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材料的力学性能本章主要内容混凝土的力学性能钢筋的力学性能钢筋与混凝土的粘结钢筋和混凝土的选用 第1节 混凝土的主要力学性能1 混凝土的强度 荷载的性质和受力条件不同，使混凝土具有不同的强度。单向应力状态下的强度立方体抗压强度轴心抗压强度轴心抗拉强度双向受力强度三向受压强度复合应力状态下的强度 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能立方体抗压强度 fcu 边长为150mm的标准立方体试块在标准条件下养护28d后，以标准试验方法测得的破坏时的平均压应力为混凝土的立方体抗压强度。 按上述规定所测得的具有95%保证率的抗压强度称为混凝土的立方体抗压强度标准值。立方体抗压强度标准值 fcu,k 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能 当≤C50时，普通混凝土； 当＞C50时，高强混凝土。 fcu,k是混凝土各种强度指标的基本代表值《混凝土规范》对混凝土的强度分级按 fcu,k 划分为14级，即 C15-C80。C15混凝土立方体抗压强度标准值，单位 N/mm2 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能影响立方体抗压强度的因素：（1）试验方法：试块与试验机垫板间存在摩擦，对试块有“套箍”作用，引起抗压强度提高。（2）试件尺寸：尺寸越小，强度越高。（3）加载速度：速度越快，强度越高。（4）混凝土龄期：随龄期的增长而提高。 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能轴心（棱柱体）抗压强度 fc采用棱柱体试件，能够反映混凝土的实际工作状态。我国取150×150×300mm为标准试件，按与立方体试验相同的规定所得的平均应力值，为 fc 。棱柱体高度取值的原因：消除端部摩擦的影响试件不致失稳 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能立方体抗压强度与轴心抗压强度 fc 间的关系棱柱体强度与立方体强度的比值混凝土考虑脆性的折减系数结构中混凝土与试件混凝土的强度差异修正系数计算受弯构件，轴心受压构件和偏心受压构件的正截面承载力时，都是以 fc 作为强度计算指标的。 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能轴心抗强度 ft 、ftk一般只为抗压强度的 1/17 ~ 1/8。轴心抗拉强度可由试验直接测得。轴心受拉试验（直接）150150500100100 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能轴心抗强度 ft 、ftk一般只为抗压强度的 1/17 ~ 1/8。轴心抗拉强度可由试验间接测得。劈裂试验（间接）a 1 混凝土的强度——单向应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能轴心抗强度 ft 、ftk 通过试验分析，《规范》给出轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值的关系。——变异系数注意：混凝土强度越高， ftk 与 fcu,k 的比值越小。 1 混凝土的强度——复杂应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能实际上混凝土构件都处于复合应力状态双向应力状态三向应力状态法向应力和剪应力组合状态 1 混凝土的强度——复杂应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能双向应力状态双等拉双等压-1.2600.20.4-0.6-0.4-0.2-1.2-1.0-0.8-1.400.20.4-0.6-0.4-0.2-1.2-1.0-0.8-1.4Kupfer的强度包络图 双向受压的破坏强度高于单轴抗压强度。 双轴受压的强度最大值不是发生在双轴等压的情况下,而是发生在σ1/σ2≈0.5时。 1 混凝土的强度——复杂应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能双向应力状态双等拉双等压-1.2600.20.4-0.6-0.4-0.2-1.2-1.0-0.8-1.400.20.4-0.6-0.4-0.2-1.2-1.0-0.8-1.4Kupfer的强度包络图双向受拉的破坏强度接近于单轴抗拉强度。一拉一压的破坏强度低于相应的单轴受力强度。 1 混凝土的强度——复杂应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能三向应力状态通过液体静压力对圆柱体试件施压侧向等压（常规三轴）的情况三向受压时，由于侧向压应力的约束作用，最大的主压应力轴的抗压强度大大增大。经验公式：配有螺旋钢箍柱、钢管混凝土柱等都是利用此性质，强度、延性大大提高。 1 混凝土的强度——复杂应力状态下的强度第1节 混凝土的主要力学性能法向应力和剪应力组合状态压应力低时，抗剪强度随压应力的增大而增大，当压应力超过 时，抗剪强度随压应力的增大而减小。即剪应力存在，混凝土的抗压强度低于单向抗压强度。 1 混凝土的强度——复杂应力状态下的强度第1