结构5

第二章建筑结构材料1.理解混凝土结构的耐久性规定；2.掌握混凝土的各项力学指标及变形性能。第二讲教学目标：重点1.混凝土的强度指标；2.混凝土的变形；3.混凝土结构耐久性规定。难点1.混凝土的强度指标；2.混凝土的变形。2.2.1混凝土的强度1.混凝土的立方抗压强度fcu及强度等级。（1）混凝土的立方抗压强度确定方法：用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度不小于90%）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.15～0.3N/mm2）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方抗压强度标准值，用符号fcu,k表示。§2.2混凝土砼立方体抗压试验(点击播放视频)（2）混凝土的强度等级根据立方体抗压强度标准值fcu,k的大小，混凝土强度等级分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14级。其中，C60~C80属高强混凝土。（3）结构混凝土强度等级的要求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，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；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于Ｃ40。2.混凝土的轴心抗压强度fc砼轴心抗压试验(点击播放视频)我国采用150×150×300mm棱柱体试件测得的强度作为混凝土的轴心抗压强度。混凝土的轴心抗压强度标准值按下式计算：kcu,21kc,88.0ff（2.2.1）式中—棱柱强度与立方强度之比，对C50及以下取=0.76，对C80取=0.82，中间按线形规律变化；111—考虑C40以上混凝土脆性的折减系数，对C40取=1.0，对C80取=0.87，中间按线形规律变化。2223.轴心抗拉强度ft砼抗拉试验(点击播放视频)混凝土的抗拉强度可采用尺寸为100×100×500mm的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。故国内为多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算：245.00.55kcu,kt,)645.11(395.088.0ff2.2.2混凝土的变形混凝土的变形有两类：一类是受力变形；另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。1.混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变定义：混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。对结构构件的不利影响：增大混凝土构件的变形；在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。影响因素：混凝土的徐变除与构件截面的应力大小和时间长短有关外，还与混凝土所处环境条件和混凝土的组成有关。养护条件越好，周围环境的湿度越大，构件加载前混凝土的强度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密实，集料含量越大，集料刚度越大，则徐变越小。对结构构件的不利影响：当构件受到约束时，混凝土的收缩就会使构件中产生收缩应力，收缩应力过大，就会使构件产生裂缝，以致影响结构的正常使用；在预应力混凝土构件中混凝土收缩将引起钢筋预应力值损失，等等。2.2.3混凝土的设计指标1.混凝土的强度混凝土的强度标准值应具有不小于95%的保证率。混凝土强度设计值：等于混凝土强度标准值除以混凝土材料分项系数（rs=1.4)。各种强度等级的混凝土强度标准值、强度设计值规范规定采用。2.混凝土的弹性模量但是，混凝土不是弹性材料，其应力和应变不呈线性关系，在不同应力阶段的变形模量（应力与应变之比）不同，原点切线很难准确地作出。实用中，采用应力上限为（0.4~0.5）fc循环5~10次后的应力-应变曲线，应力为（0.4~0.5）fc时的割线模量作为混凝土的弹性模量的近似值。混凝土的受拉或受压弹性模量（N/mm2）的经验计算公式：（2.2.3）kcu,57.342.210fEc+式中fcu,k—混凝土的立方抗压强度标准值（N/mm2）。2.2.4混凝土结构的耐久性规定耐久性对混凝土质量的主要要求如下：1.设计使用年限为50年的一般结构混凝土对于设计使用年限为50年的一般结构，混凝土质量应符合规范的规定。2.设计使用年限为100年的结构混凝土：（1）结构混凝土强度等级不应低于C30；预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。（2）混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%。（3）宜使用非碱活性骨料；当使用碱活性骨料时，混凝土中的碱含量不得超过3.0kg/m3。（4）混凝土保护层厚度应按相应的规定增加40%；当采取有效的表面防护措施时，厚度可适当减少。（5）在使用过程中应有定期维护措施。对于设计寿命为100年且处于二类和三类环境中的混凝土结构应采取专门有效的措施。3.临时性结构混凝土对临时性混凝土结构，可不考虑耐久性要求。有关标准的要求：三类环境中的结构构件，其受力钢筋宜采用环氧涂层带肋钢筋；对预应力锚具及连接器应有专门防护措施。四类和五类环境中的混凝土结构，其耐久性要求应符合有关标准的规定。小结：1.混凝土的强度等级；2.收缩与徐变的概念；3.混凝土结构的耐久性规定。作业布置：预习：§2.3；思考题：2.3、2.4。结束！谢谢大家！