《混凝土结构及砌体结构》第3章 工程结构材料的物理力学性能

第三章:工程结构材料的物理 力学性能 钢材的物理力学性能 混凝土的物理力学性能 ·三、砌体的材料及力学性能 四、本章要点

第三章：工程结构材料的物理 力学性能 • 一、钢材的物理力学性能 • 二、混凝土的物理力学性能 • 三、砌体的材料及力学性能 • 四、本章要点

钢材的物理力学性能 简单应力下钢材的性能 B ◆曲线形式 ◇有明显流幅的 弹性、屈服、强化和颈缩 阶段 ◇没有明显流幅的: 没有明显的屈服阶段 ,c

一、钢材的物理力学性能 1、简单应力下钢材的性能 曲线形式： 有明显流幅的： 弹性、屈服、强化和颈缩 阶段 没有明显流幅的： 没有明显的屈服阶段

◆曲线简化: 屈服前:完全弹性的 屈服后:完全塑性的

曲线简化： 屈服前：完全弹性的； 屈服后：完全塑性的

(2)钢材的强度指标 ◆屈服强度:设计时钢材允许达到的最大应力 ◇明显流的钢材:取屈服点的应力 ◇有明显流嘔的钢材:取条件屈服强度。 条件屈服强度:卸载后残余应变为02%对应 的应力。 ◆极限强度:材料能承受的最大应力,反映安 全储备 ◆屈强比:屈服强度/极限强度

(2)钢材的强度指标 屈服强度：设计时钢材允许达到的最大应力 有明显流幅的钢材：取屈服点的应力； 无有明显流幅的钢材：取条件屈服强度。 条件屈服强度：卸载后残余应变为0.2%对应 的应力。 极限强度：材料能承受的最大应力，反映安 全储备 屈强比：屈服强度/极限强度

(3)钢材的塑性指标 ◆伸长率:拉断后构件伸长率 ×100% ◆截面收缩率:拉断后面积 ◆冷弯性能:以冷弯180角度 来衡量塑性变形能力 “比单向拉伸更为严格,也容 易暴露钢材内部缺陷

(3)钢材的塑性指标 伸长率：拉断后构件伸长率 截面收缩率：拉断后面积缩 小率 冷弯性能：以冷弯180角度 来衡量 塑性变形能力。 “比单向拉伸更为严格，也容 易暴露钢材内部缺陷。 ” 100% 0 1 0  − = l l l 

(4)钢材的韧性指标 ·冲击试验,表征抵抗脆性破坏的能力 ·10×10×55mm的方棒。 ·开U形口或v形口。 前者用冲击值AkAN=Jmm2 后者直接用A来表示

(4)钢材的韧性指标 • 冲击试验，表征抵抗脆性破坏的能力 • 10X10X55mm的方棒。 • 开U形口或V形口。 • • 前者用冲击值AK /AN = J/mm2 • 后者直接用Ak来表示

复杂应力下钢材的性 (1)复杂应力状态下的屈服条件 ◆判别方法:用能量理论建立屈服条件, 用折算应力判别 ◇当时,钢材没有屈服 ◇当时,钢材屈服。 折算应力 ◇以主应力表示: =15(1-02)2+(o2-03)2+(a3-0)2 ◇以应力分量表示 x++02-(20y+O,02+020x)+3(x+t+x

2、复杂应力下钢材的性能 (1)复杂应力状态下的屈服条件 判别方法：用能量理论建立屈服条件， 用折算应力判别 当 时，钢材没有屈服 当 时，钢材屈服。 折算应力 以主应力表示： 以应力分量表示 zs y   f zs y   f 2 3 1 2 2 3 2 1 2 [( ) ( ) ( ) 2 1  z s =  − +  − +  − ( ) 3( ) 2 2 2 2 2 2 z s x y z x y y z z x xy yz z x  =  + + −   +  +  +  + +

(b)

（a） （b） （c） （d）

b:平面应力状态,主应力表示: 0 O1+0-01O 应力分量表示:=0T=7==0 2 ①+ +37

• b:平面应力状态，主应力表示： • 应力分量表示： 0  3 = 1 2 2 2 2  z s =  1 + −   z = 0  zx =  yz = 0 2 2 2 z s x y x y 3 xy  =  + −  + 

c:当只有正应力和剪应力时 (一般的受弯构件) 应力分量表示: 2+37 d:纯剪状态: 37 f=058

• c:当只有正应力 和剪应力 时 （一般的受弯构件） • 应力分量表示： • d:纯剪状态：   2 2  =  + 3 zs 2  = 3 zs y y y f 0.58 f 3 1  = =