鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料-混凝土的強度

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

1.單向應力狀態(tài)下混凝土的強度2.復合應力狀態(tài)下的混凝土強度1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度1）混凝土的立方體抗壓強度（1）立方體抗壓強度標準值：邊長150mm的立方體試件，按照標準方法制作養(yǎng)護（溫度20±2℃、相對濕度不小于95%的潮濕空氣中養(yǎng)護28d），用標準試驗方法，測得的具有95%保證率的抗壓強度，記為fcu,k，單位為MPa?！炷粱緩姸戎笜?.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度

《公路橋規(guī)》根據(jù)立方體抗壓強度標準值fcu,k進行了強度等級的劃分，稱為混凝土的強度等級，用符號C表示。

公路橋梁的混凝土強度等級從C25~C80共分為12個等級，中間以5MPa進級，分別為C25、C30、C35、……C80，C后面的數(shù)字表示立方體抗壓強度標準值，如C25表示fcu,k=25MPa。1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度（2）影響立方體抗壓強度的因素

直接受壓(標準試驗方法）試驗方法

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

1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度試件尺寸（尺寸效應）1.050.951.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度加載速度越快，強度越高，因為裂縫沒有充分發(fā)展。加載速度的影響

試驗時混凝土的齡期

混凝土抗壓強度隨成型后混凝土的齡期逐漸增長，增長的速度開始較快，后來漸緩慢。1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度2）混凝土的軸心抗壓強度（1）定義：以150mm×150mm×300mm棱柱體為標準試件，按與立方體試件相同的制作、養(yǎng)護條件和標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度，記為fc,k

。軸心抗壓強度

能真實反映以受壓為主的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓強度。（或稱棱柱體抗壓強度）1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度2）混凝土的軸心抗壓強度（2）影響因素:試件高度h與邊長b之比，比值越大，軸心抗壓強度越低。當h/b由1增至2時，混凝土強度降低很快，但是當h/b由2增至4時，其抗壓強度變化不大，因為在此范圍內(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，測得的軸心抗壓強度較穩(wěn)定。1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度（3）fc,k與fcu,k的關(guān)系：（1.1-1）式中:αc1—混凝土軸心抗壓強度與立方體抗壓強度的比值，C50及以下的混凝土取0.76，對C80取0.82，中間按照線性內(nèi)插;

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

混凝土軸心抗壓強度低于立方體抗壓強度，即

fc,k<fcu,k

。1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度

國外常采用圓柱體試件確定混凝土軸心抗壓強度。

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

fc’

。1.單向應力狀態(tài)下的混凝土強度3）混凝土抗拉強度

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

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

A—試件劈裂面面積（mm2）。

（1.1-2）2.復合應力作用下混凝土的強度1）雙軸受力時混凝土的強度

在兩個相互垂直的平面上，作用著法向應力σ1和σ2

，第三個平面上的法向應力為零。雙向正應力狀態(tài)2.復合應力作用下混凝土的強度雙向受拉時（右圖中第一象限），無論應力比值

1/

2

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

壓-拉Ⅱ拉-壓Ⅲ

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

一向的混凝土強度隨著另一向壓應力的增加而增加。

1/

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

壓-拉Ⅱ拉-壓Ⅲ

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

壓-拉Ⅱ拉-壓Ⅲ

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

當σ/fc＜（0.5~0.7)時,抗剪強度隨壓應力的增大而增大；

當σ=0.6fc左右時，抗剪強度達到最大；

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