钢筋混凝土材料的物理力学性能(I)

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1、第一章钢筋混凝土材料的物理力学性能1.掌握混凝土的各项力学指标及一次单轴短期加载的变形性能。2.了解混凝土的弹性模量、变形模量、混凝土的收缩和徐变。第一讲教学目标：重点1.混凝土的强度指标；2.混凝土的变形；难点1.混凝土的强度指标；2.混凝土的变形。§1.1混凝土的物理力学性能一、混凝土的强度1.混凝土的立方体抗压强度及强度等级（1）混凝土的立方体抗压强度规范规定：混凝土强度按立方体抗压强度标准值确定。确定方法：用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度大于90%）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.3～0.8N/mm

2、2）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方体抗压强度标准值，用符号表示。立方体抗压强度fcu承压板试块摩擦力不涂润滑剂（箍套作用）涂润滑剂强度大于我国规范的方法：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、试块尺寸等强度指标的确定强度随机变量强度标准值根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（95%）的统计特征值：强度标准值=强度平均值-1.645×标准差概率密度材料强度强度平均值强度标准值标准试块：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立方体抗

3、压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方体抗压强度立方体抗压强度fcu结构混凝土强度等级的要求：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于Ｃ15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于Ｃ20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于Ｃ20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于Ｃ30；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于Ｃ40。2混凝土轴心抗压强度

4、采用与立方体试件相同制作条件、尺寸为150×150×300mm或者150×150×450mm棱柱体试件测得的抗压强度作为混凝土的轴心抗压强度标准值，用符号表示，混凝土的轴心抗压强度标准值按下式计算：（2.2.1）式中—棱柱强度与立方强度之比，对C50及以下取=0.76，对C80取=0.82，中间按线形规律变化；—考虑C40以上混凝土脆性的折减系数，对C40取=1.0，对C80取=0.87，中间按线形规律变化。棱柱体抗压强度fc承压板试块标准试块：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考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度

5、大于棱柱体抗压强度，且有：fc=0.76fcu(试验结果)考虑到构件和试件的区别，取fc=0.67fcu对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=150,h=300），有fc’=0.79fcu圆柱体抗压强度混凝土的抗拉强度可采用尺寸为100×100×500mm的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。故国内外多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算：3.轴心抗拉强度直接受拉试验ft100100150150500试验结果：ft=0.395fcu0.55考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷速度等的影响，取ft=0.348fcu0.55劈

6、裂试验ftsddftsFFFF我国根据100mm立方体的劈裂与抗压试验结果有：fts=0.19fcu3/4二、混凝土的变形混凝土的变形有两类：一类是受力变形；另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温度、湿度变化引起的变形。(MPa)fco0(10-3)abcd225201510546810混凝土强度提高加载速度减慢单轴受压时的应力-应变关系作用是：峰值应力后，吸收试验机的变形能，测出下降段1.混凝土单轴受压时的应力-应变曲线单轴受压时的应力-应变关系的数学模型u=0.00380=0.002ocfcc0.15fcu=0.00350=0.002ocfcc美国Hognestad模

7、型德国Rüsch模型单轴受压时的应力-应变关系的数学模型----中国规范u0ocfcc弹性模量：是反映弹性材料应力与应变之间的一个重要物理量，表达式.ccccep01原点切线模量（弹性模量）：拉压相同变形模量（割线模量、弹塑性模量）切线模量受压时，为0.4~1.0；受拉破坏时，为1.02.混凝土的弹性模量、变形模量混凝土的弹性模量的试验方法（150×150×300标准试件