建筑结构材料的物理力学性能
建筑结构结构材料力学性能.
在规定的循环次数（200万次）和荷载变 幅下，材料所能承受的最大动态应力称为疲 劳强度。
材力“疲劳极限” 经历无穷多次应力循环而不发生疲劳破
坏之最大应力。
6.徐变（蠕变）与应力松驰
在温度和作用应力 不变的情况下，应变或 变形随时间而增加的现 象称为徐变（蠕变）。
在温度和应变不变 的情况下，应力随时间 而减小的现象称为应力 松驰。
第三章 建筑结构材料力学性能
一.材料力学性能指标
1.强度指标 （抗拉、抗压）
屈服点 比例极限
强度极限
r 0.2
名义屈服点 冷作硬化
塑性材料
0.2%
脆性材料
钢材的冷加工 冷拉
常 温 ---20d ， 100℃---2h
●冷拉（时效）硬化 ●抗拉强度提高 ●塑性降低 ●不提高抗压强度 ●先焊后拉 ●不得作吊环
ak Wk
冲击韧性试验
（a）夏比试件 （b）梅氏试件
4.冷弯性能
冷弯试验示意图
钢筋延伸率及冷弯性能要求
钢筋级别
HPB235 HRB335 HRB400
5
冷
弯 冲头直径
25% 180° 1D
16% 180° 3D
14% 90° 3D
RRB400 10% 90° 5D
5.疲劳强度
结构构件在变幅（△ = max-min）一定的 循环荷载作用下，当达到一定的循环次数n时， 便发生脆性破坏，且破坏应力远小于s或b， 这种现象称为疲劳破坏。
-曲线
冷拔
●截面变小长度增长 ●抗拉抗压强度提高 ●塑性显著降低 ●无明显屈服点
-曲线
2.塑性指标 ◆延伸率
l1 l0 100%l0<来自%为脆性材料 ≥5%为塑性材料
结构材料的力学性能资料
三、钢筋与混凝土相互作用
（一）. 粘结力
胶合力
钢
筋
摩擦力
机械咬合力
主要作用
带肋钢筋的机械咬合力 > 光圆钢筋的机械咬合力 注意：钢筋表面的轻微锈蚀也增加它与混凝土的粘结力
（2）粘结应力分析 (以拉拔试验为例)
由试验可知： （1）最大粘结应力在离开端 部的某一位置出现，且随拔 出力的大小而变化，粘结应 力沿钢筋长度是曲线分布； d P （2）钢筋的埋入长度越长， 拔出力越大，但埋入长度过 大时，则其尾部的粘结应力 很小，基本不起作用； （3）粘结强度随混凝土强度 等级的提高而增大； （4）带肋钢筋的粘结强度高 于光圆钢筋，而在光圆钢筋 末端做弯钩大大提高拔出力
P
土的应变随时间继续增
长的现象被称为徐变。
二、混 凝 土
2. 混凝土的变形
长期荷载作用下混凝土的变形性能----影响徐变的因素
•应力： c<0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变 0.5fc<c<0.8fc，非线性徐变 c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定 •加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 •水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大 •骨料越硬，徐变越小
解：1、直径为28mm>25mm,锚固长度需乘以修正系数取1.1；
2、 钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配 有箍筋，锚固长度需乘以修正系数取0.8；
3、实配钢筋较多，需乘以1/1.05
故：
la lab 1.1 0.8
fy ft
d
1 360 0.14 32 663m m 1.05 2.04
纵向受力钢筋为HRB400级，直径为28mm，求纵 向受拉钢筋的锚固长度。
建筑结构材料的物理力学性能
6
中高强钢丝和钢绞线
中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三 种。另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
多功能性 可以制得不同物理力学性质的混凝土，基本上能满足所有不同工
程的要求。
可加工性 可以按照工程结构的要求，浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或
预制构件。
和钢筋的兼容性 钢筋等有牢固的粘结力，与钢材有基本相同的线膨胀系数，能制
作钢筋混凝土结构和构件。
低能耗性 能源消耗较烧结砖及金属材料低，能耗大约是钢材的1/90。
有在春秋战国时期就已兴修水利如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程所55在1400年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥这是世界上最早的单孔敞肩式石拱桥桥长5082m宽约9m为拱上开洞既可节约石材且可减轻洪水期的水压力它无论在材料使用结构受力艺术造型和经济上都达到了相当高的成就该桥已被美国土木工程学会选入世界第12个土木工程里程碑
3.1 建筑钢材
钢材在建筑工程中与其它结构材料相比所具有的特性： 1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易腐 6．耐火性差
1
1、建筑结构常用的钢材类别
（1）结构钢材种类：
碳素钢
按含碳量不同可分为：
低碳钢（含碳量少于0.25%） 中碳钢（含碳量在0.25%～0.6%） 高碳钢（含碳量在0.6%～1.4%）
建筑工程试验方案
建筑工程试验方案一、前言二、试验目的1.测试建筑材料的物理、力学性能，包括抗压、抗弯、抗拉强度等指标。
2.评估建筑结构的受力性能，包括承载力、刚度、稳定性等指标。
3.验证建筑材料和结构的适用性，确保其在实际使用中不会出现失效或安全隐患。
三、试验内容本试验方案包括以下方面的试验：1.建筑材料试验：2.建筑结构试验：b.刚度试验：根据实际需要，进行建筑结构的水平或垂直刚度测试，以评估结构的稳定性和行为。
c.稳定性试验：根据实际需要，进行建筑结构的稳定性测试，以评估结构在外部作用下的安全性和稳定性。
四、试验方法及步骤1.建筑材料试验方法：a.抗压强度试验：使用压力机进行试验，按照标准要求进行加载，记录和计算抗压强度的平均值。
