【文章內(nèi)容簡介】 k2為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對 C40取 ，對C80取 ，中間按直線規(guī)律變化取值。 構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。 kcuck fkkf , ???fcu,k立方體強度標準值即為混凝土強度等級 fcu。 混凝土的物理力學(xué)性能 3）軸心抗拉強度 混凝土的軸心抗拉強度可以采用直接軸心受拉的試驗方法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。 混凝土的物理力學(xué)性能 劈拉試驗 F a F 拉 壓 壓 22aFfsp ?? ?第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土的物理力學(xué)性能 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 規(guī)定軸心抗拉強度標準值與立方體抗壓強度標準值的換算關(guān)系為： ? ? 0 . 4 50 . 5 5,20 .8 8 0 .3 9 5 1 1 .6 4 5tk c u kff d?? ? ? ? ?混凝土軸心抗拉強度與立方體抗壓強度的關(guān)系 在平面應(yīng)力狀態(tài)下 ， 當兩方向應(yīng)力均為壓應(yīng)力時 ，抗壓強度相互提高 ， 最大可增加 27％ ， 而當一方向為壓應(yīng)力 ， 另一方向為拉應(yīng)力時 ， 強度相互降低 。 當壓應(yīng)力不太高時 ， 其存在可提高混凝土的抗剪強度 ， 拉應(yīng)力的存在會降低混凝土的抗剪強度 。 剪應(yīng)力的存在降低混凝土的抗壓和抗拉強度 。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強度，關(guān)系為 : 式中 —— 被約束混凝土的軸心抗壓強度； —— 非約束混凝土的軸心抗壓強度； —— 側(cè)向約束壓應(yīng)力。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。 ( 4 .5 7 .0)c c c lf f f????ccf?cf?lf（ 3）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 雙軸應(yīng)力狀態(tài) 實際結(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)。 雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為 ~，約 (~ )fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。 ◆ 雙軸應(yīng)力狀態(tài) 混凝土的物理力學(xué)性能 實際結(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)。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力 t 和正應(yīng)力 s 共同作用下的復(fù)合受力情況。 混凝土的抗剪強度：隨 拉 應(yīng)力增大而減小 隨 壓 應(yīng)力增大而增大 當壓應(yīng)力在 ，抗剪強度達到最大， 壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 三軸應(yīng)力狀態(tài) 三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進行。 混凝土的物理力學(xué)性能 由試驗得到的經(jīng)驗公式為 : 式中 —— 被約束混凝土的軸心抗壓強度； —— 非約束混凝土的軸心抗壓強度； —— 側(cè)向約束壓應(yīng)力。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。 ( 4 .5 7 .0)c c c lf f f????ccf?cf?lf第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土的變形 單軸受壓應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 混凝土單軸受力時的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征 ,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機進行非線性分析的基礎(chǔ)。 混凝土單軸受壓應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測定。 在普通試驗機上采用 等應(yīng)力速度 加載，達到軸心抗壓強度 fc時，試驗機中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力 應(yīng)變曲線的 上升段 。 采用 等應(yīng)變速度 加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得應(yīng)力 應(yīng)變曲線的 下降段 。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土的物理力學(xué)性能 0 2 4 6 8 10 20 30 s (MPa) e 10 3 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 B A C E D A點以前 ，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系近似直線。 A點應(yīng)力隨混凝土強度的提高而增加，對普通強度混凝土 sA約為 (~)fc ，對高強混凝土 sA可達 (~)fc。 點以后 ，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力 應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。 混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。 達到 B點，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取 B點的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強度。普通強度混凝土sB約為 ，高強強度混凝土 sB可達 。 達到 C點 fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變增長速度明顯加快， C點的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變 e 0，約為 。 縱向應(yīng)變發(fā)展達到 D點，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。 隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。 E點的應(yīng)變 e = (2~3) e 0，應(yīng)力 s = (~) fc。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 不同強度混凝土的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系曲線 強度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。 混凝土的物理力學(xué)性能 混凝土 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ Hognestad建議的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 uuccffeeeeeeeseeeeees??????????????????????????????????0000200 0 20 fc f csee0eu混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 《 規(guī)范 》 應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 上升段： ])1(1[0nccc f ees ??? 0ee ?下降段： cc f?s ueee ??055010)50(0 0 3 10)50()50(6012?????????????cuucucufffnee《規(guī)范》混凝土應(yīng)力 應(yīng)變曲線