《建筑结构材料》PPT课件.ppt

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1、建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料1.1.钢筋的品种、规格、力学性能及强度设计指标；钢筋的品种、规格、力学性能及强度设计指标；2.2.钢结构用钢材的品种、规格、力学性能及强度设计指标；钢结构用钢材的品种、规格、力学性能及强度设计指标；3.3.混凝土的强度、变形指标；混凝土结构耐久性规定；混凝土的强度、变形指标；混凝土结构耐久性规定；4.4.砌体材料种类及强度等级；砌体材料种类及强度等级；5.5.砌体的力学性能。砌体的力学性能。本章主要内容本章主要内容建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料重重点点建筑钢材的力学性能。建筑钢材的力学性能。难难点点建筑钢材的力学性能。建筑钢材的力

2、学性能。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2.1.1 2.1.1 建筑钢材的品种和规格建筑钢材的品种和规格 1.1.混凝土结构对钢筋的要求混凝土结构对钢筋的要求 应具有较高的强度和良好的塑性；应具有较高的强度和良好的塑性；便于加工和焊接；便于加工和焊接；并应与混凝土之间具有足够的粘接力。并应与混凝土之间具有足够的粘接力。2.1 建筑钢材建筑钢材建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料热轧钢筋热轧钢筋冷拉钢筋冷拉钢筋 热处理钢筋热处理钢筋冷轧钢筋（冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋）冷轧钢筋（冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋）冷拔低碳冷拔低碳 消除应力钢丝消除应力钢丝钢绞线钢绞线钢筋按加工钢筋按

3、加工方法不同分类方法不同分类（2 2）钢筋的种类）钢筋的种类建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料钢钢筋筋按按在在结结构构中中是是否施加预应力分类否施加预应力分类普通钢筋普通钢筋钢丝钢丝建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料钢筋按外形分类钢筋按外形分类光面钢筋光面钢筋变形钢筋变形钢筋建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 1 1）普通钢筋）普通钢筋普通钢筋指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混普通钢筋指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。凝土结构中的非预应力钢筋。用于钢筋混凝土结构的热轧钢筋分为用于钢筋混凝土结构的热轧钢筋分为HPB235、HR

4、B335、HRB400和和RRB400四个四个级别。级别。混凝土规范规定，普通钢筋混凝土规范规定，普通钢筋宜采用宜采用HRB400级和级和HRB335级钢筋。级钢筋。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料HPB235级钢筋：光圆钢筋，公称直径范围为级钢筋：光圆钢筋，公称直径范围为820mm，推荐直径为，推荐直径为8、10、12、16、20mm。实际工程。实际工程中只用作板、基础和荷载不大的梁、柱的受力主筋、箍筋中只用作板、基础和荷载不大的梁、柱的受力主筋、箍筋以及其他构造钢筋。以及其他构造钢筋。HRB335级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为650mm，

5、推荐直径为，推荐直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40和和50mm。是混凝土结构的辅助钢筋，实际工程中也主。是混凝土结构的辅助钢筋，实际工程中也主要用作结构构件中的受力主筋。要用作结构构件中的受力主筋。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料HRB400级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围和推荐直级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围和推荐直径同径同HRB335钢筋。是混凝土结构的主导钢筋，实际工程钢筋。是混凝土结构的主导钢筋，实际工程中主要用作结构构件中的受力主筋。中主要用作结构构件中的受力主筋。RRB400级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为84

6、0mm，推荐直径为，推荐直径为8、10、12、16、20、25、32和和40mm。强度虽高，但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均。强度虽高，但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均较差，其应用受到一定限制。较差，其应用受到一定限制。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 2 2）预应力钢筋）预应力钢筋预应力钢筋应预应力钢筋应优先采用钢绞线和钢丝优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处，也可采用热处理钢筋。理钢筋。钢绞线：由多根高强钢丝绞织在一起而形成的，有钢绞线：由多根高强钢丝绞织在一起而形成的，有3 3股和股和7 7股两种，股两种，多用于后张法大型构件。多用于后张法大型构件。预应力钢丝：主要是消除应力

