2022年混凝土结构原理混凝土的强度.docx

《2022年混凝土结构原理混凝土的强度.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年混凝土结构原理混凝土的强度.docx（11页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品学习资源一、试验方法第 2 章 混凝土的基本力学性能2.1抗压强度欢迎下载精品学习资源1. 试件外形与试件尺寸 采纳不同试件的缘由：（1） 考虑尺寸效应的影响（2） 考虑承压板下部摩擦约束的影响（3） 考虑工程中应用的便利性混凝土抗压试验试件北美、日本、欧洲中国中国中国中国外形圆柱体立方体立方体立方体棱柱体欢迎下载精品学习资源尺寸（mm）6 12（ 150 300）150150150100100100200 200 200150150 300欢迎下载精品学习资源强度符号f c2. 减摩措施f cu ，f cu ,150fcu ,100fcu ,200f c欢迎下载精品学习资源（1） ） 考

2、虑减摩的必要性承压板与试件端部的摩擦力使得混凝土试块端部处于（不匀称）三向受压状 态，圣维南效应范畴外的混凝土处于单向受压状态，所测抗压强度与混凝土的实际抗压强度之间没有对应关系，只能反应相对抗压强度大小；（2） ） 常见减摩措施不减摩，对于测定混凝土的强度等级（强度相对值），不需实行减摩措施；欢迎下载精品学习资源垫层减摩，要求E垫层E混凝土试件，常用材料有铝、黄油、二硫化钼欢迎下载精品学习资源（MoS2）油膏、异丁橡胶、聚四氟乙烯（ Teflon）等欢迎下载精品学习资源刷形加载板柔性加载板3. 加载方向由于新拌混凝土骨料的沉陷和水泥砂浆的泌水性质，平行浇注方向混凝土的抗压强度高于垂直于浇注方

3、向的抗压强度，所以要求加载方向垂直于浇注方向；4加载速度加载速度（应变速率）对混凝土抗压强度影响很大，中国规范规定加载速度为： 0.30.5N/mm2s二、影响混凝土抗压强度的因素1. 组成材料的品质（1） 水泥品种一般来讲，硅酸盐水泥混凝土强度高于掺加其他矿物料水泥混凝土强度；但高强水泥可能带来后期较大的收缩；（2） 粗骨料品种弹性模量和抗压强度高的粗骨料，其混凝土强度亦高；（3） 粗骨料外形砾石混凝土的强度较碎石混凝土抗压强度低（4） 粗骨料尺寸水灰比相同的情形下，粒径越大，抗压强度越低水泥用量相同的情形下，水泥用量较低时，粒径越大，抗压强度越高；水泥用量较高时，粒径越大，抗压强度越低；2

4、. 组成材料的配比（1） 水灰比一般情形下，混凝土强度与水灰比成反比直线降低关系，水灰比越高，硬化混凝土内部孔隙越多，抗压强度越低；理论上存在最优水灰比，当水灰比过低时，反而会由于工作度不好而振捣不密实，导致抗压强度下降；（2） 空气含量随着空气含量的增加，混凝土抗压强度呈直线下降关系； 空气含量高，可能会有利于混凝土的抗冻性能；（3） 水泥用量一般情形下，水泥用量越多，混凝土抗压强度越高，但不是线性增长关系；当水泥用量高于肯定量后，混凝土抗压强度提高幅度有限；水泥用量过高会导致混凝土收缩和徐变的增长，对后期性能不利；3. 施工方法（1） 振捣方法机械振捣的混凝土比人工振捣混凝土抗压强度高；（

