建筑結(jié)構(gòu)材料三

建筑結(jié)構(gòu)材料建筑鋼材的力學(xué)性能含碳量低于2%的鐵碳合金，為建筑鋼材；在建筑結(jié)構(gòu)中，大量的使用普通碳素鋼和普通低合金鋼材。一、鋼材的力學(xué)性能1，應(yīng)力——應(yīng)變曲線；有明顯屈服點(diǎn)的低碳鋼無明顯屈服點(diǎn)的鋼材2，強(qiáng)度——３個(gè)強(qiáng)度3，塑性——伸長率4，彈性模量５，鋼材的五項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長率、180度冷彎和沖擊韌性。鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中要承受各種形式的作用，所以要求鋼材必須具有能夠抵抗各種作用的能力，這種能力統(tǒng)稱為鋼材的力學(xué)性能或稱作鋼材的機(jī)械性能。鋼材的機(jī)械性能主要指屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能及沖擊韌性等。1）.屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）：是衡量結(jié)構(gòu)的承載能力和確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。鋼材的應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度后，應(yīng)變急劇增長，使結(jié)構(gòu)的變形也迅速增加以至不能正常使用。所以鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值一般都取用屈服強(qiáng)度。2）.抗拉強(qiáng)度：是鋼材應(yīng)力應(yīng)變圖中的最大應(yīng)力值，是破壞前能夠承受的最大應(yīng)力，是衡量鋼材抵抗拉斷的性能指標(biāo)。屈強(qiáng)比是鋼材強(qiáng)度儲(chǔ)備的系數(shù)。屈強(qiáng)比越低，安全儲(chǔ)備越大，屈強(qiáng)比越高，安全儲(chǔ)備越小。3）.伸長率：是試件被拉斷時(shí)的最大應(yīng)變值，是衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)。塑性是指在外力作用下產(chǎn)生永久變形時(shí)抵抗斷裂的能力。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率可通過鋼材的拉伸試驗(yàn)測定。也是鋼材的最基本的指標(biāo)。4）.冷彎性能：是鋼材經(jīng)過冷彎180°后外側(cè)表面抵抗裂紋產(chǎn)生的能力。以不出現(xiàn)裂紋為合格，也是表示鋼材塑性性能的指標(biāo)。同時(shí)通過冷彎，可以檢驗(yàn)鋼材顆粒組織、結(jié)晶情況和非金屬夾雜物分布等缺陷，在一定程度上也是鑒定焊接性能的一個(gè)指標(biāo)。冷彎性能用冷彎試驗(yàn)來檢驗(yàn)。5）.沖擊韌性：是表示在動(dòng)力荷載作用下，抵抗脆性破壞的能力。是衡量鋼材抵抗動(dòng)力荷載能力的指標(biāo)。用沖擊韌性值A(chǔ)KV或CV表示。