b.抗弯强度试验：使用弯曲试验机进行试验，按照标准要求进行加载，记录和计算抗弯强度的平均值。
c.抗拉强度试验：使用拉伸试验机进行试验，按照标准要求进行加载，记录和计算抗拉强度的平均值。
d.压缩强度试验：使用压力机进行试验，按照标准要求进行加载，记录和计算抗压强度的平均值。
2.建筑结构试验方法：a.承载力试验：根据设计要求进行荷载施加，记录结构的变形和荷载的变化，计算结构的承载力。
b.刚度试验：按照实际需求进行水平或垂直加载，记录结构的变形和荷载的变化，计算结构的刚度。
c.稳定性试验：根据设计要求进行加载，记录结构的变形和荷载的变化，评估结构的稳定性和安全性。
五、试验设备和器材1.建筑材料试验设备：压力机、弯曲试验机、拉伸试验机等。
2.建筑结构试验设备：加载设备、位移测量设备、荷载传感器、数据采集器等。
六、试验安全措施1.试验过程中应严格遵守相关安全操作规程，确保试验人员和设备的安全。
2.针对各种试验中可能出现的危险情况，采取相应的安全防护措施，如穿戴个人防护装备、设置安全警示标示等。
3.在试验前进行试验设备和器材的检查和维护，确保设备的正常运行和安全性。
七、数据处理和分析1.对试验结果进行数据整理和汇总，计算各项指标的平均值和标准偏差。
建筑材料质量检测的主要方法有哪些
建筑材料质量检测的主要方法有哪些一、外观检测外观检测是最直观、最简单的质量检测方法之一。
通过肉眼观察建筑材料的外观，包括颜色、形状、尺寸、表面平整度、有无裂缝、瑕疵等，可以初步判断材料的质量。
例如，对于钢材，检查其表面是否有锈蚀、裂纹、折叠等缺陷；对于砖块，查看其颜色是否均匀、边角是否整齐、有无裂缝等。
外观检测虽然简单，但能快速发现一些明显的质量问题。
二、物理性能检测1、密度检测密度是建筑材料的重要物理性能之一。
常用的密度检测方法有排水法和比重瓶法。
排水法适用于较大体积的材料，如砖块、石材等；比重瓶法适用于小颗粒或粉末状材料，如水泥、砂等。
2、孔隙率检测孔隙率反映了材料内部孔隙的多少。
通过测量材料的体积和真实体积，可以计算出孔隙率。
孔隙率对材料的吸水性、保温性等性能有重要影响。
3、吸水率检测吸水率是指材料在吸水饱和状态下吸收水分的质量与干燥材料质量的比值。
对于砖块、石材、木材等材料，吸水率是一个重要的质量指标。
4、硬度检测硬度检测可以评估材料的抗压、抗磨损能力。
常见的硬度检测方法有布氏硬度法、洛氏硬度法和维氏硬度法等。
三、力学性能检测1、抗拉强度检测抗拉强度是衡量材料抵抗拉伸破坏能力的重要指标。
对于钢材、钢筋等金属材料，通常采用拉伸试验机进行抗拉强度检测。
2、抗压强度检测抗压强度是材料在压力作用下抵抗破坏的能力。
混凝土、砖块等材料的抗压强度检测通常采用压力试验机。
3、抗弯强度检测抗弯强度反映了材料在弯曲作用下的承载能力。
对于木材、板材等材料，常用三点弯曲或四点弯曲试验来检测抗弯强度。
4、冲击韧性检测冲击韧性用于衡量材料在冲击载荷下吸收能量和抵抗破坏的能力。
通过冲击试验机对材料进行冲击试验，可以得到冲击韧性值。
四、化学分析检测1、成分分析通过化学分析方法，确定建筑材料的化学成分。
例如，对水泥进行化学分析，可以检测其主要成分如氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等的含量，从而判断水泥的质量和类型。
2、有害物质检测检测建筑材料中是否含有有害物质，如甲醛、苯、放射性元素等。
第1章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
第一篇钢筋混凝土结构第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1.1 钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
混凝土（砼）是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。
采用素混凝土制成的构件（指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件），例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时[图1-1a）]，在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉。
当荷载达到某一数值F c时，梁截面的受拉边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变，即出现竖向弯曲裂缝，这时，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，即使荷载不增加，竖向弯曲裂缝也会急速向上发展，导致梁骤然断裂[图1-1b）]。
这种破坏是很突然的。
也就是说，当荷载达到F c的瞬间，梁立即发生破坏。
F c为素混凝土梁受拉区出现裂缝的荷载，一般称为素混凝土梁的抗裂荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。
由此可见，素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的，而受压混凝土的抗压强度远未被充分利用。
在制造混凝土梁时，倘若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋，就构成钢筋混凝土梁。
试验表明，和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向荷载作用时，荷载略大于F c时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。
在出现裂缝的截面处，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。
这时，钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即裂断，而能继续承受荷载作用[图1-1c）]，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。