5、2） 养护条件养护温度对混凝土的长期强度影响不大；但养护温度高，前期抗压强度高；养护温度低于0 度会导致混凝土前期受冻，后期强度降低；养护湿度对混凝土强度有很大影响；环境湿度低，会导致混凝土表面失水，表面混凝土强度降低；欢迎下载精品学习资源4. 混凝土的龄期随着水泥的不断水化，龄期越长，混凝土强度越高；前期混凝土强度增长较快，后期强度增长较慢，直至缓慢增长；混凝土强度随龄期增长的规律大致按对数规律增长；欢迎下载精品学习资源Abrams: f tACI: fc tA lg tBtf c 28 , aabt0.7 4.0 , b0.67 1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源中国：f28f

6、7nf, 强度单位： kg/cm2 , n8 11一般硅酸盐水泥 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源7n5 8早强硅酸盐水泥 欢迎下载精品学习资源换算成国际单位： 1 kg/cm20.098 N/mm2， 1 N/mm210.20 kg/cm2欢迎下载精品学习资源f 280.098f 70.098nf 7, 0.098f 28f 70.313nf, 强度单位： N/mm2欢迎下载精品学习资源7一般湿养一般混凝土相对强度（ CEB-FIP）混凝土龄期（天）372890360一般硅酸盐水泥快硬早强硅酸盐水泥0.400.550.650.751.001.001.201.151.351.20欢迎

7、下载精品学习资源5. 试验方法一般认为， 28 天龄期既满意一般施工安全性要求，又具备肯定的安全性，通常都用 28 天抗压强度作为划分确定混凝土强度等级的依据；欢迎下载精品学习资源（1） 试件外形试验说明，圆柱体、立方体和棱柱体试件的抗压强度稍有差别，缘由在于约束的匀称性和影响范畴不同；（2） 试件尺寸试件尺寸对于混凝土强度的影响成为尺寸效应一般情形下尺寸越大，所测强度越低尺寸效应的缘由在于支座和加载件约束的影响，尺寸越大，圣维南影响越小，强度越低；Neville 争论结论：欢迎下载精品学习资源fcu ,hf cu ,1500.560.697dVh欢迎下载精品学习资源152.4hd, h 为试

8、件最小尺寸和高度， V 为试件体积，长度单位为英寸 1 英寸25.4mm ；中国和 CEB-FIP 争论结论：欢迎下载精品学习资源不同尺寸立方体抗压强度转换值混凝土试件立方体边长/mm圆柱体（ 6in 12in）强度等级200150100C20C40C50C60C70C80抗压强度相对值0.951.001.050.800.830.860.8750.89不同高厚比棱柱体抗压强度欢迎下载精品学习资源混凝土试件试件边长 b100mm试件边长 b150mm欢迎下载精品学习资源h / b1h/ b2h / b3h / b1h / b2h / b3欢迎下载精品学习资源f cf cu10.870.8410.

9、820.81欢迎下载精品学习资源（3） 加载方向平行浇注方向加压的强度大于垂直浇注方向加压的强度；（4） 加载速率加载速度越快，混凝土抗压强度越高快速加载时，混凝土抗压强度的提高，缘由在于混凝土内部裂缝的扩展与加压存在滞后；缓慢加载时，混凝土抗压强度的降低在于裂缝扩展变形的徐变进展；加载速度很快（加载时间很短），一般成为冲击作用，加载速度很慢（加载时间很长），一般成为长期作用长期加载时，混凝土的抗压强度为一般短期荷载的70，冲击荷载下，混凝土抗压强度可以提高10；快速加载时，混凝土的弹性模型和极限应变均有不同程度的提高；高速加载下混凝土相对强度（陈肇元）30010010510015010强度提

10、高系数1.41.141.241.271.211.281.46不同加载速度下混凝土的相对抗压强度（B.Bresler）加载时间 /ms抗压强度抗拉强度0.11.0101021031041051061070.850.900.950.981.101.161.301.421.70加载速度 / 0.07kg/cm2/sec 抗压强度相对值三、不同强度指标的关系1. 棱柱体抗压强度与立方体抗压强度中国规范组试验值棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值与混凝土抗压强度有关，混凝土强度越高，比值越大；f c0.70 0.92 f cu中国规范组f c0.84 fcu1.62中国规范组简化公式欢迎下载精品学习资源

