ⅱ. 柱的附加偏心距增大
ⅲ. 预应力损失 ⅳ. 截面应力重分布
3.1.2 混凝土的变形 3.非荷载引起的变形 ◆在结硬过程中的变形 ●混凝土膨胀与收缩 水中膨胀 4 空气中收缩，收缩远大 于膨胀 , 缩 3 10
三峡大坝按38.3m分段施工
3.1.2 混凝土的变形 3.Βιβλιοθήκη 荷载引起的变形 ◆在结硬过程中的变形
fcu（N/mm2）
混凝土轴心抗压强度与立方抗压强度关系
3.1.1 混凝土的强度 5.混凝土轴心抗拉强度 f t , f tk , t
l=d
立方体
2P 压 f ts 2 d
拉
压
中间截面
劈裂方法试验
混凝土抗拉强度远小于其抗压强度，一 般为抗压强度的1/16～1/8 。
3.1.1 混凝土的强度 5.混凝土轴心抗拉强度
混凝土 的变形
徐 变
长 期 变 形
短 期 变 形
3.1.2 混凝土的变形 1.荷载产生的短期变形 ◆轴心受压
N / mm 2
25
20 15 B 普通试验机 C（应力峰值） f c
0 0.0015~ 0.0025 0 0.002
10 5
A 1
2 3
0
4 5 6
7
8 9 10 11 12 13 14
◆精轧螺纹钢筋 新规增加
18 ～ 32
T
3.2.2 钢筋的力学性能 1.强度
fu
●
屈强比
fy fu
普通钢筋应力-应变曲线
3.2.2 钢筋的力学性能 1.强度

f 0 .2
●
条件屈服点
残余应变 0.2%

无明显屈服的钢筋应力-应变曲线
3.2.2 钢筋的力学性能 2.伸长率（极限应变）
l1 l 0 gt 100% l0
3.3.2.1 混凝土的强度标准值 f ck 0.88c1c 2 f cu,k ◆轴心抗压强度标准值
fc（N/mm2）
C50及以下混凝土 1 0.76 C 80 混凝土 1 0.82 C 50 ～C 80 中间 1 按线性插值 C 40及以下混凝土 2 1.0
统 计 c 0 .76 cu C 50 ～C 80 中间 2 按线性插值 规 范 c 0 .67 cu
2
例题3-1
附表3
规 范 t 0.23 cu3
2
ft与fcu的关系
fcu（N/mm2）
3.3.2.2 混凝土的强度设计值 f ck f tk fc ，f t , c 1 .4 c c
例题3-2 附表4 材料分项系数
各强度值比较
立 方 抗 压f cu,k 轴 心 抗 压f ck 轴 心 抗 拉f tk 立 方 抗 压f cu 轴 心 抗 压f c 轴 心 抗 拉f t
混凝土在拉剪或压剪复合受力状态下的强度
3.1.1 混凝土的强度 6.混凝土复合受力强度 ◆三向应力状态
箍筋
据试验 f f cc c
经验公式 f cc f c 4 .5～ 7.0 2 三向受压，强度提高，延性增大
3.1.2 混凝土的变形
非荷载引起的变形 温 度 变 形 收 缩 变 形 构造措施 计算和构造措施 地基不均匀沉降引起的变形 混凝土结构变形 计算 施工措施 荷载引起的变形
10 3
应力-应变曲线
3.1.2 混凝土的变形 1.荷载产生的短期变形 ◆轴心受压
N / mm 2
25 B 20 15 10 A 5 1 2 3 C（应力峰值） D E
fc
特殊试验机
残余应力
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 3
0


