钢筋混凝土材料的主要力学性能

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1、第1章钢筋混凝土材料的主要力学性能混凝土结构材料（主要力学性能）混凝土钢筋强度和变形第一节混凝土的主要力学性能一．混凝土的强度荷载的性质和受力条件不同，使混凝土具有不同的强度立方体抗压强度单向应力状态下的强度轴心抗压强度轴心抗拉强度复合应力状态下的强度双向受力强度三向受压强度1．混凝土的立方体抗压强度和强度等级标准试验条件标准方法制作边长150mm立方体,(20±3)º湿度90%以上28天龄期用标准试验方法测立方体抗压强度标准值：95%保证率的立方体抗压强度值。用途：力学性能的基本代表值，混凝土强度等级划分依据。强度等级：按立方体抗压强度标准值

2、分为14级，“C+标准值”常用等级：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80混凝土强度等级：例如C20,表示当边长不是150mm时，可通过尺寸效应换算系数换算成标准试块的强度。规范规定其换算关系为：混凝土立方体抗压强度试验混凝土抗压强度试验破坏照片影响立方体抗压强度的因素：（1）试验方法：分为涂润滑剂和不涂润滑剂。通常试块与试验机垫板之间存在摩擦，这种摩擦对试块有“套箍”作用――引起抗压强度提高。如果涂润滑剂，摩擦力大大减小，横向不受约束，强度不提高。注意：我国规定的标准试验方法是

3、不涂润滑剂的。（2）试件尺寸：尺寸越小，强度越高。（3）加载速度：速度越快，强度越高。（4）混凝土龄期：随龄期的增长而提高。2．混凝土的轴心抗压强度用标准棱柱体试件（150mm×150mm×300mm）采用标准试验方法（与立方体相同）测定的混凝土抗压强度――轴心抗压强度。一般认为当h/b=2~4时，可以消除摩擦力的影响，中间为纯压状态，接近实际情况。通过试验分析，《规范》给出轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值的关系按下式确定：――棱柱体强度与立方体强度的比值，C50以下取0.76，C80取0.82。――高强混凝土的脆性折减系数，C40及以下，取

4、1.0，C80取0.87。0.88――考虑实际构件与试件混凝土之间的差异而取的折减系数。小贴示：在以后计算受弯构件，轴心受压构件和偏心受压构件的正截面承载力时，都是以作为强度计算指标的。3．混凝土的轴心抗拉强度一般只为抗压强度的1/18~1/9。轴心抗拉强度可由试验直接测得轴心受拉试验（直接）劈裂试验（间接）通过试验分析，《规范》给出轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值的关系注意：混凝土强度越高，与的比值越小。小贴示：在以后实际计算时，，不用上式计算，当混凝土强度等级一定时，直接查表，见附录。4、复合应力状态下的混凝土的强度实际上混凝土构件都处于

5、复合应力状态，梁既受M又受V，柱同时受M、N、V，所以需研究复合应力状态下混凝土的强度。（1）混凝土的双向受力强度（正应力）双向受拉：、相互影响不大，双向受拉强度接近于单向受拉强度。双向受压：一向的强度随另一向压力的增加而增加，双向受压强度比单向受压强度最多可提高27%。一向受压、一向受拉：双向异号应力使单向（受压或受拉）强度降低。（2）在法向应力和剪应力组合下的混凝土强度“拉剪状态”压应力低时，抗剪强度随压应力的增大而增大，当压应力超过时，抗剪强度随压应力的增大而减小。也就是说：由于剪应力存在，混凝土的抗压强度低于单向抗压强度。“压剪状态”抗剪强度

6、随拉应力增大而减小。也就是说：由于剪应力存在，混凝土的抗拉强度降低。（3）混凝土的三向受压强度混凝土在三向受压时，由于侧向压应力的约束作用，最大的主压应力轴的抗压强度大大增大。试验经验公式：（实际工程中，配有螺旋钢箍柱、钢管混凝土柱等都是利用此性质，强度、延性大大提高）“套箍作用”二.混凝土的变形混凝土的变形分为:一次短期加载下的变形1.混凝土的受力变形荷载长期作用下的变形重复荷载作用下的变形2.混凝土的体积变形收缩、膨胀、温度变化1.一次短期加载下混凝土的变形性能（1）混凝土受压时的应力——应变曲线（通过应力——应变曲线，可以了解混凝土各阶段的强度

7、和变形）采用棱柱体试件测定混凝土受压时应力——应变全曲线，包括：上升段和下降段上升段（OC）:（a）加载到，接近直线，混凝土处于弹性阶段；A点——比例极限。（b）加载，图形逐渐弯曲，混凝土呈现出弹塑性性质，E不是常数；B点——混凝土长期抗压强度的取值依据。（c）加载至峰点C，应变增大，图形更弯曲。C点——混凝土棱柱体抗压强度，对应的应变。下降段（CE）:缓慢卸荷，裂缝继续扩展、贯通，变形增大。收敛点E——应变特点：1）混凝土的应力应变图形是一曲线，说明混凝土是一种弹塑性材料，只有压应力很小时，才可视为弹性材料。2）混凝土强度对应力应变曲线下降段有较大

8、影响，混凝土强度高，应力下降快，延性越差；强度低，下降段越平缓，延性好。（通过上述受压应力应变曲线，获得混凝