第3章-建筑结构的材料性能
二建建筑的建筑材料性能
二建建筑的建筑材料性能建筑材料是指用于建造和修复各类建筑物的材料。
在二级建造师考试中，建筑材料的性能是一个重要的考点。
本文将从物理性能、力学性能和耐久性能三个方面介绍二建建筑常用材料的性能特点，帮助考生更好地理解和记忆相关知识。
一、物理性能物理性能是指建筑材料在外界环境下的各种物理特性。
常见的物理性能有密度、热传导性、声传导性、吸水性等。
1. 密度：密度是指单位体积内的质量，通常用千克/立方米表示。
在建筑中，不同材料的密度会对结构和施工产生影响。
例如，密度大的材料可以提供更好的隔音效果，而密度小的材料则更轻便。
2. 热传导性：热传导性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的热传导性能对于保温和隔热非常关键。
一般而言，导热系数越小的材料，保温性能越好。
3. 声传导性：声传导性是指材料对声波的传导能力。
在建筑领域，隔音是一个重要的考虑因素。
各种建筑材料的声传导性能各异，如隔音板、隔音玻璃等可以有效隔离噪音。
4. 吸水性：受潮、吸湿是一些建筑材料的固有特性。
吸水性能对建筑物的耐久性和变形非常重要。
合理使用吸水性能较弱的建筑材料，可以减少由于湿度变化引起的开裂、变形等问题。
二、力学性能力学性能是指建筑材料在受力状态下的各种性质。
主要包括强度、刚度、韧性、抗压强度、抗拉强度等。
1. 强度：强度是指材料抵抗破坏的能力。
对于建筑材料来说，强度是一个至关重要的指标。
在结构设计中，需要根据不同材料的强度来合理选择建筑材料，以确保结构的稳定可靠。
2. 刚度：刚度是指材料对应力的反应能力。
刚度越大，表示材料越难变形。
刚度较大的材料适合用于承重结构，如钢材和混凝土。
3. 韧性：韧性是指材料在受力过程中能够吸收和耗散大量的能量而不发生断裂。
在建筑中，一些受冲击力作用较大的部位需要具备韧性较好的材料，以增加结构的抗震性能。
4. 抗压强度和抗拉强度：抗压和抗拉强度是材料承受压力和拉力的能力。
在构建承重结构时，需要考虑材料的抗压和抗拉强度，以保证结构的稳定性。
材料力学性能与指标
轧 HRB335(20MnSi)
335
钢 筋
HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) RRB400(20MnSi)
400
HPB235级： fyk = 235 N/mm2 HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2
（1）有明显屈服点的钢筋
（2）无明显屈服点的钢筋
s
塑性变形对工程结构有何意义？ 低强塑性材料好？还是高强弹性材料 好？
e
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1.1.3有明显屈服点钢筋的应力－应变关系
s
fu
e
fy
b a
cd
cd段为屈服台阶 df段为强化段
s =Ese
f a为弹性极限 elastic limit
b为屈服上限upper yield strength
(2) 极限强度：fu 强屈比：反映钢筋的强度储备，fu/fy不小于1.25
？？ s fu fy
问题：
强屈比越大
越好吗？
e
1.1.3.2 双线性的理想弹塑性关系
Bilinear elasto-plastic relation
s
f
y
Es
1
e y
s Ese s fy
e
e ey e ey
¸¸¸¸¸¸¸(N/mm2) Ö àÀ
C50以上为高强混凝土
条件屈服强度 设计中取残余应变为0.2%所对应 的应力，作为钢筋的强度设计指 标，称为“条件 屈服强度”。
一般取σ0.2 = 0.85σb
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1.1.5 钢筋的冷拉加工
（一）冷拉
把有明显屈服点的钢筋应力拉 到超过其原来的屈服点，然后 放松，使钢筋应力重新恢复到 零，钢筋发生了残余变形
第三章建筑工程材料的基本性质
第三章建筑工程材料的基本性质第三章建筑工程材料的基本性质第一节建筑工程材料的分类建筑材料是指用于建造建筑物和构筑物，所用的材料，是建筑工程的物质基础，建筑材料涉及范围非常广泛，所有用建筑物施工的原材料，半成品，和各种构配件，零部件都可视为建筑材料。
由于建筑材料的种类繁多，而且在建筑物中起各种不同的作用，因此可以从不同的角度对其进行分类目前有新编常用建筑材料，由水泥，混凝土，砖瓦，砌块，木材，钢材，玻璃，陶瓷，管材管件，防水材料，砂石，灰浆，饰面保温材料。
1按技术发展分类传统的建筑材料―使用历史较长的，如：砖，瓦，砂，石及作为三大材的：水泥，钢材，木材，等。
新型的建筑材料―针对传统建筑材料而言，使用历史较短，尤其是新开发的建筑材料。
然而传统和新型的概念也是相对的，随着时间的推移动，原先被认为是新型建筑材料，若干年后可能就不一定在被认为是新型建筑材料，而传统建筑材料也可能随着新技术的发展，出现新的产品，成为了新型建筑材料，2按主要性能分类结构性能材料―主要指用于构造建筑结构部分的承重材料，如：水泥，骨料（包括砂，石，轻骨料等）混凝土外加剂，混凝土，砂浆，砖和砌块等墙体材料，钢筋及各种建筑钢材，公路和市政工程中大量使用的沥青混凝土等，在建筑物中主要利用其具有一定力学性能，功效材料―主要是在建筑物中发挥其力学性能以外，特长的材料，如：防腐涂料，防水材料，建筑涂料，绝热材料，防火材料，建筑玻璃，金属或塑料管道材料等，它们赋于建筑物以必要的防水功能，装饰效果，保温隔热功能，防火功能，维护采光功能，防腐蚀功能及给排水等功能，这些材料的一项或多项功能使建筑物具有或改善了使用功能，产生了一定的装饰美观效果也使人们对生活在一个安全，耐久，舒适，美观环境中的愿望得以实现。
