混凝土结构材料的物理力学性能3

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1、第二章混凝土结构材料的物理力学性能混凝土的物理力学性能钢筋的物理力学性能混凝土与钢筋的粘接2.1混凝土的物理力学性能通常把混凝土的结构分为三种类型：Ａ.微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未化完的水泥颗粒和凝胶孔。Ｂ.亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。Ｃ.宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。注意：1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响混凝土强度的重要因素；2.在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。2.1.1单轴应力状态下的混凝土强度混凝土结

2、构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的1.单向受力状态下混凝土的强度(1)立方体抗压强度fcu(N/mm2)：采用标准试块（规范规定边长为150mm的混凝土立方体），在标准条件下(温度为20℃±2℃，相对湿度在95%以上)养护28天，按规定的标准试验方法(中心加载，平均速度为0.3～0.8MPa/s，试件上下表面不涂润滑剂)测得的抗压强度称为混凝土立方体抗压强度。立方体抗压强度fcu承压板试块摩擦力不涂润滑剂涂润滑剂强度

3、高于我国规范的方法：不涂润滑剂压力试件裂缝发展扩张整个体系解体，丧失承载力另影响强度的因素还有：龄期、加载速率、试块尺寸等标准试块：150×150×150非标准试块：100×100×100换算系数0.95200×200×200换算系数1.05套箍作用我国规范混凝土的强度等级从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80(2)混凝土强度等级混凝土强度等级应按立方体抗压强度

4、标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件，在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度值。fcu,k(N/mm2)fcu,k=30N/mm2高强混凝土(3)混凝土选用素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强

5、度等级不应低于C30。注意：受压构件可高些，受弯构件不宜太高。棱柱体抗压强度标准试块：150×150×300非标准试块：100×100×300换算系数0.95200×200×400换算系数1.05对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=6in,h=12in），有fc’=0.79fcu(C60以下)圆柱体抗压强度棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。套箍作用，尺寸效应接近直线关系2.轴心抗压强度轴心抗压强度由棱柱体试件测得的抗压强度确定。按标准方法制作的150mm×l50mm×300m

6、m的棱柱体试件。考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际构件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准值的换算关系为：脆性折减系数强度比式中：为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大于C50级的混凝土取0.76，对C80取0.82，其间按线性插值。为高强混凝土的脆性折减系数，对C40及以下取1.0，对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。3.轴心抗拉强度混凝土的轴心抗拉强度可以

7、采用直接轴心受拉的试验方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴心抗拉强度。劈拉试验FdF拉压压《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值的换算关系为：混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系结果：轴心抗拉强度只有立方体抗压强度的1/17～1/8；混凝土强度等级越高比值越小。一般认为1/10。不是直线关系◆双轴应力状态实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于双向或三向受力状态。在平面应力状态下，当两方向应力均为压

8、应力时，抗压强度相互提高，最大可增加27％，而当一方向为压应力，另一方向为拉应力时，强度相互降低，双向受拉影响不大。压拉－压拉拉－压2.1.2复合受力状态下混凝土的强度构件受剪或受扭时常遇到剪应力t和正应力s共同作用下的复合受力情况。混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小随压应力增大而增大当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力的增大而减小。◆三轴应力状态三轴应力状态有多种组合，三向受压试验一般采用圆柱体在等