7、钢丝，其外形有光面、螺预应力钢丝：主要是消除应力钢丝，其外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。旋肋、三面刻痕三种。热处理钢筋：包括热处理钢筋：包括40Si2Mn40Si2Mn、48Si2Mn48Si2Mn及及45Si2Cr45Si2Cr几种牌号，几种牌号，它们都以盘条形式供应，无需焊接、冷拉，施工方便。它们都以盘条形式供应，无需焊接、冷拉，施工方便。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 2.2.钢结构用钢材钢结构用钢材 （1 1）钢种和钢号）钢种和钢号 建筑工程常用碳素结构钢和低合金高强度结构钢建筑工程常用碳素结构钢和低合金高强度结构钢1 1）碳素结构钢）碳素结构钢碳素结构钢的牌号：碳素

8、结构钢的牌号：质量等级代号：质量等级代号：A、B、C、D屈服点数值（屈服点数值（N/mm2）：）：195、215、235、255、275钢材屈服点代号：钢材屈服点代号：Q脱氧程度代号：脱氧程度代号：F、b、Z、TZ，其中，其中Z、TZ可以省略可以省略 碳素结构钢牌号举例：碳素结构钢牌号举例：Q235A建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 2 2）低合金高强度结构钢）低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢的牌号：低合金高强度结构钢的牌号：质量等级代号：质量等级代号：A、B、C、D、E 屈服点数值（屈服点数值（N/mm2）：）：295、345、390、420、460 钢材屈服点代号：钢材屈

9、服点代号：Q注：低合金高强度结构钢的注：低合金高强度结构钢的A、B级属于镇静钢，级属于镇静钢，C、D、E级属于特殊镇静钢。级属于特殊镇静钢。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料3 3）钢材的选用）钢材的选用钢结构规范规定，承重结构的钢材宜采用钢结构规范规定，承重结构的钢材宜采用Q235钢、钢、Q345钢、钢、Q390钢和钢和Q420钢。钢。承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接

10、承重结构采用的钢材焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。还应具有冷弯试验的合格保证。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（2 2）品种及规格）品种及规格 1 1）热轧钢板）热轧钢板热轧钢板热轧钢板 厚度为厚度为4.560 mm，宽，宽0.73m，长，长412m。广泛用来组成焊接构件和连接钢板。广泛用来组成焊接构件和连接钢板。厚度为厚度为0.354 mm，m，长，长0.54m。薄钢板是冷弯薄壁型钢的原料薄钢板是冷弯薄壁型钢的原料厚度为厚度为460mm，宽度为，宽度为30200mm，长，长39m。钢板用符号钢板用符号“-”后加后加“厚厚宽宽长长（单位为

11、（单位为mm）”的方法的方法表示，如表示，如-128002100。薄板薄板厚板厚板扁钢扁钢建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2 2）热轧型钢（图）热轧型钢（图）建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料角钢角钢有等边和不等边两种。有等边和不等边两种。等边角钢：等边角钢：“L”后加后加“边宽边宽厚度厚度”（单位为（单位为mm），），如如L10010。不等边角钢：不等边角钢：“L”后加后加“长边宽长边宽短边宽短边宽厚度厚度”，如如L100808。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 槽钢槽钢热轧普通槽钢与热轧轻型槽钢。热轧普通槽钢与热轧轻型槽钢。普通槽钢：普通槽钢：“”后

12、加截面高度（单位为后加截面高度（单位为cm），并以），并以a、b、c区分同一截面高度中的不同腹板厚度，区分同一截面高度中的不同腹板厚度，30a。轻型槽钢：轻型槽钢：“Q”后加截面高度（单位为后加截面高度（单位为cm）建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 工字钢工字钢分普通工字钢和轻型工字钢。分普通工字钢和轻型工字钢。普通工字钢：普通工字钢：“I”后加截面高度后加截面高度（单位为（单位为cm。20号号以上的工字钢，同一截面高度有以上的工字钢，同一截面高度有3种腹板厚度，以种腹板厚度，以a、b、c区分区分（其中（其中a类腹板最薄），如类腹板最薄），如I30b。轻型工字钢：轻型工字钢：“Q

13、I”后加截面高度后加截面高度（单位为（单位为cm），如），如QI25。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 H H型钢型钢热轧热轧H H型钢分为宽翼缘型钢分为宽翼缘H H型钢、中翼缘型钢、中翼缘H H型钢和窄翼缘型钢和窄翼缘H H型钢三类，此外还有型钢三类，此外还有H H型钢柱，其代号分别为型钢柱，其代号分别为HWHW、HMHM、HNHN、HPHP。表示方法：代号后加表示方法：代号后加“高度高度宽度宽度腹板厚度腹板厚度翼翼缘厚度缘厚度”(”(单位为单位为mm)mm)，如如HW340250914HW340250914。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 剖分剖分T T型钢型

