结构设计原理 第11讲：材料的性能.pdf

东南大学远程教育 结构设计原理 第十一 讲 主讲教师：曹双寅 舒赣平 第11讲：材料的性能(1/34) 内容提要  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 第11讲：材料的性能(2/34) 一、钢材的物理力学性能（1/13） 1、简单应力下钢材的性能 (1)钢材的应力-应变关系 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。 第11讲：材料的性能(3/34) 一、钢材的物理力学性能（2/13） (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：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 截面收缩率：拉断后面积缩小率 冷弯性能：以冷弯的角度来衡量 第11讲：材料的性能(4/34) 一、钢材的物理力学性能（3/13） 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 f 时，钢材没有屈服 zs y 当  f 时，钢材屈服。 zs y 折算应力  zs 以主应力表示： 1 2 2 2  [(  ) (  ) (  ) zs 1 2 2 3 3 1 2 以应力分量表示 2 2 2 2 2 2     (      ) 3(   ) zs x y z x y y z z x xy yz zx 第11讲：材料的性能(5/34) 一、钢材的物理力学性能（4/13） 分析结果： 主应力同号时，不易屈服， 塑性下降，越接近越明显。 主应力异号时，易屈服，破 坏呈塑性，差别越大越明显。 (2)反复荷载下钢材的疲劳 疲劳破坏：在低于强度的应力反复作用下，所发生破 坏。 疲劳破坏特点：  包括裂纹形成，缓慢发展和迅速断裂三个过程  没有明显的变形，脆性破坏 第11讲：材料的性能（1） 下一讲的主要内容 1、反复荷载下钢材的疲劳 2、影响钢材性能的一般因素 东南大学远程教育 结构设计原理 第十二 讲 主讲教师：曹双寅 舒赣平 第12讲：材料的性能（2 ） 上一讲的主要内容 1、钢材的应力-应变关系