【正文】 第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能第 5章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能 結(jié)構(gòu)對工程材料性能的基本要求 鋼筋和混凝土材料 砌體結(jié)構(gòu)材料 鋼結(jié)構(gòu)材料 木材揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能 結(jié)構(gòu)對工程材料性能的基本要求216。 結(jié)構(gòu)材料的基本要求 力學性能 :各種材料在外力作用下 ,其抵抗破壞和變形的能力；u 強度、彈性、塑性、脆性、韌性、硬度和耐磨性等 b. 結(jié)構(gòu)材料要有防水、絕熱、吸聲等性能 ；c. 結(jié)構(gòu)材料要有耐熱、耐腐蝕等性能 、抵抗溫、濕度變化及反復(fù)凍融等的破壞作用 ；d. 結(jié)構(gòu)材料要有相對低廉的價格；e. 結(jié)構(gòu)材料要有良好的環(huán)保性能。n 常以 應(yīng)力 的形式表示。 結(jié)構(gòu)對工程材料性能的基本要求揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能 材料的彈性與塑性n 彈性 ：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)n 塑性 ：在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)n 延性 ：材料超越彈性極限后至破壞以前耐受變形的能力。反映材料受力時抵抗彈性變形的能力。n 韌性 ：在沖擊、震動荷載作用下，材料能承受很大的變形也不致被破壞的性能。p 易受溫度影響。n 耐磨性 ：材料表面抗磨損的能力。 鋼筋混凝土 ： 是 鋼筋 和 砼 按一定方式組成的能 共同工作 的建筑材料?；炷两Y(jié)構(gòu) (Concrete Structure) :主要以混凝土材料，并根據(jù)需要 配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料 的結(jié)構(gòu)。 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能素混凝土梁Pcr = 150300fc=ft= ftsc= ft2500Pu ≈ Pcrsc= ft ft破壞時跨中截面受壓邊緣的壓應(yīng)力與抗拉強度相近，遠未達到混凝土的抗壓強度，破壞表現(xiàn)為 脆性斷裂 ，無明顯預(yù)兆 。 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能鋼筋混凝土梁Pcr = fc=ft=fy=335N/mm2 ftsc= ft1503002500Pu ≈ sc= ft ft ?s sc2f16 fy配置鋼筋后， RC梁的承載力比素混凝土梁大大提高，鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度均得到充分利用，且破壞過程 有明顯預(yù)兆 ?！铩?但裂縫導(dǎo)致梁的剛度顯著降低，使得鋼筋混凝土梁不能應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)。 除在構(gòu)件的受拉區(qū)配筋外，還有許多其他配筋方式216。 在復(fù)雜應(yīng)力區(qū)域（如梁在受剪區(qū)段、受扭構(gòu)件、節(jié)點區(qū)、剪力墻等），可以配置箍筋或縱橫交錯的鋼筋216。 還可以利用箍筋約束混凝土來提高混凝土的抗壓強度，甚至直接采用鋼管216。 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能 砼結(jié)構(gòu)的基本概念⑵ 特點 缺點 :，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能混凝土結(jié)構(gòu)學習中應(yīng)注意的問題 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能截面的基本受力形態(tài) :正截面受力 斜截面受剪 扭曲截面受扭基本構(gòu)件的受力往往是基本受力形態(tài)的復(fù)合 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能基本理論 工程應(yīng)用問題的復(fù)雜性 問題的綜合性?問題不是單一的?解答是不唯一的受力性能 理論分析 構(gòu)件設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計?材料的力學性能?兩種材料的配比?兩種材料的共同工作 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能學習中應(yīng)注意的問題： 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性問題。設(shè)計中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇方案，因此設(shè)計結(jié)果不是唯一的。 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能學習中應(yīng)注意的問題：工程項目的建設(shè)是國家的重要工作，必須依照國家頒布的法規(guī)進行。 各種設(shè)計規(guī)范或規(guī)程是具有約束性和立法性的文件，其目的是使工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計在符合國家經(jīng)濟政策的條件下，保證設(shè)計的質(zhì)量和工程項目的安全可靠。由于工程結(jié)構(gòu)類型很多，不同的結(jié)構(gòu)類型有不同的設(shè)計規(guī)范或規(guī)程，但混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論是一致的，應(yīng)重點學好基本理論。u 會引起預(yù)應(yīng)力損失疲勞：u 鋼筋在多次重復(fù)荷載作用下發(fā)生脆性突然斷裂的現(xiàn)象u 疲勞強度低于靜載下極限強度 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能3. 鋼筋的計算指標 ( Characteristic or Standard Strength)具有 95%保證率 的基本代表值。a. 熱軋鋼筋強度設(shè)計值：b. 預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計值：—— 等于標準值除以材料分項系數(shù)。 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能 混凝土a. 定義：石子、沙子水泥石 :水泥膠凝體 —— 塑性變形 水泥結(jié)晶體 彈性骨架（ 彈性變形 ）水泥 +水立方體抗壓強度是指按照標準方法制作養(yǎng)護的 邊長為150mm的立方體 試件，在 28天 齡期，用 標準試驗方法 測得的抗壓強度。1. 鋼筋和混凝土材料的力學性能a. 定義：b. 折算：軸心抗壓強度是指按照標準方法制作養(yǎng)護的 截面為150mm150mm 高 300mm的棱柱體 ，在 28天 齡期，用 標準試驗方法 測得的抗壓強度。 混凝土的抗拉強度比抗壓強度低得多，一般只有抗壓強度的 5%～ 10%216。 試驗方法 :拉伸試驗 劈裂試驗3)軸心抗拉強度 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能4)混凝土強度的設(shè)計值 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能5)影響混凝土強度的主要因素n 混凝土配合比n 原材料品質(zhì)和種類n 施工澆搗的密實程度n 養(yǎng)護條件n 混凝土的齡期 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能 混凝土 (deformation)混凝土的受力變形n一次短期荷載作用下n重復(fù)荷載作用下n長期荷載作用下混凝土的非受力變形n收縮n膨脹n溫度變形 鋼筋和砼材料揚 州 大 學 建 筑 科 學 與 工 程 學 院College of Civil Science and Engineering.第第 5章章 結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能結(jié)構(gòu)工程材料的力學性能⑴ 混凝土在一次短期加荷時的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 （本構(gòu)關(guān)系）OA— 彈性階段AB— 微裂縫開展BC— 彈塑性，豎向裂縫形成CD— 下降段受壓混凝土一次短期受壓混凝土一次短期加荷的應(yīng)力加荷的應(yīng)力 應(yīng)變曲應(yīng)變曲線線?cu ?c?c0 ABCD