14、钢代号与代号与H型钢相对应，采用型钢相对应，采用TW、TM、TN分别表示宽分别表示宽翼缘翼缘T型钢、中翼缘型钢、中翼缘T型钢和窄翼缘型钢和窄翼缘T型钢，其表示方法亦型钢，其表示方法亦与与H型钢相同，如型钢相同，如TN22520012。钢管钢管分为无缝钢管和焊接钢管。分为无缝钢管和焊接钢管。表示方法：表示方法：“”后加后加“外径外径厚度厚度”（单位为（单位为mm）建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 3 3）冷弯薄壁型材（图）冷弯薄壁型材（图）建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 冷弯薄壁型钢：由冷弯薄壁型钢：由26mm的薄钢板经冷弯或模压而成的薄钢板经冷弯或模压而成型的高效

15、经济的截面；缺点是因为壁薄，对锈蚀影响较为型的高效经济的截面；缺点是因为壁薄，对锈蚀影响较为敏感，故多于跨度小，荷载轻的轻型钢结构中。敏感，故多于跨度小，荷载轻的轻型钢结构中。压型钢板：所用钢板厚度为压型钢板：所用钢板厚度为0.42mm。其优缺点同冷。其优缺点同冷弯薄壁型钢，主要用于围护结构、屋面、楼板等。弯薄壁型钢，主要用于围护结构、屋面、楼板等。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2.1.2 2.1.2 建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能 1.1.影响钢材力学性能的主要因素影响钢材力学性能的主要因素影响钢材力学性能的因素有很多，本节主要讨论化学影响钢材力学性能的因素有很多，本节

16、主要讨论化学成分、冶金缺陷、钢材硬化、应力集中、残余应力、温度成分、冶金缺陷、钢材硬化、应力集中、残余应力、温度变化及疲劳对钢材性能的影响。变化及疲劳对钢材性能的影响。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 （1 1）化学成分）化学成分碳：形成钢材强度的主要成分。碳含量提高，则碳：形成钢材强度的主要成分。碳含量提高，则钢钢材强度提高材强度提高，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降，性及抗锈蚀能力下降，尤其是低温下的冲击韧性也会降低尤其是低温下的冲击韧性也会降低。锰和硅：锰和硅：钢中的有益元素钢中的有益元素，都是脱氧剂，可提高强

17、，都是脱氧剂，可提高强度，又不会过多降低塑性和冲击韧性度，又不会过多降低塑性和冲击韧性。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料钒、铌、钛：钒、铌、钛：钢中的合金元素钢中的合金元素，既可以提高钢材强度，既可以提高钢材强度，又可保持良好的塑性、韧性。又可保持良好的塑性、韧性。铝：铝：强脱氧剂强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，能进一步减少钢，用铝进行补充脱氧，能进一步减少钢中的有害氧化物。中的有害氧化物。铬和镍：铬和镍：提高钢材强度的合金元素。提高钢材强度的合金元素。硫和磷：冶炼过程中留在钢中的杂质，有害元素。它硫和磷：冶炼过程中留在钢中的杂质，有害元素。它们们降低降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲

18、劳强度。钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。硫能使钢硫能使钢材材“热脆热脆”，磷使钢材，磷使钢材“冷脆冷脆”。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料“热脆热脆”：硫能生成易于熔化的硫化铁，当热加工及焊：硫能生成易于熔化的硫化铁，当热加工及焊接使温度达接使温度达8001000时，使钢材出现裂纹、变脆的现时，使钢材出现裂纹、变脆的现象。象。“冷脆冷脆”：在低温时，磷使钢材的冲击韧性大幅度下降：在低温时，磷使钢材的冲击韧性大幅度下降的现象。的现象。氧和氮：钢中的有害杂质。氧和氮：钢中的有害杂质。氧能使钢热脆，氮能使钢氧能使钢热脆，氮能使钢冷脆。冷脆。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构

