第一章鋼筋混凝土材料的物理力學性能

第一章鋼筋混凝土材料的物理力學性能第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月重點1.混凝土的強度指標；2.混凝土的變形；難點

1.混凝土的強度指標；

2.混凝土的變形。第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月§1.1混凝土的物理力學性能一、混凝土的強度1.混凝土的立方體抗壓強度及強度等級（1）混凝土的立方體抗壓強度規(guī)范規(guī)定：混凝土強度按立方體抗壓強度標準值確定。確定方法：用邊長為150mm的標準立方體試件，在標準養(yǎng)護條件下（溫度20±3℃，相對濕度大于90%）養(yǎng)護28天后，按照標準試驗方法（試件的承壓面不涂潤滑劑，加荷速度約每秒0.15～0.3N/mm2）測得的具有95%保證率的抗壓強度，作為混凝土的立方體抗壓強度標準值，用符號表示。第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月立方體抗壓強度fcu承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑（箍套作用）涂潤滑劑強度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑壓力試件裂縫發(fā)展擴張整個體系解體，喪失承載力另影響強度的因素還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月強度指標的確定強度隨機變量強度標準值根據(jù)統(tǒng)計資料，運用數(shù)理統(tǒng)計方法確定的具有一定保證率（95%）的統(tǒng)計特征值：強度標準值=強度平均值-1.645×標準差概率密度材料強度強度平均值強度標準值第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月標準試塊：150×150×150非標準試塊：100×100×100換算系數(shù)0.95200×200×200換算系數(shù)1.05立方體抗壓強度是區(qū)分混凝土強度等級的指標，我國規(guī)范混凝土的強度等級有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方體抗壓強度立方體抗壓強度fcu第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月結構混凝土強度等級的要求：鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于Ｃ15；當采用HRB335級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于Ｃ20；當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復荷載的構件，混凝土強度等級不得低于Ｃ20。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于Ｃ30；當采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于Ｃ40。第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

2混凝土軸心抗壓強度采用與立方體試件相同制作條件、尺寸為150×150×300mm或者150×150×450mm棱柱體試件測得的抗壓強度作為混凝土的軸心抗壓強度標準值，用符號表示，混凝土的軸心抗壓強度標準值按下式計算：（2.2.1）式中—棱柱強度與立方強度之比，對C50及以下取=0.76，對C80取=0.82，中間按線形規(guī)律變化；

—考慮C40以上混凝土脆性的折減系數(shù)，對C40取=1.0，對C80取=0.87，中間按線形規(guī)律變化。第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月棱柱體抗壓強度fc承壓板試塊標準試塊：150×150×300非標準試塊：100×100×300換算系數(shù)0.95200×200×400換算系數(shù)1.05考慮到承壓板對試件的約束，立方體抗壓強度大于棱柱體抗壓強度，且有：fc=0.76fcu(試驗結果)考慮到構件和試件的區(qū)別，取fc=0.67fcu對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會等）采用的圓柱體試件（d=150,h=300），有fc’=0.79fcu圓柱體抗壓強度第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

混凝土的抗拉強度可采用尺寸為100×100×500mm的柱體試件進行直接軸心受拉試驗，但其準確性較差。故國內(nèi)外多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測定?；炷凛S心抗拉強度標準值按下式計算：

3.軸心抗拉強度第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月直接受拉試驗ft100100150150500試驗結果：ft=0.395fcu0.55考慮到構件和試件的區(qū)別，尺寸效應，加荷速度等的影響，取ft=0.348fcu0.55第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月劈裂試驗ftsddftsFFFF我國根據(jù)100mm立方體的劈裂與抗壓試驗結果有：fts=0.19fcu3/4第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、混凝土的變形

混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度、濕度變化引起的變形。第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

(MPa)fco

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10-3)abcd225201510546810混凝土強度提高加載速度減慢單軸受壓時的應力-應變關系作用是：峰值應力后，吸收試驗機的變形能，測出下降段1.混凝土單軸受壓時的應力-應變曲線

第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月單軸受壓時的應力-應變關系的數(shù)學模型

u=0.0038

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c美國Hognestad模型德國Rüsch模型第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月單軸受壓時的應力-應變關系的數(shù)學模型----中國規(guī)范

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c第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月彈性模量：是反映彈性材料應力與應變之間的一個重要物理量，表達式.

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1原點切線模量（彈性模量）：拉壓相同變形模量（割線模量、彈塑性模量）切線模量受壓時，為0.4~1.0；受拉破壞時，為1.02.混凝土的彈性模量、變形模量第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土的彈性模量的試驗方法（150×150×300標準試件）

c/fc

c0.55~10次此線和原點切線基本平行，取其斜率作為Ec第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3混凝土的徐變長期荷載作用下混凝土的變形性能----徐變0.51.01.52.02.505101520253035(×10-3)(月)

c<0.5fc，線性徐變

c<0.8fc，非線性徐變

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cr’P第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月長期荷載作用下混凝土的變形性能----影響徐變的因素應力：

c<0.5fc，徐變變形與應力成正比----線性徐變

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c<0.8fc，非線性徐變

c>0.8fc，造成混凝土破壞，不穩(wěn)定加荷時混凝土的齡期，越早，徐變越大水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大骨料越硬，徐變越小第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境影響：養(yǎng)護條件越好，周圍環(huán)境的濕度越大，構件加載前混凝土的強度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密實，集料含量越大，集料剛度越大，則徐變越小。

第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月4混凝土的收縮和膨脹在空氣中凝結硬化過程中混凝土體積縮小的性質。在水中結硬時，體積會膨脹。水泥品種：等級越高，收縮越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大骨料：骨料越硬，收縮越小養(yǎng)護條件、制作方法、使用環(huán)境、體積與表面積的比值等第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月收縮對混凝土結構的影響As

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s收縮：鋼筋受壓，混凝土受拉As第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

對結構構件的不利影響：當構件受到約束時，混凝土的收縮就會使構件中產(chǎn)生收縮應力，收縮應力過