注冊建筑師鋼筋混凝土結構輔導精選(3)

　　二、混凝土強度

　　強度分為標準值和設計值。將強度標準值除以材料分項系數(shù)即為強度的設計值。

　　1 .立方體抗壓強度標準值(記為 fcu ， k )

　　按標準方法制作養(yǎng)護的邊長為 150mm 的立方體試件，在 28 天齡期用標準試驗方法測得的具有 95 %保證率的抗壓強度。

　　混凝土強度等級按其fcu ， k值確定，即 fcu ， k 為 ××N / mm2的混凝土記為 C×× 。

　　鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于 C15 ;當采用 HRB335 級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于 C20 ;當采用 HRB400 和 RRB400 級鋼筋以及承受重復荷載的構件時，混凝土強度等級不得低于 C20 。

　　預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于 C30 ;當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于 C40 。

　　2 .軸心抗壓強度標準值(記為 fcx )

　　按標準方法制作養(yǎng)護的截面為 150mm×150mm ，高度為 h ( h 一般為 150 mm的 3 ~4 倍)的棱柱體，在 28 天齡期用標準試驗方法測得的具有 95 %保證率的抗壓強度。其設計值記為 fc 。

　　3 .軸心抗拉強度標準值(記為ftk)

　　它是采用棱柱體試件直接軸向拉伸試驗或立方體試件的劈裂試驗來測定的。

　　混凝土的抗拉強度很低，遠小于其抗壓強度(一般只有其抗壓強度的 1 / 8 ~1/1 6 )。其設計值記為 ft 。

　　三、混凝土變形

　　混凝土變形有兩類，一類是受力變形;另一類為體積變形，它與受力無關，如混凝土在結硬過程中的收縮(或膨脹)等。

　　(一)混凝土的應力應變關系

　　混凝土在一次短期單軸加壓時的應力應變關系如圖 4 - 1 所示。是一曲線。所以其應力應變的比值(即 σ/ε)是一個變量而不是常數(shù)，因此稱 E =σ/ε混凝土的變形模量。在計算設計時常用三種方式表示，即彈性模量 Ec，變形模量 和切線模量 。如圖 4 - 2 所示：

　　(l)混凝土的彈性模量 Ec 定義為過，。曲線原點 O 所作切線的斜率。( Ec = tanα0)

　　(2)變形模量 E c‘定義為二曲線上任一點尸與原點連線的斜率，即E c‘=tanα1

　　(3)切線模量E“c為過曲線上任一點P的切線的斜率，即E“c=tanα。

　　混凝土受拉時的應力應變關系曲線與混凝土受壓時的應力應變關系曲線相似，只不過各特征值均要小得多。

　　(二)混凝土的徐變

　　(1)定義：混凝土在恒定荷載的長期作用下，變形隨時間而增長的現(xiàn)象稱為徐變。

　　(2)影響徐變應變量(簡稱徐變)的因素有以下幾方面：

　　1 )水灰比大，水泥用量多，徐變量就大;

　　2 )養(yǎng)護條件好，徐變量就小;

　　3 )骨料質量及級配好，徐變量小;

　　4 )構件體表比越大，徐變量越小;

　　5 )構件的應力與其受荷時強度的比值(即σ/fc )越大，則徐變量越大。

　　(3)徐變對結構受力的影響：

　　1 )徐變使結構的變形(包括撓度和裂縫)增大;

　　2 )徐變使結構內部應力重分布;

　　3 )徐變將引起預應力混凝土結構中的預應力損失;

　　4 )受拉徐變，會延緩混凝土收縮裂縫的出現(xiàn)，及將減少由于支座不均勻沉降產(chǎn)生的應力等。

　　(三)混凝土的收縮(或膨脹)

　　(1)定義：混凝土在空氣中結硬時體積縮小稱為收縮，在水中結硬時體積膨脹稱為膨脹;但收縮值要比膨脹值大得多。

　　(2)影響收縮值的因素有以下幾方面：

　　1 )水灰比大，水泥用量多，收縮值就大;

　　2 )養(yǎng)護條件好，使用環(huán)境的濕度較高，收縮值小;

　　3 )骨料質量及級配好，收縮值就小;

　　4 )構件體表比越大，收縮值越小;

　　5 )混凝土振搗密實，收縮值就小。

　　(3)收縮對結構受力的影響：

　　1 )會在鋼筋混凝土結構中，使混凝土產(chǎn)生拉應力，加速裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，甚至在未受荷前，即出現(xiàn)初始的收縮裂縫;

　　2 )收縮將引起預應力混凝土結構中的預應力損失;

　　3 )對跨度變化比較敏感的靜不定結構(如拱結構等)將產(chǎn)生不利的內力。

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