19、材料（2 2）冶金缺陷的影响）冶金缺陷的影响常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹、常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹、分层等，都会使钢材性能变差。分层等，都会使钢材性能变差。（3 3）钢材硬化）钢材硬化冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，同时降低了钢的塑大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，同时降低了钢的塑性和韧性，这种现象称为性和韧性，这种现象称为冷作硬化或应变硬化。冷作硬化或应变硬化。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 （4 4）温度影响温度影响钢材对温度相当敏感，温度升高与

20、降低都使钢材性能钢材对温度相当敏感，温度升高与降低都使钢材性能发生变化。发生变化。相比之下，钢材的低温性能更重要。相比之下，钢材的低温性能更重要。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料在正温范围，总的趋势是随着温度的升高，钢材强在正温范围，总的趋势是随着温度的升高，钢材强度降低，变形增大。约在度降低，变形增大。约在200以内钢材性能没有很大变以内钢材性能没有很大变化，化，430540之间则强度（屈服强度和抗拉强度之间则强度（屈服强度和抗拉强度）急）急剧下降；到剧下降；到600时强度很低不能承担荷载。此外，时强度很低不能承担荷载。此外，250附近有附近有蓝脆现象蓝脆现象，约，约26032

21、0时有时有徐变现象徐变现象。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 （5 5）应力集中（图应力集中（图）应力集中系数愈大，应力集中系数愈大，变脆的倾向愈变脆的倾向愈严重。严重。在负温下或动力在负温下或动力荷载作用下工作的结荷载作用下工作的结构，应力集中的不利构，应力集中的不利影响将十分突出。影响将十分突出。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（6 6）反复荷载作用反复荷载作用钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都会发生钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都会发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。重要变化，甚至发生疲劳破坏。2.2.钢材的力学性能钢材的力学性能建筑钢材的力学性能是

22、衡量钢材质量的重要指标，建筑钢材的力学性能是衡量钢材质量的重要指标，它包括它包括强度强度、塑性塑性、冷弯性能冷弯性能、冲击韧性。冲击韧性。（1 1）强度强度 1 1）有明显屈服点的钢材有明显屈服点的钢材建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料s se e 有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋aabcdefua为比例极限为比例极限oa为弹性阶段为弹性阶段de为强化阶段为强化阶段b为屈服上限为屈服上限c为屈服下限，即屈服强度为屈服下限，即屈服强度 fycd为屈服台阶为屈服台阶e为极限抗拉强度为极限抗拉强度 fu fyfef为颈缩阶段为颈缩阶段o低碳钢和低合金钢（含碳量和低碳钢相同）低碳钢和低

23、合金钢（含碳量和低碳钢相同）一次拉伸时的应力一次拉伸时的应力-应变曲线见图。应变曲线见图。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料把把y取为计算构件的强度标准，以取为计算构件的强度标准，以u作为材料的强度储备。作为材料的强度储备。2 2）无明显屈服点的钢材无明显屈服点的钢材没有明显的屈服点和屈服台阶钢材的应力没有明显的屈服点和屈服台阶钢材的应力-应变曲线见图应变曲线见图。对于没有明显屈对于没有明显屈服点的钢材，以残余变服点的钢材，以残余变形为形为0.2%时的应力作时的应力作为名义屈服点，其值约为名义屈服点，其值约等于极限强度等于极限强度85%。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材

24、料注意：钢材在一次压缩或剪切所表现出来的应力注意：钢材在一次压缩或剪切所表现出来的应力-应变应变变化规律基本上与一次拉伸试验时相似，压缩时的各强度变化规律基本上与一次拉伸试验时相似，压缩时的各强度指标也取用拉伸时的数据，只是剪切时的强度指标数值比指标也取用拉伸时的数据，只是剪切时的强度指标数值比拉伸时的小。拉伸时的小。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 （2 2）塑性性能塑性性能断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率，它是衡量钢材塑性的重要指标。长率，它是衡量钢材塑性的重要指标。屈服点屈服点、抗拉强度抗拉强度和和伸长率伸长率

25、，是钢材的三个重要力学，是钢材的三个重要力学性能指标。性能指标。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 （3 3）冷弯性能冷弯性能钢筋冷弯试验钢筋冷弯试验 冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。力和钢材质量的综合指标。冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性性能，还能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫性能，还能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物与氧化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的冷弯性能。化物与氧化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的冷弯性能。

