第3章混凝土结构材料的物理力学性能﹝5﹞.ppt

§3.1 混凝土的物理力学性能 ? 3.1.1 混凝土的组成结构 ????由水泥、砂、石材用水拌合硬化后形成的人工石材，简写：砼 所以具有弹塑性、收缩徐变等特殊性质。 3.1.2 单轴向应力状态下的砼强度 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。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的? ? 虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态，但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。 混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验果，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。 ;1 混凝土的抗压强度 (1) 混凝土的立方体抗压强度fcu,k和强度等级 我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为“N/mm2”。 用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。例如，C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。其中，C50～C80属高强度混凝土范畴。;图3-1 混凝土立方体试块的破坏情况 (a)不涂润滑剂；(b) 涂润滑剂;(2) 混凝土的轴心抗压强度 混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。; 我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。; 考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况等方面与试件的差别，实际构件强度与试件强度之间将存在差异，《混凝土结构设计规范》基于安全取偏低值，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：;国外常采用混凝土圆柱体试件来确定混凝土轴心抗压强度。例如美国、日本和欧洲混凝土协会(CEB)都采用直径6英寸(152mm)、高12英寸(305mm)的圆柱体标准试件的抗压强度作为轴心抗压强度的指标，记作f′c。 对C60以下的混凝土，圆柱体抗压强度f′c和立方体抗压强度标准值fcu,k之间的关系可按下式计算。当fcu,k超过60N/mm2后随着抗压强度的提高，f′c与fcu,k的比值（即公式中的系数）也提高。CEB-FIP和MC-90给出：对C60的混凝土，比值为0.833；对C70的混凝土，比值为0.857；对C80的混凝土，比值 为0.875。;2 混凝土的轴心抗拉强度 抗拉强度是混凝土的基本力学指标之一，其标准值用ftk表示，下标t表示受拉，k表示标准值。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。;F——破坏荷载； d——圆柱体直径或立方体边长； l——圆柱体长度或立方体边长。;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;;图3-10 不同强度的混凝土的应力-应变曲线比较;3 混凝土单轴向受压应力-应变本构关系曲线;图3-12 Rüsch建议的应力-应变曲线;4 混凝土的变形模量;3)混凝土的切线模量;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;图3-15 混凝土的收缩;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;3.2 钢筋的物理力学性能;2 劲性钢筋;3.2.2 国产普通钢筋;2 工程应用;s;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;第三章 钢筋和混凝土的材料性能;3.3 混凝土与钢筋的粘结;3.3.2 粘结力的组成; 带肋钢筋的横肋对混凝土的挤压如同一个楔，会产生很大的机械咬合力。带肋钢筋与混凝土之间的这种机械咬合作用，改变了钢筋与混凝土间相互作用的方式，显著提高了粘结强度。图3-25给出了带肋钢筋对周围混凝土的斜向挤压力从而使得周围混凝土产生内裂缝的示意图。;3.3.3 粘结应力-滑移关系;3.3.4 钢筋的锚固;2 受拉钢筋的锚固;（2）锚固区的横向构造钢筋 当锚固钢筋的保护层厚度不大于5d时，锚固长度范围内应配置直径不小于d/4的横向构造钢筋。 （3）锚固措施 当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时，包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度（投影长度）可取为基本锚固长度lab的