HA混凝土结构材料的物理力学性能.ppt
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1、第二章第二章混凝土结构材料的物理混凝土结构材料的物理力学性能力学性能2.1 2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能2.1.12.1.1混凝土的组成结构混凝土的组成结构混凝土结构的三种基本类型:混凝土结构的三种基本类型:. .微观结构:微观结构:也即水泥石结构,包括水泥凝胶、晶体也即水泥石结构,包括水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。. .亚微观结构:亚微观结构:即混凝土中的水泥砂浆结构。即混凝土中的水泥砂浆结构。. .宏观结构:宏观结构:即砂浆和粗骨料两组分体系。即砂浆和粗骨料两组分体系。注意:注意:1.1.骨料的分布及骨料与基相
2、之间在界面的结合强骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响混凝土强度的重要因素;度是影响混凝土强度的重要因素;2.2.在荷载的作用下,微裂缝的扩展对混凝土的力在荷载的作用下,微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。学性能有着极为重要的影响。2.1.22.1.2单轴应力状态下的混凝土强度单轴应力状态下的混凝土强度. .混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度(1 1)混凝土抗压强度和强度等级)混凝土抗压强度和强度等级1 1)立方体抗压强度立方体抗压强度:边长为:边长为150150mmmm的混凝土立方体试件,的混凝土立方体试件,在标准条件下(温度为在标准条件下(温度为203203,湿度,
3、湿度90%90%)养护)养护2828天,用标天,用标准试验方法(加载速度准试验方法(加载速度0.150.150.30.3N/mm2/sN/mm2/s,两端不涂润滑剂)两端不涂润滑剂)测得的具有测得的具有95%95%保证率的抗压强度。保证率的抗压强度。是混凝土强度的基本指标和评定混凝土强度等级的标准。是混凝土强度的基本指标和评定混凝土强度等级的标准。 规范规范根据强度范围,共划分为根据强度范围,共划分为1414个强度等级:个强度等级:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80。表示混凝土Concrete立方体抗压强度2.1 2.
4、1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能承压板试块摩擦力不涂润滑剂不涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂强度大于强度大于试验方法对立方体抗压强度的影响试验方法对立方体抗压强度的影响a.a.试件表面是否涂润滑剂:不涂时强度高;涂后强度底,其试件表面是否涂润滑剂:不涂时强度高;涂后强度底,其主要原因是由于主要原因是由于“套箍套箍”作用;且破坏形态不一样;作用;且破坏形态不一样;b.b.加载速度:速度快强度高,速度慢强度低加载速度:速度快强度高,速度慢强度低2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能2 2)混凝土的轴心抗压强度)混凝土的轴心抗压强度A.A
5、.确定混凝土轴心抗压强度的标准方法确定混凝土轴心抗压强度的标准方法a.a.标准试件:标准试件: 150150mm mm 150mm 150mm 300mm300mm的棱柱体;的棱柱体;b.b.b. b. 其余同混凝土立方体抗压强度的标准方法;其余同混凝土立方体抗压强度的标准方法;承压板试块轴心抗压强度真实反映以受压为主的混轴心抗压强度真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强度。凝土结构构件的抗压强度。为消除端部约束的影响为消除端部约束的影响 随着高宽比的增加,混凝土的轴心抗随着高宽比的增加,混凝土的轴心抗压强度会降低压强度会降低2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能考虑到实际结构构
6、件制作、养护和受力情况,实际构件强度考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况,实际构件强度与试件强度之间存在差异,与试件强度之间存在差异,规范规范基于安全取偏低值,规定轴基于安全取偏低值,规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准值的换算关系:心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准值的换算关系:c1棱柱体强度与立方体强度之比,对不大于C50级的混凝土取0.76,对C80取0.82,其间按线性插值。c2高强混凝土的脆性折减系数,对C40取1.0,对C80取0.87,中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。fcufcu,k,k立方体强度标准值立方体强度
7、标准值2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能2.2.轴心抗拉强度轴心抗拉强度确定方法:轴心受拉试验和劈裂试验;确定方法:轴心受拉试验和劈裂试验;约约为立方体抗压强度的为立方体抗压强度的1/171/171/81/8;在荷载较小时,混凝土即开裂,所以混凝土结构一般带裂在荷载较小时,混凝土即开裂,所以混凝土结构一般带裂缝工作,混凝土轴心抗拉强度不起决定作用。缝工作,混凝土轴心抗拉强度不起决定作用。劈裂试验劈裂试验ftsddftsFFFF2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能. . .复合应力状态下混凝土的强度复合应力状态下混凝土的强度双向受压双向受压时,混凝土抗压强时,混凝土抗压
8、强度大于单向;度大于单向;双向受拉双向受拉时,混凝土抗拉强时,混凝土抗拉强度接近于单向;度接近于单向;一向受压和一向受拉一向受压和一向受拉时,其时,其抗拉(抗压)强度均低于相应抗拉(抗压)强度均低于相应的单向强度;的单向强度;由于剪应力的存在,混凝由于剪应力的存在,混凝土抗压强度低于单向;土抗压强度低于单向;由于压应力的存在,混凝由于压应力的存在,混凝土抗剪强度有限增加。土抗剪强度有限增加。双向应力状态下混双向应力状态下混凝土的破坏包络图凝土的破坏包络图2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能 fc fc0.20.1-0.10.00.61.0单轴抗拉强度单轴抗压强度法向应力和剪应力下的
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