混凝土结构设计的基本概念.doc
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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
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