因此，混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。
图1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁a)受竖向力作用的混凝土梁b)素混凝土梁的断裂c)钢筋混凝土梁的开裂混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。
若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构件，试验表明，和素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图1-2）。
建筑结构分析
建筑结构分析建筑结构是指建筑物所依靠的支撑系统，它直接决定了建筑物的稳定性和安全性。
建筑结构分析是通过对建筑结构的力学性质和力学行为进行研究，以评估和优化建筑物的结构性能。
本文将从几个主要方面对建筑结构分析进行探讨。
一、材料力学性能分析在建筑结构设计中，材料的力学性能是至关重要的。
不同的材料具有不同的特性，包括抗拉强度、压缩强度、弹性模量等。
通过对材料的力学性能进行分析，可以确定材料是否适合用于建筑结构，并且合理选择材料以满足建筑物的需求。
二、受力分析建筑结构分析的核心是对受力情况的研究。
通过分析建筑物所承受的外力和内力，我们可以了解建筑物在不同工况下的受力情况，并评估结构的稳定性和安全性。
常见的外力包括风力、地震力和荷载等，而内力包括轴力、弯矩和剪力等。
三、结构模型的建立为了对建筑结构进行分析，需要建立相应的结构模型。
结构模型是对真实建筑结构的抽象表示，可以采用不同的方法进行建立，包括平面杆系模型、三维有限元模型等。
通过建立合适的结构模型，可以更好地进行受力分析和结构性能评估。
四、静力分析静力分析是对建筑结构中各种力的平衡和静力效应的分析。
通过静力分析，可以了解结构在静力平衡条件下的应力和变形情况，从而确定结构的稳定性和荷载承载能力。
常见的静力分析方法包括静平衡法、弹性分析法和刚性平衡法等。
五、动力分析动力分析是对建筑结构在地震、风力等动力荷载下的响应进行研究。
地震力是建筑结构设计中必须考虑的重要因素之一，合理的动力分析可以提高建筑物的抗震性能。
常见的动力分析方法包括模态分析、响应谱分析和时程分析等。
六、破坏性分析破坏性分析是对建筑结构在超过其承载能力时的破坏形态和破坏机理进行研究。
通过破坏性分析，可以预测建筑结构的破坏形式，从而采取适当的措施来提高结构的安全性。
常见的破坏性分析方法包括强度极限分析和变形极限分析等。
七、结构优化分析结构优化分析是对建筑结构进行改进和优化的研究。
通过结构优化分析，可以提高结构的受力性能、减小结构的材料消耗并降低工程成本。
建筑钢材的力学性能及其技术指标
建筑钢材的力学性能及其技术指标建筑钢材是指用于建筑结构中的钢材，它具有良好的力学性能和技术指标。
下面将介绍建筑钢材的力学性能及其技术指标。
一、建筑钢材的力学性能1.强度和刚度：建筑钢材具有较高的抗拉强度和抗压强度，能够承受较大的外部载荷。
同时，由于其刚度大，具有较小的变形，能够满足建筑结构的稳定性要求。
2.塑性和韧性：建筑钢材具有良好的塑性和韧性，能够在受力时发生较大的塑性变形，吸收和耗散外部能量，减少结构的破坏和破裂。
3.耐久性：建筑钢材具有较好的耐久性，能够长期承受外界气候和环境的影响而不失去其力学性能。
4.焊接性能：建筑钢材具有良好的焊接性能，能够通过焊接工艺进行连接，形成结构稳定的整体。
5.疲劳性能：建筑钢材具有较好的疲劳性能，能够在反复加载下保持其强度和刚度，延长结构的使用寿命。
6.抗震性能：建筑钢材具有良好的抗震性能，能够在地震等自然灾害中发挥重要作用，减少人员伤亡和财产损失。
二、建筑钢材的技术指标1.材料标志和牌号：建筑钢材按照国家标准进行分类和命名，各种型号的钢材具有不同的技术指标和力学性能。
2.化学成分：建筑钢材的化学成分对其力学性能有重要影响，需要满足国家标准规定的要求。
3.技术要求：建筑钢材需要符合国家标准中对其材质、外观、尺寸、允许偏差等技术要求的规定。
4.制造工艺：建筑钢材需要通过特定的制造工艺来满足其设计要求，如轧制、锻造、热处理等。
5.力学性能指标：建筑钢材需要满足国家标准中规定的抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击功等力学性能指标。
6.表面质量：建筑钢材的表面应光洁，无裂纹、缺陷和鳞片，能够满足建筑外观和防腐要求。
7.表面处理：建筑钢材可以进行防腐处理，如喷涂防锈剂、热镀锌等，以提高其抗腐蚀性能。
总结：建筑钢材具有良好的力学性能和技术指标，能够满足建筑结构的要求。
在实际应用中，需要根据具体的工程需求选择合适的建筑钢材，并进行相关的技术检验和验收，以确保其质量和安全性能。
第3-4章 建筑结构材料的力学性能与设计原则
七,设计表达式——正常使用极限
S≤C
式中:C——结构或构件达到正常使用极限要求的限值 裂缝—表5.2.5(P111),挠度—表5.2.6(P113)
1,裂缝验算——取荷载效应的标准组合
S=Sk S=Sq
S k = S Gk + S Q1k + ∑ψ ci S Qik
i =2
n
2,挠度验算——取荷载效应的准永久组合
第三章 建筑结构材料的力学性能
3.1 材料的弹性,塑性和延性 一,弹性 弹性——材料受力后,当外力移去时,应力 弹性 和应变都可以完全恢复为零的特性. 二,塑性 塑性——材料受力后,即使外力移去,应变 塑性 也不能完全恢复为零的特性,即有残余应变. 延性——材料超过弹性极限后直至破坏过程 三,延性 延性 中的变形能力良好的性能. 四,脆性 脆性——材料破坏前变形能力差的性能. 脆性
�
定义,表现
2,正常使用 极限状态
定义,表现
4.2.3 建筑结构的设计状况
1,持久状况:如正常使用 2,短暂状况:如施工堆载 3,偶然状况:如爆炸
4.2.4 结构设计原理与方法
一,结构的可靠度 建筑结构在 规定的时间内? ←设计基准期,通常为50年 规定的条件下? ←正常设计,正常施工,正常使用 完成预定功能? ←安全性,适用性,耐久性, 的概率.
