理论教育 常用建筑结构材料种类建筑结构概念设计与选型

常用建筑结构材料种类建筑结构概念设计与选型

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:现代建筑结构常用的建筑材料有钢材、混凝土、砌体、木材等。不同的建筑结构材料有不同的力学性质,结构工程师必须掌握主要结构材料的物理力学性能,合理使用,才能创造出优秀的建筑结构。钢材的抗拉抗压强度均较高,弹性模量也较大。常用的烧结普通砖或小型混凝土砌块的强度等级有MU10和MU7.5。常用建筑结构材料的力学性能列于表2-14。

常用建筑结构材料种类建筑结构概念设计与选型

现代建筑结构常用的建筑材料有钢材、混凝土、砌体、木材等。不同的建筑结构材料有不同的力学性质,结构工程师必须掌握主要结构材料的物理力学性能,合理使用,才能创造出优秀的建筑结构。在各种物理力学性能中,最主要的指标有材料的抗压强度抗拉强度弹性模量、自重等。

1.钢材

常用的钢材(包括钢筋)有Ⅰ级钢和Ⅱ级钢,Ⅰ级钢为含碳量(质量分数)≤0.22%的低碳钢,Ⅱ级钢也是低碳钢,但在其中掺入了(1.2~1.6)%锰和(0.2~0.6)%的硅。钢材有明显屈服点的称为软钢,没有明显屈服点的称为硬钢。钢材的抗拉抗压强度均较高,弹性模量也较大。弹性模量大则在同样力的作用下其变形小。在预应力筋及索膜结构中应用的钢丝,其抗拉强度更高,可达8000MPa或更高。

2.混凝土

混凝土是水泥、砂、碎石或卵石和水通过拌和,经水化硬结所形成的人造石材。常用的混凝土强度等级为C20、C30、C40,常用高强混凝土为C50~C80。混凝土强度等级是指边长为100mm的混凝土立方体,在标准养护条件下按标准规定测得的抗压强度,亦称为立方体强度fcu。C20、C30、C40混凝土的fcu分别为20N/mm2、30N/mm2、40N/mm2。但是,由于混凝土结构构件的形状尺寸与边长100mm的立方体不同,故fcu不能代表实际构件中的混凝土强度。工程设计中所用的混凝土强度,是指由高宽比为3~4的混凝土棱柱体试件在压力机上测得的极限强度,称为抗压强度,以及由100mm×100mm×500mm试件在拉力机上测得的极限抗拉强度。抗拉强度约为抗压强度的1/10左右。

3.砌体(www.daowen.com)

砖砌体由烧结普通砖和砂浆砌筑而成。常用的烧结普通砖或小型混凝土砌块的强度等级有MU10和MU7.5。常用的砂浆强度等级有M5和M2.5。由某一强度等级的砌块和砂浆砌成的砌体抗压强度都比砌块和砂浆自身的强度低。常用建筑结构材料的力学性能列于表2-14。

2-14 常用结构材料主要力学性能

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注:1.εy屈服应力时应变。

2.《钢结构设计规范》GB 50017规定钢材的弹性模量为2.06×105N/mm2

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