混凝土结构的材料性能课件.pptVIP

軸心抗壓強度(棱柱體強度)標準值fcu,k與立方體抗壓強度標準值fcu,k之間存在以下折算關係(1-5)式中α1——棱柱體強度與立方體強度的比值，當混凝土的強度等級不大於C50時，α1=0.76；當混凝土的強度等級為C80時，α1=0.82；當混凝土的強度等級為中間值時，在0.76和0.82之間插人；α2——混凝土的脆性係數，當混凝土的強度等級不大於C40時，α2=1.0；當混凝土的強度等級為C80時，α2=0.87；當混凝土的強度等級為中間值時，在1.0和0.87之間插入；0.88——考慮結構中的混凝土強度與試塊混凝上強度之間的差異等因素的修正係數。混凝土受壓破壞是由於混凝土內裂縫的擴展所致.如果對混凝土的橫向變形加以約束限制裂縫的開展，可以提高混凝土的縱向抗壓強度。2.混凝土的抗拉強度ftk混凝土的抗拉強ftk比抗壓強度低得多。一般只有抗壓強度的5％～10％，fcu,k越大ftk/fcu,k值越小，混凝土的抗拉強度取決於水泥石的強度和水泥石與骨料的粘接強度。採用表面粗糙的骨料及較好的養護條件可提高ftk值。軸心抗拉強度是混凝土的基本力學性能，也可間接地衡量混凝土的其他力學性能，如混凝土的抗沖切強度。軸心抗拉強度可採用如圖1-17a的試驗方法，試件尺寸為100mm×100mm×500mm的柱體兩端埋有伸出長度為150mm的變形鋼筋(d＝16mm)，鋼筋位於試件軸線上。試驗機夾緊兩端伸出的鋼筋，對試件施加拉力，破壞時裂縫產生在試件的中部，此時的平均破壞應力為軸心抗拉強度ftk。在測定混凝土抗拉強度時，上述試驗方法存在對中的困難。故國內外多採用立方體或圓柱體劈裂試驗測定混凝土的抗拉強度，如圖1-17b所示。在立方體或圓柱體上的墊條施加一條壓力線荷載，這樣試件中間垂直截面除加力點附近很小的範圍外，有均勻分佈的水準拉應力。當拉應力達到混凝土的抗拉強度時，試件被劈成兩半。根據彈性理論，劈裂抗拉強度δt,s可按下式計算δt,s＝2F/πld（1-6）式中F——破壞荷載；d——圓柱直徑或立方體邊長；l——圓柱體長度或立方體邊長。抗拉強度標準值ftk與立方體抗壓強度標準值fcu,k之間的折算關係為(1-7)式中，係數0.88和α2的意義同式(1-5)。為軸心抗拉強度與立方體抗壓強度的折算關係，而(1-1.645δ)0.45則反映了試驗離散程度對標準值保證率的影響。混凝土抗壓強度設計值fc和抗拉強度設計值ft與其對應的標準值的關係為(1-8)(1-9)式中γc——混凝土的材料分項係數，建築工程取γc=1.40，公路橋涵工程取γc=1.45。建築工程規範的混凝土強度標準值見附表1-1，設計值見附表1-2。公路橋涵工程規範的混凝土強度標準值見附表10-1，設計值見附表10-2。3.混凝土在複合應力作用下的強度混凝土結構和構件通常受到軸力、彎矩、剪力和扭矩的不同組合作用，混凝土很少處於理想的單向受力狀態，而更多的是處於雙向或三向受力狀態，因此，分析混凝土在複合應力作用下的強度就很有必要。由於混凝土的特點，在複合應力作用下的強度至今尚未建立起完善的強度理論，目前仍只有借助有限的試驗資料，推薦一些近似方法作為計算的依據。(1)混凝土的雙向受力強度（圖1-18為混凝土雙向受力試驗結果）①雙向受拉，圖1-18中第一象限，σ1與σ3的相互影響不大，雙向受拉強度均接近於單向受拉強度。②一向受拉，另一向受壓，圖1-18第二、四象限，混凝土強度均低於單向拉伸或壓縮的強度，即雙向異號應力使強度降低。③雙向受壓，圖1-18第三象限，最大受壓強度發生在σ2/σ3等於0.2～1.0時，混凝土雙向受壓強度比單向受壓強度最多可提高20％。(2)混凝土在法向應力和切應力作用下的複合強度從圖中可以看出：①抗剪強度隨拉應力的增大而減小；②隨著壓應力的增大，抗拉強度增大，但大約在σ/fc＞0.6時，由於內裂縫明顯發展，抗剪強度反而隨壓應力的增大而減小，從抗壓強度的角度來分析，由於切應力的存在，混凝土的抗壓強度要低於單向抗壓強度。(3)混凝土的三向受壓強度混凝土在三向受壓的情況下其最大主壓應力方向的抗壓強度取決於側向壓應力的約束程度。圖1-20所示為圓柱體三軸受壓(側向壓應力均為σ1的試驗隨著側向壓應力的增加、微裂縫的發展受到了極大的限制，大大地提高了混凝土縱向抗壓強度，此時混凝土的變形性能接近理想的