4.2.1 结构的功能要求 1,安全性——安全等级,表4.2.1 2,适用性——裂缝,挠度 3,耐久性——设计基准期 4,稳定性:整体稳定,局部稳定
4.2.2 结构的极限 极限状态 极限
一,定义:
由可靠向失效转变的临界状态. 是结构或其构件能够满足前述某一功能要 求的临界状态.
二,分类:P43-44 1,承载能力 极限状态
抗压性能与建筑材料的物理特性
抗压性能与建筑材料的物理特性在建筑领域，材料的抗压性能是一个至关重要的考量因素。
它直接关系到建筑物的结构稳定性、安全性以及使用寿命。
而建筑材料的物理特性则在很大程度上决定了其抗压性能的优劣。
首先，我们来了解一下什么是抗压性能。
简单来说，抗压性能就是材料抵抗压力而不发生破坏或变形的能力。
当建筑物承受自身重量、人员活动、风荷载、地震作用等各种压力时，其所用材料必须具备足够的抗压性能，以确保整体结构的稳固。
建筑材料的物理特性种类繁多，其中对抗压性能影响较为显著的包括材料的密度、孔隙率、硬度、弹性模量等。
材料的密度是指单位体积的质量。
一般来说，密度较大的材料往往具有更好的抗压性能。
例如，钢材的密度相对较高，因此其抗压强度通常较大，可以用于承受重载的结构部件，如钢梁、钢柱等。
相比之下，一些轻质材料如泡沫塑料，由于其密度较小，抗压性能就相对较弱，通常不会用于主要的承重结构。
孔隙率是指材料内部孔隙的体积占总体积的比例。
孔隙率较高的材料，其抗压性能往往较差。
以混凝土为例，如果在搅拌和浇筑过程中产生过多的孔隙，会降低混凝土的密实度，从而削弱其抗压能力。
相反，通过优化配合比和施工工艺，降低孔隙率，可以显著提高混凝土的抗压强度。
硬度也是影响抗压性能的一个重要因素。
硬度较高的材料在受到压力时，不容易发生变形和磨损。
比如花岗岩，由于其硬度较高，常用于建筑的基础和外墙，能够承受较大的压力。
弹性模量则反映了材料在受力时抵抗变形的能力。
弹性模量越大，材料在受力时产生的变形越小，抗压性能也就越好。
金属材料通常具有较高的弹性模量，这使得它们在承受压力时能够保持较好的稳定性。
不同类型的建筑材料，其抗压性能和物理特性存在很大差异。
常见的建筑材料如钢材、混凝土、木材、砖石等，各自有着独特的特点。
钢材具有高强度、高韧性和良好的延展性，其抗压性能优异。
这使得钢材成为现代建筑中不可或缺的重要材料，广泛应用于高层建筑、大跨度桥梁等工程。
然而，钢材也存在容易生锈、不耐高温等缺点，需要采取相应的防护措施。
硅酸盐水泥的物理力学性能指标
硅酸盐水泥的物理力学性能指标
硅酸盐水泥是一种新型的混凝土材料，它由铝硅酸钙和石膏组成。
硅酸盐水泥具有优异的物理力学性能，它是用于建筑工程、维修工程
和修复工程的首选材料。
硅酸盐水泥的物理力学性能包括抗弯性能、抗压性能、抗裂性能、水稳性能、抗冻性能等。
它的抗弯性能可以抗拒特定的压力，并且抗
弯强度可以大大增强，即使在情况恶劣的情况下也能保证工程建设的
结构可靠。
此外，它的抗压性能也很强，耐压性强，可以非常好地抵
抗不断变化的水压。
它的抗裂性能也很强，可以在收缩损坏下保持它
的稳定性。
此外，它还具有良好的水稳性能，表面有凹凸不平，可以
防止水蒸气和水分子进入混凝土，从而确保材料的坚固性和绝热性能。
最后，硅酸盐水泥的抗冻性能很好，能够有效抗冻融损坏，特别是在
低温环境中可以保持较高的耐受性。
综上所述，硅酸盐水泥具有优异的物理力学性能，可以抗拒特定
的压力、抗弯强度大大增强、抗压性强、抗裂性好、水稳性能好、抗
冻性能强等优点。
它不仅可以大大提高工程建设的稳定性和可靠性，
而且还可以在低温环境中抵抗冻融破坏。
由此可见，硅酸盐水泥是一
种具有很高性能的混凝土材料，它在建筑、维修和修复工程中具有重
要的作用。
2023 混凝土物理力学性能试验方法标准
2023 混凝土物理力学性能试验方法标准引言混凝土是一种常用的建筑材料，广泛应用于各个领域。
为了确保混凝土的质量，需要进行物理力学性能的试验，以评估其强度、刚度等指标。
本文将介绍2023年最新发布的混凝土物理力学性能试验方法标准。
试验目的本试验标准的目的是规定了混凝土物理力学性能试验的基本方法和程序，以确保试验结果的准确性和可比性。
试验包括对混凝土的强度、刚度等指标进行测定，以便在设计和施工过程中能够合理地控制混凝土的质量。
试验设备本试验所需的设备包括但不限于以下几种： - 混凝土试验机：用于测定混凝土的抗压强度、抗折强度等指标； - 振动台：用于模拟混凝土在施工过程中的振动条件； - 龙门吊：用于移动和搬运混凝土试件； - 砂浆试验机：用于测定混凝土的流动性、抗渗透性等指标； - 天平：用于称量混凝土试件和试验荷载； - 温湿度计：用于测量试验环境的温度和湿度。
试验方法1. 抗压强度试验1.准备混凝土试件：按照设计要求，在模具中制备混凝土试件；2.养护试件：将试件放置在适当的湿度和温度条件下，进行养护；3.定期测量试件尺寸：在试件养护过程中，定期测量试件的尺寸；4.试验前处理：在试验前，将试件从养护环境中取出，并准备好试验所需的设备；5.试验过程：将试件放置在试验机上，施加加载，记录加载过程中的荷载和变形情况；6.计算结果：根据试验数据，计算出混凝土试件的抗压强度。
