钢筋和混凝土材料的力学性能混凝土

立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的
受力状态，只是用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平
和品质的标准（制作、测试方编便辑pp）t 。
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2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2、轴心抗压强度Axial Compressive Strength 采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件中 混凝土的受压情况。
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7 2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径150mm，高 300 mm）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号 记为 fc'。 圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为，
fc(0.7~ 90.87 )fc5,u k
《规范》对小于C60级的混凝土取0.79，对C60取0.833， 对C70取0.857，对C80取0.875
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
4、混凝土强度的标准值 Characteristic Strength
《规范》规定材料强度的标准值 fk 应具有不小于95%的保证率
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2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
3、轴心抗拉强度Axial Tensile Strength
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11 2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
也是其基本力学性能，用符号 ft 表示。混凝土构件开裂、裂缝、 变形，以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与抗拉强度有关。
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第二章 钢筋和混凝土的材料性能
立方体强度的影响因素：
①试验方法（润滑剂）②加载速度③试验环境（温湿度） ④试 件尺寸Size Affection 。
100mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系
fc1u50
f 100 cu
fc1u501.05fc2u00
小于C50的混凝土，修正系数 =0.95。随混凝土强度的提高，修 正系数 值有所降低。当fcu100=100N/mm2时，换算系数 约为0.9
《规范》用标准制作方式制成的150×150mm的立方体试块， 在28天龄期，用标准试验方法测得具有95％保证率的抗压强 度。根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级 差为5N/mm2。与原《规范GBJ10-89》相比，混凝土强度等 级范围由C60提高到C80，C50以上为高强混凝土，有关指标 和计算公式在C50与原《规范GBJ10-89》衔接。
2.2.4 混凝土的变形 2.2.5 复杂应力下混凝土的受力性能
基本要求
重点、难点
混凝土的强度：立方体抗压强度，轴心 砼的主要强
抗压强度，抗拉强度。
度指标及其
混凝土的变形：一次短期加载时的应变 收缩徐变。
性能，弹性模量、变形模量，收缩、徐变
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2百度文库
2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.2 混凝土
ft
16
6
5
ft
0.26
f
2/ cu
3
GBJ10-89 规范
150
4
500
100 轴心受拉试验
150
3
2
ft
0.395
f
0.55 cu
1
fcu
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
轴心编受辑p拉pt 强度与立方体强度间的换算关系 12
2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
其间按线性插值
2高强混凝土的脆性折减系数： 《规范》对小于C40级的混
凝土取1.00，对C80取0.87，其间按线性插值
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2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
Why Axial Compressive Strength is smaller than
cube strength?
2.2.1 混凝土的组成结构
普通砼是由水泥、石、砂、水按一定的配 合比拌制，经过凝固硬化后做成的人工石材。
骨料
弹性变形的基础
水泥结晶体
水泥凝胶体 塑性变形的基础
砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。
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2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.2.2 单向受力状态下混凝土的强度
1、混凝土立方体抗压强度和强度等级（ Strength Grade ） 混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度(Compressive
Strength)。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本 的指标。
混凝土立方体抗压强度：边长150mm立方体标准试件，在标准 条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法 （加载速度0.15~0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有 95%保证率的立方体抗压强度(Cube Strength)，用符号C表示。
由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈拉 试验测定混凝土的抗拉强度(Splitting Strength )
P
压
2P
a
拉
fsp a2
压
P
劈拉试验
fsp 0 .82 8 0 .3f9 c,k u 0 5 .5(1 5 1 .64 )0 .45 5
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13 2.2 混凝土
C30：fcu,k=30N/mm2
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4 2.2 混凝土
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Why do vertical cracks occur under vertical
compressive force?
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2.2 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的
混凝土结构
Concrete Structure
第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能
Mechanical Properties of Reinforcement and Concrete
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第二章 钢筋和混凝土的材料性能
第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能
§2.2 混凝土的物理力学性能 2.2.1 混凝土的组成结构 2.2.2 单向受力状态下混凝土的强度 2.2.3 混凝土破坏机理
为消除端部约束的影响，棱柱体试件高宽比一般为h/b=3~4， 我国通常取150mm×150mm×450mm，也常用100×100×300。
对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。棱柱
体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为，
fck0.881 2fc,uk
1 《规范》对小于C50级的混凝土取0.76，对C80取0.82，