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1、第2章 建筑结构材料第1页，本讲稿共24页2.12.1建筑钢材建筑钢材 第二章 建筑结构材料用于混凝土结构的普通钢筋，应具有较高的强度和良好的塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土间具有足够粘接力。热轧钢筋由低碳钢或低合金钢热轧而成 HPBHot rolled Plain Steel Bars热轧光圆钢筋；热轧光圆钢筋；HRBHot rolled Ribbed Steel Bars热轧带肋钢筋；热轧带肋钢筋；RRBRemained heat treatment Ribbed Steel Bars余热处理带肋钢筋。余热处理带肋钢筋。第2页，本讲稿共24页2.12.1建筑钢材建筑钢材 第二章 建筑结构
2、材料外形分为：光圆钢筋和带肋钢筋（人字纹、螺旋纹、月牙纹）供货形式分为：盘圆和条状供货低碳钢热轧圆盘条低碳钢热轧圆盘条低合金钢热轧带肋钢筋低合金钢热轧带肋钢筋HRB400主导钢筋；HRB335辅助钢筋；HPB235一般不推荐使用；RRB400强度虽高，但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均较差，应用受限。第3页，本讲稿共24页2.12.1建筑钢材建筑钢材 第二章 建筑结构材料预应力钢筋优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处理钢筋。预应力钢丝外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。三面刻痕钢丝外形图三面刻痕钢丝外形图预应力螺旋肋钢丝外形图预应力螺旋肋钢丝外形图第4页，本讲稿共24页2.1.22.1.2建筑钢材的
3、力学性能建筑钢材的力学性能 第二章 建筑结构材料热处理钢筋包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr几种牌号，以盘条形式供应。钢材的化学成分 按碳的含量，小于按碳的含量，小于0.25%0.25%的为低碳钢，的为低碳钢，大于大于0.25%0.25%而小于而小于0.6%0.6%的为中碳钢，的为中碳钢，大于大于0.6%0.6%的为高碳钢。的为高碳钢。锰和硅是钢中的有益元素，它们都是脱氧剂。它们可提高强度，又不会过多降低塑性和锰和硅是钢中的有益元素，它们都是脱氧剂。它们可提高强度，又不会过多降低塑性和冲击韧性。冲击韧性。钒、铌、钛是钢中的合金元素，既可以提高钢材强度，又可保持良好的塑性、韧性。
4、钒、铌、钛是钢中的合金元素，既可以提高钢材强度，又可保持良好的塑性、韧性。铝是强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，能进一步减少钢中的有害氧化物。铬和镍铝是强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，能进一步减少钢中的有害氧化物。铬和镍是提高钢材强度的合金元素。是提高钢材强度的合金元素。硫和磷是冶炼过程中留在钢中的杂质，是有害元素。它们降低钢材的塑性、韧性、可焊硫和磷是冶炼过程中留在钢中的杂质，是有害元素。它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。性和疲劳强度。第5页，本讲稿共24页2.1.22.1.2建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能 第二章 建筑结构材料有明显屈服点的钢材：低碳钢和低合金钢由于到达由于到达 y
5、y后构件产生较后构件产生较大变形，故把它取为计算构件大变形，故把它取为计算构件的强度标准；到达的强度标准；到达 u u时构件开时构件开始断裂破坏，故以始断裂破坏，故以 u u作为材料作为材料的强度储备。的强度储备。yu第6页，本讲稿共24页2.1.22.1.2建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能 第二章 建筑结构材料无明显屈服点的钢材：高强钢材（如热处理钢材）对于无明显屈服点的钢材，以残余变形为0.2%时的应力作为名义屈服点，其值约为极限强度的85%yu第7页，本讲稿共24页2.1.22.1.2建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能 第二章 建筑结构材料塑性性能 冷弯性能 断裂前试件的永久变形与
6、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。冷弯性能由冷弯试验来确定，试验时冷弯性能由冷弯试验来确定，试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成头加压，使试件弯成180180，如试件，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯试验冷弯试验伸长率测试仪伸长率测试仪 第8页，本讲稿共24页2.1.22.1.2建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能 第二章 建筑结构材料冲击韧性 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慢，当达到一定温度范围
