首页 理论教育建筑材料的静力强度和比强度

建筑材料的静力强度和比强度

【摘要】:静力强度以材料试件按规定的试验方法,在静荷载作用下达到破坏时的极限应力值表示。塑性材料的抗压及抗拉强度大致相同。纤维状的材料具有顺纹强度较高的特点。几种常用材料的静力强度见表1-4。表1-5 给出了建筑钢材、木材和混凝土的比强度。

1.静力强度

材料抵抗静荷载作用而不破坏的能力,称为静力强度。静力强度以材料试件按规定的试验方法,在静荷载作用下达到破坏时的极限应力值表示。

根据外力作用方式不同,静力强度可分为抗拉强度抗压强度、抗弯(折)强度及抗剪强度。各种强度的计算公式见表1-3。

表1-3 静力强度计算公式

不同种类的材料具有不同的强度特点,一般脆性材料具有较高的抗压强度,而抗拉、抗弯强度均较低。塑性材料的抗压及抗拉强度大致相同。纤维状的材料具有顺纹强度较高的特点。应根据材料在工程中的受力特性合理选用。

几种常用材料的静力强度见表1-4。

表1-4 常用材料的静力强度 单位:MPa

2.比强度及强度等级(www.chuimin.cn)

比强度是指材料单位质量的强度,常用来衡量材料轻质高强的性质。表1-5 给出了建筑钢材、木材和混凝土的比强度。

表1-5 钢材、木材和混凝土的比强度

比强度高的材料具有轻质高强的特性,可用于高层、大跨度的结构材料。轻质高强是材料的发展方向。

为方便设计及对工程材料进行质量评价,对于以力学性质为主要性能指标的材料,通常按材料的极限强度划分为若干不同的强度等级。强度等级越高的材料,承受的荷载越大。一般脆性材料按抗压强度划分强度等级,塑性材料按抗拉强度划分强度等级。

3.影响材料强度的因素

材料的组成构造是决定材料强度的内在因素。材料强度除受内在因素的影响外,还受外在因素的影响,外在因素主要包括材料的表观密度、孔隙率、含水率、环境温度等。

试件强度还与试件形状、大小和试验条件密切相关。受压试件与承压板表面摩擦的影响,棱柱体形状等长试件的抗压强度较立方体等短试件的抗压强度低;大试件由于材料内部缺陷出现机会的增多,强度比小试件低一些;表面凸凹不平的试件受力面受力不均,强度也会降低;试件含水率的增大,环境湿度的升高,都会使材料强度降低;由于材料破坏是其变形达到极限变形而破坏,而应变发展总是滞后于应力发展,故加荷速度越快,所测强度值也越高。为了使试验结果具有可比性,材料试验应严格按国家有关试验规程的规定进行。