（試件刻槽處單位面積所消耗的功）鋼材硬化硬化有時(shí)效硬化和冷作硬化兩種。時(shí)效硬化是指鋼材隨時(shí)間的增長，鋼材強(qiáng)度(屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度)提高，塑性降低、特別是沖擊韌性大大降低的現(xiàn)象。時(shí)效硬化的過程一般很長。冷作硬化是指當(dāng)鋼材冷加工(剪、沖、拉彎等)超過其彈性極限卸載后，出現(xiàn)殘余塑性變形，再次加載時(shí)彈性極限(或屈服點(diǎn))提高的現(xiàn)象。冷作硬化降低了鋼材的塑性和沖擊韌性，增加了出現(xiàn)脆性破壞的可能性鋼材的冷加工1，鋼筋的冷拉1）冷拉的應(yīng)力應(yīng)變圖形2）鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后，強(qiáng)度提高，但塑性性能明顯降低。3）焊接和高溫會(huì)使鋼材軟化。4）冷拉只能提高鋼材的抗拉強(qiáng)度，而不能提高鋼材的抗壓強(qiáng)度。2，鋼筋的冷拔1）冷拔的方法2）冷拔后的鋼筋可提高其強(qiáng)度40-90%，但塑性也明顯降低，且沒有明顯的屈服點(diǎn)。3，冷拔可以提高鋼材的抗拉和抗壓強(qiáng)度。建筑鋼材的品種我國目前常用的鋼材有碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金鋼制造，碳素結(jié)構(gòu)鋼，由含碳量的提高，強(qiáng)度增加，而塑性降低；普通低合金鋼是在鋼材內(nèi)加入有利的化學(xué)元素，來提高鋼材的強(qiáng)度和塑性的。1，鋼筋2，鋼結(jié)構(gòu)中的型鋼材1．鋼板鋼板的表示方法為“－寬度×厚度×長度”或“－寬度×厚度”單位為mm如：－400×6×2000，－400×6。2．型鋼等邊（等肢）角鋼型號(hào)表示方法為肢寬×厚度。不等邊（不等肢）角鋼型號(hào)表示方法為長肢寬×短肢寬×厚度。工字鋼型號(hào)表示方法為Ⅰ高度，高度以厘米數(shù)表示，如高為100mm的型號(hào)表示為Ⅰ10，型號(hào)20號(hào)以上時(shí)，腹板厚度分a、b、c三種，如Ⅰ32a、Ⅰ32b、Ⅰ32c。槽鋼型號(hào)表示方法為匚高度，高度以厘米數(shù)表示，3．H型鋼和T型鋼H型鋼翼緣寬，翼緣上下表面平行，材料分布側(cè)重在翼緣部分，具有較好的力學(xué)性能。H型鋼分寬翼緣（HW）、中翼緣（HM）、窄翼緣（HN）和H型鋼柱（HP）四類。各種T型鋼符號(hào)分別為TW、TM、TN三種。H型鋼和剖分T型鋼的型號(hào)表示均為：高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度，4．鋼管鋼管有軋制無縫鋼管及冷彎成型的高頻焊接鋼管，對(duì)圓形鋼管型號(hào)表示為φ外徑×厚度。5．冷彎薄壁型鋼薄壁型鋼一般用2~6mm厚的薄鋼板經(jīng)冷彎或模壓而成。混凝掏土的禾力學(xué)蓋性能混凝快土是槍由水刮泥、扭水和患骨料嗚等幾缸種材輝料，幕經(jīng)混秘合攪杰拌、敗入模燒澆搗薯、養(yǎng)皆護(hù)硬架化后蝴形成充的人健工石框材。敬混庸凝土氏組成宅成分里的比肢例，翼尤其果是水塌灰比延對(duì)強(qiáng)四度和佳變形剛有著劍重要射的影乎響。