[分享]2种温标单位要分清，中美标准混凝土线膨胀系数对比

计算结构或构件的温度作用效应时，应采用材料的线膨胀系数。可见混凝土线膨胀系数是计算混凝土结构间接作用非常重要的参数。

线膨胀系数是混凝土的热学性能参数，表示温度升高或降低1℃,单位长度混凝土的伸长或缩短。对于分析混凝土结构的温度裂缝和变形非常重要。线膨胀系数受骨料的性质影响最大，骨料为石英岩时，线膨胀系数最大，其次为砂岩、花岗岩、玄武岩及石灰岩。

01

中国标准

GB 50010《混凝土结构设计规范》规定：

当温度在0℃~100℃范围内时，混凝土的线膨胀系数为1×10^-5/℃。

GB 50009《建筑结构荷载规范》中也给出混凝土的线膨胀系数，详见表1：

02

美国标准

在美国标准ACI 318中未查到混凝土线膨胀系数。

参考《中美欧混凝土结构设计》：

关于线热膨胀系数，美国常用的值为4×10^-6/°F（/℃）~7×10^-6/°F（/℃）,一般取为5.5×10^-6/°F（/℃）。

 

《Design of Concrete Structures》混凝土结构设计一书中谈到：

Like most other materials, concrete expands with increasing temperature and contracts with decreasing temperature. The effects of such volume changes are similar to those caused by shrinkage; i.e., temperature contraction can lead to objectionable cracking, particularly when superimposed on shrinkage. In indeterminate structures, deformations due to temperature changes can cause large and occasionally harmful stresses.

象大部分其他材料一样，混凝土随温度增加膨胀，温度下降收缩。这样的体积变化效应和由干缩引起的相似，也就是，温度收缩能导致有害的裂缝，特别当与干缩叠加时。在超静定结构中，由温度变化引起的变形能引起大的和偶然有害应力。

 

The coefficient of thermal expansion and contraction varies somewhat, depending upon the type of aggregate and richness of the mix. It is generall within the range of

4×10^-6 to 7×10^-6 per °F. A value of 5.5×10^-6 is generally accepted as satisfactory for calculating stresses and deformations caused by temperature changes.

热膨胀和收缩系数的变化，有些取决于骨料的类型和拌合浓度。这个系数通常在4×10^-6 /°F到7×10^-6/°F范围内。计算由温度变化引起的应力和变形时，5.5×10^-6 /°F这个值通常可以满意接受。

03

探讨

1）中国标准明确给出混凝土热膨胀系数，美国标准没有明确给出。

2）美国专业书中可以查到热膨胀系数。

3）两国均谈到热膨胀系数与骨料类型有关，但都没有给出与骨料类型相关的具体数值。可见用于计算温度变化引起的应力和变形的混凝土线膨胀系数是一个大概平均的数值。

《中美欧混凝土结构设计》书给出美国线膨胀系数数值，美国常用的值为4×10^-6/°F（/℃）~7×10^-6/°F（/℃）,一般取为5.5×10^-6/°F（/℃）。按照该书中内容美国线膨胀系数要小于中国标准的线膨胀系数。

4）按照《Design of Concrete Structures》混凝土结构设计一书，美国混凝土线膨胀系数通常取5.5×10^-6 /°F，温度单位采用华氏温度。那么对于温度间隔，华氏温度与摄氏温度如何换算呢，1℃＝1.8°F。则5.5×10^-6 /°F＝1.8×5.5×10^-6/℃＝0.99×10^-5/℃≈1×10^-5/℃。可见对于普通混凝土，美国与中国标准取值几乎是相同的。

《中美欧混凝土结构设计》书中给出的单位需要明确，每°F与每℃的线膨胀系数不同。

5）对于，轻骨料混凝土的线膨胀系数，美国没有特殊指出。