26、建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（4 4）冲击韧性冲击韧性韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。韧性是钢材强度和韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。韧性是钢材强度和塑性的综合指标。塑性的综合指标。冲击韧性随温度的降低而下降。其规律是开始下降缓冲击韧性随温度的降低而下降。其规律是开始下降缓慢，当达到临界温度时，突然呈脆性，这种性质称为钢材慢，当达到临界温度时，突然呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。钢材的脆性临界温度越低，低温冲击韧性越好。的冷脆性。钢材的脆性临界温度越低，低温冲击韧性越好。对于直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结对于直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，应有冲击韧性

27、保证。构，应有冲击韧性保证。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 3.3.建筑钢材的设计指标建筑钢材的设计指标（1 1）钢筋的强度标准值和强度设计值）钢筋的强度标准值和强度设计值材料强度标准值：正常情况下可能出现的最小材料材料强度标准值：正常情况下可能出现的最小材料强度值。强度值。材料强度设计值：材料强度设计值：强度标准值除以材料分项系数。强度标准值除以材料分项系数。钢筋的材料分项系数为钢筋的材料分项系数为:热轧钢筋，预应力钢筋。热轧钢筋，预应力钢筋。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 （2 2）钢筋的弹性模量钢筋的弹性模量（3 3）钢材的强度设计值钢材的强度设计值钢材的

28、强度设计值：钢材的强度设计值：钢材的屈服点除以钢材的抗力分钢材的屈服点除以钢材的抗力分项系数。项系数。钢材的抗力分项系数取为，钢材的抗力分项系数取为，Q235钢为钢为1.087，Q345、Q390、Q420钢为。钢为。钢材强度设计值根据钢材厚度或直径按规范采用。钢材强度设计值根据钢材厚度或直径按规范采用。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料小小 结：结：1.建筑钢材的品种、规格及选用要求；建筑钢材的品种、规格及选用要求；2.建筑钢材的力学性能。建筑钢材的力学性能。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料1.理解混凝土结构的耐久性规定；理解混

29、凝土结构的耐久性规定；2.掌握混凝土的各项力学指标及变形性能。掌握混凝土的各项力学指标及变形性能。第第 二二 讲讲教学目标：教学目标：建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2.2.1 2.2.1 混凝土的强度混凝土的强度1.1.混凝土的立方抗压强度混凝土的立方抗压强度f fcucu 及强度等级。及强度等级。（1 1）混凝土的立方抗压强度）混凝土的立方抗压强度确确定定方方法法：用用边边长长为为150mm150mm的的标标准准立立方方体体试试件件，在在标标准准养养护护条条件件下下（温温度度20203 3，相相对对湿湿度度不不小小于于90%90%）养养护护2828天天后后，按按照照标标准准试

30、试验验方方法法（试试件件的的承承压压面面不不涂涂润润滑滑剂剂，加加荷荷速速度度约约每每秒秒N/mmN/mm2 2）测测得得的的具具有有95%95%保保证证率率的的抗抗压压强强度度，作作为为混混凝凝土土的的立立方抗压强度标准值，用符号方抗压强度标准值，用符号f fcucu,k k表示表示。2.2混凝土混凝土建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（2 2）混凝土的强度等级）混凝土的强度等级根根据据立立方方体体抗抗压压强强度度标标准准值值fcu,k的的大大小小，混混凝凝土土强强度度等等级级分分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C7

31、5、C80共共14级级。其其中，中，C60C80属高强混凝土。属高强混凝土。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（3 3）结构混凝土强度等级的要求）结构混凝土强度等级的要求钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于15；当采用当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于20；当当采采用用HRB400和和RRB400级级钢钢筋筋以以及及承承受受重重复复荷荷载载的的构构件件，混混凝凝土土强强度度等等级级不不得得低低于于20。预预应应力力混混凝凝土土结结构构的的混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于30；当当采采

32、用用钢钢丝丝、钢钢绞绞线线、热热处处理理钢钢筋筋作作为为预预应应力力钢钢筋筋时时，混混凝凝土土强强度度等等级不宜低于级不宜低于40。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 2.混凝土的轴心抗压强度混凝土的轴心抗压强度fc砼轴心抗压试验砼轴心抗压试验 我国采用我国采用150150300mm150150300mm棱柱体棱柱体试试件件测测得的得的强强度作度作为为混凝土的混凝土的轴轴心抗心抗压压强强度。度。混凝土的混凝土的轴轴心抗心抗压压强强度度标标准准值值按下式按下式计计算：算：建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（2.2.1）式中式中 棱柱强度与立方强度之比，对棱柱强度与立方强度