一、墾混凝駱土的裳強(qiáng)度強(qiáng)度國是混交凝土齊硬化帶后的棉主要?jiǎng)⒘W(xué)印性能話，并搖且與迷其他蛛性質(zhì)闊關(guān)系輪密切丟。按副照我撒國現(xiàn)注行國庸家標(biāo)低準(zhǔn)《普通侍混凝蒜土力腰學(xué)性立能試料驗(yàn)方酒法》(頸GB農(nóng)J8藝1—元19開85棋)規(guī)定縫，混崇凝土矮強(qiáng)度弄有立享方體霞抗壓渴強(qiáng)度輩、棱崖柱體亦抗壓尿強(qiáng)度省、抗霞拉強(qiáng)疼度、診抗彎鞠強(qiáng)度渠、抗斯剪強(qiáng)瘋度和今與鋼蘿筋的齒粘結(jié)北強(qiáng)度賠等。番其中條以抗廟壓強(qiáng)以度最脅大，悠抗拉直強(qiáng)度努最小(約為搬抗壓歪強(qiáng)度化的1／10～1／20策)，因污此結(jié)肥構(gòu)工宴程中屑混凝饑土主自要用盛于承拾受壓槳力。1，混疊凝土顏的抗院壓強(qiáng)修度1)立方罩體抗百壓強(qiáng)驕度和苦立方倒體抗渴壓強(qiáng)舌度標(biāo)滔準(zhǔn)值?；靿文燎嗟目贡讐簭?qiáng)跪度，祥是指記其標(biāo)形準(zhǔn)試踏件在困壓力生作用肅下直歉到破懶壞時(shí)簽單位憤面積竹所能間承受很的最螺大壓乘力。臺(tái)混凝迷土結(jié)皇構(gòu)構(gòu)科件常首以抗我壓強(qiáng)瓣度為耗主要廊設(shè)計(jì)臭依據(jù)餃。＃根但據(jù)國窮家標(biāo)勁準(zhǔn)《普通寫混凝營土力笛學(xué)性躍能試喉驗(yàn)方陶法》鴨(俗GB捎J8燃1—廚19車85勞)制作15旋0m尾m×振15刃0m妻m×距15元0m牽m的標(biāo)斃準(zhǔn)立垃方體網(wǎng)試件域，在零標(biāo)準(zhǔn)笑條件(溫度20°C±槍3℃，相有對(duì)濕繭度90％以沃上)下，斤養(yǎng)護(hù)暖到28凳d齡期灰，所巴測得像的抗惕壓強(qiáng)兼度值請(qǐng)為混烏凝土甚立方愁體試叛件抗乏壓強(qiáng)港度(簡稱酸立方讀體抗陪壓強(qiáng)非度)，以fc甚u表示僚采用傻標(biāo)準(zhǔn)敘試驗(yàn)扎方法伍測定末其強(qiáng)綠度是廉為了茶使混椅凝土耽的質(zhì)垮量有怠對(duì)比輔性，阻它是劣結(jié)構(gòu)辣設(shè)計(jì)即、混場凝土棕配合擁比設(shè)謀計(jì)和味質(zhì)量獵評(píng)定姜的重搭要數(shù)續(xù)據(jù)。２）愈混凝惡土的砌軸心災(zāi)抗壓暗強(qiáng)度(fc基p)確定們混凝街土強(qiáng)牌度等積級(jí)采透用立拌方體不試件銳，但戲?qū)嶋H巧工程頑中鋼坑筋混粗凝土柄構(gòu)件體形式副極少體是立裹方體俱的，笑大部臘分是刺棱柱獅體形袍或圓息柱體幼形。風(fēng)為了宜使測榆得的新混凝舌土強(qiáng)皺度接草近于洽混凝蹦土構(gòu)碌件的佩實(shí)際崖情況慕，在軟鋼筋豆混凝竊土結(jié)蝕構(gòu)計(jì)槐算中押，計(jì)屈算軸加心受畜壓構(gòu)假件(例如斜柱子磁、桁裳架的諸腹桿喂等)時(shí)，婦都采逮用混推凝土倘的軸菠心抗僵壓強(qiáng)誦度fc敲p作為淺設(shè)計(jì)蘆依據(jù)比。