材料力学性能及指标(钢筋、砼)1资料

§2.1 混凝土的物理力学性能§2.1 混凝土的物理力学性能§2.3 混凝土与钢筋的粘结§2.3 混凝土与钢筋的粘结§2.2 钢筋的物理力学性能§2.2 钢筋的物理力学性能第2章材料性能2.1.1第2章材料性能1混凝土的抗压强度2.1.1(1混凝土的立方体抗压强度f cu,k 和强度等级(1混凝土的立方体抗压强度f cu,k 和强度等级立方体抗压强度f cu,k :边长150mm 立方体标准试件,在标准条件下(20±3℃,≥90%湿度养护28天,用标准试验方法(加载速度0.3~0.8N/mm 2/sec ,两端不涂润滑剂测得的具有95%保证率的抗压强度标准值,用符号f cu,k 表示,位:N/mm 2或MPa 。

混凝土结构中,主要是利用它的抗压强度。

因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。

强度是指结构材料所能承受的某种极限应力。

混凝土强度等级混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的。

尺寸效应、加载速度摩擦力的影响影响因素:美国、日本、加拿大等国家,采用圆柱体(直径150mm划分强度等级,符号记为标准立方体抗压强度的换算关系为轴心抗压强度(标准值:采用棱柱体试件测定所测得的具有保证率的抗压强度,用符号f ck 表示,它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。

棱柱体试件高宽比一般为h /b =3~4,我国通常取150mm ×150mm ×450mm 的棱柱体试件(标准试件,也有用100×100×300试件。

(2混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度(2混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度立方抗压与轴心抗压强度的关系2混凝土的轴心抗拉强度由于轴心受拉试验对中困难,也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度f tk与混凝土强度标准值《规范》规定材料强度的标准值立方体强度标准值2.1.1第2章材料性能强度种类轴心抗压强度轴心抗拉强度§2.1第2章材料性能实际结构中,混凝土很少处于单向受力状态。

第一篇钢筋混凝土结构第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1.1 钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。

混凝土（砼）是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。

采用素混凝土制成的构件（指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件），例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时[图1-1a）]，在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉。

当荷载达到某一数值F c时，梁截面的受拉边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变，即出现竖向弯曲裂缝，这时，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，即使荷载不增加，竖向弯曲裂缝也会急速向上发展，导致梁骤然断裂[图1-1b）]。

这种破坏是很突然的。

也就是说，当荷载达到F c的瞬间，梁立即发生破坏。

F c为素混凝土梁受拉区出现裂缝的荷载，一般称为素混凝土梁的抗裂荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。

由此可见，素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的，而受压混凝土的抗压强度远未被充分利用。

在制造混凝土梁时，倘若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋，就构成钢筋混凝土梁。

试验表明，和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向荷载作用时，荷载略大于F c时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。

在出现裂缝的截面处，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。

这时，钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即裂断，而能继续承受荷载作用[图1-1c）]，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。

因此，混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。

图1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁a)受竖向力作用的混凝土梁b)素混凝土梁的断裂c)钢筋混凝土梁的开裂混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。

若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构件，试验表明，和素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图1-2）。

钢筋混凝土材料的力学性质关键信息项1、钢筋混凝土材料的组成成分及比例水泥种类及用量：＿___________________________骨料类型及粒径：＿___________________________钢筋的规格及强度等级：＿___________________________水灰比：＿___________________________2、力学性能指标抗压强度：＿___________________________抗拉强度：＿___________________________抗弯强度：＿___________________________弹性模量：＿___________________________泊松比：＿___________________________3、加载方式及条件静态加载速率：＿___________________________动态加载频率及幅值：＿___________________________加载方向（轴向、横向等）：＿___________________________环境温度及湿度：＿___________________________4、破坏模式及特征受压破坏形态：＿___________________________受拉破坏特征：＿___________________________弯曲破坏的裂缝发展：＿___________________________5、耐久性相关力学性能疲劳寿命：＿___________________________抗渗性能对力学性质的影响：＿___________________________抗冻融循环能力：＿___________________________11 引言钢筋混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其力学性质对于结构的安全性和可靠性至关重要。

