建筑結(jié)構(gòu)材料實用教案

1、2.12.1建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材鋼材 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料外形分為：光圓鋼筋和帶肋鋼筋（人字紋、螺旋紋、月牙(yuy)紋）供貨形式分為：盤圓和條狀供貨低碳鋼熱軋圓盤條低合金鋼熱軋帶肋鋼筋HRB400主導(dǎo)鋼筋；HRB335輔助鋼筋；HPB235一般不推薦使用；RRB400強度雖高，但疲勞性能、冷彎性能以及可焊性均較差，應(yīng)用受限。第第2頁頁/共共23頁頁第1頁/共23頁第一頁，共24頁。2.12.1建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材鋼材 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料預(yù)應(yīng)力鋼筋(gngjn)優(yōu)先采用鋼絞線和鋼絲，也可采用熱處理鋼筋(gngjn)。 預(yù)應(yīng)力鋼

2、絲外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三種。 三面刻痕鋼絲外形圖預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲外形圖第第3頁頁/共共23頁頁第2頁/共23頁第二頁，共24頁。2.1.22.1.2建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料熱處理鋼筋包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr幾種(j zhn)牌號，以盤條形式供應(yīng)。鋼材的化學(xué)成分 按碳的含量，小于0.25% 的為低碳鋼，大于0.25% 而小于0.6% 的為中碳鋼，大于0.6% 的為高碳鋼。 錳和硅是鋼中的有益元素，它們都是脫氧劑。它們可提高強度，又不會過多降低塑性和沖擊韌性。 釩、鈮、鈦是鋼中的合金元素，既

3、可以提高鋼材強度，又可保持良好的塑性、韌性。鋁是強脫氧劑，用鋁進行補充脫氧，能進一步減少鋼中的有害氧化物。鉻和鎳是提高鋼材強度的合金元素。 硫和磷是冶煉過程中留在鋼中的雜質(zhì)，是有害元素。它們降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度。 第第4頁頁/共共23頁頁第3頁/共23頁第三頁，共24頁。2.1.22.1.2建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料有明顯(mngxin)屈服點的鋼材：低碳鋼和低合金鋼由于到達y后構(gòu)件產(chǎn)生較大變形，故把它取為計算構(gòu)件的強度標準；到達u時構(gòu)件開始斷裂破壞，故以u作為材料的強度儲備。 yu第第5頁頁/共共23

4、頁頁第4頁/共23頁第四頁，共24頁。2.1.22.1.2建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料無明顯(mngxin)屈服點的鋼材： 高強鋼材（如熱處理鋼材） 對于無明顯屈服點的鋼材，以殘余變形為0.2%時的應(yīng)力作為名義屈服點，其值約為極限強度的85% yu第第6頁頁/共共23頁頁第5頁/共23頁第五頁，共24頁。2.1.22.1.2建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料塑性(sxng)性能 冷彎性能 斷裂前試件的永久變形與原標定長度的百分比稱為伸長率，它是衡量鋼材塑性的

5、重要指標。 冷彎性能由冷彎試驗來確定，試驗時按照規(guī)定的彎心直徑在試驗機上用沖頭加壓，使試件彎成180，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。 冷彎試驗伸長率測試儀 第第7頁頁/共共23頁頁第6頁/共23頁第六頁，共24頁。2.1.22.1.2建筑建筑(jinzh)(jinzh)鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料沖擊韌性 韌性(rn xn)是鋼材抵抗沖擊荷載的能力。韌性(rn xn)是鋼材強度和塑性的綜合指標。 沖擊韌性隨溫度的降低而下降。其規(guī)律是開始下降緩慢，當達到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種性質(zhì)稱為鋼材的冷脆性。 沖擊韌性試驗機第第8頁頁/共共23

6、頁頁第7頁/共23頁第七頁，共24頁。鋼筋鋼筋(gngjn)的強度標準值和強度設(shè)計值的強度標準值和強度設(shè)計值 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料強度標準值除以材料分項系數(shù)(xsh)即為材料強度設(shè)計值 鋼筋的材料分項系數(shù)s熱軋鋼筋1.10，預(yù)應(yīng)力鋼筋1.20。 第第9頁頁/共共23頁頁第8頁/共23頁第八頁，共24頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料是按一定比例的水泥、砂、石和水，經(jīng)拌合、澆筑、振搗、養(yǎng)護、逐步凝固硬化形成(xngchng)的人造石材。商品混凝土運輸和澆筑(jiozh)設(shè)備三大強度：立方抗壓強度fcu軸心抗壓強度 fc軸心抗拉強度ft 第第10頁頁/共

