【正文】 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 學(xué)習(xí)目標(biāo) ▲ 掌握鋼筋的應(yīng)力 應(yīng)變曲線； ▲ 了解鋼筋的冷加工性能、重復(fù)荷載下鋼筋的疲勞性能； ▲ 掌握混凝土強(qiáng)度、應(yīng)力 應(yīng)變曲線的概念； ▲ 熟悉混凝土變形模量、徐變、收縮的概念； ▲ 掌握粘結(jié)的定義、基本錨固長度的計(jì)算； ▲ 掌握保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造要求。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)材料 的物理力學(xué)性能 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 教學(xué)提示 ▲ 首先應(yīng)明確材料的物理力學(xué)性能是混凝土 結(jié)構(gòu)計(jì)算理論建立的基礎(chǔ)。 ▲ 本章應(yīng)重點(diǎn)介紹混凝土在各種受力狀態(tài)下 的強(qiáng)度與變形性能、鋼筋和混凝土的應(yīng)力 應(yīng)變曲線以及鋼筋與混凝土的黏結(jié)機(jī)理。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 主要內(nèi)容： 混凝土的物理力學(xué)性能 鋼筋的物理力學(xué)性能 鋼筋與混凝土的粘結(jié) 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土 一、混凝土的強(qiáng)度 混凝土立方抗壓強(qiáng)度 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 混凝土抗拉強(qiáng)度 cufcftf150 150 150 150 150 300 100 100 500 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 （ 混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的 抗壓強(qiáng)度 。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中 最主要 和 最基本的指標(biāo) ） （ 1） 立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值： 邊長 150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（ 20177。 3℃ ， ≥90%濕度）養(yǎng)護(hù) 28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度 ~，兩端不涂潤滑劑）測得的 具有 95%保證率 的立方體抗壓強(qiáng)度。 fcu,k= fcu,m(?)。 混凝土 一、混凝土的強(qiáng)度 立方體抗壓強(qiáng)度 fcu，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 （ 2） 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)： 《 規(guī)范 》 是根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的。從 C15~C80共劃分為 14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)（如 C30表示 fcu,k =30N/mm2） ，級(jí)差為5N/mm2。 （ 3） 非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度換算系數(shù)： 200mm 200mm 200mm:； 100mm 100mm 100mm:。 套箍效應(yīng) : 不涂潤滑油 涂潤滑油 未采取減摩措施 采取減摩措施后 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 軸心抗壓強(qiáng)度 fc （ 1） 軸心抗壓強(qiáng)度的概念： 也稱棱柱體抗壓強(qiáng)度（用符號(hào) fc表示） ，是用高寬比為 2~4的棱柱體試件測得的抗壓強(qiáng)度，我國標(biāo)準(zhǔn)以 150 150 300mm的棱柱體試件為標(biāo)準(zhǔn)試件， 也常用 150 150 450的棱柱體試件。 （ 2） 棱柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系 c k c 1 c 2 c u , k0 . 8 8ff ???結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度與試塊混凝土強(qiáng)度的比值 脆性影響系數(shù) 棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比值 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 ?c1 和 ?c2 的取 值 混凝土強(qiáng)度 等級(jí) ≤ C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 ?c1 ?c2 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 拉 壓 壓 ▲ 劈裂試驗(yàn) （ 由于軸心受拉試驗(yàn)對(duì)中困難，也常常采用立方體或圓柱體 劈裂試驗(yàn) 測定混凝土的抗拉強(qiáng)度 ） dlFstf?2, ?劈拉強(qiáng)度 劈拉試驗(yàn) F d F 軸心抗拉強(qiáng)度 ft 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 軸心受拉強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度間的換算關(guān)系 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 GBJ1089 規(guī)范 55 . 0 395 . 0 cu,m t,m f f ? 3 / 2 26 . 0 cu,m t,m f f ? mtf,mcuf , 500 150 15010016軸心受拉試驗(yàn)▲ 軸心抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 2 )( , ?? ??? kcuff ctk軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 （ 1） 《 規(guī)范 》 規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 fk 應(yīng)具有不小于95%的保證率 )( ??? mk ffkcuccck ff , ???（ 3） 軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 2 )( , ?? ??? kcuff ctk（ 4） 軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （ 2） 立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k= fcu,m(?) 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 [例 ] 已知 fcu,m=30MPa, ? =，求 fcu,k和 fck fcu,k=fcu,m (?) = fc,m=,m fck=fc,m(?) =,m (?) = 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （ N/ m m2）混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級(jí)強(qiáng)度種類 符號(hào)C 15 C 20 C 25 C 30 C 35軸心抗壓強(qiáng)度 fck10 . 0 13 . 4 16 . 7 20 . 1 23 . 4軸心抗拉強(qiáng)度 ft k1. 27 1. 54 1. 78 2. 01 2. 20混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級(jí)C 40 C 45 C 50 C 55 C 60 C 65 C 70 C 75 C 8026 . 8 29 . 6 32 . 4 35 . 5 38 . 5 41 . 5 44 . 5 47 . 4 50 . 22. 40 2. 51 2. 65 2. 74 2. 85 2. 93 3. 00 3. 05 3. 10 橋規(guī) 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 二、混凝土破壞機(jī)理 fc fcu ? （ a）不涂潤滑劑 （ b）涂潤滑劑 ≈ 棱柱體 立方體 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 三、復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能 （實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土 很少 處于單向受力狀態(tài)。 更多 的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。） 雙向受壓強(qiáng)度 大于 單向受壓強(qiáng)度， 最大強(qiáng)度發(fā)生在 兩個(gè)壓應(yīng)力之比為 ~，約為 (~ )fc。 （ 1） 雙向受壓（第三象限） 1 雙軸應(yīng)力狀態(tài) 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 任意應(yīng)力比情況下， 其強(qiáng)度均不超過 相應(yīng)的單軸強(qiáng)度。 并且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨 另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。 （ 2） 一軸受壓一軸受拉（第二、四象限） （ 3） 雙軸受拉（第一象限） 任意應(yīng)力比情況下，其強(qiáng)度 均 與單軸抗拉強(qiáng)度 相近 。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 （構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到） 2 剪應(yīng)力 t 和正應(yīng)力 s 共同作用下的復(fù)合受力情況 ▲ 混凝土的強(qiáng)度： 拉 剪 ：抗拉 、 抗剪強(qiáng)度都降低； 壓 剪 ： 時(shí) ， 抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大； 時(shí)，抗剪抗壓強(qiáng)度均降低。 ?