本协议旨在明确钢筋混凝土材料力学性质的相关内容，为工程设计、施工和质量控制提供依据。

模块4 构件设计计算混规GB 50010--2010 混规混凝土的强度 一. 混凝土的组成结构普通混凝土：水泥＋ 普通混凝土：水泥＋砂＋石＋水 人工石材， 人工石材，是多相复合材料 通常把混凝土的结构分为三种类型： 通常把混凝土的结构分为三种类型： Ａ.微观结构：水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未水化 微观结构：水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、 完的水泥颗粒和凝胶孔组成。

完的水泥颗粒和凝胶孔组成。

亚微观结构：水泥砂浆结构。

Ｂ.亚微观结构：水泥砂浆结构。

Ｃ.宏观结构：砂浆和粗骨料两组分体系。

宏观结构：砂浆和粗骨料两组分体系。

请看混凝土的组成 注意：在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的强度有着极 注意：在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的强度有着极 为重要的影响。

为重要的影响。

模块4 构件设计计算混规GB 50010--2010 混规二. 混凝土的强度混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。

混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。

因此抗压强度是 抗压强度 混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。

混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。

1）立方体抗压强度 f cu ：边长为 ） 边长为150mm的混凝土立方 的混凝土立方 体试件，在标准条件下（温度为20± ℃ 湿度≥ 体试件，在标准条件下（温度为 ±3℃，湿度≥90%）养 ） 加载速 护28天，用标准试验方法（加载速度0.3~0.5N/mm2/s，两端 天 用标准试验 ， 不涂润滑剂） 得的具有 具有95%保证率的抗压强度，作为混 保证率的抗压强度 不涂润滑剂）测得的具有 保证率的抗压强度， 凝土立方体抗压强度标准值， 符号f 表示,以 凝土立方体抗压强度标准值，用符号 cu,k表示 以N/mm2 并以此作为划分混凝土强度等级的依据。

（MPa）计， 并以此作为划分混凝土强度等级的依据。

） 共划分为 《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为 个强度 规范》根据强度范围 共划分为14个 等级，级差为5N/mm2,C50以上为高强混凝土。

1 、钢筋的应力应变曲线钢筋的强度与变形钢筋的力学性能有强度、变形(包括弹性和塑性变形)等。

图1—1 有明显流幅的钢筋应力应变曲线图1—2 没明显流幅的钢筋的应力应变曲线-3对于有明显流幅的钢筋(俗称软钢)，一般取屈服强度作为钢筋设计强度的依据。

因为屈服之后，钢筋的塑性变形将急剧增加，钢筋混凝土构件将出现很大的变形和过宽的裂缝，以致不能正常使用。

对于没有明显流幅的钢筋一般取为0.85 (硬钢)钢材的极限强度是材料能承受的最大应力。

通常以屈强比（屈服强度/极限强度）来反映钢筋的强度储备，屈强比越小，强度储备就越大，钢筋的利用程度越低。

反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。

伸长率是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比值，即（1－1）冷弯性能：要求钢筋绕一规定直径辊进行弯曲，在达到规定的冷弯角度时，钢筋不出现裂缝或断裂。

对于有明显流幅的钢筋，其主要指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能四项；对于没有明显流幅的钢筋，其主要指标为抗拉强度、伸长率和冷弯性能三项。

我国用于混凝土结构的钢筋主要有：HPB235级、HRB335级、HRB400级和RRB400级热轧钢筋。

纵向受力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋。

混凝土混凝土强度是混凝土受力性能的一个基本指标。

在工程中常用的混凝土强度有立方体抗压强度标准值、轴心抗压强度和轴心抗拉强度等。

1 、立方体抗压强度标准值我国《混凝土结构设计规范》规定，混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。

立方体抗压强度标准值( )系指按照标准方法制作养护的边长为150 的立方体试块，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。

按照砼立方体抗压强度标准值的大小我国《混凝土结构设计规范》将混凝土的强度划分为十四个强度等级，如C80即表示其立方体抗压强度标准值是80N/mm2。

混凝土的立方体抗压强度也和试块的尺寸有关，立方体尺寸越小，测得的混凝土抗压强度越高，这种现象称为“尺寸效应”，因此采用200 和l00 的立方体试块时，所得强度数值要分别乘以强度换算系数1.05和0.95加以校正。