第2章、主要因素的影響混凝土的基本力學性能是：采用標準試件、按照標準試驗方法、在理想應力狀態下進行的一次短期加載試驗測定。工程混凝土影響因素眾多，主要有：⑴荷載的重復加卸載作用；⑵構件截面的非均勻受力；⑶非28天齡期加載；⑷荷載的長期持續作用等。

⑵等應變增量的重復完全加卸載(b)⑴單調加載(a)2.1荷載重復加卸作用過鎮海介紹了6種壓應力重復加卸載試驗：⑷等應力循環加卸載(d)⑶等應變增量的重復加卸載，但卸載至卸載前應力的一半時，立即再加載(c)⑸等應變循環加卸載(e)⑹沿首次卸載曲線的循環加卸載(f)

沿著重復荷載下混凝土應力-應變曲線的外輪廓描繪所得的光滑曲線稱為包絡線（EV）。包絡線EV所有試件都是在超過峰值應力后、總應變達（1.5～3.0)×10-6時出現第一條可見裂縫。裂縫細而短，平行于壓應力方向。裂縫與破壞過程繼續加卸載，相繼出現多條縱向短裂縫。若荷載重復加卸多次，則總應變值并不增大，裂縫無明顯發展。裂縫與破壞過程當試件的總應變達(3～5)×10-3時，相鄰裂縫延伸并連接，形成貫通的斜向裂縫。應變再增大，斜裂縫的破壞帶逐漸加寬，仍保有少量殘余承載力。這一過程也與試件一次單調加載的現象相同。卸載曲線

從受壓應力-應變全曲線或包絡線上的任一點（σu，εu）卸載至應力為零，得完全卸載曲線。

再加載曲線橫向應變（

ε’

）重復荷載作用下，試件橫向應變的變化如圖

在重復荷載試驗中，從包絡線上任一點卸載后再加載，其交點稱共同點。共同點軌跡線CM穩定點軌跡線ST

即混凝土低周疲勞的極限包線2.2、偏心受壓

2.2.1試驗方法

1.等偏心距試驗(e0=const)2.全截面受壓，一側應變為零（ε2≡o)3.等應變梯度加載（ε1-ε2=const）按控制截面應變方法的不同分為三類：2.2.2主要試驗結果（以等偏心距試驗為例）混凝土塑性變形產生的截面非線性應力分布，有利于承載力的提高。1.極限承載力（Np）和相應的最大應變(ε1p)所有試件的三角形受壓破壞區，縱向長度約為橫向寬度的2倍。壓碎區的長度和面（體）積均隨偏心距的增大、截面壓區高度的減小而逐漸減小。⑴⑵⑶eo>0.2he0<0.15h中心受壓2.破壞形態3.截面應變

試驗中量測的荷載與截面外側應變（ε1，ε2)的全曲線如圖。e0<0.15h的試件ε2

由開始加載時的壓應變逐漸轉為拉應變；而e0>0.2h的試件ε2自始至終為受拉，其全曲線形狀也與軸心受壓應力-應變全曲線相似。4.中和軸的變化

由截面應變分布圖很容易確定偏心受壓試件的中和軸位置：

2.2.3應力－應變關系

⑴增量方程計算法。⑵給定全曲線方程，擬合參數值。增量法擬合法最終結果分別計算，經相互驗證和修正

試驗結論表明，偏心受壓應力應變曲線形狀與偏心距無關，所以偏心受壓和軸心受壓可采用相同的曲線方程。過鎮海試驗分析表明，fc.e、εp,e、e0三者的關系如下式：理論曲線和試驗結果的比較如圖。按上式計算，軸心受壓構件（e0=0)得1，受彎構件(e0＝∞)得1.2。

1破壞過程2極限抗拉強度和塑性影響系數2.3偏心受拉和彎曲受拉彈性值截面抵抗矩塑性影響系數：偏心受拉受彎非彈性的混凝土材料γ>1，經回歸分析得：或3極限荷載時的最大拉應變εt,p—混凝土軸心受拉時的峰值應變；受彎構件(e0=∞）得ε1p=2εt,p4截面應變和中和軸的變化荷載-截面應變與軸拉相似；受拉至破壞符合平截面假定。中和軸的位置主要取決于荷載偏心距。5應力－應變曲線方程根據分析結果建議如下：偏心受拉和受彎的抗拉強度ft,e和峰值應變εt,e．取為:式中，ft,εt,p—混凝土軸心抗拉強度和相應的峰值應變受彎構件:式中，偏心受拉構件：應力-應變全曲線方程分別采用不同的形式：

