混凝土各种抗压强度整理

一、立方体抗压强度标准值f_cu,k

按标准方法制作、养护至 28d 龄期的边长为 150mm 立方体试件，以标准试验方法测得的具有 95%保证率的抗压强度，即为f_cu,k。

《桥规》（JTG D62）规定的强度等级按边长 150mm 的立方体抗压强度标准值确定，并冠以 C 表示，如 C30 表示 30 级混凝土。

世界各国规范中用以确定混凝土强度等级的试件形状和尺寸不尽相同，有采用立方体试件，也有采用圆柱体试件。根据我国的试验资料，圆柱体强度与 150mm 立方体强度之比为 0.83~1.04，平均值为 0.94；但过去我们习惯于与 200mm 立方米强度之比为 0.85 进行换算。考虑到新旧规范（旧规范为 85 规范）立方体强度试件尺寸和保证率的不同，圆柱体强度与《桥规》（JTG D62）规定的边长为 150mm 立方体强度之比，可近似按 0.85 换算。

二、轴心（柱体）抗压强度标准值f_ck

我国采用 150×150×450mm 的柱体作为混凝土轴心抗压试验的标准试件，按与上述立方体试件相同的制作、养护和标准试验方法测得的具有 95%保证率的抗压强度称为轴心抗压强度，记为f_ck。

f_ck=β0.88αfc_u,k

式中：

β 为脆性折减系数 C40、C80 之间按 1.0 和 0.87 内插。

α 为对 C50 及以下混凝土取 0.76，C55—C80 取 0.77—0.82。

按上述公式可计算得到规范表格：

三、轴心（柱体）抗压强度设计值f_cd

构件中混凝土抗压强度设计值f_cd，由混凝土轴心抗压强度标准值除以混凝土材料分项系数γf_c=1.45 求得。进而可得到下边表格:

四、《85 规范》混凝土抗压强度与《04》混凝土抗压强度对比

《85 规范》为边长是 200mm 的立方体抗压强度标准值作为区分强度等级的标准。与 150mm 新规范立方体抗压强度标准值之间的换算关系为:

式中：

𝑓_{𝑐𝑢,𝑘}为新规范混凝土强度等级；

𝑅^𝑏为《85》规范混凝土标号；

𝛿_𝑓 为混凝土的变异系数，取值如下表;

新规范强度等级和《85》规范混凝土标号变换关系

五、Mander 本构中混凝土抗压强度取值

美国和日本等国家，采用圆柱体强度作为混凝土标号。他是采用龄期为 28d、直径 150mm 高度 300mm的标准圆柱体试件试验获得，用符号记为：𝑓_𝑐^′。

混凝土立方体标准试件的强度与其他各种试件的强度之间换算关系如下：

f_c^'=0.85R20

R_a^b=0.7R20

𝑅_𝑎^𝑏为棱柱体抗压强度，也称为轴心抗压强度。R20 为 200mm 立方体抗压强度。

根据上式可得到 150mm 现行规范换算为 Mander 所需圆柱体抗压强度。换算公式应为：

各级强度转换系数 β 如下表，常用下部计算的 C30 至 C40 混凝土近似可取 0.9。

六、结论

• 立方体抗压强度标准值𝑓_{𝑐𝑢,𝑘}，经常被称为“标号”强度，更严格意义上应为强度等级，是以立方体（150mm）试件试验为依据给出；
• 轴心抗压强度标准值𝑓_𝑐𝑘为采用更接近实际使用状态的（150×150×450mm）棱柱体试件试验得到的强度指标。其值可根据 αβ 两个参数由立方体强度求得；
• 轴心抗压强度设计值，只是考虑了 1.45 的分项系数由𝑓_𝑐𝑘得到；
• 新旧规范混凝土强度等级可以通过变异系数𝛿𝑓相互转换；
• Mander 本构中的无约束混凝土强度为圆柱体抗压强度，其与现行规范强度转换系数可根据 0.85倍的转换关系和新旧混凝土强度转换公式计算得到，常用下部结构抗震计算可取 0.9。