混凝土结构设计原理 第二章 钢筋混凝土材料的力学性能ppt课件.ppt

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1、第二章混凝土结构材料的物理力学性能第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土的物理力学性能§2.1混凝土的物理力学性能2.1.1混凝土的组成结构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、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。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。第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1

2、混凝土2.1.2单轴应力状态下的混凝土强度混凝土结构中，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。2.1混凝土的物理力学性能1、混凝土的强度（1）混凝土的立方体抗压强度fcu,k和强度等级1）立方体抗压强度：《普通混凝土力学性能试验方法》规定：边长为150mm的混凝土立方体试件，在标准条件下（温度为20±3℃，湿度≥90%）养护28天，用标准试验方法（加载速度，低于C30,取0.3~0.5N/mm2/s，≥C30,取0.5~0.8N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗

3、压强度。单位为N/mm2第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土2.1混凝土的物理力学性能2)、混凝土强度等级《混凝土结构设计规范》规定混凝土强度等级为按立方体抗压强度标准值确定。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的，用符号C表示。《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。C15~C80。而C50~C80为高强度混凝土。C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2,fcu,k=30N/mm2。3）试验方法对混凝土立方体抗压强度的影响⑵轴心抗压强度①定义我国《普通混凝土力学性能试验

4、方法》规定：以150mm×l50mm×300mm的棱柱体试件，在温度为20土3℃和相对湿度为90％以上的条件下养护28d，用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。②棱柱体试件的尺寸A、试件具有足够高度，使试件在中部区段形成纯压段。B、试件要避免过高，以产生附加偏心而降低抗压极限强度。2.1混凝土的物理力学性能第二章钢筋和混凝土的材料性能式中：αC１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。αC2为高强混凝

5、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。fcu,k立方体强度标准值即为混凝土强度等级fcu。2.1混凝土的物理力学性能③轴心抗压强度标准与立方体抗压强度标准值的关系2.混凝土的轴心抗拉强度混凝土的轴心抗拉强度可以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。2.1混凝土的物理力学性能劈拉试验FaF拉压压第二章钢筋和混凝土的材料性能

6、2.1混凝土的物理力学性能《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第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1.3复合应力状态下混凝土的强度1）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。③第三象限为双向受压状态,一向混凝土抗压强度随另一向压力的增大而增大，混凝土双向受压强度比单向受压最多提高27%。双轴受压强度状态下混凝土的应力-应变关系与单轴受压曲线相似，但峰值应变均超过单轴受压时的峰值应变。2.1混凝土的物

7、理力学性能第二章钢筋和混凝土的材料性能①在第一象限为双向受拉σ1σ2相互影响不大双向受拉强度均接近单向受拉强度。②在第二、四象限为拉压应力状态下，混凝土强度均低于相应单轴强度。并且抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力或压应力的增加而减小。1）双轴应力状态2.1混凝土的物理力学性能实际结构中，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。2.1.3复合应力状态下混凝土的强度第二章钢筋和混凝土的材料性能2）剪应力t和正应力s共同作用下的复合受力情况（构件受剪或受扭时常遇到）混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小随

8、压应力增大而增大当压应力较低时，抗剪强度随压应力的增大而增大。压应力约超过0.6f´c时，抗剪强度将随压应力的增大而减小。2.1混凝土的物理力学性能第二章钢筋和混凝土的材料性能3）三轴应力状态三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体周围加液