3按化学性质分类：无机材料―大部分使用历史较长的建筑材料属此类，无机建材又分为：金属材料和非金属材料，前者如：钢筋及各种建筑钢材（属黑色金属，）有色金属：（如铜，及铜合金，铝，铝合金）及其制品，后者如水泥，骨料（包括砂，石，轻骨料等）混凝土，砂浆，砖和砌块等墙体材料，玻璃等。
《建筑抗震设计规范》 (gb50011-2001)强制性条文内容[1]
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《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)强制性条文内容《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，自2002年1月1日起施行，原《建筑抗震设计规范》GBJ11-89以及《工程建设国家标准局部修订公告》（第1号）于2002年12月31日废止。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，其中有52条为强制性条文，必须严格执行。
现将该52条强制性条文摘录如下：一．第一章“总则”部分第1.0.2 条：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
第 1.0.4条：抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
二．第三章“抗震设计的基本要求”部分第3.1.1条：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲类、乙类、丁类以外的一般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。
第3.1.3条：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1：甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。
2：乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
另外，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
3：丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
4：丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但当抗震设防烈度为6度时不应降低。
砌体结构设计规范GB50003-2001
中华人民共和国国家标准砌体结构设计规范Code for design of masonry structuresGB 50003-2001主编部门：中华人民共和国建设部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2002年3月1日关于发布国家标准《砌体结构设计规范》的通知建标[2002]9号根据我部《关于印发1998年工程建设标准制订、修订计划（第一批）的通知》（建标[1998]94号）的要求，由建设部会同有关部门共同修订的《砌体结构设计规范》，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB 50003-2001，自2002年3月1日起施行。
其中，3.1.1、3.2.1、3.2.2、3.2.3、5.1.1、5.2.4、5.2.5、6.1.1、6.2.1、6.2.2、6.2.8、6.2.10、6.2.11、7.1.2、7.1.3、7.3.2、7.3.12、7.4.1、7.4.6、8.2.8、9.2.2、9.4.3、10.1.8、10.4.11、10.4.12、10.4.14、10.4.19、10.5.5、10.5.6为强制性条文，必须严格执行，原《砌体结构设计规范》GBJ 3-88于2002年12月31日废止。
本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国建筑东北设计研究院负责具体技术内容的解释，建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部2002年1月10日前言本规范是根据建设部《关于印发1998年工程建设标准制订、修订计划（第一批）的通知》（建标[1998]94号）的要求，由中国建筑东北设计研究院会同有关的设计、研究和教学单位，对《砌体结构设计规范》GBJ 3-88 进行全面修订而成的。
在修订过程中，规范编制组开展了专题研究，进行了比较广泛的调查研究，总结了近年来新型砌体材料结构的科研成果和工程经验，考虑了我国的经济条件和工程实践，并在全国范围内广泛征求了有关单位的意见，经反复讨论、修改、充实和试设计，最后由建设部标准定额司组织审查定稿。
第三章聚酰胺
玻璃纤维增强 改性,可大幅度 提高P第A三耐章聚热酰性胺
玻纤增强PA被用于制 造汽车发动机零部件
第三章聚酰胺
3. 芳香族聚酰胺（芳纶）
分子链骨架上含有芳香环的聚酰胺称芳香族聚酰胺，又称芳 纶。尽管芳香族聚酰胺的品种很多，目前投入实际应用的主 要有两种：聚间苯二甲酰间二胺和全对位聚芳酰胺。
2 2 0 O C n H O O C ( C H 2 ) 8 N H 2 [ N H ( C H 2 ) 8 C O ] n + n H 2 O
9-氨基壬酸
自缩聚
聚酰胺9
聚酰胺6 [—HN(CH2)5CO—]n
第三章聚酰胺
➢ mp型聚酰胺
