鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能(I)

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1、第一章鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能1.掌握混凝土的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)及一次單軸短期加載的變形性能。2.了解混凝土的彈性模量、變形模量、混凝土的收縮和徐變。第一講教學(xué)目標(biāo)：重點(diǎn)1.混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)；2.混凝土的變形；難點(diǎn)1.混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)；2.混凝土的變形。§1.1混凝土的物理力學(xué)性能一、混凝土的強(qiáng)度1.混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級（1）混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度規(guī)范規(guī)定：混凝土強(qiáng)度按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。確定方法：用邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20±3℃，相對濕度大于90%）養(yǎng)護(hù)28天后，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（試件的承壓面不涂潤滑劑，加荷速度約每秒0.3～0.8N/mm

2、2）測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號表示。立方體抗壓強(qiáng)度fcu承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑（箍套作用）涂潤滑劑強(qiáng)度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑壓力?試件?裂縫發(fā)展?擴(kuò)張?整個(gè)體系解體，喪失承載力另影響強(qiáng)度的因素還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等強(qiáng)度指標(biāo)的確定強(qiáng)度隨機(jī)變量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的具有一定保證率（95%）的統(tǒng)計(jì)特征值：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=強(qiáng)度平均值-1.645×標(biāo)準(zhǔn)差概率密度材料強(qiáng)度強(qiáng)度平均值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×150非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×100換算系數(shù)0.95200×200×200換算系數(shù)1.05立方體抗

3、壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級的指標(biāo)，我國規(guī)范混凝土的強(qiáng)度等級有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級的要求：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于Ｃ15；當(dāng)采用HRB335級鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于Ｃ20；當(dāng)采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不得低于Ｃ20。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于Ｃ30；當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于Ｃ40。2混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

4、采用與立方體試件相同制作條件、尺寸為150×150×300mm或者150×150×450mm棱柱體試件測得的抗壓強(qiáng)度作為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號表示，混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：（2.2.1）式中—棱柱強(qiáng)度與立方強(qiáng)度之比，對C50及以下取=0.76，對C80取=0.82，中間按線形規(guī)律變化；—考慮C40以上混凝土脆性的折減系數(shù)，對C40取=1.0，對C80取=0.87，中間按線形規(guī)律變化。棱柱體抗壓強(qiáng)度fc承壓板試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×300非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×300換算系數(shù)0.95200×200×400換算系數(shù)1.05考慮到承壓板對試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度

5、大于棱柱體抗壓強(qiáng)度，且有：fc=0.76fcu(試驗(yàn)結(jié)果)考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取fc=0.67fcu對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會等）采用的圓柱體試件（d=150,h=300），有fc’=0.79fcu圓柱體抗壓強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度可采用尺寸為100×100×500mm的柱體試件進(jìn)行直接軸心受拉試驗(yàn)，但其準(zhǔn)確性較差。故國內(nèi)外多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測定?；炷凛S心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：3.軸心抗拉強(qiáng)度直接受拉試驗(yàn)ft100100150150500試驗(yàn)結(jié)果：ft=0.395fcu0.55考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，尺寸效應(yīng)，加荷速度等的影響，取ft=0.348fcu0.55劈

6、裂試驗(yàn)ftsddftsFFFF我國根據(jù)100mm立方體的劈裂與抗壓試驗(yàn)結(jié)果有：fts=0.19fcu3/4二、混凝土的變形混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度、濕度變化引起的變形。?(MPa)fco?0?(?10-3)abcd225201510546810混凝土強(qiáng)度提高加載速度減慢單軸受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系作用是：峰值應(yīng)力后，吸收試驗(yàn)機(jī)的變形能，測出下降段1.混凝土單軸受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線單軸受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型?u=0.0038?0=0.002o?cfc?c0.15fc?u=0.0035?0=0.002o?cfc?c美國Hognestad模

7、型德國Rüsch模型單軸受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型----中國規(guī)范?u?0o?cfc?c彈性模量：是反映彈性材料應(yīng)力與應(yīng)變之間的一個(gè)重要物理量，表達(dá)式.?c?c?c?c?e?p?0??1原點(diǎn)切線模量（彈性模量）：拉壓相同變形模量（割線模量、彈塑性模量）切線模量受壓時(shí)，為0.4~1.0；受拉破壞時(shí)，為1.02.混凝土的彈性模量、變形模量混凝土的彈性模量的試驗(yàn)方法（150×150×300標(biāo)準(zhǔn)試件