2.4  混凝土的徐变和应力松弛

结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象就是徐变。若保持荷载不变，随着加载作用时间的增加，应变也将持续增长，这就是混凝土的徐变；若保持变形不变，随着时间的增加，应力会持续减小，这就是应力松弛 [8]。论文网

徐变计算理论就是如何把常荷载下徐变试验结果用到变应力作用下的结构构件徐变分析中的理论，也就是变应力下构件的徐变分析方法。徐变计算理论(方法)主要有有效模量法、老化理论（徐变率法）、弹性徐变理论（叠加法）、弹性老化理论（流动率法）和继效流动理论等[9]，这些方法都假定徐变与应力关系是线性的，并都服从鲍尔瓷墁（L.Boltzman）叠加原理。

混凝土会发生徐变，其所受到的温度及收缩应力会有所减小。约束变形不是一次性完成的，而是一系列小变形陆续出现，每一段小变形引起的约束应力会逐渐松弛，所以一次全部变形引起的弹性应力远远大于受力过程中任何时间的应力值。如果可以采取措施使变形缓慢些，则混凝土应力峰值就会有所降低，这就是所谓的“利用时间控制裂缝”。

由于徐变折减系数是对按弹性分析计算出来的应力进行折减的，而本文采用非弹性分析，故不折减的方法。

2.5  结构的温度场

置于外界环境中的所有建筑物，其地理位置的不同，所处季节的差异，日照辐射的强弱，以及气候变化的随机性，使得建筑物中结构构件的温度时时刻刻处于不断变化中。

2.5.1  混凝土结构的温度作用分析

温度升高或降低，混凝土的体积也会随着发生膨胀和收缩，这种现象就是温度变形，若结构受到周围构件的约束（比如基础），则会在结构中产生一定的温度应力，当应力超过了混凝土的抗拉强度时，就会引起开裂。

建筑物总是处于一定的自然环境中的，其所在的地理位置、周围的地形、结构的朝向以及建筑物本身的热辐射、与周围环境的热对流等性质使得它的热传递是一个极其复杂的过程。由此形成的结构温度场分布也是极其复杂的。通常情况下，自然环境条件的变化导致混凝土结构中有以下三种类型的温度荷载：

 1.季节温差

季节温差是指从建筑物施工开始的初始温度T0与使用过程中出现的最低温度Tmin的差值△T。

这里需要指出，计算温度应力时温度的取值应该是结构内部的温度，这与大气温度是不一样的，准确的做法是用传热学理论来计算出内部质点温度。据文献[10]的现场测试，140mm厚大面积楼板的温度变化比周围气温波动滞后 1～2 小时，温度波动幅度小 3～4℃。

精确计算出结构的季节温差难度较大，这要涉及到传热学的相关理论。本文综合各种因素采用估算值，基本能够满足计算的精度要求。河南地区的季节温差一般取为20℃[11]。另外考虑到本结构处于地面以下，季节温差取为-10℃。

2.骤然温差

处于自然环境中的建筑物，当有冷空气侵袭时，结构外表面的温度会迅速降低，而内表面的温度下降速度较慢，这样就会在结构内部形成温差，这就是骤然温差。南方地区平均降温速度为1℃/h，最大降温速度为4℃/h。骤然降温的作用速度比季节温差快，大约在5，6小时至 20个小时之间[5]。

3.日照温差

具有一定体型的建筑物不可能完全暴露在太阳辐射下，顶层所受的太阳辐射最多，这样就会在顶层与低层间形成一定的温差，即日照温差。夏日太阳暴晒是最主要的情况。实践表明做好屋面保温措施是十分必要的，可以大大延缓构件的温差变化，日照温差具有短时急变的特点，混凝土的徐变作用较小，这很容易引起结构表面裂缝[5]。