二、混凝土強(qiáng)度
強(qiáng)度分為標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。將強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)即為強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。
1 .立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(記為 fcu ， k )
按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為 150mm 的立方體試件，在 28 天齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有 95 %保證率的抗壓強(qiáng)度。
混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C15 ;當(dāng)采用 HRB335 級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C20 ;當(dāng)采用 HRB400 和 RRB400 級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于 C20 。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C30 ;當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C40 。
2 .軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(記為 fcx )
按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)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(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有 95 %保證率的抗壓強(qiáng)度。其設(shè)計(jì)值記為 fc 。
3 .軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(記為ftk)
它是采用棱柱體試件直接軸向拉伸試驗(yàn)或立方體試件的劈裂試驗(yàn)來測(cè)定的。
混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度(一般只有其抗壓強(qiáng)度的 1 / 8 ~1/1 6 )。其設(shè)計(jì)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(guān)，如混凝土在結(jié)硬過程中的收縮(或膨脹)等。
(一)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
混凝土在一次短期單軸加壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖 4 - 1 所示。是一曲線。所以其應(yīng)力應(yīng)變的比值(即 σ/ε)是一個(gè)變量而不是常數(shù)，因此稱 E =σ/ε混凝土的變形模量。在計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn) 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(diǎn)尸與原點(diǎn)連線的斜率，即E c‘=tanα1
(3)切線模量E“c為過曲線上任一點(diǎn)P的切線的斜率，即E“c=tanα。
混凝土受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線與混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)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(shí)間而增長的現(xiàn)象稱為徐變。
(2)影響徐變應(yīng)變量(簡(jiǎn)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(hù)條件好，徐變量就小;
3 )骨料質(zhì)量及級(jí)配好，徐變量小;
4 )構(gòu)件體表比越大，徐變量越小;
5 )構(gòu)件的應(yīng)力與其受荷時(shí)強(qiáng)度的比值(即σ/fc )越大，則徐變量越大。
(3)徐變對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響：
1 )徐變使結(jié)構(gòu)的變形(包括撓度和裂縫)增大;
2 )徐變使結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布;
3 )徐變將引起預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失;
4 )受拉徐變，會(huì)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(yīng)力等。
(三)混凝土的收縮(或膨脹)
(1)定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積縮小稱為收縮，在水中結(jié)硬時(shí)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(hù)條件好，使用環(huán)境的濕度較高，收縮值小;
3 )骨料質(zhì)量及級(jí)配好，收縮值就小;
4 )構(gòu)件體表比越大，收縮值越小;
5 )混凝土振搗密實(shí)，收縮值就小。
(3)收縮對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響：
1 )會(huì)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失;
3 )對(duì)跨度變化比較敏感的靜不定結(jié)構(gòu)(如拱結(jié)構(gòu)等)將產(chǎn)生不利的內(nèi)力。
強(qiáng)度分為標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。將強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)即為強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。
1 .立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(記為 fcu ， k )
按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為 150mm 的立方體試件，在 28 天齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有 95 %保證率的抗壓強(qiáng)度。
混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C15 ;當(dāng)采用 HRB335 級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C20 ;當(dāng)采用 HRB400 和 RRB400 級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于 C20 。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C30 ;當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C40 。
2 .軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(記為 fcx )
按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)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(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有 95 %保證率的抗壓強(qiáng)度。其設(shè)計(jì)值記為 fc 。
3 .軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(記為ftk)
它是采用棱柱體試件直接軸向拉伸試驗(yàn)或立方體試件的劈裂試驗(yàn)來測(cè)定的。
混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度(一般只有其抗壓強(qiáng)度的 1 / 8 ~1/1 6 )。其設(shè)計(jì)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(guān)，如混凝土在結(jié)硬過程中的收縮(或膨脹)等。
(一)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
混凝土在一次短期單軸加壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖 4 - 1 所示。是一曲線。所以其應(yīng)力應(yīng)變的比值(即 σ/ε)是一個(gè)變量而不是常數(shù)，因此稱 E =σ/ε混凝土的變形模量。在計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn) 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(diǎn)尸與原點(diǎn)連線的斜率，即E c‘=tanα1
(3)切線模量E“c為過曲線上任一點(diǎn)P的切線的斜率，即E“c=tanα。
混凝土受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線與混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)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(shí)間而增長的現(xiàn)象稱為徐變。
(2)影響徐變應(yīng)變量(簡(jiǎn)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(hù)條件好，徐變量就小;
3 )骨料質(zhì)量及級(jí)配好，徐變量小;
4 )構(gòu)件體表比越大，徐變量越小;
5 )構(gòu)件的應(yīng)力與其受荷時(shí)強(qiáng)度的比值(即σ/fc )越大，則徐變量越大。
(3)徐變對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響：
1 )徐變使結(jié)構(gòu)的變形(包括撓度和裂縫)增大;
2 )徐變使結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布;
3 )徐變將引起預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失;
4 )受拉徐變，會(huì)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(yīng)力等。
(三)混凝土的收縮(或膨脹)
(1)定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積縮小稱為收縮，在水中結(jié)硬時(shí)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(hù)條件好，使用環(huán)境的濕度較高，收縮值小;
3 )骨料質(zhì)量及級(jí)配好，收縮值就小;
4 )構(gòu)件體表比越大，收縮值越小;
5 )混凝土振搗密實(shí)，收縮值就小。
(3)收縮對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響：
1 )會(huì)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失;
3 )對(duì)跨度變化比較敏感的靜不定結(jié)構(gòu)(如拱結(jié)構(gòu)等)將產(chǎn)生不利的內(nèi)力。