世界各國的鋼筋混凝土結構設計規范，一般都取齡期t=28天作為標定混凝土強度和其它性能指標的標準。

混凝土的強度和彈性模量等隨其齡期的變化規律和增長幅度受到許多因素的影響。如：水泥的品種和成分、水泥的質量、外加劑、養護條件、環境的溫度和濕度及其變化等。2.4齡期1抗壓強度

混凝土的抗壓強度在一般情況下隨齡期單調增長，但增長速度漸減并趨向收斂。

混凝土抗壓強度隨齡期變化的數學描述，經驗公式：式中fc(t),fc(n)和fc(28)—齡期為t、n和28天時的混凝土抗壓強度；

a、b—取決于水泥品種和養護條件的參數。

當應力水平很高（σ≥0.8fc）時，混凝土進入不穩定裂縫發展期，試件的變形增長不再收斂，在應力持續一定時間后發生破壞，得到強度極限線。荷載長期持續作用，混凝土不會破壞的最高應力，稱為長期抗壓強度，一般取為0.80fc。2長期抗壓強度混凝土的彈性模量值隨齡期(t/天)的增長變化如圖：

彈性模量Ec(t)在早期(t<28天）的增長速度較快，在后期(t>28天）增加幅度較小。主要原因是混凝土中粗骨料的性能穩定，彈性模量與齡期無關。3彈性模量混凝土在空氣中的硬化時體積會縮小，這種現象稱為混凝土的收縮。

混凝土的收縮應變值超過其軸拉峰值應變(εt,p)的3～5倍，成為其內部微裂縫和外表宏觀裂縫發展的主要原因。

混凝土的收縮是個長期過程。已有試驗說明，收縮變形在混凝土開始干燥時發展較快，以后逐漸減慢，大部分收縮在齡期3個月內出現，但齡期超過20年后收縮變形仍未終止。2.5收縮影響混凝土收縮變形的主要因素有：

1.水泥的品種和用量2.骨料的性質、粒徑和含量

3.養護條件4.使用期的環境條件

5.構件的形狀和尺寸6.其它因素（各種添加劑、配筋率等）

混凝土的收縮變形，因為影響因素多，變化幅度大，一般難以準確定量。

模式規范CEB-FIPMC90中給出了素混凝土構件在未加載情況下的平均收縮（或膨脹）應變的計算式為：模型中考慮了5個主要因素對混凝土收縮變形的影響:⑴水泥種類（βc）；⑵環境相對濕度(RH％）；⑶構件尺寸（2Ac／u)；⑷時間(t,ts)；⑸混凝土的抗壓強度（fc）試驗證明，混凝土強度值本身并不影響其收縮變形量。只是因為混凝土中的水泥用量、水灰比、骨料狀況、養護條件等影響收縮的因素.按上述公式計算的混凝土收縮變形，隨各主要因素的變化規律和幅度如圖。2.6.1基本概念2.6徐變

徐變：應力不變，應變隨時間持續增大。徐變主要是水泥凝膠體的塑性流（滑）動，以及骨料界面和砂漿內部微裂縫發展的結果。內部水分的蒸發也產生附加的干縮徐變。與徐變相平行的現象是松弛，兩者可相互轉換或折算。

松弛：應變不變，應力隨時間持續降低。混凝土的徐變和松弛現象，對結構工程產生不利的或有利的形響。

⑴混凝土長期抗壓強度降低約20％；⑵梁、板的撓度增大一倍；⑶預應力結構的預應力損失50%,降低構件的抗裂性；⑷構件的截面應力和結構的內力發生重分布等；⑸在大體積水工結構中，徐變的出現降低了溫度應力（即松弛），減少收縮裂縫；⑹結構的局部應力集中區，徐變可調整應力分布等。這些影響對于結構的作用有輕有重，應該區別情況給于適當解決。式中:to—施加應力時的混凝土齡期．

t—計算所需應變的齡期；

Ec(to)—齡期to時的混凝土彈性模量值。

結構混凝土在應力σ(t0)作用下、至齡期t時的總應變為εcσ(t,t0):由起始應變εci(t0)和徐變εcc(t,t0)等兩部分組成：單位徐變或徐變度徐變系數影響混凝土徐變值和變化規律的主要因素有：

1、應力水平混凝土承受的應力水平σ(t0)／fc(t0）越高，則起始應變越大，隨時間增長的徐變也越大。2.6.2主要影響因素2.加載時的齡期3.原材料和配合比4.制作和養護條件5.使用期的環境條件6.構件的尺寸計算模型中主要考慮：加載時混凝土的齡期(to)；應力持續時間(t-t0)；環境