根據(jù)飼國家料標(biāo)準(zhǔn)(G煌BJ歉81驗(yàn))的規(guī)拖定，本軸心身抗壓塘強(qiáng)度巡壽采用15架0m年m×宗15穴0m出m×毅30孤0m撈m的棱念柱體戚作為印標(biāo)準(zhǔn)圍試件誦，如寧有必則要，沉也可錫采用己非標(biāo)冊(cè)準(zhǔn)尺好寸的邁棱柱趙體試糧件，姨但其塑高寬門比h/序a)應(yīng)在2～3的范肚圍。挑軸心求抗壓升強(qiáng)度草值fc那p比同分截面餡的立躺方體夏抗壓蛾強(qiáng)度搞值fc稿u小，較棱柱脊體試野件高守寬比(h藍(lán)/a絮)越大謝，軸在心抗銅壓強(qiáng)撕度越攜小，澇但當(dāng)h／a達(dá)到貌一定鉤值后悲，強(qiáng)逝度不畏再降疊低。褲在立剃方體輪抗壓寄強(qiáng)度fc痕u為10～55摔MP窄a范圍遼內(nèi)時(shí)創(chuàng)，軸般心抗粗壓強(qiáng)利度fc手p≈(攜0.棍7-抄0.著8)誰fc中u。2，混凝逆土的將抗拉謙強(qiáng)度(ft伸s)混凝膝土的出抗拉毅強(qiáng)度罵只有距抗壓則強(qiáng)度艦的1／10～1／20，并競且這類個(gè)比刊值隨當(dāng)著混卷凝土報(bào)強(qiáng)度嗓等級(jí)頂?shù)奶犭m高而援降低舊。由于顯混凝白土受陰拉時(shí)胸呈脆股性斷境裂，插破壞偶時(shí)無袍明顯勞殘余蜻應(yīng)變蒜，故退在鋼購筋混媽凝土立結(jié)構(gòu)旗設(shè)計(jì)悟中，褲不考烤慮混竊凝土樸承受煙拉力腫，而旗是在泊混凝枯土中媽配以重鋼筋寇，由臘鋼筋雁來承插受結(jié)送構(gòu)中唉的拉破力。愚但混揮凝土雜抗拉子強(qiáng)度船對(duì)于角混凝億土抗傘裂性培具有隔重要起作用里，它剪是結(jié)銷構(gòu)設(shè)洽計(jì)中廢確定探混凝予土抗晨裂度妻的主赴要指程標(biāo)，萍有時(shí)凝也用欄它來捎間接花衡量境混凝沫土與匠鋼筋禾間的云粘結(jié)頸強(qiáng)度鉛，并芬預(yù)測矩由于鋼干濕就變化蠅和溫狂度變寺化而罵產(chǎn)生聾裂縫仗的情滋況。３、廈影響駛混凝帝土強(qiáng)咸度的硬主要喝因素硬化煙后的菌混凝概土在滾未受浮到外壞力作充用之善前，凳由于鞠水泥睡水化階造成輝的化帳學(xué)收舊縮和跟物理其收縮湊引起檔砂漿濁體積獄的變油化，觀在粗得骨料刮與砂爹漿界逢面上選產(chǎn)生壺了分押布極或不均林勻的障拉應(yīng)趨力，邁從而著導(dǎo)致浸界面柔上形匠成了礎(chǔ)許多皺微細(xì)效的裂垃縫。蘇另外銀，還風(fēng)因?yàn)檎谆炷R土成唐型后液的泌曬水作醬用，呢某些性上升殲的水里分為矩粗骨光料顆洽粒所歷阻止恥，因基而聚釘集于途粗骨粉料的恨下緣完，混五凝土邊硬化杰后就志成為喜界面黨裂縫鞭。當(dāng)煌混凝督土受央力時(shí)顛，這個(gè)些預(yù)拐存的要界面朱裂縫緩會(huì)逐羨漸擴(kuò)偶大、墊延長醒并匯竿合連潔通起韻來，吧形成餃可見云的裂讓縫，義致使翠混凝股土結(jié)桶構(gòu)喪檔失連爭續(xù)性隱而遭當(dāng)?shù)酵晡锶谱鑹?。叛?qiáng)度就試驗(yàn)識(shí)也證稈實(shí)，餃正常牧配比傷的混跡凝土匠破壞赤主要栽是骨妹料與惰水泥屈石的殿粘結(jié)歡界面蠶發(fā)生暑破壞竿。所孝以，失混凝距土的深強(qiáng)度種主要雕取決瞞于水罰泥石腫強(qiáng)度兔及其溫與骨繞料的拔粘結(jié)棍強(qiáng)度誘。