建筑结构材料

1、第3章 建筑结构材料jianzhujiegoucailiao目录钢筋混凝土结构材料3.1砌体结构材料及其力学性能3.2建筑钢材3.3技能训练3.49/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土水泥+ 水石子、沙子混凝土水泥胶体粗细骨料一、混凝土的基本强度指标立方体抗压强度标准值:fcuk定 义：为150mm的立方体试件，标养28天抗压强度150mm150mm150mm强度等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50C80共14级 C 混凝土 15 立方体抗压强度的标准值为15N/mm29/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土9/19/20223.1 钢

2、筋混凝土结构材料-混凝土轴心抗压强度 fck设计强度指标定义： 轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为150mm150mm高300mm的棱柱体，在28天龄期用标准试验方法测得的抗压强度。150mm300mmb.折算公式：轴心抗压强度与立方体抗压强度比值高强混凝土脆性折减系数0.88经验折减系数9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土轴心抗拉强度混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只有抗压强度的5%10%9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土OA弹性阶段AB微裂缝开展BC弹塑性，竖向裂缝形成CD下降段混凝土是弹塑性材料规范提出的混凝土应力-应变曲线表达式受压混凝

3、土一次短期加荷的应力-应变曲线二、混凝土的变形9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土原点弹性模量定义：过原点作切线的斜率取值：变形模量割线模量：原点和任意点作割线的斜率。切线模量：过任一点作切线的斜率为时的切线模量剪切模量：根据弹性模量和泊松比确定： 混凝土的变形模量9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土影响因素：配合比、养护、应力条件对构件影响：增大变形；引起内力重分布；引起预应力损失徐变砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形原因 ：水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土原 因 ：水分蒸发；凝胶体收缩影响因素：环境、水

4、泥强度、配合比、养护、 体表比影 响：构件产生裂缝；引起预应力损失收缩砼在空气中硬化体积减小的现象9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C15;当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20;当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，不得低于C20;预应力混凝土结构不应低于C30;采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，不宜低于C40.三、混凝土的选用9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋一、钢筋的种

5、类及选用强度高，塑性低强度高，粘结性好强度高预应力钢筋钢筋热轧钢筋钢 丝钢绞线热处理钢筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圆钢筋变形钢筋变形钢筋变形钢筋非预应力钢筋强度塑性弱强高低9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋一、钢筋的种类及选用钢材的分类 按化学成份分类 钢材碳素钢合金钢低碳钢（含碳量 0.6%）9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋二、钢筋的力学性能有明显屈服点（软钢）0dabceoa弹性阶段bc屈服阶段cd硬化阶段 de颈缩阶段 d0条件屈服

6、点 0.2 是残余应变为0.2%时的应力c条件屈服强度0.2=0.85 fu无明显屈服点（硬钢）c0.20.2%a比例极限fp B下屈服强度fy d极限强度fu 1. 强度相关是钢筋强度的设计依据屈强比反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.60.7。9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋冲击韧性：是对于钢结构使用钢材的特殊要求，是检验钢材对于冲击荷载的承受能力。2. 塑性性能伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形能力的重要指标。冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径（相对板材厚度与钢筋直径

7、）的弯曲角度。伸长率: 越大, 钢筋延性或塑性越好9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋3. 钢材的加工性能常见的建筑工程钢材加工有冷加工、热加工两类：冷加工：板材、线材的冷弯；线材的冷拉、冷拔；热加工：焊接。冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段，如B图。冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对其张拉，会重新恢复屈服阶段而呈现出屈服强度提高的应力应变图形；这种现象被称为冷做硬化现象；冷拉仅提高钢筋的抗拉强度，不提高其抗压强度；0AB冷拉9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-钢筋冷拔是指将光圆钢筋以强力拉拽使其通过小直径的硬质合金模具，使其截面减小而长度增长；冷拔后的钢筋的强度会大大提高

8、；冷拔后钢筋的塑性会降低；冷拔后的钢筋与之前的钢筋不属于同一种钢筋。0冷拔9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结一、粘结力的概念若钢筋与混凝土有相对变形（滑移），应会在钢筋和混凝土交界面上，产生沿钢筋轴线方向的相互作用力。它反映的是钢筋与混凝土交界面上沿钢筋纵向的抗剪能力。9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结（1） 混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；（2） 混凝土颗粒与钢筋表面产生的化学粘合力；（3）由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。二、粘结力的组成9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结9/1

9、9/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结锚固钢筋的外形系数 0.170.160.130.190.140.16钢筋外形系数 七股钢绞线 三股钢绞线螺旋肋钢丝三面刻痕钢丝带肋钢筋光面钢筋钢筋类型1、纵向受拉钢筋的基本锚固长度9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结末端与短钢筋双面贴焊末端带135弯钩末端与钢板穿孔塞焊9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结2、一定的搭接长度钢筋搭接fyt fy1.3llll搭接区钢筋净间距的减小使得粘结强度降低。因此规范取搭接长度为锚固长度乘与一个大于1的系数。ll =z la 搭接接头面 积百分率