由二元胺与二元羧酸缩聚所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺， 称为聚酰胺mp，其中m代表所用二元胺中所含碳原子数，p 代表所用二元羧酸的碳原子数。 mp型聚酰胺的典型代表如PA66：
• 酰胺基是亲水基团，因此聚酰胺是吸湿性较强的塑料， 较强的极性酰胺基又对聚合物电性能等有不利影响。
第三章聚酰胺
1. 结 构
➢ PA分子链段中重复出现的酰 胺基是一个带极性的基团，
对这于个不基同团品上种的的H聚，酰能胺够，与因另单一 体个所分含子碳上原的子羰数基不的同氧，结分合子形链 之成间相所当能强形大成的的氢氢键键。疏密程度 不同，则会影响到不同聚酰胺 ➢的，大熔氢间晶使结分点，键的聚能晶子材也的作合力能链料愈形用物进力上的高成力的一和形结。增，熔步熔成晶大使点增点的能了聚升强，氢力分合，高一键就子物。同般比愈链的时来例强之结也说愈，
结构对于不同品种的聚酰胺因单体所含碳原子数不同分子链之间所能形成的氢键疏密程度不同则会影响到不同聚酰胺的结晶能力和熔点一般来说分子链上形成的氢键比例愈大材料的结晶能力就愈强熔点也愈高
《建筑材料》二习题
第一章建筑材料的基本性质一、是非题：1、同一种材料，其体积密度愈大，则其密度也就愈大。
（）2、同一种材料，其体积密度愈大，则其孔隙率愈小。
（）3、将某种含孔的材料，置于不同湿度的环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。
（）4、具有粗大孔隙的材料，吸水率较大；具有细微而连通孔隙的材料，吸水率较小。
（）5、软化系数愈大的材料，愈容易被水软化。
（）6、吸水率小的材料，其孔隙率一定小。
（）7、润湿角愈小，表明建筑材料愈不易被水润湿。
（）8、材料的孔隙率愈大，材料的抗冻性愈差。
（）9、建筑材料的抗渗等级愈高，表明其抗渗性愈强。
（）10、相同种类的材料，其孔隙率愈大，则其强度愈低。
（）11、一般来说，硬度大的建筑材料，其耐磨性较强。
（）12、对于需要长时间保持室内温度稳定的建筑，其墙体、屋顶等部位可以采用比热容高的材料。
（）13、材料受潮或受冻后，其导热性降低，导热系数增大。
（）14、在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏小；加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。
（）15、材料受冻融破坏，主要是材料孔隙中的水分子结冰所引起。
（）16、凡是含孔材料，其干燥体积密度均比其密度小。
（）17、某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。
（）18、材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。
（）19、在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。
（）20、材料的软化系数愈大，材料的耐水性愈好。
（）21、材料的渗透系数愈大，其抗渗性能愈好。
（）22、材料的体积吸水率就是材料的开口孔隙率。
（）二、选择题：1、当材料的润湿角θ为（）时，称为憎水性材料。
A、>90°B、≤90°C、0°D、≥90°2、通常，材料的软化系数为（）时，可以认为是耐水材料。
A、≥0.85B、<0.85C、≥0.91D、≥0.753、某种岩石的密度为ρ，破碎成石子后表观密度为ρˊ，堆积密度为ρ0ˊ，则存在下列关系（）。
砌体材料及其力学性能
» 图3-2 大孔空心砖
(3)蒸压灰砂砖(autoclaved lime-sand brick)：以石灰和砂 为主要原料，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成 的实心砖。简称灰砂砖。 (4)蒸压粉煤灰砖：以粉煤灰、石灰(lime)为主要原料，掺 加适量石膏(gypsum)和集料，经坯料制备、压制成型、 高压蒸汽养护而成的实心砖。简称粉煤灰砖。 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖不得用于长期受热200℃以上、 受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，MU15和 MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位， 蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用 的建筑部位必须使用一等砖。
石砌体是由石材和砂浆(或混凝土)砌筑而成。石砌体 分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。 石砌体可就地取材，因此在产石的山区应用较广。但 料石砌体因其加工比较困难，故一般只在有较多熟 练石工的地区才有条件采用。料石砌体可用作一般 民用房屋的承重墙、柱和基础。还可用于建造石拱 桥、石坝和涵洞等。
毛石混凝土砌体是在模板内交替铺置混凝土及形 状不规则的毛石层筑成的。用于毛石混凝土中 的混凝土，其含砂量应较普通混凝土高。通常 每浇灌120～150mm厚混凝土，再铺设一层毛 石，将毛石插入混凝土中，再在石块上浇灌一 层混凝土，交替地进行。毛石混凝土砌体用于 一般民用房屋和构筑物的基础以及挡土墙等。
» 图3-5 砖砌体的砌合方法
用实心砖砌筑空斗墙，也是我国的一种传统做法。 所谓空斗墙，就是将部分或全部砖立砌于墙的 两侧，而在墙的中间形成空斗。目前采用的空 斗墙的厚度一般为240mm，有一眠一斗、一眠 多斗和无眠空斗(图3-6) 等型式。采用空斗墙可 以节省砖和砂浆的用量，减轻砌体自重，但较 费人工，其整体性和抗震性能亦较差。在新的 《砌体结构设计规范中》GB50003已不再给出 空斗墙砌体的强度计算指标。
