榆林学院建筑工程学院混凝土结构设计原理 混凝土结构材料的物理力学性能PPT学习教案.pptx

混凝土结构设计原理是建筑工程领域中的核心知识，涉及混凝土材料的物理力学性能，这些性能直接影响混凝土结构的安全性和耐久性。本教程主要涵盖了混凝土的抗压强度、抗拉强度以及在复合应力状态下的强度表现和变形特性。 混凝土的抗压强度是其基本的力学性能指标，通常通过立方体试块的破坏情况进行测定。然而，考虑到实际工程中的结构特点，棱柱体试件更能反映混凝土的实际抗压能力。我国的《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定，采用150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件，测试出的具有95%保证率的抗压强度定义为混凝土轴心抗压强度标准值（fck）。此外，标准值与立方体抗压强度标准值之间存在一定的比例关系，这个比例系数会根据混凝土强度等级的不同而变化，以反映实际构件和试件之间的强度差异。 混凝土的轴心抗拉强度（ftk）同样是重要的力学指标，可采用直接轴心受拉试验测定。其值可以通过破坏荷载、试件尺寸等参数计算得出。此外，混凝土在复合应力状态下的强度研究，如在承受弯矩、剪力、轴向力等多向应力时的行为，对于理解和设计混凝土结构至关重要。这通常涉及到破坏包络图和不同应力组合的破坏曲线分析。 混凝土在三向受压状态下的性能也受到关注，这通常通过圆柱体加压试验来研究其轴向应力-应变曲线。此外，混凝土的变形性能包括受力变形（如短期加载、长期加载和重复荷载作用下的变形）和体积变形（如收缩、温度和湿度变化引起的变形）。这些变形特性影响结构的稳定性及长期使用性能。 在受压时，混凝土的应力-应变关系与其强度密切相关。高强度混凝土的下降段坡度更陡，意味着同等应力下降时变形较小，但延性较差。对于混凝土的本构关系，例如E.Hognestad提出的模型，上升段和下降段的曲线分别给出了不同的表达方式，有助于理解和预测混凝土在不同条件下的行为。 混凝土结构设计原理的学习涵盖了一系列关键知识点，包括混凝土材料的抗压和抗拉强度、在复合应力状态下的性能、三向受压下的行为，以及不同强度混凝土的变形特性。理解并掌握这些内容对于建筑工程师来说至关重要，因为它们直接关系到混凝土结构的安全设计和合理施工。