撑的楼盖结构中,由于各柱子混凝土的徐变不同,会导致楼盖产生不均匀沉降,从而在柱子和楼盖连接处产生附加的次应力。这些次应力可能会超过结构的承载能力,引起局部破坏,影响结构的整体稳定性。
促进裂缝开展:徐变增加会使混凝土内部的应力得到一定程度的松弛,但同时也会使已经存在的裂缝进一步开展。例如,在混凝土梁中,由于荷载作用产生的初始裂缝,在徐变的影响下,裂缝宽度会随时间逐渐增大。裂缝的扩大会降低结构的抗渗性和耐久性,使水分和有害物质更容易侵入混凝土内部,加速钢筋的锈蚀和混凝土的劣化,进一步缩短结构的使用寿命。
引发新的裂缝:当徐变引起的结构变形和内力变化超过一定限度时,可能会在结构的薄弱部位引发新的裂缝。例如,在混凝土墙体的转角处或洞口周边,由于应力集中和徐变的影响,容易产生新的裂缝。这些新裂缝的出现会破坏结构的整体性,降低结构的承载能力和安全性。
增大预应力损失:在预应力混凝土结构中,徐变会导致预应力钢筋的应力损失增加。预应力钢筋通过张拉对混凝土施加预压应力,以提高结构的抗裂性和承载能力。然而,由于混凝土的徐变,会使预应力钢筋的伸长量随时间发生变化,从而导致预应力损失。例如,在一座预应力混凝土桥梁中,高掺量石灰石粉导致混凝土徐变增大,使得预应力钢筋的应力损失超过设计预期,降低了桥梁的预压应力水平,影响了桥梁的抗裂性能和使用寿命。