建筑结构与识图第三章 结构设计方法与设计指标1.3 结构设计方法与设计指标
第二节 极限状态设计方法
在进行结构设计时，就应针对不同的极限 状态，根据结构的特点和使用要求，给出具体 的标志极限值，以作为结构设计的依据。
这种以相应于结构各种功能要求的极限状 态作为结构设计依据的设计方法，就称为“极 限状态设计法”。
一、影响结构可靠性的因素
1 作用效应
作用效应包括荷载产生的各种效应，如弯矩、剪力、
《建筑结构可靠度设计统一标准》对可靠度的定 义是：“结构在规定的时间内，在规定的条件下，完 成预定功能的概率。”
故结构可靠度是可靠性的概率度量。
规定设计使用年限：重要建筑100年；一般建筑
50年；次要建筑5年
二、极限状态
前面所说的“预定功能”，一般是以结构 是否达到“极限状态”来标志的，并以此作为 结构设计的准则。
小震：为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度， 即众值烈度或称多遇烈度。当基准设计期为50年时，则 50年内众值烈度的超越概率为63.2%，这就是第一水准的 烈度。
基本烈度：即第二水准烈度，也就全国地震烈度区 划图所规定的烈度，它在50年内超越概率大体为10%。
大震或罕遇烈度：俗称其为大震，50年内超越概率 为2%~3%的烈度，也是第三水准所对应的烈度。
五、耐久性规定
环境类别的分类：
第三节 建筑结构抗震基本知识
主要内容
1. 地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、设 防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求；
2. 多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震措施；
3. 多层砌体结构房屋和底部框架—抗震墙房屋的抗震措施。
第一讲 教学目标：
1.了解地震的基本知识，理解震级、地震衡量一次地震大小的等级，用符号M表
GB50203-2002砌体结构设计规范》GB50003-2001新内容
砌体结构设计规范》GB50003-2001新内容有关调整部分：新规范于2002年3月1日启用，原规范（GBJ3-88）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共29条，具体分配为：第3章有4条、第5章有3条、第6章有6条、第7章有6条、第8章有1条、第9章有2条、第10章有7条；新规范主要修订内容是：砌体材料：引入了新型砌体材料及砼小型空心砌块灌孔砌体的计算指标；补充了以重力荷载效应为主的组合表达式，对砌体结构的可靠度作了适当调整；引进了与砌体结构可靠度有关的砌体施工质量控制等级；调整了无筋砌体受压构件的偏心距取值；增加了无筋砌体构件双向偏心受压的计算方法；补充了刚性垫块上局部受压的计算及跨度≥9m的梁在支座处约束弯矩的分析方法；修改了砌体沿通缝受剪构件的计算方法；提高了砌体材料的最低强度等级；增加了砌体夹芯墙的构造措施；加强了砌体结构房屋的抗裂措施，特别是对新型墙材砌体结构的防裂、抗裂构造措施；补充了连续墙梁、框支墙梁的设计方法；补充了砖砌体和砼构造柱组合墙的设计方法；增加了配筋砌块砌体剪力墙结构的设计方法；增加了砌体结构构件的抗震设计；取消了原标准中的中型砌块、空斗墙、筒拱等内容。
新规范第1.0.2条中明确规定：本规范适用于建筑工程的下列砌体的结构设计：砖砌体，包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖无筋和配筋砌体；砌块砌体，包括砼、轻骨料砼砌块无筋和配筋砌体；石砌体，包括各种料石和毛石砌体。
强制性条文部分：第3章“材料”之强制性条文：第3.1.1条：块体和砂浆的强度等级，应按下列规定采用：烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10；砌块的强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5；砂浆的强度等级： M15、M10、M7.5、M5和M2.5。
（2）第3.2.1条：烧结普通砖、烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值、应按下表采用：烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值(表3.2.1-1摘录）砖强度等级砂浆强度等级砂浆强度M15 M10 M7.5 M5 M2.5 0MU20 3.22 2.67 2.39 2.12 1.84 0.94MU15 2.79 2.31 2.07 1.83 1.60 0.82MU10 - 1.89 1.69 1.50 1.30 0.67（3）第3.2.2条、第3.2.3条：（略）。
第2、3章受力和材力
y
δ
低碳钢拉伸时的应力-应变曲线
15
高碳钢的应力-应变曲线中 没有明显的屈服台阶，工程中 取0.85σb作为条件屈服强度。 σb是国家标准规定的极限抗拉 强度。
（2）抗压强度
高碳钢拉伸时的应力-应变曲线
低碳钢压缩时的应力-应变曲线
16
2、变形性能 （1）弹性模量Es 钢的 ES=2.06×105N/㎜2 （2）剪切模量G （3）钢材的塑性性能：
8
桁架的形式
9
重庆嘉陵江大桥 几种桁架实例
国家奥林匹克体育馆—主桁架
10
2.2.2结构构件的受力状态 有受弯构件、受压构件、受拉构件、受扭 构件以及复合受力构件等。
.