7、时，突然下降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。冲击韧性试验机冲击韧性试验机第9页，本讲稿共24页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 第二章 建筑结构材料强度标准值除以材料分项系数即为材料强度设计值 钢筋的材料分项系数热轧钢筋1.10，预应力钢筋1.20。第10页，本讲稿共24页2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑结构材料是按一定比例的水泥、砂、石和水，经拌合、浇筑、振捣、养护、逐步凝固硬化形成的人造石材。商品混凝土运输和浇筑设备商品混凝土运输和浇筑设备三大强度：立方抗压强度fcu轴心抗压强度 fc轴心抗拉强度ft 第11页，本讲稿共24页2.2 2.2 混凝土
8、混凝土 第二章 建筑结构材料1 1、砼、砼立方体抗压立方体抗压强度（强度（f fcucu）试块尺寸：试块尺寸：150150150mm150150150mm3 3养护时间：养护时间：2828天天养护条件：温度养护条件：温度203203，相对湿度，相对湿度90%90%加荷速度：每秒加荷速度：每秒0.30.8N/mm0.30.8N/mm2 2 混凝土按立方体抗压强度的标准值（fcu,k）的大小，分为14等级，它们是C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。（左图）试件表面无润滑剂，产生套箍效应，工程（左图）试件表面无润滑剂，产生套
9、箍效应，工程中常采用这种方法。中常采用这种方法。（右图）试件表面涂有润滑剂，摩擦阻力小，（右图）试件表面涂有润滑剂，摩擦阻力小，测得的抗压强度小，工程中一般不采用。测得的抗压强度小，工程中一般不采用。立方体混凝土试块立方体混凝土试块第12页，本讲稿共24页2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑结构材料 2 2、砼轴心抗压强度（、砼轴心抗压强度（fcfc）试块尺寸：）试块尺寸：150150300mm150150300mm3 3养护时间：养护时间：2828天天养护条件：温度养护条件：温度203203，相对湿度，相对湿度90%90%棱柱强度与立方强度之比 考虑C40以上混凝土脆性的折减系数 第1
10、3页，本讲稿共24页2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑结构材料 3 3、砼、砼轴心抗拉轴心抗拉强度（强度（f ft t）混凝土为脆性材料，内部存在许多细小孔隙，混凝土为脆性材料，内部存在许多细小孔隙，因此其抗拉强度很低。因此其抗拉强度很低。试验方法：试验方法：国内外多采用国内外多采用圆柱体或立方圆柱体或立方体的劈裂试验体的劈裂试验来间接测定。来间接测定。混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，只有只有抗压强度抗压强度的的1/101/101/181/18 第14页，本讲稿共24页2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑结构材料第15页，本讲稿共24页2.2 2.
11、2 混凝土混凝土 第二章 建筑结构材料结构的使用环境是影响混凝土结构耐久性的最重要的因素。使用环境类别按下表划分。注：严寒地区指最冷月平均温度-10，日平均温度不高于5的天数145d的地区；寒冷地区指最冷月平均温度-100，日平均温度不高于5的天数为90145d的地区。第16页，本讲稿共24页2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑结构材料对于设计使用年限为对于设计使用年限为5050年的一般结构，年的一般结构，混凝土质量应符合下表混凝土质量应符合下表2.2.52.2.5的规定的规定 表2.2.5 结构混凝土耐久性的基本规定环境类别最大水灰比最少水泥用量(kg/m3)混凝土强度等级不小于氯离子
12、含量不大于（%）碱含量不大(kg/m3)一0.65225C201.0不限制二a0.60250C250.33.0b0.55275C300.23.0三0.50300C300.13.0耐久性的要求第17页，本讲稿共24页2.3 2.3 砌体材料砌体材料 第二章 建筑结构材料砌体材料主要包括块材和砂浆1.块材 是砌体的主要组成部分，约占砌体总体积的是砌体的主要组成部分，约占砌体总体积的78%78%，我国目前的块材主要有以下几种。我国目前的块材主要有以下几种。（1 1）砖）砖 1 1）烧结普通砖，指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经烧制而成的实心的或烧结普通砖，指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主