33、之比，对C50及以下取及以下取 =0.76，对，对C80取取 =0.82，中间按线形规律变化；，中间按线形规律变化；考虑考虑C40以上混凝土脆性的折减系数，对以上混凝土脆性的折减系数，对C40取取 =1.0，对，对C80取取 =0.87，中间按线形规律变化。，中间按线形规律变化。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料3.轴心抗拉强度轴心抗拉强度ft砼抗拉试验砼抗拉试验混凝土的抗拉强度可采用尺寸为混凝土的抗拉强度可采用尺寸为100100500mm的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。故的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。故国内为多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测

34、定。国内为多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算：混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算：建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2.2.2 2.2.2 混凝土的变形混凝土的变形混混凝凝土土的的变变形形有有两两类类：一一类类是是受受力力变变形形；另另一一类类是是体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。1.1.混凝土在长期荷载作用下的变形混凝土在长期荷载作用下的变形徐变徐变 定定义义：混混凝凝土土在在长长期期不不变变荷荷载载作作用用下下，应应变变随随时时间间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。对

35、对结结构构构构件件的的不不利利影影响响：增增大大混混凝凝土土构构件件的的变变形形；在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 影影响响因因素素：混混凝凝土土的的徐徐变变除除与与构构件件截截面面的的应应力力大大小小和和时时间间长长短短有有关关外外，还还与与混混凝凝土土所所处处环环境境条条件件和和混混凝凝土土的的组组成成有有关关。养养护护条条件件越越好好，周周围围环环境境的的湿湿度度越越大大，构构件件加加载载前前混混凝凝土土的的强强度度愈愈高高，水水泥泥用用量量愈愈少少，混混凝凝土土越越密密实实，集集料含量越大，集料刚

36、度越大，则徐变越小。料含量越大，集料刚度越大，则徐变越小。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料对对结结构构构构件件的的不不利利影影响响：当当构构件件受受到到约约束束时时，混混凝凝土土的的收收缩缩就就会会使使构构件件中中产产生生收收缩缩应应力力，收收缩缩应应力力过过大大，就就会会使使构构件件产产生生裂裂缝缝，以以致致影影响响结结构构的的正正常常使使用用；在在预预应应力力混混凝凝土土构构件件中中混混凝凝土土收收缩缩将将引引起起钢钢筋筋预预应应力力值值损损失失，等等。等等。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 2.2.3 2.2.3 混凝土的设计指标混凝土的设计指标 1.1.混凝

37、土的强度混凝土的强度 混凝土的强度标准值应具有不小于混凝土的强度标准值应具有不小于95%95%的保证率。的保证率。混凝土强度设计值：等于混凝土强度标准值除以混凝土强度设计值：等于混凝土强度标准值除以混凝土材料分项系数（混凝土材料分项系数（r rs s )。各各种种强强度度等等级级的的混混凝凝土土强强度度标标准准值值、强强度度设设计计值值规规范规定采用。范规定采用。2.2.混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料但但是是，混混凝凝土土不不是是弹弹性性材材料料，其其应应力力和和应应变变不不呈呈线线性性关关系系，在在不不同同应应力力阶阶段段的的变变形形模模量量（

38、应应力力与与应应变变之之比比）不不同同，原原点点切切线线很很难难准准确确地地作作出出。实实用用中中，采采用用应应力力上上限限为为（）fc循循环环510次次后后的的应应力力-应应变变曲曲线线，应应力力为为（）fc时时的的割割线线模模量量作作为为混混凝凝土土的的弹弹性性模量的近似值。模量的近似值。混凝土的受拉或受压弹性模量（混凝土的受拉或受压弹性模量（N/mm2）的经验计算公式：）的经验计算公式：（）（）kcu,57.342.210fEc+=建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料式中式中fcu,k混凝土的立方抗压强度标准值（混凝土的立方抗压强度标准值（N/mm2）。）。2.2.4 2.2.

