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强度等级是材料按强度分级,建筑材料常按其强度值的大小划分为若干等级或牌号。脆性材料按抗压强度划分,钢材按屈服强度划分。如烧结普通砖按抗压强度分为MU10等5个强度等级;硅酸盐水泥按抗胝和抗折强度分为42.5等6个强度等级;普通混凝土按抗压强度分为C15等14个强度等级;碳素结构钢按屈服强度分为Q235等4个牌号。
建筑材料按强度划分等级或牌号,对生产者和使用者均有重要的意义,它可使生产者在生产中控制产品质量时有据可依,从而确保产品的质量。对使用者而言,则有利于掌握材料的性能指标,便于合理选用材料、正确进行设计和控制工程施工质量。
强度和强度等级的区别与联系:强度指的是材料的极限值,是唯一的实测值;强度等级是人为规定的强度范围;强度等级的确定必须以其极限强度值为依据,每一强度等级则包含一定范围内的强度值。
由试验得知,同一材料的不同试样测得的失效应力并非一个定值,而是在某一个范围内变化。其数值具有随机性。随机变量的统计参数有平均值、标准差(或变异系数)、最大值、最小值、极差等。建筑结构设计规范取具有95%保证率的失效应力作为材料强度标准值,用fk表示,它等于材料强度平均值减去1.645倍标准差。95%保证率的意思就是任意抽样检验一批材料.实测强度不低于fk的概率为95%,用户承担的风险只有5%(即材料强度达不到fk的概率为5%)。
根据外力作用方式不同,材料会受到抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗弯强度等。受力如下图《四种强度的受力情况》所示:
材料强度是通过静力试验来测定的,通过标准试件的标准试验方法测得的。
1.材料的抗压、抗拉、抗剪强度
材料的抗压、抗拉、抗剪强度的计算式为:f=
式中:f——材料强度,MPa;
F——材料破坏时的最大荷载,N;
A——试件的受力面积,mm2。
2.材料的抗弯( 折)强度
材料的抗弯强度与试件受力情况、截面形状及支撑条件有关。一般试验方法是将矩形截面的条形试件放在两支点上,中间作用一集中荷载,则抗弯强度计算式为:
式中:f——材料的抗弯(折)强度,MPa;
F——材料破坏时的最大荷载,N;
L——试件两支点间的距离,mm;
b——试件截面的宽度,mm ;
h——试件截面的高度,mm。
刚度是抵抗变形的能力,强度是抵抗破坏的能力。刚度是强调不变形,或变形小,如机床的主轴等。强度是强调可靠性,即不能失效。硬度是强调侵入和反侵入的能力,如,夹具用的垫块、钻模套等,还有等。材料强度结构杆件...
金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分: ( 1 )黑色金属材料 —— 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)。 ( 2 )有色...
荷载和材料强度的标准值是通过试验取得统计数据后,根据其概率分布,并结合工程经验,取其中的某一分位值(不一定是最大值)确定的。设计值是在标准值的基础上乘以一个分项系数确定的(在国标《建筑结构可靠度设计统...
材料强度研究的是结构内部力的分布,包括组织结构、结构在载荷下如何变形和如何失效等。弄清这些力的作用及其分布可以让工程师们经济、安全地设计和测量载荷梁、轴和柱体结构等。主要涉及材料应力、应变、弹性模量、拉伸试验、惯性矩以及金属的疲劳。
将材料强度标准值fk除以材料分项系数γM作为材料强度设计值f。建筑结构设计中,材料分项系数γM对于混凝土取1.4,HRB400级及以下的普通钢筋取1.1、HRB500级钢筋取1.15,砌体取1.6,碳素结构钢取1.087,高强度低合金结构钢取1.111。在桥梁结构设计中,因其设计的可靠度高于建筑结构,所以,其材料分项系数的取值要大一些,混凝土取1.45,普通钢筋取1.2。各种材料的强度设计值,可网上查阅。 2100433B
充填体材料强度的选择与墙体宽度计算
充填体材料强度的选择与墙体宽度计算 留巷墙体充填材料的基本组分为水泥、粉煤灰、砂石骨 料、复合外加剂和水, 其主体原料均为来源广泛的地方材料, 并利用煤矿电厂发电产生的粉煤灰。 水泥: PO42.5 普通硅酸盐水泥。 粉煤灰:电厂二级及以上粉煤灰。 石子:为当地产的石,因泵送设备的要求,最大粒径≤ 25mm;含水率小于 5-8%,石粉含量小于 3%。 外加剂:多功能复合外加剂具有塑化、调凝、早强、保 水、引气等功能。 材料配比 (重量 ): 水泥:石子:黄沙:粉煤灰 =650-700:500-700:500-700: 350-450 外加剂添加量为总量的 1.5%-5%。 设计充填材料强度指标 (单轴抗压值 ) 天数 (d) 1 3 7 28 抗压强度值 (MPa) 4-7 9-12 12-16 ≥22 沿空留巷支护体的工作阻力静载荷计算: P=γ 2 1 1 B B k m
材料强度系数是极限状态设计方法中采用的3个系数之一(另2个是工作条件系数和荷载系数),混凝土视其强度等级及受力条件,在0.43~0.57范围内取值;钢筋则视钢种和受力条件,在0.85~1.00范围内取值。
分抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗疲劳和屈服强度标准值,验算变形和裂缝宽度时,应采用材料强度的标准值。2100433B
《材料强度力学》综合汇总了所有研究材料强度的力学方法:材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学、有限元等。全书共分11章,除了第1章是介绍材料强度力学的概述以外,其他各章均讲述了各种不同的变形,拉伸和压缩,剪切,扭转,轴的弯曲,平面板的弯曲,壳体的弯曲,稳定性、塑性形变、复合材料的变形等内容。