同济大学混凝土课件第二章.pptVIP

第2章混凝土结构材料的 物理力学性能;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2-1 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。;2.1.2 复合应力状态下混凝土的强度;图2-7 法向应力和剪应力组合的破坏曲线 A—轴心受拉；B—纯剪；C—剪压；D—轴心受压;2 三向受压状态 三向受压下混凝土圆柱体的轴向应力应变曲线可以由周围用液体压力加以约束的圆柱体进行加压试验得到，在加压过程中保持液压为常值，逐渐增加轴向压力直至破坏，并量测其轴向应变的变化。;2.1.3 混凝土的变形;图2-10 不同强度的混凝土的应力-应变曲线比较;(2)混凝土单轴向受压应力-应变本构关系曲线;图2-12 Rüsch建议的应力-应变曲线;(3)混凝土轴向受拉时的应力-应变关系;(4)混凝土的变形模量;3)混凝土的切线模量;2 荷载长期作用下混凝土的变形性能;图2-17 不同应力/强度比值的徐变时间曲线;3 混凝土的收缩与膨胀;2.1.4 混凝土的疲劳; 混凝土的疲劳强度用疲劳试验测定。疲劳试验采用100mm×100mm×300mm或150mm×150mm×450mm的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。 混凝土的疲劳强度与重复作用时应力变化的幅度有关。在相同的重复次数下，疲劳强度随着疲劳应力比值的减小而增大。疲劳应力比值按下式计算：;2.2 钢筋的物理力学性能;2 劲性钢筋;2.2.2 国产普通钢筋;2 工程应用;2.2.3 钢筋的强度与变形; 对没有明显流幅或屈服点的预应力钢筋，一般取残余应变0.2%所对应的应力作为其条件屈服强度标准值。;2.2.4 钢筋本构关系;2 描述完全弹塑性加硬化的三折线模型;3 描述弹塑性的双斜线模型;2.2.5 钢筋的疲劳;2.2.6 混凝土结构对钢筋性能的要求;2.3 混凝土与钢筋的粘结;2.3.2 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2-25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。;2.3.3