39、4 混凝土结构的耐久性规定混凝土结构的耐久性规定耐久性对混凝土质量的主要要求如下：耐久性对混凝土质量的主要要求如下：1.设计使用年限为设计使用年限为50年的一般结构混凝土年的一般结构混凝土对于设计使用年限为对于设计使用年限为50年的一般结构，混凝土质量应年的一般结构，混凝土质量应符合规范的规定。符合规范的规定。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2.设计使用年限为设计使用年限为100年的结构混凝土：年的结构混凝土：（1）结结构构混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于C30；预预应应力力混混凝凝土结构的最低强度等级为土结构的最低强度等级为C40。（2）混凝土中氯离子含量不得超过水

40、泥重量的）混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%。（3）宜宜使使用用非非碱碱活活性性骨骨料料；当当使使用用碱碱活活性性骨骨料料时时，混混凝土中的碱含量不得超过凝土中的碱含量不得超过kg/m3。（4）混混凝凝土土保保护护层层厚厚度度应应按按相相应应的的规规定定增增加加40%；当当采取有效的表面防护措施时，厚度可适当减少。采取有效的表面防护措施时，厚度可适当减少。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（5 5）在使用过程中应有定期维护措施。）在使用过程中应有定期维护措施。对对于于设设计计寿寿命命为为100年年且且处处于于二二类类和和三三类类环环境境中中的的混混凝土结构应采取专门有效

41、的措施。凝土结构应采取专门有效的措施。3.3.临时性结构混凝土临时性结构混凝土对临时性混凝土结构，可不考虑耐久性要求。对临时性混凝土结构，可不考虑耐久性要求。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料有关标准的要求：有关标准的要求：三三类类环环境境中中的的结结构构构构件件，其其受受力力钢钢筋筋宜宜采采用用环环氧氧涂涂层带肋钢筋；对预应力锚具及连接器应有专门防护措施。层带肋钢筋；对预应力锚具及连接器应有专门防护措施。四四类类和和五五类类环环境境中中的的混混凝凝土土结结构构，其其耐耐久久性性要要求求应应符合有关标准的规定。符合有关标准的规定。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料小小

42、结：结：1.混凝土的强度等级；混凝土的强度等级；2.收缩与徐变的概念；收缩与徐变的概念；3.混凝土结构的耐久性规定。混凝土结构的耐久性规定。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料重重点点 1.砌体材料种类及强度等级；砌体材料种类及强度等级；2.砌体的力学性能。砌体的力学性能。难难点点砌体的力学性能。砌体的力学性能。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料2.3.1 2.3.1 砌体材料种类及强度等级砌体材料种类及强度等级 1.1.块材块材（1 1）砖）砖 烧结普通砖烧结普通砖 定定义义：烧烧结结普普通通砖砖简简称称普普通通砖砖，指指以以粘粘土土、页页岩岩、煤煤矸矸石石、粉粉煤煤灰

43、灰为为主主要要原原料料，经经过过焙焙烧烧而而成成的的实实心心的的或或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖，分孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖，分2.3 2.3 砌体材料砌体材料建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料烧结烧结黏土黏土砖砖、烧结页烧结页岩岩砖砖、烧结烧结煤矸石煤矸石砖砖、烧结烧结粉煤灰粉煤灰砖砖等。等。强度等级：强度等级：MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15和和MU10MU10。非烧结硅酸盐砖非烧结硅酸盐砖 定定义义：以以硅硅酸酸盐盐材材料料、石石灰灰、砂砂石石、矿矿渣渣、粉粉煤煤灰灰等等为为主主要要材材料料压压制制成成型型后后

44、经经蒸蒸汽汽养养护护制制成成的的实实心心砖砖。常常用用的的有有蒸蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。蒸蒸压压灰灰砂砂砖砖简简称称灰灰砂砂砖砖，是是以以石石灰灰和和砂砂为为主主要要原原料料，经坯料置备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。经坯料置备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 注注意意：灰灰砂砂砖砖不不能能用用于于长长期期超超过过200200、受受急急冷冷急急热热或或有有酸酸性性介介质质侵侵蚀蚀的的部部位位。MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15的的灰灰砂砂砖砖可用于建筑基础及其部位，

45、可用于建筑基础及其部位，MU10MU10仅用于防潮层以上。仅用于防潮层以上。蒸蒸压压粉粉煤煤灰灰砖砖简简称称粉粉煤煤灰灰砖砖，又又称称烟烟灰灰砖砖，是是以以粉粉煤煤灰灰、石石灰灰为为主主要要原原料料，掺掺配配适适量量的的石石膏膏和和集集料料，经经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖。坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖。粉煤灰砖的强度等级：与灰砂砖相同。粉煤灰砖的强度等级：与灰砂砖相同。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料注注意意：粉粉煤煤灰灰砖砖用用于于基基础础或或易易受受冻冻融融和和干干湿湿交交替替作作用用的的建建筑筑部部位位时时，必必须须使使用用一一等等砖砖与与

