最新土木工程材料与基本结构形式幻灯片.ppt
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1、土木工程材料与基本结构形土木工程材料与基本结构形式式2 2、土木工程材料分类、土木工程材料分类 土木工程材料种类繁多,可有多种分类方法。土木工程材料种类繁多,可有多种分类方法。 按来源分:天然材料、人造材料按来源分:天然材料、人造材料 按性质分:金属材料、非金属材料、有机材料、复按性质分:金属材料、非金属材料、有机材料、复合材料合材料 按用途分:结构材料、功能材料、装饰材料按用途分:结构材料、功能材料、装饰材料第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的分类3.43.4、钢筋、钢筋混凝土和预应力混凝土、钢筋、钢筋混凝土和预应力混凝土(1).(1).钢筋钢筋
2、 钢筋按化学成分可分为:热轧碳素钢、热轧普通低合金钢。钢筋按化学成分可分为:热轧碳素钢、热轧普通低合金钢。 热轧碳素钢除含有铁元素外还含有少量的碳、硅、锰、硫、热轧碳素钢除含有铁元素外还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷等元素。(低碳钢磷等元素。(低碳钢0.25% 0.6%0.6%) 热轧普通低合金钢除碳素钢中已有的成分外,还加入少量的热轧普通低合金钢除碳素钢中已有的成分外,还加入少量的合金元素,如锰、钛、钒等,有效地改善了钢筋的性能。合金元素,如锰、钛、钒等,有效地改善了钢筋的性能。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介 钢筋按其截面形式可分为:光面钢筋、
3、变形钢筋。钢筋按其截面形式可分为:光面钢筋、变形钢筋。 热轧钢筋直径一般为热轧钢筋直径一般为6 632mm32mm。小直径钢筋(。小直径钢筋(101012mm12mm以下)以下)做成盘圆供应,大直径钢筋长度一般为做成盘圆供应,大直径钢筋长度一般为12m12m。钢筋接头有搭接和。钢筋接头有搭接和焊接两种焊接两种 。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介(2).(2).钢筋混凝土钢筋混凝土 钢筋混凝土的本质钢筋混凝土的本质 钢筋混凝土是由两种力学性能大不相同的材料钢筋和混钢筋混凝土是由两种力学性能大不相同的材料钢筋和混凝土结合成整体,共同发挥作用的一种建筑
4、材料。凝土结合成整体,共同发挥作用的一种建筑材料。 第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介 钢筋混凝土的主要优缺点:钢筋混凝土的主要优缺点: 主要优点:主要优点: (1 1)就地取材)就地取材 (2 2)耐久性)耐久性 (3 3)耐火性)耐火性 (4 4)整体性)整体性 (5 5)刚性)刚性 (6 6)可塑性)可塑性 主要缺点:主要缺点: (1 1)自重大)自重大 (2 2)抗裂性差)抗裂性差 (3 3)费工大、耗用木料多)费工大、耗用木料多 第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介(3).(3).预应力混凝土预
5、应力混凝土 预应力混凝土:利用预先建立的压应力以抵消在荷载下产生预应力混凝土:利用预先建立的压应力以抵消在荷载下产生的拉应力而做成的。的拉应力而做成的。 施加预应力的方法主要有:先张法、后张法。施加预应力的方法主要有:先张法、后张法。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介3.53.5、钢、钢 应用于工程结构的钢材,除钢板外,还有各种型钢:角钢、应用于工程结构的钢材,除钢板外,还有各种型钢:角钢、槽钢、工字钢、冷弯型钢等。槽钢、工字钢、冷弯型钢等。 利用钢板和各种型钢通过连接可组成各种形状的截面。利用钢板和各种型钢通过连接可组成各种形状的截面。第二讲:土
6、木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介钢结构的主要优缺点:钢结构的主要优缺点: 主要优点:主要优点: (1 1)结构重量轻)结构重量轻 钢容重与屈服点的比值相对较低,钢结构构件截面较钢容重与屈服点的比值相对较低,钢结构构件截面较小,重量较轻。一般为钢筋混凝土结构的小,重量较轻。一般为钢筋混凝土结构的1/2-1/51/2-1/5。特。特别适用于大跨、超高、承载重的结构。别适用于大跨、超高、承载重的结构。 (2 2)结构性能好)结构性能好 钢材塑性、韧性好,变形能力强,计算准确性好,可钢材塑性、韧性好,变形能力强,计算准确性好,可靠性高。靠性高。 (3 3)工业化程
7、度高)工业化程度高 工业化程度高,施工精度好,劳动生产率高。工业化程度高,施工精度好,劳动生产率高。 (4 4)符合可持续发展要求)符合可持续发展要求 钢材可重复利用程度高,符合可持续发展要求。钢材可重复利用程度高,符合可持续发展要求。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介 钢结构主要缺点:钢结构主要缺点: (1 1)耐火性差。)耐火性差。 钢结构在温度钢结构在温度250250以内性质变化很小,温度达到以内性质变化很小,温度达到300 300 以后,强度逐渐下降,达到以后,强度逐渐下降,达到450450650 650 时,强度降为零。时,强度降为零。