受压柱
(a)雨蓬梁 (b)折线梁 (c)框架边梁 (d)吊车梁 受扭构件
11
本章重点
1、作用的分类 2、什么是荷载的标准值 3、从哪里可查到荷载的标准值 4、荷载的标准值的符号
1）伸长率—δ
它是钢材塑性性能的主要指标。 2）冷弯性能—弯转角度α 越大，塑性性能越好。 3）焊接性 4）冲击韧性—是判断钢材承受 动力荷载作用时是否出现脆性破 坏的主要指标。
冲击试验
17
本章重点
钢材以什么作为其抗拉强度
钢材的塑性性能指标包含哪些
18
3
（3）雪荷载和屋面均布活荷载 1）雪荷载
Sk=μrSO
2)屋面均布活荷载 P34表2.1.4 （4）风荷载 风荷载有压力和吸力 风荷载的大小主要与建筑物的体型和高度有关
4
5
风载
7
2.2 建筑结构构件及其受力状态 2.2.1 建筑结构基本构件 承重构件、非承重构件 建筑结构基本构件有： 板、梁、柱、墙、桁架
第三章 轻型结构材料
c m s Vs s
mc
mc
m wn
w
) 1000] S P
VG 1 (
c mG VG Gp
m wn
w
ms
s
) 1000
6、计算总用水量 总用水量=净用水量+轻骨料用量×轻骨料1h吸水率 7、计算干表观密度 ρ cd=1.15mc+ms+mG
1、概念 普通混凝土小型空心砌块（下简称混凝土砌块）是以水 泥、砂石等普通混凝土材料制成，空心率为25%～50%的， 适于人工砌筑的混凝土建筑砌块系列制品。 2、分类 1）按原材料分： 普通混凝土砌块 工业废渣骨料混凝土砌块 2）按承重性能分： 承重砌块 非承重砌块 3、规格形状 主规格：390㎜×190㎜×190㎜
3）影响轻骨料混凝土强度的因素
骨料的影响: 轻骨料混凝土受力破坏时的破坏特征: 轻骨料混凝土中轻粗骨料与水泥石之间有很高的粘接 强度
①当粗骨料强度高于水泥砂浆强度时(配制的混凝 土强度较低),破坏时裂缝首先在水泥砂浆中出现 ②当粗骨料强度与水泥砂浆强度相近时(配制的混 凝土强度接近于粗骨料的强度),破坏时裂缝几乎在 水泥砂浆和粗骨料中同时出现 ③当粗骨料强度低于水泥砂浆强度时(配制的混凝 土强度较高),破坏裂缝首先在粗骨料中出现
2、减少能耗
砌块的生产大多不需要高温烧制
3、减少环境污染
染
再利用了很多工业废渣，节约了填埋场所、减少了环境污
4、应用面广泛
可以承重、保温、防火、装饰，可用于建筑物的许多部位。
5、降低建筑物的自重
主要指空心砌块而言
6、降低成本
使用砌块的地基处理费用降低，整体建筑结构成本下降。
第三章 结构材料的力学性能及选用
－粘结力
3.1 建筑钢材 一、钢材的力学性能
（一）应力-应变曲线 1. 有屈服点的钢材
有屈服点的钢材试件在试验机上进行拉伸试验 得出的典型应力－应变曲线如图3.1所示。其中颈缩 现象如图3.2。 对于有明显屈服点的钢材取其屈服强度作为钢 材强度限值（钢材强度的设计依据）—关键性的强 度指标。
一、 混凝土的强度
2.轴心抗压强度fc和fck
立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件中 的受力状态，只是作为在同一标准条件下比较混凝 土强度水平和品质的标准。
试验表明：用高宽比为2~3的棱柱体测得的抗压 强度与以受压为主的混凝土构件中的混凝土抗压强 度基本一致。 因此，棱柱体的抗压强度可以作为以受压为主 的混凝土抗压强度，称为轴心抗压强度，用符号 fc和 fck表示。
图3-3 无明显屈服点钢材
反映钢材塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯 性能。 伸长率是钢材试件拉断后的伸长值与原长的比 率。应按下式计算：
l1 l2 100% l1
3.1 建筑钢材
（二）强度 1. 有屈服点的钢材
1) 屈服强度fy 到达屈服点后，产生很大的塑性变形，导致结构构件可 能在钢材尚未进入强化阶段就发生破坏或产生很大的变形和 过宽的裂缝，以致不能使用，所以对有明显流幅的钢材，在 计算承载力时以屈服强度作为钢材强度限值。 2) 极限强度ft 在抗震结构设计中，要求结构在罕遇地震下“裂而不 倒”，钢材应力可考虑进入强化段, 要求ft实≥1.25 fy实； (构件出现塑性铰时，塑性铰有足够的变形能力和耗能能力)， 同时fy实≤1.3 fy标；（保证强柱弱梁、强剪弱弯能够实现）。
混凝土受压时典型的应力－应变曲线如图3.7所 示，不同强度等级混凝土的应力－应变曲线如图3.8 所示。 混凝土受拉时的应力－应变曲线的形状与受压 时相似。对应于抗拉强度ft的应变εct很小，计算时可 取εct=0.0015。
建筑结构复习题集(4)
建筑结构复习题集第2章钢筋混凝土结构设计方法一、填空题1．建筑结构应满足的功能要求是_____________________.（安全性、适用性、耐久性)2．根据功能要求，结构的极限状态可分为_________极限状态和_________极限状态.（承载能力，正常使用）3．结构可靠度设计统一标准所采用的设计基准期为_________年.（50）5．结构上的作用按随时间的变异分类，分为_________。
（永久荷载、可变荷载、偶然荷载）8．在承载能力极限状态设计中，荷载取_________值，材料强度取_________ 值。
结构构件的重要性系数γo与_________有关。
（设计值，标准值，安全等级）9．要保证结构安全可靠，应满足的条件是__________ .（R—S≥0)二、判断题1．承载能力极限状态验算是针对结构安全性功能，正常使用极限状态验算是针对结构适用性和耐久性功能。
（T ）2．可变荷载的准永久值是指可变荷载可能的最小值。
（ F ）3．某钢筋强度的设计值为400MPa,材料强度的分项系数为1.1，则此钢筋强度的标准值为440MPa。
( T ）4．可靠指标越大,相应的失效概率越小。
（T ）5．建筑结构可靠度设计统一标准规定：当永久荷载效应对结构构件承载能力有利时,永久荷载分项系数不应大于1.0。
