混凝土结构的材料性能课件.pptVIP

　　轴心抗压强度(棱柱体强度)标准值fcu,k与立方体抗压强度标准值fcu,k之间存在以下折算关系 (1-5) 式中 α1——棱柱体强度与立方体强度的比值，当混凝土的强 度等级不大于C50时，α1=0.76；当混凝土的强度 等级为C80时，α1=0.82；当混凝土的强度等级为　　　中间值时，在0.76和0.82之间插人； α2——混凝土的脆性系数，当混凝土的强度等级不大于 　　　 C40时，α2=1.0；当混凝土的强度等级为 C80时，α2=0.87；当混凝土的强度等级为中间值时，在 　　　 1.0和 0.87之间插入； 0.88——考虑结构中的混凝土强度与试块混凝上强度之间的差异等因素的修正系数。 　　混凝土受压破坏是由于混凝土内裂缝的扩展所致.如果对混凝土的横向变形加以约束 限制裂缝的开展，可以提高混凝土的纵向抗压强度。 　　2.混凝土的抗拉强度ftk 　　混凝土的抗拉强ftk比抗压强度低得多。一般只有抗压强度的5％～10％，fcu,k越大ftk/fcu,k值越小，混凝土的抗拉强度取决于水泥石的强度和水泥石与骨料的粘接强度。采用表面粗糙的骨料及较好的养护条件可提高ftk值。 　　轴心抗拉强度是混凝土的基本力学性能，也可间接地衡量混凝土的其他力学性能，如混凝土的抗冲切强度。 　　轴心抗拉强度可采用如图1-17a的试验方法，试件尺寸为100mm×100mm×500mm的柱体两端埋有伸 出长度为150mm的变形钢筋(d＝16mm)，钢筋位于试件轴线上。试验机夹紧两端伸出的钢筋，对试件施加拉力，破坏时裂缝产生在试件的中部，此时的平均破坏应力为轴心抗拉强度ftk。 　　在测定混凝土抗拉强度时，上述试验方法存在对中的困难。故国内外多采用立方体或圆柱体劈裂试验测定混凝土的抗拉强度，如图1-17b所示。在立方体或圆柱体上的垫条施加一条压力线荷载，这样试件中间垂直截面除加力点附近很小的范围外，有均匀分布的水平拉应力。当拉应力达到混凝土的抗拉强度时，试件被劈成两半。根据弹性理论，劈裂抗拉强度δt,s可按下式计算 　　　　　　　δt,s ＝2F/πld 　　　　 　　（1-6） 式中　F——破坏荷载； 　 d——圆柱直径或立方体边长； 　 l——圆柱体长度或立方体边长。 　　抗拉强度标准值ftk与立方体抗压强度标准值fcu,k之间的折算关系为 (1-7) 　　式中，系数0.88和α2的意义同式(1-5)。　　　　为轴心抗拉强度与立方体抗压强度的折算关系，而(1-1.645δ)0.45则反映了试验离散程度对标准值保证率的影响。 　　混凝土抗压强度设计值fc和抗拉强度设计值ft与其对应的标准值的关系为 (1-8) (1-9) 　　式中γc——混凝土的材料分项系数，建筑工程取γc=1.40，公路桥涵工程取γc=1.45。 　　建筑工程规范的混凝土强度标准值见附表1-1，设计值见附表1-2。公路桥涵工程规范的混凝土强度标准值见附表10-1，设计值见附表10-2。 　　3.混凝土在复合应力作用下的强度 　　混凝土结构和构件通常受到轴力、弯矩、剪力和扭矩的不同组合作用，混凝土很少处于理想的单向受力状态，而更多的是处于双向或三向受力状态，因此，分析混凝土在复合应力作用下的强度就很有必要。 　　由于混凝土的特点，在复合应力作用下的强度至今尚未建立起完善的强度理论，目前仍只有借助有限的试验资料，推荐一些近似方法作为计算的依据。 　　(1)混凝土的双向受力强度（图1-18为混凝土双向受力试验结果） ①双向受拉，图1-18中第一象限，σ1与σ3的相互影响不大，双向受拉强度均接近于单向受拉强度。 ②一向受拉，另一向受压，图1-18第二、四象限，混凝土强度均低于单向拉伸或压缩的强度，即双向异号应力使强度降低。 ③双向受压，图1-18第三象限，最大受压强度发生在σ2/σ3等于0.2～1.0时，混凝土双向受压强度比单向受压强度最多可提高20％。 　　(2)混凝土在法向应力和切应力作用下的复合强度 　　 从图中可以看出：①抗剪强度随拉应力的增大而减小；②随着压应力的增大，抗拉强度增大，但大约在σ/fc＞0.6时，由于内裂缝明显发展，抗剪强度反而随压应力的增大而减小，从抗压强度的角度来分析，由于切应力的存在，混凝土的抗压强度要低于单向抗压强度。 (3)混凝土的三向受压强度 　　混凝土在三向受压的情况下其最大主压应力方向的抗压强度取决于侧向压应力的约束程度。 图1-20所示为圆柱体三轴受压(侧向压应力均为σ1的试验 随着侧向压应力的增加、微裂缝的发展受到了极大的限制 ，大大地提高了混凝土纵向抗压强度，此时混凝土的变形性能接近理想的