(二)混凝土材料的力學(xué)性能
1．混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
(1)正方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu,k
混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是混凝土各種力學(xué)指標(biāo)的基本代表值。
混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度是根據(jù)邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，用標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)(即溫度為20±3°C、相對(duì)濕度≥90％以上)，經(jīng)28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(加荷速度為每秒0．2～0．3N／mm2)進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，測(cè)得的具有95％保證率的抗壓強(qiáng)度極限值。
我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50010---2002) (本節(jié)中以下簡(jiǎn)稱(chēng)《混凝土規(guī)范》規(guī)定，將混凝土的強(qiáng)度等級(jí)分為14級(jí)：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。符號(hào)中C表示混凝土，C后面的數(shù)字表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為N／㎜2。 I
混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度與下列因素有關(guān)：
1)試件表面不涂油的強(qiáng)度大于涂油的強(qiáng)度；
2)加荷時(shí)試件的齡期越早，強(qiáng)度越低；
3)試件的尺寸越小，強(qiáng)度越高，這種現(xiàn)象稱(chēng)為尺寸效應(yīng)。
　(2)軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck
軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck亦稱(chēng)為棱柱體抗壓強(qiáng)度。設(shè)計(jì)中通常采用的構(gòu)件并不是立方體構(gòu)依而是長(zhǎng)度往往大于邊長(zhǎng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隨著長(zhǎng)度的增加，抗壓強(qiáng)度亦隨之降低，但當(dāng)長(zhǎng)寬比大干—定數(shù)值后，抗壓強(qiáng)度值即趨于定值，試驗(yàn)中取長(zhǎng)寬比大于3的正方形棱柱體作為試塊，
應(yīng)該注意，在新的《混凝土規(guī)范》(GB 50010—2002)中，將原規(guī)范(GBJ10—89)中的彎曲抗壓強(qiáng)度f(wàn)cmk、fcm取消。
(3)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk
混凝土抗拉強(qiáng)度取棱柱體100㎜X100㎜X 500㎜的試件，沿試塊軸線兩端預(yù)埋埋鋼筋（其直徑應(yīng)保證試件受拉破壞時(shí)鋼筋不被拉斷，錨固長(zhǎng)度應(yīng)保證破壞時(shí)鋼筋不被拔出)，通對(duì)鋼筋施加拉力使試件受拉，試件破壞時(shí)的平均拉應(yīng)力即為軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t。
混凝土的抗拉強(qiáng)度取決于水泥石(在凝結(jié)硬化過(guò)程中，水泥和水形成水泥石)的強(qiáng)度和水泥石與骨料間的粘結(jié)強(qiáng)度。采用增加水泥用量減少水灰比以及采用表面粗糙的骨料，可提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。
混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，大約只相當(dāng)于立方體抗壓強(qiáng)度的0．05～0．1倍。
以上混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值均可通過(guò)立方體抗壓強(qiáng)度求得。
軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式確定：
　考慮到結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，以及參考其他國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，對(duì)試件混凝土強(qiáng)度修正系數(shù)取為0．88。
抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式確定：

　式中 δ——混凝土立方體強(qiáng)度變異系數(shù)，按表1l—21確定。
　　2．混凝土強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值
　　將強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)即為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值�；炷�土的材料分項(xiàng)系數(shù)γc的取值是根據(jù)可靠度分析和工程經(jīng)驗(yàn)校準(zhǔn)法確定的。
　　《混凝土規(guī)范》規(guī)定，混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)γc＝1．4。《混凝土規(guī)范》表4．1．3列出了混凝土各種不同強(qiáng)度等級(jí)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，表4．1．4列出了各種不同強(qiáng)度等級(jí)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
　　3．混凝土的變形
　　混凝土的變形分為兩類(lèi)。一類(lèi)是在荷載作用下的受力變形，如單調(diào)短期加荷、多次重復(fù)加荷以及荷載在長(zhǎng)期作用下的變形。另一類(lèi)與受力無(wú)關(guān)，稱(chēng)為體積變形，如混凝土的收縮、膨脹以及由于溫度變化所產(chǎn)生的變形。
　　(1)混凝土的變形模量
　　圖11-29表示混凝土棱柱體受壓試驗(yàn)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線。從圖中可見(jiàn)，混凝土棱柱體受荷后，應(yīng)力σc和應(yīng)變εc之間不存在完全的線性關(guān)系，因此虎克定律不適用。
　　在計(jì)算鋼筋混凝土構(gòu)件變形、預(yù)應(yīng)力混凝土截面預(yù)壓應(yīng)力以及超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，都須引入混凝土的彈性模量。
從圖11-29中，混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線上任一點(diǎn)A處應(yīng)力和應(yīng)變分別為σc和εc，εc可分解為彈性應(yīng)變εce和塑性應(yīng)變εcp兩部分，即εc=εce+εcp。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線的原點(diǎn)O作曲線的切線，該切線的正切稱(chēng)為混凝土的原點(diǎn)彈性模量，也稱(chēng)為混凝土的彈性模量，用Ec表示，它反映了混凝土的應(yīng)力與其彈性應(yīng)變的關(guān)系，即：

　　在應(yīng)力—應(yīng)變曲線上任—點(diǎn)A處作切線， 該切線與橫坐標(biāo)軸的夾角的正切(或其應(yīng)力增量與應(yīng)變?cè)隽康谋戎?稱(chēng)為相應(yīng)于該點(diǎn)應(yīng)力的切線模量E’c：
　　從圖11—29中可看出，隨著混凝土應(yīng)力的增加，混凝土塑性變形發(fā)展，故混凝土的割線模量和切線模量均為變值。