高性能混凝土的徐变影响因素及模型优化

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发布时间：2021-09-15

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高性能混凝土的徐变影响因素及模型优化
苏骏，李威
(湖北工业大学土木工程与建筑学院，武汉430068)
摘要：现有的高性能徐变预测模型，各徐变影响因素多是根据试验数据统计回归得到，具有一定的局限性，且在
实际施工中通用性较差。为了解决这一问题，根据现有的徐变模型，提出了标准状况下徐变预测公式，并结合高性
能混凝土的特点，通过将徐变影响因素参数化，仅改变某一因素而将其他因素控制在标准状态的方法，建立了适用
范围较广且预测精度较好的徐变模型。同时，为了使参数更精确，在徐变系数分析时，采用了自动寻参的遗传算
法。结果表明，预测值与试验值吻合较好，且适用于普通混凝土和高性能混凝土，计算较为简便，可为设计和工程
应用提供参考。
关键词：高性能混凝土；标准状态；徐变模型；徐变系数；预测公式
中图分类号：TV315 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2015)12—0120—05
1 研究背景
徐变是混凝土材料的固有时变性质，对结构的
内力和变形产生不利影响。近年来，在混凝土桥梁
结构中，均出现了不同程度的截面开裂和跨中挠度
过大的问题。而混凝土徐变效应，正是产生上述情
况的主要原因之一。
混凝土作为一种多相、多组分、多层次的非匀质
材料，影响混凝土徐变的因素较多，加上研究的侧重
点不同和试验条件的局限性，不同的研究者提出的
模型也不尽相同。目前国际上较成熟的模型如
ACI209[
，
CEB—FIP[
，
GL2000[
，B3[ 等大都基于
普通混凝土的试验数据统计回归得到，为半理论半
经验公式，对普通混凝土徐变的预测结果较为准确。
但因材料性质的不同，对于高性能混凝土的适用性
尚需进一步研究。高性能混凝土具有强度高、密实
度高和水灰比低等特点，制成的构件与普通混凝土
相比，构件尺寸更小，长度更长，这就使长期徐变效
应的计算显得尤为重要。高性能混凝土相对于普通
混凝土最大的不同体现在材料组成(加入了水胶
比、粉煤灰等)，徐变度比普通混凝土稍低，以及对
质量和骨料控制措施要求较高。现有国内研究成
果中，多集中讨论材料参数变化对高性能混凝
土徐变效应方面，尚未提出适用性较好的公式。
根据以上情况，本文依照SL352-2006(水工混
凝土试验规程》设定了标准状况下的徐变系数计
算公式，并用GL2000模型建立了标准状况下的数
据样本，针对不同材料因素和环境情况对徐变效应
的影响，采用各影响因素参数化的形式修正标准模
型，提出了简化的高性能混凝土徐变的预测公式，具
有较好的预测精度。
2 混凝土标准状态的设定
混凝土标准状态参照中国水利行业标准slJ352—
2006(水工混凝土试验规程》设定，并添加湿度参
数。混凝土强度等级采用C30，不掺加粉煤灰和外
加剂，试件规格为 150 mm X450 mm，标准养护(恒
温(20±2)℃ ，相对湿度为90％以上)3 d后移人恒
温恒湿室内(室温为(20±2)oC，相对湿度为(60-4-
5)％)施加横向受压荷载，加载采用试块破坏荷载
的30％。
2．1 标准状态下的徐变系数方程
因本文已经确定标准状况的加载龄期，所以标
准徐变系数方程仅需考虑持荷时间即可，具体公
式为