2. 抗折强度试验1.准备混凝土试件：按照设计要求，在模具中制备混凝土试件；2.养护试件：将试件放置在适当的湿度和温度条件下，进行养护；3.定期测量试件尺寸：在试件养护过程中，定期测量试件的尺寸；4.试验前处理：在试验前，将试件从养护环境中取出，并准备好试验所需的设备；5.试验过程：将试件放置在试验机上，施加加载，记录加载过程中的荷载和变形情况；6.计算结果：根据试验数据，计算出混凝土试件的抗折强度。
3. 流动性试验1.准备混凝土试样：按照设计要求，在模具中制备混凝土试样；2.养护试样：将试样放置在适当的湿度和温度条件下，进行养护；3.试验前处理：在试验前，将试样从养护环境中取出，并准备好试验所需的设备；4.试验过程：将试样放在试验台上，通过振动台模拟混凝土施工过程中的振动条件，观察混凝土的流动性；5.计算结果：根据观察结果和实际施工要求，评估混凝土的流动性。
建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质1.力学性能：建筑材料的力学性能包括强度、刚度和韧性等。
强度是材料抵抗外部负荷的能力，是材料在拉伸、压缩、剪切和弯曲等力学行为中所表现出的性能。
刚度是材料对外部力反应的刚性程度，反映了材料在受力时的变形能力。
韧性是材料在受力过程中的延展能力，表征了材料在受到剪切力或冲击力时的抵抗能力。
2.耐久性：建筑材料的耐久性是指材料在使用环境中长期抵抗自然环境和人为因素的侵蚀能力。
材料的耐久性直接影响建筑物的使用寿命和维护成本。
主要影响材料耐久性的因素包括水分、温度、紫外线、化学腐蚀、微生物和物理破坏等。
3.热学性能：建筑材料的热学性能包括导热性、热膨胀性和隔热性等。
导热性是指材料传导热量的能力，是设计建筑物保温节能的重要指标。
热膨胀性是指材料在受热后体积变化的能力，影响着建筑物在温差变化时的变形和破坏。
隔热性是指材料对热量传递的阻止作用，是建筑物保温隔热的基础。
4.声学性能：建筑材料的声学性能包括隔声性和吸声性。
隔声性是指材料抵制声音传导的能力，是建筑物降低室内外噪音干扰的重要指标。
吸声性是指材料对声音能量的吸收能力，用于调节建筑内部声学环境。
5.光学性能：建筑材料的光学性能包括透光性、反射性和折射性等。
透光性是指材料对光的透过能力，影响建筑物室内外的采光和景观观赏效果。
反射性是指材料对光的反射作用，决定了建筑表面的光亮度和光线分布。
折射性是指材料对光的弯曲偏折作用，影响着建筑物玻璃幕墙和光学设备的使用效果。
6.造型性能：建筑材料的造型性能是指材料在加工和施工过程中的可塑性和可加工性。
可塑性是指材料在受力后的变形能力，影响着建筑结构设计和装饰效果。
可加工性是指材料在加工过程中的易加工性和加工效果，影响着建筑物施工工艺和表面质量。
总的来说，建筑材料的基本性质是多方面的，涵盖了力学、耐久、热学、声学、光学和造型等各方面。
这些性质的综合考虑对建筑设计和施工起着决定性的作用，能够保证建筑物的结构稳定、功能合理和寿命长久。
第三章结构材料的力学性能及指标
第一节 结构材料基本要求
一、结构材料力学性能的基本要求
工程结构对材料力学性能的要求是通过力学性能指标 来实现的，而力学性能指标又是通过实验方法测定的。
结构材料主要力学性能指标有：强度、弹性、塑性、
冲击韧性与冷脆性、徐变和松弛等。
第一节 结构材料基本要求
(一)强度
第一节 结构材料基本要求
2．耐久性
耐久性是指材料长久在各种环境因素作用下不变质、 不破坏，长期保持良好的物理力学性能的性质。
耐久性是材料的一种综合性质，如抗冻性、抗风化 性、耐腐蚀性等均属于耐久性范畴，它对建筑物的使用 寿命起到至关重要的决定作用。
所以，要根据材料所处的部位、使用环境等因素， 综合考虑耐久性，合理选择结构材料或采取相应的保护 措施。
弹性变形与塑性变形的区别：前者为可逆变形，后
者为不可逆变形。 材料塑性性能是决定结构或构件是否安全长取断面收缩率或冷弯 性能来确定材料的塑性性能。
第一节 结构材料基本要求
(三)冲击韧性
冲击韧性是指钢材抗冲击而不破坏的能力。 冲击韧性与材料的塑性有关，但是又不等同于塑性， 它是强度和塑性的综合指标。 材料的冲击韧性与其内在质量、宏观缺陷和微观组成 有关。 此外，冲击韧性易受温度影响，温度的下降将会明显 的降低材料的冲击韧性，对结构的安全不利。
一、木材的性能指标
1．密度 3．湿胀干缩性
2．含水率 4．强度
二、木材的防护
1．木材的腐朽与防腐 2．木材的防虫 3．木材的防火
在规定的荷载循环次数和荷载变化幅度下，材料能够 承担的最大动态应力称为材料的疲劳强度。
第一节 结构材料基本要求
(二) 弹性与塑性 弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后
建筑材料的性能评估与选择
建筑材料的性能评估与选择建筑材料的选择对建筑的品质和寿命周期有着重要的影响。
在建筑设计过程中，对建筑材料的性能评估和选择是一个至关重要的环节。
本文将探讨建筑材料的性能评估的方法以及在选择过程中需要考虑的因素。
一、建筑材料的性能评估建筑材料的性能评估是指通过对材料进行全面的测试和评估，以确定其是否满足建筑项目的需求以及是否满足相关标准和规范的要求。
性能评估可以从材料的物理、化学、力学、热学和环境等多个方面进行。
1. 物理性能评估在物理性能评估中，常见的指标包括材料的密度、吸水性、抗冻性和导热性等。
密度是指单位体积材料所含质量的大小，对于建筑结构的承载能力有着重要的影响。
吸水性和抗冻性则决定了材料在潮湿环境和低温环境下的稳定性。
导热性是指材料导热的能力，对于节能建筑而言，低导热性的材料更加理想。
