0.88—经验折减系数
150mm
300mm
CH.1 材料力学性能
三、轴心抗拉强度 ft 0.88 2 0.395 fcu 0.55 1 1.645 0.45
➢ 混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只
有抗压强度的5%~10%
CH.1 材料力学性能
四、混凝土在复合应力作用下的强度
1.混凝土的双轴受力强度
HPB
ห้องสมุดไป่ตู้HRB
RRB
Bar
Bar
Bar
Plain
Rolled
Ribbed
Hot
Hot
Rolled
rolled
rolled
屈服强度 fyk（标准值=钢材废品限值，保证率97.73%）
HPB235级： fyk = 235 N/mm2
HRB335级： fyk = 335 N/mm2
HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2
➢ 双向受拉：强度接近
单向受拉强度
➢ 双向受压：抗压强度
和极限压应变均有所 提高
➢ 一拉一压：强度降低
CH.1 材料力学性能
2.混凝土的三轴受压强度
➢ 三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都
有较大提高
CH.1 材料力学性能
3.混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度
➢ 在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单
2. 当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20; 3. 当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷
载的构件，不得低于C20; 4. 预应力混凝土结构不应低于C30; 5. 采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋
时，不宜低于C40.
预应力钢筋 非预应力钢筋
钢筋
CH.1 材料力学性能
1.3 钢筋
4)剪切模量 Gc
Gc
Ec
2(1 c )
c—泊松比（横向应变与纵向应变之比）
➢ 混凝土的泊松比，在压力较小时为0.15~0.18，
接近破坏时可达0.5以上，一般可取0.2
2.重复荷载作用下的变形
包罗线与一次性加载时 的应力-应变曲线相似
疲劳强度:
fcf 0.5 fc
CH.1 材料力学性能
2. 徐变
CH.1 钢筋和混凝土的力学性能
1.1 混凝土的强度 1.2 混凝土的变形 1.3 钢筋 1.4 钢筋与混凝土的粘结
CH.1 材料力学性能
1.1 混凝土的强度
水泥+水 水泥胶体 (水泥结晶体和水泥胶块) 弹性骨架
石子、沙子
（混凝土）
150mm
一、立方体抗压强度 fcu,k 砼强度等级
150mm
1.定义：立方体抗压强度是指按照标准方法制15作0mm 养护的 边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用 标准试验方法测得的抗压强度。
CH.1 材料力学性能
二、轴心抗压强度 fck （棱柱体抗压强度） 1.定义：轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的
截面为100mm×100mm高300mm的棱柱体，在28 天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。
2.折算： fck 0.881 2 fcu,k
1 —轴心抗压强度与立方体抗压强度比值 2 —高强混凝土脆性折减系数
轴抗压强度
CH.1 材料力学性能
1.2 混凝土的变形
1.混凝土的应力应变关系 —短期单调加载
1）上升段 OC:
OA:(c0.3ck): 弹性阶段
AB:(c=0.3ck~0.8ck): 砼内部微裂缝发展
BC(c>0.8ck):塑性变形发 展，竖向裂缝出现
c0=0.0015~0.0025 cck 2）下降段 CF:
2.强度等级： C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级
C —混凝土 15—立方体抗压强度的标准值为15N/mm2
粗骨料（分散相）
带核凝胶体
砂浆 （基相）
宏观结构
孔隙
细骨料（分 散相）
晶体
凝缩 凝胶体
水泥石
干缩
（基相） 亚微观结构
晶体骨架
混凝土组成结构
氢氧化钙 微观结构
CH.1 材料力学性能
钢丝 Wire：中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢 丝、钢绞线为 1470 ~1860MPa；有二股、三股和七股 钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。中高强钢丝和钢绞 线均用于预应力混凝土结构。
冷加工钢筋 Cold working rebar：由热轧钢筋和盘条 经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。钢筋的强度 高，延伸率降低。
1）定义：砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形。 2）产生原因 a.水泥凝胶体的粘性流动 b.内部微裂缝的开展
3）对构件影响:
a.使变形增大 b.产生预应力损失
c.引起轴压构件及结构的应力重分布
4）影响因素:
a.配合比
b.养护条件：温度、湿度
c.应力条件：加荷时的龄期
加荷时的初始应力c
CH.1 材料力学性能
热处理钢筋 Heat treatment ：是将Ⅳ级钢筋通过加热、 淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的 提高，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。
CH.1 材料力学性能
3. 收缩 1）定义：砼在空气中硬化时体积减小的现象。 2）产生原因：水分蒸发 3）对构件影响: a.使砼产生拉应力,致使产生裂缝 b.引起预应力损失 4）影响因素: 配合比、养护、体表比
CH.1 材料力学性能
➢ 混凝土的选用
1. 建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等 级不应低于C15;
受压混凝土一次短期加荷的应力—应变曲线
ccu=0.0033~0.004 （极限压应变）
CH.1 材料力学性能
3）砼的弹性模量 Ec
a.原点弹模 Ec Ec tg0 c / e
b.割线模量 Ec’ Ec ' tg1 c / c
c.切线模量
Ec’’Ec '' tg
d c d c
Ec '
一、钢筋的种类及选用 HPB235
热轧钢筋 HRB335 HRB400
光圆钢筋 变形钢筋 变形钢筋
RRB400 变形钢筋
钢丝
强度高，塑性低
强度 塑性 弱高
强低
钢绞线
强度高，粘结性好
热处理钢筋 强度高
CH.1 材料力学性能
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
e c
Ec
Ec
受压时，为 0.4~1.0；
受拉破坏时， 为1.0
CH.1 材料力学性能
➢ 弹性模量测定
混凝土的弹性模量的试验方法（150×150 × 300标 准试件）
此线和原点切线基 本平行，取其斜率
作为Ec 105
Ec 2.2 34.74 (N / mm 2 ) f cu
CH.1 材料力学性能