2-3 建筑材料的力学性质

3，比强度
比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值； 比强度的意义： （1）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标； （2）选用比强度高的材料或者提高材料的比强度， 对大跨度、高高度建筑十分有利；
普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为0.012， 0.053，0.069。
2.3、材料的力学性质
2.3、材料的力学性质
3.脆性和韧性 材料在冲击或震动荷载作用下，能吸收较 大能量，并产生较大变形而不发生破坏，材料
的这种性质称为韧性。
如钢材、木材、橡胶等。 脆性材料的特点是塑性变形大，抗冲击和 振动荷载的能力好，抗压和抗拉都高。
4 材料的硬度和耐磨性
硬度是材料表面抵抗其他物体压入或刻划 按刻划法，材料的硬度可划分为1~10级
塑性阶段
σy ε 2 ε1
弹性阶段 1 4
弹性区 斜率=弹性模量 屈服强度 塑性区 极限拉伸强度 应变硬化 断裂
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2，材料的强度等级
大多数建筑材料根据其极限强度的大小，把材料划分为若 干不同的等级，称为材料的强度等级； 材料强度等级划分的标准：
a)脆性材料主要根据其抗压强度来划分强度等级，如混凝土、 水泥、粘土砖等； 例：混凝土的强度等级划分为9级： C15，C20~C55; b)韧性材料主要根据其抗拉强度来划分强度等级，如钢材等； 如钢材分为Q195,215,235,255,275等；
普通混凝土
低碳钢 松木
2400
7860 500
29.4
415 34.3(顺纹)
0.012
0.053 0.069
2.3、材料的力学性质
抗 压 强 度 测 试
四 点 弯 曲 试 验
抗压试验
拉伸试验视频 演示
钢材拉伸的应力－应变曲线
极限拉 伸强度 断裂强 度 屈服强 度
3 应变硬化
颈缩
断裂 5 2
2.弹性和塑性
卸载后材料的变形行为： 变形可完全恢复 变形不可恢复或部分恢复

材料在外力作用下产生变形，当外力取消
后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状
的性质，称为弹性。
这种当外力取消后瞬间即可完全消失的变 这种变形属于可逆变形，其数值的大小与 形，称为弹性变形。 外力成正比。其比例系数E称为弹性模量。
3Fmax L fw 2bh 2
式中：fw——材料的弯强度， MPa； Fmax——材料受弯破坏时的最 大荷载，N；A——试件受力面 积，mm2；L 、b 、 h ——两支 点的间距，试件横截面的宽及高， mm。
静力强度分类
强度类别 抗压强度 fc(MPa) 举例 计算式 fc=F/A F—破坏荷载(N) ft=F/A 附注
的能力。硬度的测定方法有刻划法和压入法。 (莫氏硬度)。木材、混凝土、钢材等的硬度常 用钢球压入法测定（布氏硬度HB）。 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力，常用 磨损率表示：
m1 m2 B A
本节结束 再见！
材料的强度与材料本身的组成、结构和构 造等有很大关系。钢材的抗拉、抗压强度都很 高，如表1.4所示。
材料的强度
抗压强度、抗拉强度、抗剪强 度的计算： 抗弯强度的计算： 中间作用一集中荷载，对矩 形截面试件，则其抗弯强度用下 式计算：
Fmax f A
式中：f——材料强度， MPa； Fmax——材料破坏时的 最大荷载，N； A——试件受力面积， mm2。
第二章 材料的基本性质
2.3、材料的力学性质
材料的力学性能，就是指材料在外力（荷载）作用下，抵 抗破坏和变形的能力。
1.材料的强度
材料的强度是材料在外力作用下抵抗破坏的能力（不破坏时能承 受的最大应力）。 根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗剪、抗 弯强度等。
抗拉
抗压
抗剪
抗弯
材料在建筑物上所承受的力，主要有拉力、 压力、弯曲力及剪应力等。材料抵抗上述外力 破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗弯和抗 剪强度。静力强度的分类和计算公式见表1.3。 大部分建筑材料，根据极限强度的大小， 可划分为若干不同的强度等级。
抗拉强度 ft(MPa)
抗剪强度 fv(MPa)
A—受荷面积(mm2) l—跨度(mm)
b—断面宽度(mm)
fv=F/A
h—断面高度(mm)
ftm=3Fl/(2bh2)
抗弯强度 ftm(MPa)
钢材、木材和混凝土的强度比较 材料 表观密度ρ0 （kg/m3） 抗压强度fc （MPa） 比强度fc/ρ0
2.3、材料的力学性质
3.脆性和韧性 材料在外力作用下，达到一定程度时，突 然发生破坏，并无明显的塑性变形，材料的这
种性质称为脆性。
大部分无机非金属材料均属脆性材料，如 天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混 凝土、砂浆等。 脆性材料的特点是塑性变形小，抗冲击和
振动荷载的能力差，抗压强度高而抗拉。