（ F )6．在正常使用极限状态设计中,荷载与材料强度的取值均为标准值。
（ F ）7．要保证结构安全可靠，应满足S≤R的条件。
（T )三、选择题1．建筑结构应满足的功能要求是( ).BA．经济、适用、美观B．安全性、适用性、耐久性C．安全、舒适、经济D．可靠性、稳定性、耐久性2．建筑结构可靠度设计统一标准规定，普通房屋和构筑物的设计使用年限应为（）。
BA．25年B．50年C．75年D．100年3．下列状态中，( ACD ）应视为超过承载能力极限状态；( BD ）应视为超过正常使用极限状态。
A．挑檐产生倾覆B．钢筋混凝土梁跨中挠度超过规定限值C．钢筋混凝土柱失稳D．吊车梁产生疲劳破坏E．钢筋混凝土梁裂缝过宽4．某钢筋混凝土屋架下弦杆工作中由于产生过大振动而影响正常使用，则可认定此构件不满足（)功能。
建筑结构课程设计小结
建筑结构课程设计小结一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握建筑结构的基本概念，了解不同类型的建筑结构及其特点。
2. 使学生了解建筑结构的受力分析，掌握力学在建筑结构中的应用。
3. 引导学生了解建筑结构材料的选择和运用，理解材料性能对建筑结构的影响。
技能目标：1. 培养学生运用建筑结构知识进行简单建筑设计的实际操作能力。
2. 培养学生运用力学原理对建筑结构进行受力分析的能力。
3. 提高学生运用各类建筑结构材料进行创新设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑结构学科的热爱，激发学习兴趣，增强探索精神。
2. 培养学生的团队合作意识，学会在建筑设计中与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 培养学生的创新意识，敢于尝试新方法，勇于突破传统思维。
课程性质分析：本课程为建筑结构学科的基础课程，旨在帮助学生建立建筑结构的基本概念，掌握建筑结构设计的基本技能。
学生特点分析：本课程面向初中年级学生，学生对建筑结构有一定的好奇心，具备一定的动手能力和创新意识，但理论知识相对薄弱。
教学要求：1. 结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
2. 注重启发式教学，激发学生的学习兴趣和创新能力。
3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 建筑结构基本概念：介绍建筑结构定义、分类及各类建筑结构的特点。
- 教材章节：第一章第一节- 内容安排：1课时2. 建筑结构受力分析：讲解建筑结构受力原理，介绍力学在建筑结构中的应用。
- 教材章节：第一章第二节- 内容安排：2课时3. 建筑结构材料：介绍常见建筑结构材料，分析材料性能对建筑结构的影响。
- 教材章节：第一章第三节- 内容安排：2课时4. 简单建筑结构设计：教授学生运用所学知识进行简单建筑结构设计。
- 教材章节：第二章- 内容安排：3课时5. 建筑结构设计实践：组织学生进行实际操作，培养动手能力。
- 教材章节：第三章- 内容安排：4课时6. 创新设计思维：引导学生运用所学知识进行创新设计，提高创新能力。
建筑物结构和材料的性能评估
建筑物结构和材料的性能评估第一章：引言建筑物结构和材料的性能评估是建筑工程领域中的一个重要的任务。
这一任务需要对建筑物的结构和材料进行全面的研究和评估。
通过对建筑物的分析和评估，我们能够确定建筑物是否具有足够的强度和稳定性，以满足设计需求。
本文将着重介绍建筑物结构和材料的性能评估。
第二章：建筑物结构的性能评估建筑物结构的性能评估是建筑工程中的核心任务之一。
在评估建筑物结构的性能时，主要考虑以下几个方面：1.强度：强度是指建筑物结构在受到承载荷载时的抗力能力。
通过计算建筑物结构所受到的荷载和应力，可以评估其强度是否足够。
2.稳定性：稳定性是指建筑物结构在受到外力作用下不发生过度变形或破坏的能力。
通过对建筑物结构的分析和计算，可以判断其稳定性是否能够满足设计要求。
3.振动：振动是指建筑物结构在受到震动或风力等外力作用下产生的振动情况。
通过对建筑物结构的动力学分析，可以评估其振动是否在安全范围内。
第三章：建筑材料的性能评估建筑材料的性能评估是建筑工程中的另一个重要任务。
建筑材料的性能评估需要考虑以下方面：1.强度：强度是指建筑材料的抗压、抗拉、抗弯等性能。
通过对材料进行试验和测试，可以评估其强度是否满足设计要求。
2.耐久性：耐久性是指建筑材料在长期使用和环境作用下的性能变化情况。
通过对材料的试验和模拟，可以评估其耐久性是否能够满足设计要求。
3.稳定性：稳定性是指建筑材料在使用过程中的稳定性。
通过对材料的分析和测试，可以判断其稳定性是否能够满足设计要求。
第四章：结论建筑物结构和材料的性能评估是建筑工程中的一个重要任务，通过对建筑物结构和材料的评估，可以确保建筑物的安全性和可靠性。
建筑物结构和材料的性能评估需要通过科学的方法和技术手段进行，包括试验、计算、模拟等。
在未来，我们需要继续研究和探索新的方法和技术，以不断提高建筑物结构和材料的性能评估水平。
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第3章 建筑结构的材料性能
东北财经大学建设管理学院 张建新
第3章 建筑结构的材料性能
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3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
结构材料的基本要求 材料的强度取值 钢筋与建筑钢材 混凝土与钢筋混凝土 建筑木材 砌体材料
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第3章 建筑结构的材料性能