11、f c0.80 f cu德国 Graf欢迎下载精品学习资源f c0.85f cu172fcu欢迎下载精品学习资源前苏联 欢迎下载精品学习资源cf130145f cu3 f cuf cu欢迎下载精品学习资源中国规范建议公式欢迎下载精品学习资源f cu50 时， f c0.76 f cu ，欢迎下载精品学习资源f cu50时， f c0.76 f cu0.002 f cufcu50欢迎下载精品学习资源f cu许锦峰50 时， f c0.76 f cu ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f cu50 时， f c0.83 f cu欢迎下载精品学习资源2. 园柱体抗压强度与立方体抗压强度f c

12、欢迎下载精品学习资源L Herm：itfcu0.760.2 ln 0.051f cu欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源CEB-FIP1978 ： f c0.83 0.85 f cu欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3. 棱柱体抗压强度与圆柱体抗压强度四、争论与工程设计取值混凝土强度等级： 95保证概率的分位值研 究 取 值 ： 50 保 证 概 率 的 平 均 值 ， 变 异 系 数0.20 ，欢迎下载精品学习资源f c0.76C11.645欢迎下载精品学习资源工程设计： fc0.67 fcu欢迎下载精品学习资源2.2抗拉强度一、试验方法1. 轴心受拉（1） 试件棱柱体预埋钢筋受拉

13、 150 mm150 mm 300mm， 哑铃形沾胶受拉（2） 抗拉强度fNtA2. 劈裂受拉（1） 试件圆柱体试件 150mm 300mm立方体试件 150 mm150 mm150mm，100 mm100 mm 100mm（ 2）劈拉强度圆柱体2 N水平拉应力 tDL欢迎下载精品学习资源竖向压应力 c2N11 DLy D11y D欢迎下载精品学习资源立方体试件2 N水平拉应力 t2a3. 弯曲受拉（1） ） 试件棱柱体试件 150 mm150 mm（ 550600）mm，三分点加载（2） ） 弯曲强度（抗折强度）欢迎下载精品学习资源弯曲拉应力：MP 2l 3Pl欢迎下载精品学习资源fW二、影

14、响因素bh 2 6bh2欢迎下载精品学习资源1. 混凝土强度等级（抗压强度）（1） 抗压强度越高，混凝土的抗拉强度越高（2） 抗拉强度随抗压强度的增长为非比例关系，抗压强度越高，相对抗拉强度越低2. 试验方法（1） 不同的试验方法得到不同的抗拉强度值；（2） 抗折试验中，混凝土为有梯度受拉，抗拉强度最高；轴心受拉为匀称受拉强度次之；劈裂试验，混凝土为拉压组合，劈裂强度最低（国内外试验结果结论不一样，一般分析为试验方法的差异所致）；（3） 试件尺寸越大，抗拉强度越低（大试件轴心受拉强度为小试件的50 64，）；中国试验结果：f t , 450欢迎下载精品学习资源f t ,1000.50 0.64

15、，平均值 0.57欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f ts,100f ts,1500.95 1.19，平均值 1.12欢迎下载精品学习资源三、不同抗拉强度及其比较1. 轴心抗拉强度（1） 中国的争论结论欢迎下载精品学习资源cuft0.26 f2 3 （抗拉试件 100 mm100 mm500mm）欢迎下载精品学习资源（2） CEB-FIP MC90 的结论2 3f t1.4 fc 102. 劈拉强度 （请转换为 SI 单位）（1） 中国的争论结论立方体劈拉试验欢迎下载精品学习资源劈拉强度与试件尺寸（ 70mm，100mm）的关系不明显劈拉强度欢迎下载精品学习资源f t ,sf t ,s