2. 化学性能评估化学性能评估主要涉及到材料对酸碱、氧化物和盐等的耐腐蚀性。
建筑材料需要能够承受各种化学物质的腐蚀，特别是在恶劣的环境条件下，如海洋气候或化工厂周围。
3. 力学性能评估力学性能评估是指材料在外力作用下的强度、刚度和韧性等。
强度是指材料在受力时的抵抗能力，刚度是指材料在受力后的变形程度，韧性则表示材料在受力后能够吸收的冲击能量。
对于建筑结构来说，需要选择具有足够强度和刚度的材料。
4. 环境性能评估环境性能评估是指材料在不同环境条件下的稳定性和耐久性。
建筑常常面临不同的环境压力，如高温、高湿度、紫外线等，在材料选择过程中需要考虑这些因素。
二、建筑材料的选择在进行建筑材料的选择时，除了考虑性能评估的结果，还要综合考虑以下几个因素：1. 建筑设计要求建筑设计阶段对材料的要求通常会明确，例如，建筑用途、建筑类型和设计风格等。
在选择材料时，需要确保材料能够满足这些要求，以实现设计师的想法。
2. 经济性建筑材料的成本是一个重要的考虑因素。
经济性不仅仅指材料本身的价格，还包括材料的使用寿命和维护成本等。
在选择材料时，需要综合考虑投资和运营成本的平衡。
建筑结构的力学性能
建筑结构的力学性能建筑结构的力学性能是指建筑结构在受到外力作用时的力学响应和性能表现。
它是评估建筑结构安全性、可靠性和耐久性的重要指标，对于建筑物的设计、施工和使用具有重要意义。
本文将从材料强度、结构稳定性和振动控制三个方面探讨建筑结构的力学性能。
一、材料强度对建筑结构的影响材料强度是建筑结构力学性能的基础。
建筑结构所用的材料包括钢筋混凝土、钢材、木材等，在受力过程中要具备足够的强度来承受负荷。
钢筋混凝土结构的强度取决于混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度。
合理选择和配置材料，确保其满足强度的要求，是保障建筑结构安全的关键。
此外，材料的劣化和老化也会降低其强度，需要及时检测和维修，以保持结构的可靠性。
二、结构稳定性与建筑结构安全结构稳定性是指建筑结构在受到外力作用时能保持稳定的能力。
当建筑结构受到风荷载、地震作用等外力时，如果结构的稳定性不足，就会导致结构的倒塌。
因此，在设计建筑结构时，要充分考虑结构的稳定性，采取相应的措施来增强其稳定性。
例如，在高层建筑中，采用剪力墙、楼板横向约束等手段来提高结构的整体稳定性，确保建筑结构在极端工况下的安全可靠性。
三、振动控制提高建筑结构的舒适性和安全性建筑结构会在受到外力激励时发生振动，特别是在地震或风荷载作用下。
如果结构的振动频率与外力激励的频率接近或共振，就会引起结构的破坏或损失。
因此，振动控制是提高建筑结构舒适性和安全性的重要考虑因素。
常见的振动控制措施包括加装阻尼器、调整结构刚度、改善结构的动力性能等。
通过合理设计和施工，可以降低结构的振动响应，保证建筑物在使用过程中的舒适性和稳定性。
综上所述，建筑结构的力学性能对于建筑物的安全、可靠和耐久具有重要意义。
通过合理选择和配置材料、提升结构稳定性以及采取振动控制措施，可以有效提高建筑结构的力学性能，确保建筑物的正常使用和长久运行。
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建筑材料的基本性质有哪些
建筑材料的基本性质有哪些1.力学性能：建筑材料需要具备一定的强度和刚度，以承受荷载并保持结构的稳定性。
强度指材料抗拉、抗压和抗弯的能力，刚度指材料在受力下变形的能力。
2.耐久性：建筑材料需要耐久，即在长期使用和环境影响下仍能保持其性能和功能。
耐久性受到材料的化学稳定性、耐热性、耐候性和耐腐蚀性等因素的影响。
3.导热性和隔热性：建筑材料需要具备良好的导热性和隔热性能。
导热性指材料传导热量的能力，隔热性指材料阻止热量传导的能力。
合适的导热性和隔热性能可以节约能源，并提高建筑的舒适度。
4.导电性：对于一些特殊需求，如电气工程中，材料的导电性成为一个重要的性能指标。
导电性指材料能否传导电流的能力。
5.透明性：建筑材料的透明性是指材料对可见光的透过能力。
对于建筑物中的窗户和立面材料，透明性是重要的设计和功能要求。
6.阻燃性：建筑材料需要具备一定的阻燃性能，以保证建筑物在火灾发生时不易燃烧及蔓延，并提供逃生通道和安全时间。
7.声学性能：建筑材料对声音的传播和吸收具有不同的性能。
声学性能的好坏直接影响建筑物的声学环境。
8.环境友好性：建筑材料的环境友好性包括对环境的污染程度、可再生性和回收利用率等方面。
环境友好的材料可减少对环境的影响，并推动可持续发展。
9.施工性能：建筑材料需要具备良好的施工性能，方便加工、搬运、安装和连接。
施工性能可以影响工程进度和质量。
10.经济性：建筑材料的经济性是指材料的成本效益和使用寿命之间的关系。
材料的经济性需要综合考虑材料的性能、价格和维护等因素。
综上所述，建筑材料的基本性质涉及了力学性能、耐久性、导热性和隔热性、导电性、透明性、阻燃性、声学性能、环境友好性、施工性能和经济性等方面。
在选择和使用建筑材料时，需要综合考虑这些性质的要求，并根据具体的工程需求做出合适的选择。
建筑结构设计常用数据
建筑结构设计常用数据建筑结构设计中涉及的数据种类繁多，包括静力学参数、材料性能、荷载数据、地震数据等。
这些数据是建筑结构设计的基础，对于确保建筑安全性和稳定性至关重要。
本文将介绍建筑结构设计中常用的数据类型及其作用。
