注册建筑师钢筋混凝土结构辅导精选(3)

　　二、混凝土强度

　　强度分为标准值和设计值。将强度标准值除以材料分项系数即为强度的设计值。

　　1 .立方体抗压强度标准值(记为 fcu ， k )

　　按标准方法制作养护的边长为 150mm 的立方体试件，在 28 天龄期用标准试验方法测得的具有 95 %保证率的抗压强度。

　　混凝土强度等级按其fcu ， k值确定，即 fcu ， k 为 ××N / mm2的混凝土记为 C×× 。

　　钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C15 ;当采用 HRB335 级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C20 ;当采用 HRB400 和 RRB400 级钢筋以及承受重复荷载的构件时，混凝土强度等级不得低于 C20 。

　　预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C30 ;当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C40 。

　　2 .轴心抗压强度标准值(记为 fcx )

　　按标准方法制作养护的截面为 150mm×150mm ，高度为 h ( h 一般为 150 mm的 3 ~4 倍)的棱柱体，在 28 天龄期用标准试验方法测得的具有 95 %保证率的抗压强度。其设计值记为 fc 。

　　3 .轴心抗拉强度标准值(记为ftk)

　　它是采用棱柱体试件直接轴向拉伸试验或立方体试件的劈裂试验来测定的。

　　混凝土的抗拉强度很低，远小于其抗压强度(一般只有其抗压强度的 1 / 8 ~1/1 6 )。其设计值记为 ft 。

　　三、混凝土变形

　　混凝土变形有两类，一类是受力变形;另一类为体积变形，它与受力无关，如混凝土在结硬过程中的收缩(或膨胀)等。

　　(一)混凝土的应力应变关系

　　混凝土在一次短期单轴加压时的应力应变关系如图 4 - 1 所示。是一曲线。所以其应力应变的比值(即 σ/ε)是一个变量而不是常数，因此称 E =σ/ε混凝土的变形模量。在计算设计时常用三种方式表示，即弹性模量 Ec，变形模量 和切线模量 。如图 4 - 2 所示：

　　(l)混凝土的弹性模量 Ec 定义为过，。曲线原点 O 所作切线的斜率。( Ec = tanα0)

　　(2)变形模量 E c‘定义为二曲线上任一点尸与原点连线的斜率，即E c‘=tanα1

　　(3)切线模量E“c为过曲线上任一点P的切线的斜率，即E“c=tanα。

　　混凝土受拉时的应力应变关系曲线与混凝土受压时的应力应变关系曲线相似，只不过各特征值均要小得多。

　　(二)混凝土的徐变

　　(1)定义：混凝土在恒定荷载的长期作用下，变形随时间而增长的现象称为徐变。

　　(2)影响徐变应变量(简称徐变)的因素有以下几方面：

　　1 )水灰比大，水泥用量多，徐变量就大;

　　2 )养护条件好，徐变量就小;

　　3 )骨料质量及级配好，徐变量小;

　　4 )构件体表比越大，徐变量越小;

　　5 )构件的应力与其受荷时强度的比值(即σ/fc )越大，则徐变量越大。

　　(3)徐变对结构受力的影响：

　　1 )徐变使结构的变形(包括挠度和裂缝)增大;

　　2 )徐变使结构内部应力重分布;

　　3 )徐变将引起预应力混凝土结构中的预应力损失;

　　4 )受拉徐变，会延缓混凝土收缩裂缝的出现，及将减少由于支座不均匀沉降产生的应力等。

　　(三)混凝土的收缩(或膨胀)

　　(1)定义：混凝土在空气中结硬时体积缩小称为收缩，在水中结硬时体积膨胀称为膨胀;但收缩值要比膨胀值大得多。

　　(2)影响收缩值的因素有以下几方面：

　　1 )水灰比大，水泥用量多，收缩值就大;

　　2 )养护条件好，使用环境的湿度较高，收缩值小;

　　3 )骨料质量及级配好，收缩值就小;

　　4 )构件体表比越大，收缩值越小;

　　5 )混凝土振捣密实，收缩值就小。

　　(3)收缩对结构受力的影响：

　　1 )会在钢筋混凝土结构中，使混凝土产生拉应力，加速裂缝的出现和发展，甚至在未受荷前，即出现初始的收缩裂缝;

　　2 )收缩将引起预应力混凝土结构中的预应力损失;

　　3 )对跨度变化比较敏感的静不定结构(如拱结构等)将产生不利的内力。

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