应力-应变曲线全曲线
◆可焊性 ◆良好的粘结力 ◆不发生低温脆断 2.对混凝土的要求 ◆最低强度等级要求 ◆耐久性要求
3.3 材料强度取值
3.3.2 混凝土的强度标准值 f cu ,k cu 1 .645 cu cu 1 1 .645 cu
f cu,k 1.645 cu cu
立方抗压强度标准值保证率
混凝土受压破坏模式与端面条件有关
端面条件：端面与试验机压板有摩擦 端面与试验机压板无摩擦（涂抹润滑剂）
3.1.1 混凝土的强度
2.混凝土试件压力试验
破坏形式：当有摩擦时，试 件中部外围混凝土剥落，形 成两个相连的截锥体；没摩 擦时，纵向裂缝扩展、贯通 形成一个个短柱而破坏。
不同破坏形式的原因：当有摩擦 时，摩擦力约束了混凝土的横向 变形，起“箍”的作用，两端箍 效应大中部小，故中部剥落；没 摩擦时，试件横向变形自由，裂 缝自由扩展、贯通。
3.1.2 混凝土的变形 1.荷载产生的短期变形 ◆轴心受拉
σ（N/mm2）
天津大学用电液伺服试验机得出
3.1.2 混凝土的变形 1.荷载产生的短期变形 ◆弹性模量
原点切线模量 （弹性模量）
d Ec d
tg 0
0
用于低应力状态 割线模量
c Ec c
切线模量
d c Ec d c
立方抗压强度是确定混凝土强度等级的依据 f cu ,k C××
3.1.1 混凝土的强度 3.混凝土的强度等级 ◆强度等级 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、 C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 ◆选用要求 普通混凝土
C10 C15 C20 C30 C40 可作基础垫层； 高强混凝土 只能用于素混凝土结构；新规 钢筋混凝土结构的最低强度等级； 预应力砼结构要求的最低强度等级； 采用钢铰线、钢丝、热处理钢筋的预应力 混凝土结构要求的最低强度等级。
不涂润滑剂
涂润滑剂
混凝土立方体破坏形式
结论：当有摩擦时，由于 套箍作用，混凝土抗压强 度大于无摩擦横向自由膨 胀的混凝土抗压强度。
3.1.1 混凝土的强度
2.混凝土试件压力试验 ◆尺寸效应
试验还发现试件尺寸越小，抗压强度越高。 尺寸越小试件内部缺陷越少，而且端部套箍 效应越高。
综上所述：为了便于比较，需要统一试件尺
第三章 混凝土结构材料的性能
主要内容
3.1 混凝土的力学性能 3.2钢筋的种类及其性能 3.3材料强度取值 3.4钢筋与混凝土的粘结 3.5钢筋代换
3.1 混凝土的力学性能
3.1.1 混凝土的强度 1.混凝土材料构成
水泥+骨料+水 混凝土 （弹塑性材料）
骨料
水泥石
水泥结晶体 水泥凝胶
弹性骨料（承受主要外力）
新规
种类
钢筋伸长率（极限应变）要求
HPB300 ≥10.0 HRB,HRBF,RRB ≥7.5 预应力筋 ≥3.5
gt %
3.2.2 钢筋的力学性能 3.冷弯性能
冷弯试验示意图
钢筋冷弯性能要求
1.对钢筋的要求 ◆适当的屈强比
有明显屈服点≤0.8，无明显屈服点≤0.85。
◆足够的塑性
满足规定的伸长率和冷弯性能要求。
Ec G 21 c
0.2
3.1.2 混凝土的变形 2.荷载产生的长期变形 ◆徐变 混凝土在应力不变但长期作用下，其
应变随时间继续增长的现象。一年以后趋
于稳定，三年左右基本终止，大约为瞬时
弹性应变的1～4倍。
压应变（10-3）
3.1.2 混凝土的变形
2.荷载产生的长期变形
加载瞬 徐变应变 时应变
C 80 混凝土 2 0.87
fcu（N/mm2）
轴心抗压强度与立方抗压强度关系
3.3.2.1 混凝土的强度标准值 ◆轴心抗拉强度标准值
f tk 0.88 0.395 c 2 f
0.55 cu ,k
1 1.645 0.45
详表3-3
ft
中国建 研院和 铁科院 试验
统 计 t 0.26 cu3
新规 均属应采用钢筋
3.2.1 钢筋的种类 1.普通钢筋 ◆余热处理带肋钢筋 RRB400级 R 6～50 公称直径 热轧后直接穿水，进行外部冷却，利用 芯部余热进行回火处理的成品钢筋。化学成 分与低一级的热扎钢筋相同，强度、外观与 同级的热扎钢筋相同，但疲劳性能、冷弯性 能和可焊性均较差，其应用受到一定限制。
混凝土徐变曲线
时间（月） 残余变形
卸载时瞬时恢复变形
卸载后弹性后效
3.1.2 混凝土的变形 2.荷载产生的长期变形 ◆影响徐变的主要因素
ⅰ. 应力水平
ⅱ. 加载龄期
ⅲ. 水泥用量、水灰比
ⅳ. 骨料
ⅴ. 养护期温湿度
3.1.2 混凝土的变形 2.荷载产生的长期变形 ◆徐变对结构的影响
ⅰ. 受弯构件挠度增大
寸和试验方法来确定混凝土试块的强度。
3.1.1 混凝土的强度 3.混凝土的强度等级 ◆立方抗压强度
f cu , f cu ,k , cu
标准立方试块 150mm×150mm×150mm ，标准养 护（温度 20±3℃、相对湿度 >90% ） 28 天，以标准 试验方法（普通试验机，试块表面不涂润滑剂，全 截面受力，加荷速度为 0.15 ～ 0.25MPa/s ））测得 的抗压强度为参考，取具有95﹪保证率的抗压强度 作为立方体抗压强度标准值 。
塑性胶凝体（调整和扩散应力）
混凝土复合材料性质
3.1.1 混凝土的强度
2.混凝土试件压力试验 ◆微裂隙理论
混凝土试件受压破坏的根本原因是：混凝土在 形成过程中，凝结初期水泥石收缩，以致在骨料与 水泥石接触面以及水泥石内部形成许多微裂隙，在 外压力作用下，裂缝扩展与贯通，引起试件形成短 柱而破坏。
◆“套箍”原理
3.2.1 钢筋的种类 1.预应力钢筋 ◆钢绞线