【正文】 能； ?良好的耐銹蝕能力 ?與混凝土良好的粘結力 (2)鋼材的選擇 ： ?結構或構件的類型及重要性； ? 作用的性質(zhì) （ 靜力和動力作用 ） ； ? 連接方式 （ 焊接 、 鉚接或螺栓連接 ） ； ?工作環(huán)境 （ 溫度和腐蝕等 ） 。 第 13講： 材料的性能 (13/34) 一、鋼材的物理力學性能（ 12/13） (3)結構用鋼材的分類 ?碳素鋼 ： ?強度等級：按屈服強度分五個品種 ， Q195~Q275。 ?質(zhì)量等級： A、 B、 C、 D四級 ， 對沖擊韌性要求不同 ?脫氧方式：鎮(zhèn)靜 、 半鎮(zhèn)靜 、 沸騰和特殊鎮(zhèn)靜 ， 用 ZbF和 TZ ?示例： Q235Bb表示屈服強度為 235， B級半鎮(zhèn)靜鋼 ?低合金鋼 ： ?強度等級：按屈服強度分五個品種 ， Q295~Q460。 ?質(zhì)量等級： A、 B、 C、 D、 E五級 ， 對沖擊韌性要求不同 ?脫氧方式：鎮(zhèn)靜和特殊鎮(zhèn)靜鋼 ?熱處理鋼 第 13講： 材料的性能 (14/34) 一、鋼材的物理力學性能（ 13/13） (4)鋼材的規(guī)格 ?鋼板 ：以 “ ― 寬度厚度長度 ” 或 “ ― 寬度厚度 ” 表示 ?型鋼 ： ?角鋼 ：等邊 “ L肢寬厚度 ” ；不等邊 “ L長肢寬短肢寬厚度 ” ?工字鋼 ：普通工字鋼以 I+截面的高度；輕型工字鋼前面加 Q ?槽鋼 ：有普通槽鋼和輕型槽鋼兩種 ， 用截面的高度編號 ?H型鋼 ：熱扎和焊接兩種 ， “ 高度 *寬度 *腹板厚度 *翼緣厚度 ” ?鋼管 ：有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管 。 以 “ φ 外徑壁厚 ” 表示 ?薄壁型鋼 ：用薄鋼板冷軋而成 ， 形式及尺寸可以變化 。 ?鋼筋 ?按照表面形狀 ：有光面鋼筋和變形鋼筋 ?鋼筋種類 ： 熱軋鋼筋：分 HRB23 HRB335和 HRB400或 RRB400三級 ， 符號 +直徑 預應力鋼絲：有光面碳素 、 螺旋肋和三面刻痕鋼絲三種 ， 符號 +直徑 預應力鋼絞線：多根鋼絲絞合制成 。 “ φ 1股數(shù)公稱直徑 ” 表示 熱處理鋼筋： φ HT+鋼筋表示 第 14講： 材料的性能 (15/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 1/11） 簡單受力下混凝土的性能 (1)受壓的應力應變關系 ?曲線特征 應力?。航凭€性關系 應力大：非線性關系 近峰值 :不穩(wěn)定非線性 下降段：反彎點后平緩 ?主要 影響因素 ?混凝土強度：強度提高 ,峰值點應變高；下降段陡延性差 ?加載速度：愈大 ， 強度高 ， 峰值應變低；下降段陡延性差 第 14講： 材料的性能 (17/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 3/11） (2)簡單受力下混凝土的強度 ?立方體抗壓強度 ?立方體抗壓強度 標準方法制作 ,邊長 150mm立方體 , 28天齡期 ， 進行抗壓實驗得到的破壞時試件的平均壓應力 。 ?立方體抗壓強度標準值： 95%保證率的立方體抗壓強度值 。 ?用途：力學性能的基本代表值 ， 混凝土強度等級劃分依據(jù) 。 ?強度等級：按立方體抗壓強度標準值分為 14級 ， “ C+標準值 ” ?軸心抗壓強度 ?立方體受壓不是處于單軸受力狀態(tài) ！ ?采用棱柱體 ， 中間基本上是處于軸心受壓 。 ,*cuf,*cf第 14講： 材料的性能 (18/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 4/11） ?影響因素：材料成分、養(yǎng)護、齡期、實驗方法和試件尺寸 ?與立方體強度的關系 關系系數(shù) (比值 )：小于等于 C50時 ， 取 ； 大于 C50時： 考慮混凝土脆性的折減系數(shù) ， 小于 C40時 ， 不折減取 ； 大于 C40時： ?軸心抗拉強度 ?試驗方法：直接拉伸 、 彎折和劈裂 ?與立方體強度的關系 mcumc ff ,21, ???1?)50(0 0 ,1 ??? kcuf?2?)40(0 0 3 2 ,2 ??? kcuf? ,2, mcumt ff ???第 15講： 材料的性能 (20/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 6/11） 復雜應力下混凝土的性能 (1)復合應力下混凝土強度和變形 ?多向受壓 ?雙向壓：強度提高； ?三向壓 (約束受壓 )：強度和延性明顯提高 ， ?雙向受拉 :影響不大 ?一拉一壓 ：強度降低 ?剪壓或剪拉 ： ?剪拉：強度降低 ?剪壓： 壓應力較?。嚎辜魪姸入S壓應力增加而增大； 壓應力較大：抗剪強度隨壓應力的增加而降低 。 rccc kff ???第 15講： 材料的性能 (21/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 7/11） (2)長期荷載下混凝土的變形 ?混凝土的徐變 ?現(xiàn)象 ：在荷載長期作用下 ， 變形將隨時間而增加； ?原因：凝膠體的粘性流動 ， 內(nèi)部微裂縫不斷產(chǎn)生和發(fā)展等 ?影響：導致變形增大，應力重分布和內(nèi)力分布等。 ?混凝土徐變曲線 ?特點：開始增長較快 ， 以后逐漸減慢 ， 逐漸趨于穩(wěn)定 (收斂 ) ?卸載時變形恢復 : 瞬時彈性恢復 、 彈性后效 ， 永久應變 第 15講： 材料的性能 (22/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 8/11） ?影響徐變的主要因素 ?應力水平：應力越大 ， 徐變也越大 應力小于 ， 線性徐變；大于 ， 非線性徐變 。 ?齡期：加載時齡期越短 ， 徐變越大 ?組成：水泥用量越多 ， 水灰比越大 ， 徐變也越大； 骨料強度和彈性模量越高 ， 徐變越小 。 ?養(yǎng)護和使用環(huán)境：養(yǎng)護溫度高 ， 濕度大 ， 徐變越??； 受力后環(huán)境溫度越高，濕度低，徐變就越大。 第 16講： 材料的性能 (23/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 9/11） (3)重復荷載下混凝土性能 ?一次重復加載下 ?加載：隨應力增加應變增加 ?卸載：不重復加載軌跡，有彈性后效和殘余變形 ?多次重復加載下 ?峰值小于疲勞強度：每循環(huán)成環(huán)，面積逐漸減少，至直線； ?峰值大于疲勞強度：開始與小應力的相似； 成直線后 ， 凸凹方向改變 ， 斜率降低 ， 裂縫和變形嚴重 ?混凝土疲勞破壞 ：因荷載重復作用而引起的破壞 ?混凝土疲勞強度 ：疲勞破壞需要重復荷載的最小應力峰值 (4)混凝土的收縮、膨脹和溫度變形 第 16講： 材料的性能 (24/34) 二、混凝土的物理力學性能（ 10/11） 鋼筋與混凝土的粘結 (1)鋼筋與混凝土粘結的作用 ?作用 ：保證力的相互傳遞，是共同工作的基本條件 ?單元分析 ： 假設：一端力 T， 另端為 T+dT 根據(jù)平衡條件： ?分析結果 ?應力變化大，粘結力大，變化小，粘結小 ?