2019年岩土工程师结构设计考点冲刺（二）

　　一、混凝土

　　混凝土是由水泥、砂、石和水按一定配合比，经搅拌、振捣、养护凝固而成，并与时间因素有关，多孔隙非匀质的弹塑性人造石材。

　　(一)混凝土的强度等级及其选用

　　混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。《混凝土规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共十四级。

　　选用混凝土时应遵循以下原则：

　　(1)素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。

　　(2)预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。

　　(二)混凝土的力学指标及其相互关系

　　1.立方体抗压强度标准值ƒcu,k

　　立方体抗压强度标准值ƒcu,k是混凝土各种力学指标的基本代表值，它是指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

　　也可采用截面为100mm×100mm×100mm或200mm×200mm×200mm的非标准立方体试块，由于尺寸效应的影响，必须将非标准试块的强度乘以换算系数后换算为边长150mm的标准试块的强度，其换算系数分别为0.95或1.05。

　　2.轴心抗压强度标准值ƒck

　　轴心抗压强度试件一般采用150mm×150mm×300mm或150mm×150mm×450mm的棱柱体，其制作和试验条件与立方体抗压强度相同。

　　3.抗拉强度标准值ƒtk

　　轴心受拉试件，我国采用100mm×100mm×500mm的棱柱体试件，两端分别对中埋设长变为150mm的φ16钢筋。试验机夹紧两端伸出钢筋，使试件受拉，破坏时的平均应力即为混疑土轴心抗拉强度值。

　　混凝土的抗拉强度试验也有采用劈裂试验的方法。

　　(三)复杂应力状态下的混凝土强度

　　1、双向受力时的强度

　　(1)混凝土双向受压时其两个方向的抗压强度比单轴受压时有所提高，最大的抗压强度发生在两个方向的压应力比介于0.5—2.0之间时，其中较大的压应力可比单轴时提高27%。双向抗压强度的提高是由于变形受到约束的缘故。

　　(2)混凝土一个方向抗压，另一个方向受拉时，其抗压或抗拉强度都比单轴抗压或抗拉时的强度低，这是因为异号应力加速变形的发展，较快地达到极限应变值的缘故。

　　(3)混凝土双向受拉时，其抗拉强度与单轴受拉时无明显差别。

　　2、三向受压时的强度

　　圆柱体在等侧压应力下的三轴受压试验表明，其抗压强度有较大的提高，提高后的抗压强度最低值约为圆柱体单轴受压时的强度值加上4倍的侧向压应力值。在实际工程中，对于钢管混凝土柱或配置密排螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，由于混凝土受到钢管壁或螺旋箍的约束，使它处于三向受力状态，可以利用这一特性，考虑混凝土抗压强度的提高。

　　3、剪应力与单轴正应力共同作用下的强度

　　试验结果表明，当存在剪应力τ时，混凝土的抗压、抗拉强度都将有所降低。当存在拉应力时，其抗剪强度将降低。