混凝土结构材料的性能

30.0
峰值点C
25.0
拐点D
20.0 临界点 B
15.0
收敛点E
10.0 比例极限A
5.0
破坏点F
0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012
O 0.001
0.003
ε 0.005 0.007
0.009
0.011
0→A:近似弹性 A→B:非线性 B→C:体积增大 C→F:破坏
6.分级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50, C55, C60, C65,C70,C75,C80 (高强混凝土），共14个等级。 C—Concrete,单位：N/mm2或MPa
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混凝土结构设计原理
第2 章
❖ 轴心抗压强度 (棱柱体抗压强度fc
承压板
标准试块：150×150 ×300
试
块
非标准试块：100×100 ×300 换算系数 0.95
200×200 ×400 换算系数 1.05
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混凝土结构设计原理
第2 章
b b
f f ck cu,k
1.0 0.5
0 1 2 345
hb
h
fck 0.88c1c2 fcu,k
圆柱体试验
fcc' fc '（4.5 - 7.0）fL
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1=fcc’
有侧向约 束时的抗 压强度
无侧向约 束时圆柱 体的单轴 抗压强度
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混凝土结构设计原理
2.1.4 混凝土的变形
❖ 一次加载
第2 章
作用是：峰值 应力后，吸收 试验机的变形 能，测出下降 段
σ（N/mm2）
35.0
c2 1.00 0.984 0.968 0.951 0.935 0.919 0.903 0.887 0.87
•考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱体抗压强
度，且有：fc=0.76fcu (试验结果)
•考虑到构件和试件的区别，取fc=0.67fcu
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混凝土结构设计原理 ❖ 轴心抗拉强度
承压板
摩擦力
•压力试件裂缝 发展扩张整个体 系解体，丧失承载力
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试块
•另影响强度的因素 上一章
还有：龄期、加载速
率、试块尺寸等
下一章
不涂润滑剂 涂润滑剂
强度大于
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我国规范的方法：不涂润滑剂
混凝土结构设计原理
第2 章
❖ 立方体抗压强度（强度等级）
1.标准尺寸：150mm×150mm×150mm 2.养护条件：20℃ ±3℃，湿度≥90%；28d
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混凝土结构设计原理
第2 章
/fc 0.2
0.1
-0.1 0.0 单轴抗拉强度
/fc
0.6
1.0
单轴抗压强度
法向应力和剪应力下的强度曲线
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混凝土结构设计原理 ➢ 三向受力
第2 章
1=fcc’
2= 3= fL
fL----侧向约束压 应力（加液压）
值：
强度标准值=强度平均值1.645×均方差
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强度
平均
值
目录
上一章
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材料强度
帮助
混凝土结构设计原理
第2 章
5.非标准试块强度换算系数：
200mm×200mm×200mm:1.05； 100mm×100mm×100mm:0.95。
6〞×12〞圆柱体：1.20 （1〞=2.54cm） 6〞×12〞棱柱体：1.32
F fts
•我国根据100mm立方体的 劈裂与抗压试验结果有：
•fts=0.19fcu 3/4
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混凝土结构设计原理
第2 章
2.1.3 复杂应力下的强度
➢ 双向受力
双轴应力下的强度
1.2 1.0 2/f
c
-0.2 拉 -0.2
1.0 1.2 压 1/fc
双向正应力下的强度曲线
混凝土结构设计原理
第2 章
混凝土结构材料的性能
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混凝土结构设计原理
第2 章
本章重点
➢ 土木工程用钢筋的品种、级别、性能及其 选用原则；
➢ 混凝土在各种受力状态下的强度与变形 性能及其选用原则；
➢ 钢筋与混凝土的共同工作原理。
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混凝土结构设计原理
第2 章
单轴受压时的应力-应变关系的数学模型
c
fc
c
f
c
1
1
c 0
2
o
c
f
c
1
0.15
c u
0 0
c
fc 0.15fc
0=0.002
c
f
c
1
1
c 0
2
c
Βιβλιοθήκη Baidu
u=0.0038
o
0=0.002
c u=0.0035
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美国Hognestad模 型
3.加荷方法：加荷速度0.15～0.25MPa/s， 垫板不涂油或垫橡胶板。
4.强度保证率：95% ，f = -1.645
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第2 章
强度指标的确定
强度
强 度 标 准 值
随机变量 概率 密度
根据统计资料，运用
数理统计方法确定的
强度
具有一定保证率
标准
值
（95%）的统计特征
实际构件与试 块混凝土强度的 修正系数
棱柱体强度 与立方体强 度之比值
脆性影响 系数
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混凝土结构设计原理
第2 章
c1 和 c2 值
混凝土
强度
≤
C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80
等级 C40
c1 0.76 0.76 0.76 0.77 0.78 0.79 0.80 0.81 0.82
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混凝土结构设计原理
第2 章
❖ 一次加载
σ（N/mm2）
65 60
55 50
45 40
35 30
25 20
15 10
ε O O.002 O.004 O.006 O.008 O.010 O.012
高强混凝土： 0↗， ↘cu
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混凝土结构设计原理
第2 章
轴心抗拉强度与 立方体抗压强度
的折算系数
ftk
0.88
2
0.395
f
0.55 cu,k
(1
1.645
)0.45
试验离散性的 影响系数
试验离散 性系数
150mm
150mm
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100×100× 500mm
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劈裂试验fts
F
第2 章
F
d
d
F
2F
fts dl
§2.1 混凝土 2.1.1 组成及特点
第2 章
主要材料：水泥、水、砂、石
特点: 1）固、液、气三相体； 2）水化过程长，性能要很长时间才稳定； 3）水泥石收缩可形成微裂缝； 4）受制作、养护、使用条件影 响大。
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混凝土结构设计原理
2.1.2 混凝土强度
第2 章
立方体抗压强度fcu