8、(2 2)易锈蚀。)易锈蚀。 (3 3)价格较贵。)价格较贵。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介3.63.6、木、木 1.1.圆木圆木 直径常在直径常在120mm120mm以上,长度一般为以上,长度一般为9m9m以内。以内。 2.2.方料方料 (1 1)大料:两面锯开及四面锯开。)大料:两面锯开及四面锯开。 (2 2)条料:四面锯平,厚度小于)条料:四面锯平,厚度小于100mm100mm,宽度小于厚度,宽度小于厚度2 2倍。倍。 (3 3)板料:厚度不大于)板料:厚度不大于100mm100mm,宽度大于厚度的,宽度大于厚度的2 2倍,其中倍,其中
9、厚度在厚度在35mm35mm以下的为薄板,大于以下的为薄板,大于35mm35mm的为厚板。的为厚板。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式常用材料简介4 4、土木工程材料发展展望、土木工程材料发展展望4.1.4.1.墙体材料墙体材料 我国粘土砖的用量很大,墙体材料产值约占建材工我国粘土砖的用量很大,墙体材料产值约占建材工业总产值的业总产值的1/31/3,但新墙体材料只占,但新墙体材料只占5 5左右。左右。 改革墙体材料势在必行:改革墙体材料势在必行:v 利用工业废料,大力应用各种砌块。利用工业废料,大力应用各种砌块。v 适当扩大承重空心砖类型和孔洞率。适当扩大承重
10、空心砖类型和孔洞率。v 大力发展各种功能型环保复合墙体材料。如大力发展各种功能型环保复合墙体材料。如ALCALC、NALCNALC、FCLCFCLC墙板等。墙板等。 第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展4.2.4.2.混凝土混凝土 混凝土应以混凝土应以“轻质、高强、高性能轻质、高强、高性能”作为主要发展方向。作为主要发展方向。 (1 1)提高结构混凝土的强度。)提高结构混凝土的强度。 (2 2)发展轻混凝土。)发展轻混凝土。 (3 3)发展改性混凝土。)发展改性混凝土。 (4 4)广泛使用外加剂、合理使用掺和料。)广泛使用外加剂、合理使用掺和料
11、。 (5 5)逐步改造混凝土生产工艺。)逐步改造混凝土生产工艺。 (6 6)大力提高混凝土质量。)大力提高混凝土质量。 (7 7)加强基础理论研究)加强基础理论研究 。第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展4.3.4.3.预应力混凝土预应力混凝土 (1 1)应提高我国高强钢材的产量。)应提高我国高强钢材的产量。 20002000年我国预应力混凝土产量达年我国预应力混凝土产量达25002500万吨,需高强万吨,需高强度钢材度钢材8080万吨,与现有生产水平差距较大。万吨,与现有生产水平差距较大。 (2 2)应提高预应力基本工艺水平,发展预应力混凝土
12、工业化)应提高预应力基本工艺水平,发展预应力混凝土工业化生产。生产。 (3 3)逐步建立完整、先进的构件制作、钢丝成束、穿束、)逐步建立完整、先进的构件制作、钢丝成束、穿束、 张拉、锚固和最后灌浆等工业体系。张拉、锚固和最后灌浆等工业体系。 (4 4)提高张拉和锚固能力。)提高张拉和锚固能力。 第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展4.4 4.4 金属材料金属材料 合金改性材料合金改性材料 耐候钢材耐候钢材 新型型材新型型材4.5 4.5 功能材料功能材料 隔热保温材料隔热保温材料 吸声材料吸声材料4.6 4.6 装饰材料装饰材料 环保材料环保材
13、料4.7 4.7 智能材料智能材料 记忆合金记忆合金第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展土木工程的基本结构形式土木工程的基本结构形式1 1 工程结构的基本元件工程结构的基本元件 工程结构的类型随着建筑材料与工程力学的进展工程结构的类型随着建筑材料与工程力学的进展和人类生产与生活的需要而不断发展,由简单到复杂。和人类生产与生活的需要而不断发展,由简单到复杂。但其但其基本元件基本元件按其受力持点仍分成按其受力持点仍分成梁、板、柱、拱、梁、板、柱、拱、壳与索壳与索( (拉杆拉杆) )
14、六大类。六大类。 这些基本元件可以单独作为结构使用,在多数情这些基本元件可以单独作为结构使用,在多数情况下常组合成多种多样的结构类型使用。况下常组合成多种多样的结构类型使用。 土木工程基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式第二讲:土木工程材料与基本结构形式2 2 工程结构的基本类型工程结构的基本类型 工程结构中常用的基本类型有:工程结构中常用的基本类型有:v梁、板、柱梁、板、柱v桁架、网架结构桁架、网架结构v拱、壳体结构、折板结构拱、壳体结构、折板结构v悬索结构、悬吊结构悬索结构、悬吊结构v排架、框架、排架、框架、v剪力墙、筒体结构、板柱结构、墙板结构剪力墙、筒体结构、板柱结构、墙板结
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