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丝 动画 合金钢 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线（ 、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线（ΦS） (K20MnSi)钢筋 钢筋： 表示。 RRB400 。 表示 等 (K20MnSi)钢筋：用 R 。
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第3章 建筑结构的材料性能
3.3.1 钢材及钢筋种类
薄壁型钢 （ ） 钢材的分类 ） 钢筋 （12冷拉钢筋
应变硬化 阶段
② 弹塑性阶段 －开始出
现塑性，应变ε 现塑性，应变ε的增长速 度大于应力σ 度大于应力σ的增长速度
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弹性阶段
0
ε(%)
13
绘制完毕
应力－ 有明显屈服点） 应力－应变曲线（有明显屈服点）
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σ(N/mm2)
抗拉极限
塑性阶段 B A
σu
D
应变硬化 阶段 E
屈服极限 σy 比例极限 σp
（1） 钢材的分类
按化学成份分类
低碳钢（含碳量 < 0.25%） ） 碳素钢 钢材 合金钢
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中碳钢（含碳量 0.25～0.6%） ～ ） 高碳钢（含碳量 > 0.6%） ）
第3章 建筑结构的材料性能
3.3.1 钢材及钢筋种类
按材料的形式分类
钢筋－热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、 热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、 钢丝… 钢丝… 型钢－钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 钢管、薄壁型构的材料性能
3.3.2 钢材的力学性能
（1）强度与变形
① 弹性阶段 －应力σ与 应力σ 应变ε 应变ε呈直线关系 比例极限（σp）－应力应变
曲线中弹性阶段终点所对 应的应力值
σ(N/mm2) 塑性阶段 σu σy σp 弹塑性阶段
跳过绘 制曲线
拉伸实验
曲线绘制
应力－应变曲线 应力－ 拉伸试验机
RRB400 (K20MnSi)钢筋：用 (K20MnSi)钢筋： 钢筋
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通过冷拉提高热轧钢筋的屈服强度。 通过冷拉提高热轧钢筋的屈服强度。 动画 常用薄壁型钢断面形式 热轧钢筋
碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线（ 丝 动画 合金钢 、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线（ΦS）等。 薄壁型钢生产线 R
R
高碳钢（含碳量 高碳钢（含碳量>0.6%） ） 钢管、薄壁型钢… 钢管、薄壁型钢… RRB400 (K20MnSi)钢筋 ：余热处理钢筋，用 (K20MnSi)钢筋 余热处理钢筋， 合金钢 示。
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表
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第3章 建筑结构的材料性能
3.3.1 钢材及钢筋种类
冷拉钢筋
通过冷拉提高热轧钢筋的屈服强度。 通过冷拉提高热轧钢筋的屈服强度。
3.1 结构材料的基本要求
• 强度要求 - 结构材料的基本要求 结构材料的基本要求 • 刚度要求 • 自重的要求 • 价格要求 • 环保要求
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2
第3章 建筑结构的材料性能 3.2 材料的强度取值
• 确定原则 - 确定相对较小的指标，确保选定的标准值在 确定相对较小的指标， 相对较小的指标
钢材
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第3章 建筑结构的材料性能
3.3.1 钢材及钢筋种类
（1） 钢筋 2） 钢材的分类
热轧钢筋 按材料的形式分类 按化学成份分类
低碳钢（含碳量<0.25%） 低碳钢（含碳量 ） HPB235(Q235）热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢 低碳钢，质量稳定、 (Q235－热轧钢筋、冷拉钢筋、 钢筋－ 钢筋 ）钢筋 ：低碳钢，质量稳定、塑性和 可焊性好，强度较低，表面为光面； 碳素钢 、钢丝… （含碳量 表示。 可焊性好，强度较低，表面为光面；用 ～0.6%） 筋 钢丝… 钢材 中碳钢（ 中碳钢 含碳量0.25～表示。 ） 型钢－钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 型钢－钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 钢材 (20MnSi)钢筋：强度较高，塑性和可焊性好， 高碳钢（含碳量>0.6%） ） HRB335(20MnSi)钢筋：强度较高，塑性和可焊性好， 钢筋 高碳钢（含碳量 钢管、薄壁型钢… 钢管、薄壁型钢… 表面轧制成螺纹形或月牙形， 表示。 表面轧制成螺纹形或月牙形，用 表示。 合金钢