而努粘結(jié)腥強(qiáng)度回又與罷水泥糖強(qiáng)度自等級(jí)鹿、水減灰比金及骨鍋料的恒性質(zhì)哥有密討切關(guān)僻系，雄此外斧混凝鈴?fù)恋钠?qiáng)度烘還受豈施工扮質(zhì)量傲、養(yǎng)電護(hù)條喉件及兔齡期結(jié)的影錘響。1）水啊灰比水泥瓣強(qiáng)度規(guī)等級(jí)袍和水睜灰比費(fèi)是決勢定混排凝土抗強(qiáng)度敏最主牌要的閣因素俊。也春是決村定性立因素貍。水泥錢是混吸凝土府中的擴(kuò)活性銹組成亦，在償水灰驅(qū)比不暖變時(shí)輕，水坑泥強(qiáng)魚度等旬級(jí)愈簡高，航則硬詳化水饅泥石紅的強(qiáng)兩度愈芝大，輸對(duì)骨哥料的慮膠結(jié)體力就望愈強(qiáng)別，配碼制成拉的混它凝土號(hào)強(qiáng)度肝也就博愈高竊。如常知用的闊塑性蜜混凝榴土，奇其水雜灰比成均在0．4～0．8之間盞。當(dāng)擊混凝賴土硬貼化后犬，多暑余的蓋水分緒就殘血留在輸混凝自土中網(wǎng)或蒸魔發(fā)后外形成逼氣孔屢或通正道，當(dāng)大大宇減小慚了混峰凝土象抵抗翁荷載逢的有籠效斷欺面，陰而且我可能晉在孔嗎隙周汁圍引進(jìn)起應(yīng)疑力集客中。道因此俯，在拌水泥鞏強(qiáng)度迅等級(jí)呀相同料的情精況下講，水喉灰比爺愈小唇，水臺(tái)泥石亂的強(qiáng)魚度愈撐高，襪與骨怕料粘譽(yù)結(jié)力躬愈大宅，混憤凝土玻強(qiáng)度楊也愈堤高。吼但是緊，如鈔果水充灰比衛(wèi)過小趨，拌影合物抗過于柄干稠返，在合一定施的施嫩工振撤搗條蜜件下漢，混誰凝土惱不能腔被振面搗密亞實(shí)，宵出現(xiàn)嫩較多榆的蜂餓窩、響孔洞著，將際導(dǎo)致綱混凝國土強(qiáng)警度嚴(yán)州重下斥降。賢參見譜圖３—１。圖３—１混凱凝土旬強(qiáng)度福與水扶灰比鞠的關(guān)魯系a)強(qiáng)度帶與水踏灰比嗎的關(guān)冊(cè)系b)強(qiáng)度斷與灰敏水比己的關(guān)哭系2）骨搭料的芝影響當(dāng)骨解料級(jí)裁配良郊好、粗砂率迅適當(dāng)幣時(shí)，囑由于犁組成吵了堅(jiān)纖強(qiáng)密亭實(shí)的恩骨架逐，有值利于咸混凝磨土強(qiáng)熄度的橫提高傻。如角果混泰凝土洽骨料尺中有完害雜估質(zhì)較腎多，燒品質(zhì)兆低，耍級(jí)配激不好紀(jì)時(shí)，染會(huì)降煉低混永凝土禮的強(qiáng)較度。由于壤碎石挑表面真粗糙痛有棱廣角，懸提高飄了骨吸料與淡水泥跟砂漿信之間莫的機(jī)獵械嚙萄合力晉和粘滔結(jié)力遠(yuǎn)，所巧以在周原材燒料、隨坍落劣度相勤同的獄條件應(yīng)下，筑用碎支石拌能制的退混凝靈土比盤用卵興石拌鞋制的湊混凝郊土的斬強(qiáng)度調(diào)要高毒。骨料晴的強(qiáng)浪度影巧響混金凝土竊的強(qiáng)騎度。緊一般籌骨料廈強(qiáng)度較越高謠，所旋配制表的混曾凝土繞強(qiáng)度讀越高煙，這筋在低叨水灰應(yīng)比和只配制編高強(qiáng)誕度混典凝土膀時(shí)，胃特別銀明顯織。骨素料粒止形以塔三維酷長度絡(luò)相等小或相詠近的浸球形珠或立倚方體寇形為眨好，漿若含愁有較快多扁瘡平或排細(xì)長掉的顆末粒，什會(huì)增甲加混拐凝土哀的孔冬隙率刪，擴(kuò)隨大混岸凝土翠中骨殲料的啄表面巷積，扔增加勿混凝殺土的者薄弱謎環(huán)節(jié)蠻，導(dǎo)鍬致混亦凝土駁強(qiáng)度哄下降粱。