7、共23頁頁第9頁/共23頁第九頁，共24頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料1、砼立方體抗壓強度（fcu） 試塊尺寸(ch cun)：150150150mm3養(yǎng)護時間：28天養(yǎng)護條件：溫度203，相對濕度90%加荷速度：每秒0.30.8N/mm2 混凝土按立方體抗壓強度(kn y qin d)的標準值（fcu,k）的大小，分為14等級，它們是C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。（左圖）試件表面無潤滑劑，產(chǎn)生套箍效應(yīng)，（左圖）試件表面無潤滑劑，產(chǎn)生套箍效應(yīng)，工程中常采用這種方法。工程中常采

8、用這種方法。（右圖）試件表面涂有潤滑劑，摩擦阻力小，（右圖）試件表面涂有潤滑劑，摩擦阻力小，測得的抗壓強度小，工程中一般不采用。測得的抗壓強度小，工程中一般不采用。立方體混凝土試塊第第11頁頁/共共23頁頁第10頁/共23頁第十頁，共24頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料 2、砼軸心(zhu xn)抗壓強度（fc）試塊尺寸：150150300mm3養(yǎng)護時間：28天養(yǎng)護條件：溫度203，相對濕度90%kcu,21kc,88. 0ff棱柱(lngzh)強度與立方強度之比 考慮C40以上混凝土脆性的折減系數(shù) 第第12頁頁/共共23頁頁第11頁/共23頁第十一頁，共24

9、頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料 3、砼軸心抗拉強度(kn l qin d)（ft）混凝土為脆性材料，內(nèi)部存在許多細小孔隙，因此其抗拉強度(kn l qin d)很低。試驗方法(fngf)：國內(nèi)外多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測定。混凝土的抗拉強度遠小于抗壓強度，只有抗壓強度的1/101/18 第第13頁頁/共共23頁頁第12頁/共23頁第十二頁，共24頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料第第14頁頁/共共23頁頁第13頁/共23頁第十三頁，共24頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料結(jié)構(gòu)的使

10、用環(huán)境(hunjng)是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最重要的因素。使用環(huán)境(hunjng)類別按下表劃分。 注：嚴寒地區(qū)指最冷月平均溫度-10，日平均溫度不高于5的天數(shù)(tinsh)145d的地區(qū)；寒冷地區(qū)指最冷月平均溫度-100，日平均溫度不高于5的天數(shù)(tinsh)為90145d的地區(qū)。第第15頁頁/共共23頁頁第14頁/共23頁第十四頁，共24頁。2.2 2.2 混凝土混凝土 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料對于設(shè)計使用年限為50年的一般結(jié)構(gòu)，混凝土質(zhì)量應(yīng)符合(fh)下表2.2.5的規(guī)定 表表2.2.5 2.2.5 結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本規(guī)定結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本規(guī)定環(huán)境類別環(huán)境類別最大最大

11、水灰比水灰比最少水泥最少水泥用量用量(kg/m(kg/m3 3) )混凝土強度混凝土強度等級不小于等級不小于氯離子含量氯離子含量不大于（不大于（% %）堿含量堿含量不大不大(kg/m(kg/m3 3) )一一0.650.65225225C20C201.01.0不限制不限制二二a a0.600.60250250C25C250.30.33.03.0b b0.550.55275275C30C300.20.23.03.0三三0.500.50300300C30C300.10.13.03.0耐久性的要求(yoqi)第第16頁頁/共共23頁頁第15頁/共23頁第十五頁，共24頁。2.3 2.3 砌體砌體(q

12、 t)(q t)材料材料 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料砌體(q t)材料主要包括塊材和砂漿1.塊材 是砌體的主要組成部分，約占砌體總體積的78%，我國目前的塊材主要有以下幾種。（1）磚 1） 燒結(jié)普通磚，指以粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)燒制而成的實心的或空洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚，分燒結(jié)粘土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石、燒結(jié)粉煤灰磚等。全國統(tǒng)一尺寸240mm*115mm*53mm，習(xí)慣上稱標準磚。每立方米砌體的標準磚塊數(shù)為512塊。 2） 非燒結(jié)硅酸鹽磚，以硅酸鹽材料、石灰、砂石、礦渣、粉煤灰等為主要材料壓制而成后經(jīng)蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。常有的有蒸壓灰砂磚、蒸壓粉