按材料的形式分类 按化学成份分类 热处理钢筋（低碳钢，质量稳定、塑性和可焊性好，强度较低， (Q235）钢筋： HPB235热处理钢筋（低碳钢）质量稳定、塑性和可焊性好，强度较低， (Q235）钢筋： ΦHT） ， 低碳钢（含碳量<0.25%） 低碳钢（含碳量 ） 表示。 钢筋－表面为光面； 冷拉钢筋、 热轧钢筋、 钢筋－表面为光面；用 表示。 热处理钢 热轧钢筋、冷拉钢筋、 将热轧钢筋经加热淬火和回火处理后制成的。 将热轧钢筋经加热淬火和回火处理后制成的。 碳素钢 钢丝… 钢材 中碳钢（ 中碳钢 含碳量0.25～ ） (20MnSi)钢筋 筋、钢丝… （含碳量 钢筋：强度较高，塑性和可焊性好， ～0.6%） HRB335 (20MnSi)钢筋：强度较高，塑性和可焊性好，表面轧制成螺纹 钢丝 形或月牙形， 表示。 形或月牙形，用 表示。 型钢－钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 型钢－钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 钢材 高碳钢（含碳量>0.6%） 高碳钢（含碳量 ） 钢管、薄壁型钢… 冷拔低碳钢 钢管、薄壁型钢…：用 表示。 (20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)钢筋 钢筋： 表示。 HRB400 (20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)钢筋 直径<6mm的钢筋称为钢丝，常用的有冷拔低碳钢 <6mm的钢筋称为钢丝 直径<6mm的钢筋称为钢丝，常用的有
角钢 热轧钢筋 钢管
动画
通过冷拉提高热轧钢筋的屈服强度。 通过冷拉提高热轧钢筋的屈服强度。
按材料的形式分类 按化学成份分类 热处理钢筋（ 低碳钢， 热处理钢筋（：低碳钢 质量稳定、塑性和可焊性好， ） (Q235）钢筋： HPB235 (Q235）钢筋ΦHT） ，质量稳定、塑性和可焊性好，强度 低碳钢（ 低碳钢（含碳量<0.25%） ） 较低，表面为光面； 含碳量 。 表示。 较低，表面为光面；用 表示 钢筋－热轧钢筋、冷拉钢筋、 钢筋－热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢 将热轧钢筋经加热淬火和回火处理后制成的。 将热轧钢筋经加热淬火和回火处理后制成的。 碳素钢 、钢丝… （含碳量 筋 钢丝… 含碳量0.25～ 钢材 槽钢 中碳钢（ 中碳钢 ～ ） (20MnSi)钢筋 强度较高，塑性和可焊性好， 0.6%） 钢筋： HRB335 (20MnSi)钢筋：强度较高，塑性和可焊性好，表面轧制成螺 钢丝 纹形或月牙形， 表示。 纹形或月牙形，用 表示 工字钢、圆钢、 型钢－钢板、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、 型钢－钢板、角钢、槽钢、。 钢材 工字钢 高碳钢（含碳量>0.6%） 高碳钢（含碳量 ） 钢管、薄壁型钢… 钢管、薄壁型钢… HRB400 (20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)钢筋：冷拔低碳钢 (20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)钢筋： 钢筋 表示。 直径<6mm的钢筋称为钢丝，常用的有冷拔低碳钢 <6mm的钢筋称为钢丝 直径<6mm的钢筋称为钢丝，常用的有 用 表示。
fk =µ－1.645σ －
示意图
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出 现 概 率
材 料 强 度
μ
μ
标 准 值 的 确 定
意外强度范围，失效率5% 意外强度范围，失效率5%
常规强度范围，保证率95% 常规强度范围，保证率95%
第3章 建筑结构的材料性能 3.3 钢筋与建筑钢材
3.3.1 钢材及钢筋种类
C 弹塑性阶段 弹性阶段
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ε(%)
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第3章 建筑结构的材料性能
3.3.2 钢材的力学性能
③ 塑性阶段 （1）强度与变形 屈服强度( 屈服强度(σy)－应力
拉伸实验 曲线绘制
跳过绘 制曲线
应力－应变曲线 应力－
σ(N/mm2) 塑性阶段 σu σy σp 弹塑性阶段 应变硬化 阶段
应变曲线中弹塑性阶 ① 弹性阶段－应力σ与应 应力σ 段与塑性阶段交点所 变ε呈直线关系 对应的应力值。 对应的应力值。结构 比例极限（ ）－应力应变 比例极限（σp）－应力应变 设计以此强度为强度 设计以此强度为强度 曲线中弹性阶段终点所 对应的应力值 标准值。 标准值。 ② 抗拉极限强度(开始出现 弹塑性阶段－ 抗拉极限强度(σu)－ 塑性，应变ε 塑性，应变ε的增长速 应力应变曲线的最高 度大于应力σ 度大于应力σ的增长速 点相对应的最大应力 度 值。
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第3章 建筑结构的材料性能
3.3.1 钢材及钢筋种类
（3） 型钢
热轧钢板 厚板：h=4.5mm～60mm 厚板：h=4.5mm～ 薄板：h=0.35mm～4mm 薄板：h=0.35mm～
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第3章 建筑结构的材料性能
3.3.1 钢材及钢筋种类
冷拉钢筋 （2） 钢筋 （1） 钢材的分类 热轧型钢
绝大多数状况下是有效的。不要求小于所有可能的材料强度 绝大多数状况下是有效的 状况下是有效 标准值。 标准值。
• 取值方法 - 取保证率系数为 取保证率系数为1.645，相当于 ，相当于95%保证率的 保证率的