[发明专利]基于整体变形监测的实体构件外约束度评价方法

说明书

本发明公开了一种基于整体变形监测的实体构件外约束度评价方法，其包括以下步骤：(1)在混凝土实体构件的内部及表面预埋温度传感器，计算实体构件的平均温度；(2)根据温度监测结果，计算实体构件温度降低导致的自由变形量ε_1t；(3)按实体构件的混凝土配合比和配筋率，成型混凝土试件，计算自收缩和干缩导致的自由变形量ε_1s；(4)根据ε_1t和ε_1s计算实体结构的总自由变形量ε1；(5)现场实测实体构件浇筑后不同龄期的实际变形量ε2；(6)以总自由变形量ε1与实际变形量ε2的差值为约束变形量ε3；(7)求得实体结构的约束度R。本发明有助于提高混凝土结构早期约束应力计算的准确性，为混凝土结构裂缝控制措施的制定提供支撑。

技术领域

本发明涉及混凝土结构开裂风险评估技术领域，尤其涉及对于混凝土结构外约束度的评价方法。

技术背景技术

大量的工程裂缝调查结果显示，混凝土结构特别是超长大体积混凝土结构，80％～90％的裂缝都是由于混凝土降温收缩及干缩受到外界约束，产生的约束应力超过混凝土的极限抗拉强度引起的，即是由于混凝土受到的约束拉应变超过了混凝土的极限拉伸而引起的。

根据中国标准《大体积混凝土施工标准》(GB 50496-2018)，构件的变形受到底部、端部或侧面的约束而产生的外约束应力与构件的自由变形量、弹性模量、约束度和徐变系数相关，构件所受的约束度与构件的长度L、高度H、基础水平阻力系数C_x相关，可按式(1)进行计算：

式中：L——混凝土浇筑体的长度(mm)；

H——混凝土浇筑体高度，当H0.2L时，取0.2L(mm)；

C_x——外约束介质的基础水平阻力系数(MPa/mm)，一般可按表1取值。

表1不同外约束介质下C_x取值(MPa/mm)

根据中国标准，构件的约束度与基础水平阻力系数密切相关，而规范中仅给出了不同条件下基础水平阻力系数的取值的经验范围，比如在钢筋混凝土基础上浇筑混凝土，规范给出的参考值是1.0～1.5MPa/mm，取值从1.0调整到1.5，会导致约束度出现成倍的差异，导致约束应力的计算结果可信度不高。

根据欧洲标准，构件受外约束的约束度见表2所示。

表2欧洲标准给出的外约束度经验取值

欧洲规范仅给出了不同约束条件下，构件外约束度的经验取值范围。

欧洲标准和中国标准关于基础约束度的差异主要体现在：欧洲标准中约束度与新浇筑构件的长度、高度无关，与新旧混凝土构件的断面尺寸关系较大。而中国标准则认为，构件的约束度与新浇筑混凝土构件的长度、高度密切相关，与新旧混凝土构件的断面尺寸关系不大。

不管是根据中国标准给出约束度计算方法，还是根据欧洲标准给出的约束度经验取值，均只能得出约束度的经验范围，在进行实体结构拉应力计算的时候，存在较大的偏差，影响了混凝土结构开裂风险评估结果的准确性。

发明内容

现有规范中约束度取值偏差对约束应力计算结果有较大影响，为了弥补现有规范的不足，本发明开发一种基于整体变形监测的实体结构外约束度评价方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于整体变形监测的实体构件外约束度评价方法，其包括以下步骤：