13、煤灰磚、爐渣磚、礦渣磚。 蒸壓灰砂磚簡稱灰砂磚，是以石灰和砂為主要原料，經(jīng)培料配置、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心磚。 第第17頁頁/共共23頁頁第16頁/共23頁第十六頁，共24頁。2.3 2.3 砌體砌體(q t)(q t)材料材料 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料 3） 燒結(jié)多孔磚，燒結(jié)多孔磚簡稱多孔磚，是指以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料。經(jīng)燒制而成的具有豎向孔洞（孔洞率不小于25%，孔的尺寸小而數(shù)量多）的磚，其外形尺寸，長度290mm、240mm、190mm，寬度240mm、190mm、180mm、175mm、140mm，高度90mm。燒結(jié)多孔磚與燒結(jié)普通磚相比，突出的優(yōu)點是減

14、輕墻體自重1/41/3，節(jié)約(jiyu)原料和能源，提高砌筑率約40%，降低成本約20%左右，顯著改善保溫隔熱性能。第第18頁頁/共共23頁頁第17頁/共23頁第十七頁，共24頁。2.3 2.3 砌體砌體(q t)(q t)材料材料 第二章 建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)材料砌體(q t)材料主要包括塊材和砂漿1.塊材 是砌體的主要組成部分，約占砌體總體積的78%，我國目前的塊材主要有以下幾種。（2）砌塊 指除普通磚和粘土空心磚及石材以外的塊材。砌體尺寸較大?？煞譃樾⌒?、中型、大型三類。高度在180350mm的一般為小型砌塊，便于手工砌筑，使用上也較靈活。高度在350900mm之間一般為中型砌塊；高度

15、大于900mm的一般為大型砌塊。砌塊一般用混凝土或水泥爐渣燒制而成，也可用粉煤灰蒸壓而成。主要有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、水泥爐渣空心砌塊、粉煤灰硅酸鹽砌塊。（3）石材 石材的抗壓強度高，抗凍性、抗水性及耐久性均較好，通常用于建筑物地基、擋土墻等，也可用于建筑物墻體。砌體中的石材應(yīng)選用無明顯風(fēng)化的天然石材。 第第19頁頁/共共23頁頁第18頁/共23頁第十八頁，共24頁。四、砂漿(shjing)1、砂漿(shjing)的作用：將砌體中的塊體連成一個整體，并因抹平塊體表面而促使應(yīng)力的分布較為均勻。同時砂漿(shjing)填滿塊體間的縫隙，減少了砌體的透氣性，提高砌體的保溫性能與抗凍性能。2

16、、分類：純水泥砂漿(shjing)混合砂漿(shjing)非水泥砂漿(shjing)（石灰砂漿(shjing)、粘土砂漿(shjing)和石膏砂漿(shjing)）back第第20頁頁/共共23頁頁第19頁/共23頁第十九頁，共24頁。對砌體所用砂漿的基本要求為：1、在強度及抵抗風(fēng)雨侵蝕方面，砂漿應(yīng)符合砌體強度及建筑物耐 久性要求。2、砂漿的可塑性，應(yīng)保證砂漿在砌筑時能很容易且較均勻地鋪開，以提高砌體強度和施工勞動效率。3、砂漿應(yīng)具有足夠的保水性。砂漿的強度等級(dngj)為M15、M10、M7.5、M5和M2.5。五、對砌體材料的耐久性要求砌體結(jié)構(gòu)所用塊體材料和砂漿，除考慮承載力要求外，還應(yīng)

17、根據(jù)建筑對耐久性、抗凍性的要求及建筑物全部或個別部位正常使用時的客觀環(huán)境要求來決定。back第第21頁頁/共共23頁頁第20頁/共23頁第二十頁，共24頁。小組小組(xioz)(xioz)協(xié)作思考題協(xié)作思考題: : 第二章 建筑結(jié)構(gòu)(jigu)材料采用噴射合成纖維(hchngxinwi)混凝土加固技術(shù)2.1 混凝土結(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋分為哪幾級？主要用途是什么？2.2 混凝土的立方抗壓強度是如何確定的？ 2.3 混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境分為幾類？對一類環(huán)境中結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性要求有哪些？第第22頁頁/共共23頁頁第21頁/共23頁第二十一頁，共24頁。點擊(din j)返回第第23頁頁/共共23頁頁第22頁/共23頁第二十二頁，共24頁。謝謝您