46、优优等等砖砖。不不得得用用于于长长期期超超过过200、受受急急冷冷急急热热或或有有酸酸性性介介质质侵侵蚀蚀的的建建筑筑部部位。位。炉炉渣渣砖砖亦亦称称煤煤渣渣砖砖，以以炉炉渣渣为为主主要要原原料料，掺掺配配适适量量的石灰、石膏或其它集料制成。的石灰、石膏或其它集料制成。矿矿渣渣砖砖以以未未经经水水淬淬处处理理的的高高炉炉炉炉渣渣为为主主要要原原料料，掺掺配配适量的石灰、粉煤灰或炉渣制成。适量的石灰、粉煤灰或炉渣制成。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 烧结多孔砖烧结多孔砖定定义义：烧烧结结多多孔孔砖砖简简称称多多孔孔砖砖，是是指指以以粘粘土土、页页岩岩、煤煤矸矸石石或或粉粉煤煤灰灰

47、为为主主要要原原料料，经经焙焙烧烧而而成成的的具具有有竖竖向向孔孔洞洞（孔孔洞洞率率不不小小于于25，孔孔的的尺尺寸寸小小而而数数量量多多）的的砖砖。其其外外形形尺尺寸寸，长长度度290、240、190mm，宽宽度度240、190、180、175、140、115mm，高高度度90mm。型型号号有有KM1、KP1、KP2三种（图）。三种（图）。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料强强度度等等级级：MU30、MU25、MU20、MU15和和MU10。它主要用于承重部位。它主要用于承重部位。（2 2）砌块）砌块按尺寸可分为小型、中型、大型三类。

48、按尺寸可分为小型、中型、大型三类。小小型型砌砌块块：高高度度在在180350mm的的砌砌块块，便便于于手手工工砌砌筑筑，使使用用上上也也较较灵灵活活。中中型型砌砌块块：高高度度为为350900mm。大型砌块：高度大于大型砌块：高度大于900mm。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料砌砌块块一一般般用用混混凝凝土土或或水水泥泥炉炉渣渣浇浇制制而而成成，也也可可用用粉粉煤煤灰灰蒸蒸养养而而成成。主主要要有有混混凝凝土土空空心心砌砌块块、加加气气混混凝凝土土砌砌块块、水水泥泥炉炉渣渣空空心心砌砌块块、粉煤灰硅酸盐砌块。粉煤灰硅酸盐砌块。混凝土小型空心砌块的主规格混凝土小型空心砌块的主规格尺

49、寸为尺寸为390190190mm。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料（3 3）石材）石材特特点点：石石材材抗抗压压强强度度高高，抗抗冻冻性性、抗抗水水性性及及耐耐久久性性均均较较好。好。强强度度等等级级：共共分分MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七级。七级。料石料石细细料料石石通通过过细细加加工工、外外形形规规则则，叠叠砌砌面面凹凹入入深深度度不不应应大大于于10mm，截截面面的的宽宽度度、高高度度不不应应小小于于200mm，且且不应小于长度的不应小于长度的1/4。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料半半细细料料石石规规格格尺尺寸寸同同

50、上上，但但叠叠砌砌面面凹凹入入深深度度不不应应大大于于15mm。粗粗料料石石规规格格尺尺寸寸同同上上，但但叠叠砌砌面面凹凹入入深深度度不不应应大大于于20mm。毛毛料料石石外外形形大大致致方方正正，一一般般不不加加工工或或稍稍加加修修整整，高高度不应小于度不应小于200mm，叠砌面凹入深度不应大于，叠砌面凹入深度不应大于25mm。毛石毛石形状不规则，中部厚度不小于形状不规则，中部厚度不小于200mm的石材。的石材。建筑结构第二章第二章 建筑结构材料建筑结构材料 2.2.砂浆砂浆（1 1）种类）种类 1 1）水泥砂浆）水泥砂浆特特点点：强强度度高高、耐耐久久性性和和耐耐火火性性好好，但但其其流流