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混凝土结构设计原理

DesignPrincipleforConcreteStructure

第二章混凝土结构材料的

物理力学性能

第二章钢筋和混凝土的材料性能

2.1混凝土的物理力学性能

2.1.1混凝土的组成结构

通常把混凝土的结构分为三种类型：

Ａ.微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未

水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。

Ｂ.亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。

Ｃ.宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。

注意：1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响

混凝土强度的重要因素；

2.在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有

着极为重要的影响。

2.1混凝土的物理力学性能

第二章钢筋和混凝土的材料性能

2.1.2单轴应力状态下的混凝土强度

混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗

压强度是混凝土力学性能中最主要和最根本的指标。

混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的

（1）单向受力状态下混凝土的强度

1）立方体抗压强度：边长为150mm的混凝土立方

体试件，在标准条件下（温度为20±3℃，湿度≥90%）

2

养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm/s，

两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度，

用符号C表示。

《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强

2

度等级，级差为5N/mm。

2.12.1混凝土混凝土的物理力学性能

2〕轴心抗压强度

按标准方法制作的150mm×l50mm×300mm的棱柱体

试件，在温度为20土3℃和相对湿度为90％以上的条件下

养护28d，用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压

强度。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗

压强度。

考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际构

件强度与试件强度之间存在差异，?标准?基于平安取偏

低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准

值的换算关系为：

2.1混凝土的物理力学性能

式中：k为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大

１

于C50级的混凝土取0.76，对C80取0.82，其间按线性插值。

k为高强混凝土的脆性折减系数，对C40取1.0，对C80取

2

0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际构件与

试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。

fcu,k立方体强度标准值即为混凝土强度等级fcu。

2.1混凝土的物理力学性能

3〕轴心抗拉强度

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，但由于试验比较困难，目

前国内外主要采用圆柱体或立方体的劈裂试验来

间接测试混凝土的轴心抗拉强度。

F

压

a拉

压

F

劈拉试验

2.1混凝土的物理力学性能

第二章钢筋和混凝土的材料性能

混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系