16、f t ,s0.32 f0.35 f0.19 f0.765 （单位： kg/cm2）cucu3 4 （单位： kg/cm2）3 42cu （单位： N/mm ）欢迎下载精品学习资源（2） 国外争论结论（滕教材）欢迎下载精品学习资源f t , s0.29 f c0.64欢迎下载精品学习资源3. 抗折强度 （请转换为 SI 单位） 单位转换关系：1 lb/in 2=0.006895MPa， 1kg/cm2=0.098MPa（ 1） M.Fintel 争论结果f f8 10f c （单位：磅 /平方英寸）（2） ） ACI 结论f f7.5 12f c （单位：磅 /平方英寸）（3） ） CEB 结

17、论f f9.5f c （单位：磅 /平方英寸）（4） ）简化公式欢迎下载精品学习资源f f0.15 f cu15（f cu170 290 kgcm2单位： kgcm2 ）欢迎下载精品学习资源4. 不同强度的比较 （画出曲线）（1） 轴心抗拉强度与抗压强度比欢迎下载精品学习资源2 3cuf t0.26 f cu0.342 f 1 3欢迎下载精品学习资源f c0.76 f cu（2） 轴心抗拉强度与劈拉强度比国内结论欢迎下载精品学习资源2 3f t0.26 f cuf0.19 f 3 41.368 f1 12cu欢迎下载精品学习资源t ,scu国外结论2 3欢迎下载精品学习资源0. 03f t1.

18、4 fc 101.04 f（推导）欢迎下载精品学习资源f t ,s0.29 fc0.64c欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源ftf t , s0.9 （ CEB-FIP MC90）欢迎下载精品学习资源（3） 抗折强度与轴心抗拉强度比欢迎下载精品学习资源截面塑性系数的概念截面弹性抗弯强度： M ef tW截面塑性抗弯强度： M pf f W欢迎下载精品学习资源截面塑性系数（截面抗击矩塑性影响系数）：M pf f欢迎下载精品学习资源截面塑性系数统计值中国大连工学院结论：M ef t欢迎下载精品学习资源71.2h102 （单位 cm）h欢迎下载精品学习资源1.270h1000h 2（单位 mm

19、）欢迎下载精品学习资源进一步争论见素混凝土开裂弯矩（ 8.3 节）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源一、试验方法2.3抗剪强度混凝土抗剪强度试验方法与一般结论欢迎下载精品学习资源试验方法争论者剪应力公式应力分布特点试验结论欢迎下载精品学习资源矩形短梁直接剪切Morsch（ 1）水平正应力较小；P（ 2）顶部竖向压应力很大；A（ 3）剪应力分布严峻不匀称，上部大、下部p0.5fc f tp0.17 0.25 f c欢迎下载精品学习资源小；1.5 2.5 f t欢迎下载精品学习资源单剪面 Z 形试件Mottock H.缺口梁四点受力Iosipescu N.V（ 1） 水平正应力较小，近乎匀称

20、受拉；（ 2） 竖向压应力较大，中间小、两端大；A（ 3） 剪应力分布接近匀称（ 1） 正应力都很小，约为剪应力的12 V25；A（ 2） 缺口处剪应力分布匀称；（ 3） 应力集中打算了试验进度p0.12 fcpf t欢迎下载精品学习资源薄壁圆筒受扭Bresler B.2T2壁厚很薄时为抱负、匀称、纯剪应力状态p0.8 f cft欢迎下载精品学习资源二轴拉/ 压Guot Dd1（1） ） 抱负、匀称、纯剪应力状态（2） ） 试验复杂pf t欢迎下载精品学习资源等高变宽度梁四点受力Guo1.2 VA防止了缺口梁四点受力方案的应力集中问题欢迎下载精品学习资源10 / 11欢迎下载精品学习资源二、混凝土抗剪强度欢迎下载精品学习资源p0.38 f0.57cu欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源p1.514 fft0.1p，cuf t1.13 1.04 （C20C50）欢迎下载精品学习资源11 / 11欢迎下载