3）養(yǎng)螞護(hù)溫有度及們濕度獄的影萌響混凝并土強(qiáng)專度是淺一個(gè)房誠漸進(jìn)煎發(fā)展奮的過尖程，閥其發(fā)師展的痕程度繡和速挎度取造決于趕水泥柴的水骨化狀勻況，怕而溫默度和疤濕度惕是影蕉響水繼泥水橡化速圈度和胞程度氣的重辜要因子素。擠因此失，混山凝土安成型揮后，殿必須卸在一沃定時(shí)給間內(nèi)得保持責(zé)適當(dāng)擇的溫定度和忽足夠候的濕草度，陪以使隙水泥陜充分懇水化朱，這耀就是賞混凝退土的揭養(yǎng)護(hù)遮。養(yǎng)李護(hù)溫奇度高蕩，水晨泥水魚化速忍度加詠快，膽混凝梢土的兼強(qiáng)度懇發(fā)展吧也快血；反宰之，訊在低好溫下拜混凝黃土強(qiáng)賓度發(fā)訪展遲板緩。繞當(dāng)溫隊(duì)度降追至冰氣點(diǎn)以害下時(shí)秧，則出由于想混凝薦土中良的水柿分大該部分饒結(jié)冰陪，不蟲但水渣泥停搞止水林化，川強(qiáng)度顏停止嫁發(fā)展梅，而顛且由董于混孟凝土授孔隙騎中的耕水結(jié)飄冰，勝產(chǎn)生寧體積毀膨脹(約9％)，而窮對(duì)孔蕩壁產(chǎn)拋生相皺當(dāng)大挪的壓挑應(yīng)力(可達(dá)10賢0M征Pa揚(yáng))，從況而使墓硬化蒜中的何混凝躁土結(jié)蝕構(gòu)遭勵(lì)到破婦壞，碌導(dǎo)致伐混凝求土已勉獲得購的強(qiáng)宏度受秩到損抹失。枕還應(yīng)改注意鄭的是熄，混很凝土昂早期宜強(qiáng)度究低，典更容陪易凍扮壞。總之與，因顆為水畝是水耽泥水巧化反寒應(yīng)的摸必要石條件宏，只勁有周獻(xiàn)圍環(huán)醬境濕哲度適達(dá)當(dāng)，神水泥旨水化拜反應(yīng)蔽才能敞順利洪進(jìn)行農(nóng)，使切混凝末土強(qiáng)斗度得桑到充如分發(fā)爛展。攏如果預(yù)濕度吸不夠劇，水時(shí)泥水繞化反護(hù)應(yīng)不孝能正趟常進(jìn)窩行，宋甚至夢停止框水化和，會(huì)芳嚴(yán)重穿降低酬混凝化土強(qiáng)呼度。二、名荷載感作用尾下混打凝土批的變忙形１，煙混凝陵土在獄短期唯作用毯下的飾變形１）混凝覆土是蒙一種恒由水詞泥石養(yǎng)、砂尋、石廈、游果離水炒、氣晴泡等些組成砌的不肅勻質(zhì)京的多梯組分借三相宋復(fù)合檢材料據(jù)，為露彈塑新性體鍵。受窮力時(shí)毒既產(chǎn)摔生彈俗性變撇形，四又產(chǎn)張生塑與性變屠形，否其應(yīng)筍力應(yīng)怪變關(guān)鳥系呈穴曲線戶，如耀圖。蹄卸荷掏后能苗恢復(fù)槐的應(yīng)鞏變?chǔ)艔検鞘Ｓ苫旌心羾嵉膹棏行詰?yīng)很變引盤起的龍，稱死為彈材性應(yīng)扭變；搶剩余尸的不介能恢輩復(fù)的轉(zhuǎn)應(yīng)變?chǔ)潘?，削則是殼由混床凝土坐的塑暈性應(yīng)形變引勤起的景，稱競為塑嘴性應(yīng)尋變。２）沫混凝婚土的壞彈性含模量掃：在谷應(yīng)力競－應(yīng)傾變曲接線上生任一傾點(diǎn)的案應(yīng)力σ與其硬應(yīng)變?chǔ)诺谋热乐?，扶稱為悟混凝乖土在峽該應(yīng)噸力下倚的變仗形模予量。