混凝土设计 材料强度设计值.pdf

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1、2.4材料强度代表值一、强度标准值由于材料的离散性，即使同一批钢筋或混凝土，强度也不会完全相同。为保证设计时材料强度取值的可靠性，对同一等级材料取具有一定保证率的强度值作为强度标准值。《规范》规定材料强度标准值应具有不小于95%的保证率，即f=f(1−1.645δ)(2-20)km式中，fm为材料强度平均值；δ为变异系数。根据我国大量试验数据统计分析，混凝土立方体强度的变异系数为：C40级以下δ=0.12；C60级混凝土δ=0.10；C80级混凝土δ=0.08。由以上定义知，混凝土立方体强度标准值fcu,k即为混凝土强度等级fcu。利用2.2节中混凝土轴

2、心抗压强度和轴心抗拉强度平均值与立方体强度平均值之间的换算关系，并假定各强度指标的变异系数与立方体强度的变异系数相同，则可按(2-20)式确定混凝土轴心抗压强度和轴心抗拉强度标准值。此外，考虑到试件与实际结构的差异，以及高强混凝土的脆性特征，《规范》在确定轴心抗压强度和轴心抗拉强度标准值时，还采用了以下两个折减系数：⑴考虑实际结构与实验室差别的折减系数k1=0.88；⑵考虑随混凝土强度增加的脆性折减系数k2，对C40及以下的混凝土取k2=1.0，对C80取k2=0.87，C40~C80之间k2按线性规律变化。因此，根据(2-20)式，并利用(2-4)式，

3、混凝土轴心抗压强度标准值fck为，f=kkf(1−1.645δ)=kkkf(1−1.645δ)ck12c,m12cu,m(2-21)=kkkf12cu.k同理，根据(2-20)式，并利用(2-6)式，混凝土轴心抗拉强度标准值ftk为，0.55f=kkf(1−1.645δ)=kk（0.395f)(1−1.645δ)tk12t,m12cu,m0.550.550.45=kk[0.395f(1−1.645δ)](1−1.645δ)(2-22)12cu,m0.550.45=kk（0.395f)(1−1.645δ)12cu,k例如，对于C40级混凝土，将f2cu,k

4、=40N/mm、k=0.76、δ=0.12、k1=0.88、k2=1.0代入以上两式可得f22ck=26.752N/mm，ftk=2.395N/mm。根据(2-21)式和(2-22)式计算，《规范》给出的各级混凝土轴心抗压强度标准值fck和轴心抗拉强度的标准值ftk见表2-3。2-25表2-3混凝土强度标准值（N/mm2）混凝土强度等级强度种类符号C15C20C25C30C35轴心抗压强度fck10.013.416.720.123.4轴心抗拉强度ftk1.271.541.782.012.20弹性模量（×104）Ec2.202.552.803.003.15

5、混凝土强度等级C40C45C50C55C60C65C70C75C8026.829.632.435.538.541.544.547.450.22.402.512.652.742.852.933.003.053.103.253.353.453.553.603.653.703.753.80对于钢筋，按我国冶金生产钢材质量的控制标准，钢材产品出厂时的废品限值约相当于(fy,m-2σ)，具有97.73%的保证率，满足《规范》强度标准值保证率95%的要求。故《规范》钢筋的强度标准值即取钢材质量控制标准的废品限值，见表2-4和表2-5。表2-4普通钢筋强度标准值（N/

6、mm2）种类符号fyk热HPB235(Q235)235轧HRB335(20MnSi)335钢HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)筋400RRB400(20MnSi)表2-5预应力钢筋强度标准值（N/mm2）种类符号直径d(mm)fptk8.6、10.81860、1720、15701×312.91720、1570钢绞线φS9.5、11.1、12.718601×715.21860、1720光面φP4、51770、1670、157061670、1570消除应力钢丝H螺旋肋φ7、8、91570刻痕φI5、7157040Si2Mn6热处理

7、钢筋48Si2MnφHT8.2147045Si2Cr10注：钢绞线直径d系指钢绞线外接圆直径（公称直径）二、材料强度设计值尽管材料强度标准值已有一定的保证率，但在结构或构件的承载力计算中，可靠度仍然不够。为保证结构或构件设计安全性，《规范》进一步引入材料强度分项系数2-26对材料强度标准值进行折减，折减后的强度指标称为材料强度设计值，即，fckfykf=，f=(2-23)cyγγcs式中，γc为混凝土材料分项系数，取1.4；γs为钢筋材料分项系数，取1.1。材料强度分项系数是根据结构可靠度分析给出的。为便于设计计算，《规范》中直接列出各强度等级材料的设计

8、值（见表2-6~表2-8），供设计查用。表2-6混凝土强度设计值（N/mm2）混