鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料-混凝土的強(qiáng)度

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》混凝土的強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能目錄

1.單向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度2.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度1）混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度（1）立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：邊長(zhǎng)150mm的立方體試件，按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)（溫度20±2℃、相對(duì)濕度不小于95%的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d），用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，記為fcu,k，單位為MPa?！炷粱緩?qiáng)度指標(biāo)1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度

《公路橋規(guī)》根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k進(jìn)行了強(qiáng)度等級(jí)的劃分，稱(chēng)為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，用符號(hào)C表示。

公路橋梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)從C25~C80共分為12個(gè)等級(jí)，中間以5MPa進(jìn)級(jí)，分別為C25、C30、C35、……C80，C后面的數(shù)字表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，如C25表示fcu,k=25MPa。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度（2）影響立方體抗壓強(qiáng)度的因素

直接受壓(標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法）試驗(yàn)方法

間接受壓（在試件上下表面涂以潤(rùn)滑劑）1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度c）承壓板和試件上下表面之間涂以潤(rùn)滑劑a）立方體試件的受力b）不加潤(rùn)滑劑的破壞狀態(tài)壓應(yīng)力線(xiàn)拉應(yīng)力線(xiàn)摩擦力橫向變形實(shí)際壓應(yīng)力假定均勻壓應(yīng)力上承壓板拉壓水平應(yīng)力a)c)b)立方體抗壓強(qiáng)度試件

1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度試件尺寸（尺寸效應(yīng)）1.050.951.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度加載速度越快，強(qiáng)度越高，因?yàn)榱芽p沒(méi)有充分發(fā)展。加載速度的影響

試驗(yàn)時(shí)混凝土的齡期

混凝土抗壓強(qiáng)度隨成型后混凝土的齡期逐漸增長(zhǎng)，增長(zhǎng)的速度開(kāi)始較快，后來(lái)漸緩慢。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度2）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（1）定義：以150mm×150mm×300mm棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件，按與立方體試件相同的制作、養(yǎng)護(hù)條件和標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，記為fc,k

。軸心抗壓強(qiáng)度

能真實(shí)反映以受壓為主的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度。（或稱(chēng)棱柱體抗壓強(qiáng)度）1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度2）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（2）影響因素:試件高度h與邊長(zhǎng)b之比，比值越大，軸心抗壓強(qiáng)度越低。當(dāng)h/b由1增至2時(shí)，混凝土強(qiáng)度降低很快，但是當(dāng)h/b由2增至4時(shí)，其抗壓強(qiáng)度變化不大，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)即可消除試件與墊板間摩阻力的影響，又可避免試件因縱向初彎曲產(chǎn)生的影響，測(cè)得的軸心抗壓強(qiáng)度較穩(wěn)定。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度（3）fc,k與fcu,k的關(guān)系：（1.1-1）式中:αc1—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的比值，C50及以下的混凝土取0.76，對(duì)C80取0.82，中間按照線(xiàn)性?xún)?nèi)插;

αc2—考慮混凝土脆性的折減系數(shù)，C40及以下取1.0，對(duì)C80取0.87，中間按線(xiàn)性?xún)?nèi)插。

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度低于立方體抗壓強(qiáng)度，即

fc,k<fcu,k

。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度

國(guó)外常采用圓柱體試件確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度。

例如：美國(guó)、日本和歐洲混凝土協(xié)會(huì)(CEB)采用直徑6英寸(152mm)、高12英寸(305mm)的圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強(qiáng)度作為軸心抗壓強(qiáng)度的指標(biāo)，記作

fc’

。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度3）混凝土抗拉強(qiáng)度

該比值隨混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)的增大而減小?；炷翗?gòu)件開(kāi)裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與ft

有關(guān)?？估瓘?qiáng)度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度方法一：直接軸向拉伸法1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度方法二：劈裂試驗(yàn)除墊條附近外，在試件中間垂直面上就產(chǎn)生了拉應(yīng)力，它的方向與加載方向垂直，并且基本上是均勻的，當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，試件即被劈裂成兩半。1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度1.單向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》采用150mm立方塊可測(cè)混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度f(wàn)ts式中：F—劈裂破壞荷載；

A—試件劈裂面面積（mm2）。

（1.1-2）2.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度1）雙軸受力時(shí)混凝土的強(qiáng)度

在兩個(gè)相互垂直的平面上，作用著法向應(yīng)力σ1和σ2

，第三個(gè)平面上的法向應(yīng)力為零。雙向正應(yīng)力狀態(tài)2.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度雙向受拉時(shí)（右圖中第一象限），無(wú)論應(yīng)力比值

1/

2

如何，實(shí)測(cè)破壞強(qiáng)度基本不變，即雙向受拉的混凝土抗拉強(qiáng)度均接近于單向抗拉強(qiáng)度。雙向正應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度變化曲線(xiàn)σ2=2σ1σ2=2σ1σ2/fcⅠ拉-拉Ⅳ

壓-拉Ⅱ拉-壓Ⅲ

壓-壓σ1=2σ2σ1=2σ2σ1=σ2σ1/fcσ2σ2σ1σ1σ2/fcσ2=2σ12.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度雙向受壓時(shí)（右圖中第三象限），

一向的混凝土強(qiáng)度隨著另一向壓應(yīng)力的增加而增加。

1/

2約等于2或0.5時(shí)，比單向抗壓強(qiáng)度增加約為25%左右。雙向正應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度變化曲線(xiàn)σ2=2σ1σ2=2σ1σ2/fcⅠ拉-拉Ⅳ

壓-拉Ⅱ拉-壓Ⅲ

壓-壓σ1=2σ2σ1=2σ2σ1=σ2σ1/fcσ2σ2σ1σ1σ2/fcσ2=2σ12.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度一向受拉一向受壓時(shí)（右圖中二、四象限）混凝土的強(qiáng)度均低于單向受力（壓或拉）的強(qiáng)度。雙向正應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度變化曲線(xiàn)σ2=2σ1σ2=2σ1σ2/fcⅠ拉-拉Ⅳ

壓-拉Ⅱ拉-壓Ⅲ

壓-壓σ1=2σ2σ1=2σ2σ1=σ2σ1/fcσ2σ2σ1σ1σ2/fcσ2=2σ12.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度2）正應(yīng)力與剪應(yīng)力共同作用時(shí)混凝土的強(qiáng)度法向應(yīng)力與剪應(yīng)力組合時(shí)的強(qiáng)度曲線(xiàn)拉剪：由于剪應(yīng)力的存在使抗拉強(qiáng)度降低。壓剪：抗壓強(qiáng)度由于剪應(yīng)力的存在而降低。2.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度壓剪時(shí)抗剪強(qiáng)度遵循以下規(guī)律：

當(dāng)σ/fc＜（0.5~0.7)時(shí),抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而增大；

當(dāng)σ=0.6fc左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大；

當(dāng)σ/fc>（0.5~0.7)時(shí),抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而減小。2.復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度3）三軸受壓時(shí)混凝土的強(qiáng)度三向受壓狀態(tài)時(shí)混凝土的強(qiáng)度（1.1-3）