一、静力学参数静力学参数是指建筑结构在静力平衡条件下的力学性能。
常用的静力学参数包括弯矩、剪力、轴力、位移等。
这些参数可以通过结构分析方法计算得出，用于确定结构的受力状态和变形情况，从而指导设计和施工。
二、材料性能材料性能是指建筑结构所使用的材料的力学性能和物理性能。
常用的材料性能包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、弹性模量、热胀冷缩系数等。
这些性能参数是材料的基本特性，用于评估材料的承载能力和变形能力，从而确定材料的使用范围和设计参数。
三、荷载数据荷载数据是指建筑结构所承受的外部力的大小和作用方式。
常用的荷载数据包括常规荷载、临时荷载和地震荷载等。
常规荷载包括自重、活载和风载等，用于计算结构的受力情况。
临时荷载包括施工荷载和使用荷载等，用于计算结构在施工和使用过程中的安全性。
地震荷载是指地震作用下的力和位移，用于计算结构的地震反应。
四、地震数据地震数据是指地震的发生频率、震级和震源距离等参数。
地震数据是评估建筑结构抗震能力的重要依据，可以用于确定设计地震动参数和抗震设防烈度等级。
根据地震数据，可以确定结构的地震设计参数，包括设计地震加速度、周期和阻尼比等。
五、其他数据除了上述常用的数据类型，建筑结构设计中还涉及其他一些数据，如温度数据、湿度数据、地基数据等。
温度数据和湿度数据用于分析结构的热力学行为和湿度变形特性。
地基数据用于评估建筑结构的承载力和变形特性，包括土壤分类、土层厚度、地下水位等。
建筑结构设计中常用的数据类型包括静力学参数、材料性能、荷载数据和地震数据等。
这些数据是建筑结构设计的基础，对于确保建筑的安全性和稳定性至关重要。
设计人员需要准确获取和使用这些数据，以保证结构的合理性和可靠性。
建筑材料规范要求
建筑材料规范要求建筑材料在建筑行业中起着至关重要的作用，它们直接影响着建筑物的质量、功能和安全性。
为了确保建筑材料的可靠性和一致性，建筑材料规范要求被广泛采用。
本文将介绍建筑材料规范要求的一般原则和具体细则，并阐述其重要性。
一、建筑材料规范要求的一般原则建筑材料规范要求的一般原则主要包括可行性、稳定性和安全性。
首先，建筑材料规范要求必须是可行的，即要求的标准和规范应符合现有的技术和生产条件。
其次，建筑材料规范要求必须具有稳定性，即在不同时间和地点都能得到相同的结果。
最后，建筑材料规范要求必须保证材料的安全性，确保其在使用过程中不会对建筑物和人员造成危害。
二、建筑材料规范要求的具体细则1. 材料的力学性能要求：建筑材料必须满足一定的力学性能要求，如强度、刚度、韧性等。
这些要求会根据建筑物的用途和结构类型而有所不同。
例如，在高层建筑中使用的钢筋必须具有足够的抗拉强度和承载能力。
2. 材料的物理性能要求：材料的物理性能要求包括密度、导热性、吸水性等。
这些性能会直接影响到建筑物的保温、隔音和防水效果。
例如，建筑墙体所用的保温材料需要具有较低的导热系数，以提高建筑物的能效性能。
3. 材料的耐久性要求：建筑材料在长期使用环境中必须具备一定的耐久性，能够抵抗腐蚀、老化和磨损。
例如，混凝土在海岸地区使用时，需要添加耐盐碱材料，以增强其耐久性。
4. 材料的环保性要求：现代建筑材料规范要求越来越重视材料的环保性。
材料应尽量采用可再生资源，减少对环境的污染。
同时，材料的生产和使用过程中应遵循环保要求，减少废弃物和排放。
5. 材料的标识和质量控制：建筑材料必须进行标识，以便识别其品牌、型号和性能等信息。
同时，材料的生产和供应过程中，需进行质量控制和检测，确保符合规范要求。
这有助于监督和保证建筑材料的质量和可靠性。
三、建筑材料规范要求的重要性建筑材料规范要求的制定和遵守对于建筑行业具有重要意义。
首先，规范要求能够确保建筑材料的质量和一致性，提高建筑物的质量和使用寿命。
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RRB
Bar Ribbed Hot-rolled
余热处理
Bar Ribbed Rolled
5
冷加工钢筋
是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。 冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工 后，钢筋的延伸率降低。近年来，冷加工钢筋的品种很多，应 根据专门规程使用。
热处理钢筋
4
（3）钢筋种类：
热轧钢筋
将碳素钢或低合金钢在高温下轧制而成。
电子教案简案, LiuLin, NJTU
1. 热轧钢筋 (Hot Rolled S光teel面Reinforcing Bar) 低碳钢
(1) 等级：
变形 普通低合金钢
HPB235级等(光级面：钢筋H，PIB级2，35) ；HRB335；HRB400；RRB400
3.1 建筑钢材
钢材在建筑工程中与其它结构材料相比所具有的特性： 1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易腐 6．耐火性差
1
1、建筑结构常用的钢材类别
（1）结构钢材种类：
碳素钢
按含碳量不同可分为：
低碳钢（含碳量少于0.25%） 中碳钢（含碳量在0.25%～0.6%） 高碳钢（含碳量在0.6%～1.4%）
冲击试验——冲击功Akv 抗脆断、抗动载能力
13
（4）可焊性
