钢筋和混凝土的物理力学性能

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1、第2章钢筋和混凝土的物理力学性能2.2钢筋的物理力学性能2.3混凝土与钢筋的粘结2.1混凝土的物理力学性能§2.1混凝土的力学性能混凝土是由水泥、砂、石子和水等搅拌而成的人造石材，不是匀质弹性材料。一、混凝土的强度（单轴向）在钢筋混凝土结构中，混凝土主要用于抗压。1、混凝土的抗压强度(Gompression)（1)混凝土立方体抗压强度，和强度等级采用边长为150mm立方体试块，在温度20±3℃，湿度90%以上的潮湿空气中养护28天，依据标准试验方法对试件进行加压，测得的强度为立方体抗压强度具有95%保证率的抗压强度为混凝土的立方体

2、抗压强度标准值，作为划分混凝土强度等级的依据。立方体抗立方体抗压强度fcu压强度fc立方体抗压强度fcuu《混凝土结构设计规范》根据混凝土立方体抗压强度将混凝土划分为14个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80C15CCONCRETE15立方体抗压强度标准值为15N/mm2。若无边长为150mm的立方体试件，也可用边长为100mm或200mm的试件代替，但测得的强度应乘以相应的换算系数：100mm200mm×0.95×1.05立方体抗压强度fcu轴心

3、抗压强度fc采用边长为150mm×150mm×300mm的棱柱体试件作为混凝土轴心抗压强度的标准试件，制作养护方法与立方体试件的方法相同。(2)、轴心抗压强度fcfc

4、土之间的差异等，引入的修正系数。轴心抗拉强度ftTension轴心抗拉强度ft远远小于轴心抗压强度fc，一般只有5%~10%，且强度等级越高，这个比值越小。测定方法：轴心受拉试验500150150150150100100直径16-20mm压拉PPPPPdd劈裂试验2、d：立方体边长或圆柱体直径l：立方体边长或圆柱体长度P根据试验结果统计分析，取混凝土轴心抗拉强度试验平均值ft与立方体抗压强度试验平均值fcu的关系为：轴心抗拉强度ft规范规定轴心抗拉强度标准值ftk与立方体抗压强度标准值fcu,k的关系为：高强混凝土的脆性折减系数，

5、C40以下取1.00，C80取0.87，中间线性插值。考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等，引入的修正系数。混凝土强度变异系数。复合应力状态下的混凝土强度二、在钢筋混凝土结构中，混凝土一般处于复合应力状态。双向应力状态：σ1σ1σ2σ2当双向受压时，一向的抗压强度随另一向应力的增加而增加。当双向受拉时，一向的抗拉强度基本上与另一向拉应力大小无关。当一向受拉、一向受压时，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低。双向应力状态：σ2σ2ττ混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低。混凝土的抗剪强度随着拉应力的增大而减小。混凝土的抗剪强

6、度随着压应力的增大先增大后减小三向受压状态：三向受压时，混凝土一向抗压强度随另二向压应力的增加而增加，且混凝土的极限压应变也大大增加。三、混凝土的变形变形荷载作用下的变形非荷载作用下的变形短期一次荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形热胀冷缩、湿胀干缩结硬时的收缩与膨胀1、混凝土在短期一次加载时的变形混凝土短期一次加载是指荷载从零开始单调增加至试件破坏，通常采用棱柱体试件来测定，其应力-应变关系是混凝土最基本的力学性能之一。从开始加载到A点（约为0.3fc）时，砼基本处于弹性状态，应力应变关系接近直线。随着应力的增大，砼出现塑性，应

7、力在0.3fc~0.8fc(AB段)时，应变增长速度较应力快。超过B点，应变增长速度更快，试件中部出现平行于压力方向的裂缝，应力很快达到了砼的抗压强度fc（C点）。应力达到fc后，试件承载能力下降，裂缝迅速发展。应力应变曲线向下弯曲。直到凹向发生弯曲，出现“拐点”（D）点。超过“拐点”，曲线开始凸向应变轴，此段曲线中曲率最大的一点E称为“收敛点”。E后的曲线为收敛段。上升段下降段（1）受压砼的应力—应变曲线拐点收敛点fcfc：最大应力值，轴心抗压强度。ε0：最大应力值相应的应变，大致为0.002。ε0εcuεcu：混凝土破坏前的最

8、大应变，极限压应变。混凝土本构关系曲线（2）强度对砼的应力—应变曲线的影响下降段：混凝土强度越高，曲线下降段越陡；强度越低，下降段越平坦，曲线越长。上升段：混凝土强度影响较小，强度越大，曲线越陡，与应力峰值点相应的应变ε0大致为0.002。混凝土强