钢筋混凝土结构的材料混凝土教学课件.ppt

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1、2015.03水工混凝土结构钢筋混凝土结构的材料混凝土二、混凝土（一）混凝土的强度立方体抗压强度轴心抗压强度棱柱体轴心抗拉强度概念等级划分μfc=0.67μfcuμft=0.23（μfcu）2/31.立方体抗压强度混凝土在结构中主要承受压力，抗压强度是混凝土的重要力学指标。用边长为150mm的立方体试件，在标准条件下养护28天，用标准试验方法测得的抗压强度，称为立方体抗压强度，用符号fcu表示。把具有95%保证率的抗压强度，称为混凝土抗压强度标准值，用符号fcu,k表示。混凝土的强度等级按混凝土立方体抗压强度标

2、准值fcu,k确定，用符号C表示，单位为N/mm2（或MPa）。水利工程中采用的混凝土强度等级分为10级，即C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。一般认为强度等级达到或超过C50的混凝土为高强混凝土。相对而言，C25以下可称为低强混凝土，C30~C45为中强度混凝土。水泥品种混凝土龄期（天）7286090普通硅酸盐水泥0.55~0.651.01.101.20矿渣硅酸盐水泥0.45~0.551.01.201.30火山灰质硅酸盐水泥0.45~0.551.01.151.25混

3、凝土强度随龄期的相对增长率2.轴心抗压强度在实际工程中，钢筋混凝土受压构件大多数是棱柱体而不是立方体，采用棱柱体试件比立方体试件更能反映混凝土的实际抗压能力。根据试验分析知，轴心抗压强度平均值fc与立方体抗压强度平均值fcu之间的关系为fc=0.76fcu，考虑到结构中的混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异，对试件混凝土强度进行修正，修正系数为0.88，则试件混凝土轴心抗压强度与150mm立方体抗压强度的关系为：fck=0.67αcfcu，k对于C45以下均取αc=1.0；对于C45取αc=0.98；对于C60

4、取αc=0.96；中间按线性规律变化。3.轴心抗拉强度混凝土的轴心抗拉强度很低，一般只有抗压强度的1/9～1/18，且不与抗压强度成正比。同样，考虑结构中的混凝土与试件混凝土强度的差异后，则结构中混凝土轴心抗拉强度与150mm立方体抗压强度的关系为：ftk=0.23fcuk2/3（1–1.645δfcu）1/3混凝土等级选取规定（1）钢筋混凝土结构构件的混凝土强度等级不应低于C15；（2）当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；（3）当采用HRB400级和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构

5、件，混凝土强度等级不得低于C20。（4）预应力混凝土结构构件的混凝土强度等级不应低于C30；（5）当采用钢绞线、钢丝作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。（二）混凝土的变形一次短期荷载作用下的变形重复荷载作用下的变形上升段下降段（1）上升段oc段①在oa段（σc≤0.3fc），应力较小时，混凝土处于弹性工作阶段，应力应变曲线接近于直线。②在ab段（0.3fc＜σc＜0.8fc），当应力继续增大，应变增长加快，混凝土塑性变形增大，应力应变曲线越来越偏离直线。③在bc段（0.8fc＜σc＜fc）,混凝土塑性

6、变形急剧增大，c点的应力达到峰值应力fc，试件开始破坏。c点应力值为混凝土的轴心抗压强度fc，与其相应压应变为ε0，ε0一般为0.002左右。（2）下降段ce段当应力超过fc后，试件承载能力下降，随着应变的增加，应力应变曲线在d点出现反弯，试件在宏观上已破坏，此时，混凝土已达到极限压应变εcu，εcu一般为0.0033左右。混凝土的极限压应变εcu越大，表示混凝土的塑性变形能力越大，即延性越好。混凝土受拉时的应力应变曲线与受压时相似，但其峰值时的应力、应变都比受压时小得多。混凝土的最大拉应变一般取（1~1.5）

7、×10-4。混凝土在多次重复荷载作用下的应力应变曲线。从图中可看出，它的变形性质有着显著变化。当应力超过某一限值时，则经过多次循环，应力应变曲线成直线后，又能很快重新变弯且应变越来越大，试件很快就会破坏。这种破坏就称为混凝土的“疲劳破坏”。这个限值也就是材料的疲劳强度。混凝土的疲劳强度值大约为0.5fc。（二）混凝土的变形弹性模量变形模量徐变收缩膨胀弹性模量Ec变形模量Ec'定义原因、特点影响因素定义收缩原因减小收缩措施弹性模量弹性模量附表1–3混凝土弹性模量Ec（×104）单位：N/mm2混凝土强度等级C15

8、C20C25C30C35C40C45C50C55C60Ec2.202.552.803.003.153.253.353.453.553.60变形模量：当应力较大时，混凝土的塑性变形比较显著，就不能用Ec表达混凝土的应力应变之间的关系，可用变形模量Ec′表示。它们之间的关系为Ec′=υEc。弹性系数随应力增大而减小。当σ≤0.3fc时，υ=1.0；当σ=0.5fc时，υ=0.8～0.9；当