——钢材经过焊接后保持原有机械性能的能力 要求钢材具有可焊性，即钢材经过焊接后，仍能具有必需的塑
性和韧性（强度一般不会降低）。
可焊性检验方法： （1）抗裂性试验，按一定工艺要求焊接后，立刻将焊接后的钢料 制成研片进行观察，判断裂纹数量和大小是否在规定范围之内 （2）侧重使用性能的可焊性试验，焊接后的构件经过规定数量的 加载，再从指定部位取一定数量的小试件，进行冲击韧性试验， 看钢材是否变脆。
型钢——分热轧型钢和冷弯薄壁型钢
热轧型钢—工字钢，槽钢，角钢， H型钢， T型钢，圆管， 方管，圆钢。
3
冷弯薄壁型钢—C型钢，Z型钢，S型钢，压型板 用2-6mm厚薄钢板经冷弯或模压成型。广泛应用于轻型钢结构 中，用作屋檩等小荷载受力杆件。 薄壁型钢的截面和尺寸可按合理方案灵活设计，从而可充分利 用钢材强度，大大减小结构用钢量。以彩色压型钢板为屋面、 薄壁型钢为檩条的轻钢结构近年来在我国发展十分迅猛。
10
（2）塑性指标
塑性：荷载作用下钢材的变形能力。
延伸率——标距为10d或5d范围内的极限伸长率,记为δ10或δ5
L1 L0 100%
L0
11
冷弯性能——为了使钢筋在加工及使用期间不发生脆断,应具有一 定的冷弯性能,衡量冷弯性能用冷弯角和弯心直径。即将钢筋绕某
个规定直径d(弯心直径)的辊轴弯曲成一定角度a而不发生裂纹,脱
主要成分为铁和碳，此外还有少量磷，硫等有害元素。它们可使 变脆，塑性下降，可焊性降低。（注：含碳量↑强度↑塑性↓）
低合金钢
在碳素钢中加入少量稀有元素（Mn，Si，V，Ti），以改善钢筋的 力学性能。（注：合金量↑强度↑保持塑性）。例：锰系、钛系、硅 钒系等。
2
（2）钢结构用钢材规格：
钢板——热轧板，冷轧板； 薄板<6mm，厚板>40mm； 常用热轧板6～25mm， 冷轧板0.6～2mm。
s
µ¯ ÐÔ ±ä ÐÎ ee
e
²Ð Óà ±ä ÐÎ er
9
无明显流幅的钢材 fu
s0.2
a
0.2%
a点：比例极限，约为0.65fu a点前：应力-应变关系为线弹性 a点后：应力-应变关系为非线性，有 一定塑性变形，且没有明显的屈服点
强度设计指标——条件屈服强度
残余应变为0.2%所对应的应力
《规范》取s0.2 =0.85 fu
将特定强度热轧钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理， 使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于预应力 混凝土结构。
6
中高强钢丝和钢绞线
中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三 种。另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
8Leabharlann 两个强度指标：屈服强度fy ：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将很大的塑
性变形，且在卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土构件 产生很大的变形和不可闭合的裂缝。屈服上限与加载速度有关，不 太稳定，一般取屈服下限作为屈服强度。
极限抗拉强度fu ：实际破坏强度 屈 强 比：反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.6~0.7。
¿Ì ºÛ ¸Ö Ë¿
D¡ª ¹« ³Æ Ö±¾¶ Aª¡ 3 ¹É ¸Ö ½Ê Ïß Á¿ ²â ³ß ´ç ¸Ö ½Ê Ïß
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7
2、建筑结构用钢的物理力学性能
（1）强度指标
有明显流幅的钢材
s
fu
b
fy a
a’
c
d
e f
e
鳞或脆断。显然弯心直径越小，冷弯角越大，冷弯性能越好。
冷弯试验——冷弯角a
冷加工性能 塑性变形能力 材质均匀性
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（3）冲击韧性 ——钢材在破坏过程中消耗机械功的能力
钢材的韧性与塑性有关，但不同于塑性。是强度和塑性的 综合表现。韧性指标由冲击试验获得。
试件
试件
梅氏试件 R=1.0
摆锤
夏比试件 R=0.25
HRB335级 (带肋钢筋，II级， )
R
HRB400级 (带肋钢筋，III级， )
生RR产B4工00级艺((余r热ol处le理d钢滚筋轧，余的热)处，理表III级面，形R 状) （plain 光面的，ribbed 有肋纹 的） 屈服屈强服强度度标标准准值值（235…）
HPB
HRB
Bar Plain Hot-rolled
单向拉伸试验应力—应变曲线
a’为比例极限proportional limit
s =Ese
a为弹性极限elastic limit b为屈服上限upper yield strength c为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strength
cd为屈服台阶yield plateau de为强化段strain hardening stage e为极限抗拉强度 fu ultimate tensile strength