10、（%）2550100z1.21.41.69/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结规范规定，两搭接接头的中心距应不小于1.3l1，否则，则认为两搭接接头属于同一搭接范围。对于纵向受压钢筋，其搭接长度不应少于0.7l1，且不小于200mm。 在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置箍筋，见图，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。 9/19/20223.1 钢筋混凝土结构材料-混凝土与钢筋的粘结在锚固区或受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋以改善钢筋与混凝土的粘结性能。在锚固长度范围内，箍筋直径不宜小于锚固钢筋直径的1/4，间距不应大于单根锚固钢筋直径的10倍(采用机械锚固

11、措施时不应大于5倍)，在整个锚固长度范围内箍筋不应少于3个。 在受力钢筋搭接长度范围内，箍筋直径不宜小于搭接钢筋直径的1/4；箍筋间距在钢筋受拉时不大于100mm且不大于搭接钢筋较小直径的5倍，在钢筋受压时不大于200mm且不大于搭接钢筋较小直径的10倍。9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能3.2.1 块材按孔洞率分：普通砖： 没有空洞或空洞率15。多孔砖： 15 空洞率35 空心砖：空洞率35 按生产工艺分：烧结砖蒸压1.砖9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能烧结普通砖烧结空心砖烧结多孔砖灰砂砖3.2.1 块材9/

12、19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能3.2.1 块材1.砖规格：240mm115mm90mm（P型） 190mm190mm90mm（M型）按抗压强度：MU10、 MU15、 MU20、 MU25、 MU30五个等级。规格：240mm115mm53mm按抗压强度：MU10、 MU15、 MU20、 MU25、 MU30五个等级。外观要求：尺寸准确、无裂纹、掉角、缺棱和翘曲等现象。（1）烧结普通砖粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖（2）烧结多孔砖在常温下，砖砌体应在砌筑前12d浇水润湿，以免在砌筑时由于砖吸收砂浆中的大量水分，使砂浆流动性降低，砌筑困难，影响砂浆的粘结强度。 按抗压强度：

13、MU10(防潮层以上）、 MU15、 MU20、 MU25四个等级。（3）蒸压灰砂砖=石灰+砂按抗压强度： MU7.5、 MU10、 MU15、 MU20四个等级。（4）蒸压粉煤灰砖粉煤灰+石灰+石膏+骨料参料9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-块材1.砖P型多孔砌筑的砖墙9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-块材主规格尺寸为390mm190mm190mm 砌块按形状来分有实心砌块和空心砌块两种；按制作原料来分有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、粉煤灰砌块和各种轻骨料混凝土砌块。 按抗压强度： MU3.5、 MU5.0、 MU7.5、 MU10、MU15、 MU20

14、六个等级。2.砌块9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-块材粉煤灰加气混凝土砌块砌块砌体粉煤灰承重空心砌块3.2.1 块材9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-块材3.2.1 块材1）毛石2）料石按抗压强度： MU20、 MU30、 MU40、 MU50、 MU60、 MU80 、 MU100七个等级。9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-块材毛石毛石挡土墙料石3.2.1 块材9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-砂浆组成：由胶凝材料、细骨料和水（掺合料）按一定的比例配制而成；分类：按用途分为砌筑砂浆和抹面砂浆； 按所用材料，分为水泥砂浆

15、、混合砂浆、石灰砂浆等；3.2.2 砂浆9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-砂浆3.2.3 砌体种类（1）砖 砌 体 由砖和砂浆砌筑而成的整体材料（2）石材砌体 由石材和砂浆或混凝土砌筑而成的整体材料（3）砌块砌体 由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料（4）配筋砌体 在砌体内的不同部位以不同的方式设置钢筋或钢筋混凝土。（5）组合砌体 组合砖砌体可分为外包式组合砖砌体和内嵌式组合砖砌体。9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-砂浆3.2.4 砌体的强度-龄期28天的强度（1）砌体受压破坏特征 压力较小时，从外观上看不出任何损坏现象 个别单块砖内出现局部裂缝 砌体分割成偏心受

16、压的“小柱体”，砌体的横向变形加大9/19/20223.2 砌体结构材料及其力学性能-砂浆3.2.4 砌体的强度（2）影响砌体强度的主要因素 块材强度越高，厚度越大，砌体强度越高； 砂浆强度越高，和易性和保水性越好砌体强度越高； 砌筑质量（包括饱满度、砌筑时砖的含水率、操作人员的技术水平）；9/19/20223.3 建筑钢材3.3.1 建筑钢材的品种规格1、品种建筑工程常用碳素结构钢和低合金高强度结构钢1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号：质量等级代号：A、B、C、D屈服点数值（N/mm2）： 195、215、235、255、275钢材屈服点代号：Q脱氧程度代号：F，b9/19/20223.3 建筑钢材3.3.1 建筑钢材的品种规格2）低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢的牌号：质量等级代号：A、B、C、D、E屈服点数值（N/mm2）：295、345、390、420、460钢材屈服点代号：Q注：低合金高强度结构钢的A、B级属于镇静钢，C、D、E级属于特殊镇静钢。9/19/20223.3 建筑钢材3.3.1 建筑钢材的品种规格2、规格1）热轧钢