當鋼筋應力沒有變化時，粘結應力等于零 dxdAdxdT ss ???? ???第 16講： 材料的性能 (25/34 ) 二、混凝土的物理力學性能（ 11/11） ?有關的設計問題 ?鋼筋端部的錨固 ?裂縫間應力的傳遞 裂縫截面：拉力為零 離開一段距離：混凝土有拉力 兩條裂縫中間： 混凝土拉力最大 (2)粘結力的組成 ?化學吸附 ?摩擦 ?機械咬合 ?附加咬合等作用 第 17講： 材料的性能 (26/34) 三、砌體的物理力學性能（ 1/8） 砌體的材料及種類 (1)塊體材料 ?磚 ?普通磚： 240mm115mm53mm實心 ?空心磚：全國無統(tǒng)一規(guī)格 ?分級：按極限抗壓強度為 6級 ， 以 “ MU+極限強度 ” 表示 ?砌塊 ?按材料分：粉煤灰 、 煤渣混凝土和混凝土等 ?按內(nèi)部結構分：有實心的，也有空心的 ?按尺寸分：小型 350、 中型 360～ 900和大型 900mm ?分級：按照極限抗壓強度分 5級 ， 以 “ MU+極限強度 ” ?石材 ?按照加工的程度：分細料石 、 粗料石和毛料石 。 ?分級：按極限抗壓強度 ， 分 9級 ， 以 “ MU+極限強度 ” 第 17講： 材料的性能 (27/34) 三、砌體的物理力學性能（ 2/8） (2)砂漿 ?作用 ：使塊體連成整體；抹平塊體表面；填補塊體間縫隙； ?分類 ： ?按照組成成分：無塑性摻合料的水泥砂漿 、 有塑性摻合 料的混合砂漿 、 不含水泥的砂漿 ?按照重力密度：大于 ， 小于 ?分級 ：按抗壓極限強度分 7級 ， 以 “ M+極限強度 ” 表示 ?砌體對砂漿的基本要求 ?符合強度和耐久性要求； ?應具有一定的可塑性 ， 在砌筑時容易且較均勻地鋪開； ?應具有足夠的保水性 ， 即在運輸和砌筑時保持質(zhì)量的能力 。 第 17講： 材料的性能 (28/34) 三、砌體的物理力學性能（ 3/8） (3)砌體的種類 砌體是由塊體用砂漿砌筑成的整體 。 ?磚砌體 ：實心砌體 ， 或空心砌體 ， 有 一順一頂或三順一頂砌筑法 。 ?石砌體 ：料石、毛石和毛石混凝土砌體。 ?砌塊砌體 砌塊排列是要有規(guī)律性 ， 減少通縫 。 ?配筋砌體 :在砌體內(nèi)配置適量的鋼筋 ， 形成配筋砌體 ， 如 在水平灰縫中配置網(wǎng)狀鋼筋 ， 形成網(wǎng)狀配筋砌體； 在砌體外或預留槽內(nèi)配置縱向筋形成組合砌體 。 第 17講： 材料的性能 (29/34) 三、砌體的物理力學性能（ 4/8） 砌體的力學性能 (1)砌體的抗壓強度 ?破壞過程及應力特點 ?受力全過程： 第一階段：自受力到單塊磚內(nèi)出現(xiàn)豎向裂縫； 第二階段：單塊磚內(nèi)裂縫發(fā)展 ， 連接并穿過若干皮磚 第三階段：裂縫貫通 ， 把砌體分成若干 1/2磚立柱 ， 失穩(wěn) ?應力特點： 不僅存在壓應力， 而且有彎曲應力和剪切應力，以及橫向拉壓應力 第 17講： 材料的性能 (30/34) 三、砌體的物理力學性能（ 5/8） ?原因分析： ?水平灰縫厚度和密實度不均勻 磚表面力分布不均勻且上下不對應 ?橫向變形時相互約束 受壓時橫向膨脹 ， 磚和砂漿 橫向變形系數(shù)不同 ， 相互約束 。 ?彈性地基梁作用 砂漿層受壓將產(chǎn)生壓縮變形 ， 磚就象在彈性地基上的梁 ， 其內(nèi)部將產(chǎn)生彎曲應力和剪應力 ?豎向灰縫處的應力集中 第 18講： 材料的性能 (31/34) 三、砌體的物理力學性能（ 6/8） ?影響砌體強度的主要因素 ?塊體和砂漿的強度 ?砂漿的彈塑性性能 :變形越大 ， 彎曲剪切等越大 ， 強度越低； ?砂漿的流動性