13、要原料，经烧制而成的实心的或空洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖，分烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石、空洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖，分烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石、烧结粉煤灰砖等。烧结粉煤灰砖等。全国统一尺寸全国统一尺寸240mm*115mm*53mm240mm*115mm*53mm，习惯上称标准砖。每立方米砌体的标准砖块数为，习惯上称标准砖。每立方米砌体的标准砖块数为512512块。块。2 2）非烧结硅酸盐砖，以硅酸盐材料、石灰、砂石、矿渣、粉煤灰等为主要材料非烧结硅酸盐砖，以硅酸盐材料、石灰、砂石、矿渣、粉煤灰等为主要材料压制而成后经蒸汽养护而成的实心砖。常有的有蒸
14、压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣压制而成后经蒸汽养护而成的实心砖。常有的有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖。砖、矿渣砖。蒸压灰砂砖简称灰砂砖，是以石灰和砂为主要原料，经培料配置、压制成型、蒸压养护而蒸压灰砂砖简称灰砂砖，是以石灰和砂为主要原料，经培料配置、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。成的实心砖。第18页，本讲稿共24页2.3 2.3 砌体材料砌体材料 第二章 建筑结构材料 3 3）烧结多孔砖，烧结多孔砖简称多孔砖，是指以粘土、页岩、煤矸石烧结多孔砖，烧结多孔砖简称多孔砖，是指以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料。经烧制而成的具有竖向孔洞（孔洞率不小于或粉煤灰为主要原料。经烧制而成的具
15、有竖向孔洞（孔洞率不小于25%25%，孔，孔的尺寸小而数量多）的砖，其外形尺寸，长度的尺寸小而数量多）的砖，其外形尺寸，长度290mm290mm、240mm240mm、190mm190mm，宽度，宽度240mm240mm、190mm190mm、180mm180mm、175mm175mm、140mm140mm，高度，高度90mm90mm。烧。烧结多孔砖与烧结普通砖相比，突出的优点是减轻墙体自重结多孔砖与烧结普通砖相比，突出的优点是减轻墙体自重1/41/41/31/3，节约，节约原料和能源，提高砌筑率约原料和能源，提高砌筑率约40%40%，降低成本约，降低成本约20%20%左右，显著改善保温隔热左
16、右，显著改善保温隔热性能。性能。第19页，本讲稿共24页2.3 2.3 砌体材料砌体材料 第二章 建筑结构材料砌体材料主要包括块材和砂浆1.块材 是砌体的主要组成部分，约占砌体总体积的是砌体的主要组成部分，约占砌体总体积的78%78%，我国目前的块材主要有以下几种。，我国目前的块材主要有以下几种。（2 2）砌块）砌块 指除普通砖和粘土空心砖及石材以外的块材。砌体尺寸较大。可分为小型、中型、大型三指除普通砖和粘土空心砖及石材以外的块材。砌体尺寸较大。可分为小型、中型、大型三类。高度在类。高度在180180350mm350mm的一般为小型砌块，便于手工砌筑，使用上也较灵活。高度在的一般为小型砌块，
17、便于手工砌筑，使用上也较灵活。高度在350350900mm900mm之间一般为中型砌块；高度大于之间一般为中型砌块；高度大于900mm900mm的一般为大型砌块。的一般为大型砌块。砌块一般用混凝土或水泥炉渣烧制而成，也可用粉煤灰蒸压而成。主要有混凝土空砌块一般用混凝土或水泥炉渣烧制而成，也可用粉煤灰蒸压而成。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。（3 3）石材）石材 石材的抗压强度高，抗冻性、抗水性及耐久性均较好，通常用于建筑物地基、挡土墙等，也可用石材的抗压强度高，抗冻性、抗水性及耐久性均较好，通
18、常用于建筑物地基、挡土墙等，也可用于建筑物墙体。砌体中的石材应选用无明显风化的天然石材。于建筑物墙体。砌体中的石材应选用无明显风化的天然石材。第20页，本讲稿共24页四、砂浆1、砂浆的作用：将砌体中的块体连成一个整体，并因抹平块体表面而促使应力的分布较为均匀。同时砂浆填满块体间的缝隙，减少了砌体的透气性，提高砌体的保温性能与抗冻性能。2、分类：纯水泥砂浆混合砂浆非水泥砂浆（石灰砂浆、粘土砂浆和石膏砂浆）back第21页，本讲稿共24页对砌体所用砂浆的基本要求为：1、在强度及抵抗风雨侵蚀方面，砂浆应符合砌体强度及建筑物耐 久性要求。2、砂浆的可塑性，应保证砂浆在砌筑时能很容易且较均匀地铺开，以提
19、高砌体强度和施工劳动效率。3、砂浆应具有足够的保水性。砂浆的强度等级为M15、M10、M7.5、M5和M2.5。五、对砌体材料的耐久性要求砌体结构所用块体材料和砂浆，除考虑承载力要求外，还应根据建筑对耐久性、抗冻性的要求及建筑物全部或个别部位正常使用时的客观环境要求来决定。back第22页，本讲稿共24页小组协作思考题小组协作思考题:第二章 建筑结构材料采用喷射合成纤维混凝土加固技术采用喷射合成纤维混凝土加固技术2.1 2.1 混凝土结构用热轧钢筋分为哪几级？主要混凝土结构用热轧钢筋分为哪几级？主要用途是什么？用途是什么？2.2 2.2 混凝土的立方抗压强度是如何确定的？混凝土的立方抗压强度是如何确定的？2.3 2.3 混凝土结构的使用环境分为几类？混凝土结构的使用环境分为几类？对一类环境中结构混凝土的耐久性要求有对一类环境中结构混凝土的耐久性要求有哪些？哪些？第23页，本讲稿共24页点击返回钢筋混凝土结构Reinforced Concrete Structure第24页，本讲稿共24页