混凝土结构设计的基本概念.doc

混凝土的强度 一、混凝土的强度等级 ⒈ 混凝土的抗压强度——材料本身的真正物理力学指标 混凝土的立方体抗压强度 fcu , k—150×150×150 ﹙混凝土强度等级规范规定按立方体抗压强度确定：C20＝20 N／mm2﹚ ⒉ 混凝土轴心抗压强度标准值 fck—150×150×300 轴心抗压强度标准值 fck ＝0.67 fcu , k ﹙≤C50﹚ 强度 标准值混凝土强度等级C20C25C30C35C40fck13.416.720.123.426.8﹙0.67﹚0.6700.6680.6700.6690.670 采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力 ﹙梁、柱都是杆件﹚。 也就是棱柱体强度＝20.1时，把这个棱柱体裁成立方体， 压出来的强度＝30。 二、标养强度与实体强度 ⒈ 传统规范以标准养护的立方体抗压强度(标养强度)作为混凝土强度验收的依据。但实际上其是一种“材料强度”，只反映???合物的质量(材料及配合比)，由于养护条件(温度、湿度)和龄期(承载时间)与结构实际情况不同,两者存在着差异而缺乏代表性。 ⒉《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300 - 2001 规定：“对涉及 结构安全和使用功能的重要分部工程应进行抽样检验”，即实体检验。为此《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 - 2002 提出：在各分项工程验收通过以后，要通过混凝土工程的实体检验，才能进行子分部工程验收。 实体检验包括两部分：混凝土强度及钢筋保护层厚度。 ⒊ 对结构实体检测其它物理量(如回弹法测硬度)而间接得到的推定强 度偏差较大，往往发生误判。钻芯强度成本太高且伤害结构，本身也 存在偏差，难以作为普查手段。 ⒋ 同条件养护试件的立方体抗压强度(同条件养护强度)，过去常作为 施工控制(拆模、预应力施工、吊装、出池等)之用，这种做法本身就意味着其比标养强度更接近结构的实际强度。因为除了比表面积(单位体积混凝土的表面积)大于实际结构以外，其余影响强度的因素与实际结构基本一致。因此,以同条件养护强度作为混凝土结构实体强度的验收依据,是比较有效的途径。 ⒌ 标养强度作为混凝土分项工程的混凝土强度验收的依据，按“检验批”检查验收；合格与否影响该批次的混凝土。同条件养护强度作为子项工程的验收的依据，即重要分部工程的混凝土强度验收的依据；按强度等级检查验收，合格与否只影响该强度等级的混凝土。 三、混凝土的设计强度 ⒈ 轴心抗压强度设计值 fc ＝ fck／??c ﹙材料分项系数??c＝1.4﹚ 强度 设计值混凝土强度等级C20C25C30C35C40fck13.416.720.123.426.8fc9.611.914.316.719.1﹙1.4﹚1.3961.4031.4061.4011.403 ① GB 50010-2002第4.1.4条 注：1 计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏 心受压构件时，如截面的长边或直径小于300mm，则表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8；当构件质量(如混凝土成型，截面和轴线尺寸等)确有保证时，可不受此限制；﹙89规范也有﹚ ② GB 50010-2010第11.4.11条 框架柱的截面尺寸应符合下列要求：1 矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm； ⒉ 轴心抗拉强度——不是材料本身的真正物理力学指标 1﹚ 轴心抗拉强度的标准值 f tk ＝系数× fcu , k 强度 标准值混凝土强度等级C20C25C30C35C40f tk1.541.782.012.202.390.0770.0710.0670.0630.060 ① 由劈裂试验间接验证﹙劈裂试验是使混凝土拉裂的试验﹚ 2﹚ 轴心抗拉强度的应用 间接衡量剪切、冲切及受扭截面强度 钢筋锚固与混凝土抗拉强度有关。 裂缝宽度计算与混凝土抗拉强度有关。 □ 轴﹙偏﹚心受拉构件，是“纯”拉，是钢筋受拉，与混凝土抗拉强度无关。 3﹚ 轴心抗拉强度设计值 f t ＝ f tk／??c ﹙材料分项系数??c＝1.4﹚ 强度 设计值混凝土强度等级C20C25C30C35C40f tk1.541.782.012.202.39f t1.101.271.431.571.71﹙1.4﹚1.4001.402