《建筑材料与构造》课件——3.建筑材料的基本要求与选用.pptx

建筑材料与构造ArchitecturalMaterialandConstruction

3.1.1建筑结构材料的基本要求

建筑结构材料的基本要求1.定义建筑结构材料的基本要求是一个综合性的体系，各个要求之间相互影响、相互制约。在建筑工程实践中，必须根据具体的建筑结构类型、使用环境、经济成本以及施工条件等多方面因素综合考虑，合理选择和使用建筑结构材料，以实现建筑物的安全、耐久、舒适和经济的目标。

建筑结构材料的基本要求2.力学性能要求强度：强度是建筑结构材料抵抗外力破坏的能力，是最为关键的力学性能指标之一。根据受力形式的不同，可分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度与抗剪强度。不同类型的建筑结构构件在不同的荷载工况下，对材料强度有特定的要求。

建筑结构材料的基本要求2.力学性能要求弹性模量：弹性模量反映材料在弹性阶段抵抗变形的能力。在建筑结构设计中，为保证结构的刚度和稳定性，通常期望材料在荷载作用下变形量控制在合理范围内。较高弹性模量的材料，如高强度钢材和某些高性能混凝土，在承受相同荷载时变形相对较小，有利于维持结构的几何形状和使用功能。

生土：直接从自然界获取未经加工处理的土。建筑结构材料的基本要求2.力学性能要求韧性与延性：韧性表征材料在断裂前吸收能量的能力，使材料在遭受冲击荷载或偶然超载时具有一定的缓冲能力，不至于瞬间发生脆性断裂而引发灾难性后果。延性则体现材料在破坏前产生显著塑性变形的特性。在抗震设计中，结构材料的韧性和延性至关重要。

建筑结构材料的基本要求3.耐久性要求抗渗性：抗渗性是指材料抵抗水、气体等介质渗透的能力。对于地下结构（如地下室、地下停车场等）以及水工结构，抗渗性直接关系到结构的安全性和使用寿命。若混凝土抗渗性不佳，地下水的渗入会导致钢筋锈蚀、混凝土内部发生冻融破坏等一系列问题，严重削弱结构的承载能力。通过优化混凝土配合比、添加防水剂或采用特殊的施工工艺（如自密实混凝土），可以有效提高混凝土的抗渗等级，确保结构在潮湿环境下的耐久性。

建筑结构材料的基本要求3.耐久性要求抗冻性：在寒冷地区或处于冻融循环环境中的建筑结构，材料的抗冻性是不可或缺的性能指标。当材料孔隙中的水分在低温下结冰时，体积膨胀约9%，会对材料内部结构产生巨大的内应力。经过多次冻融循环，抗冻性差的材料会出现表面剥落、开裂甚至整体解体等现象。

建筑结构材料的基本要求3.耐久性要求耐腐蚀性：建筑结构材料在其使用过程中不可避免地会接触到各种化学物质，如酸、碱、盐等侵蚀性介质。在化工车间、海边建筑、污水处理设施等特殊环境中，材料的耐腐蚀性显得尤为突出。对于钢结构，表面腐蚀会导致钢材有效截面减小，强度降低，影响结构安全。因此，在设计和选材时需考虑采用抗硫酸盐水泥、掺入矿物掺合料或在混凝土表面设置防护涂层等方法来提高混凝土的耐腐蚀性。

建筑结构材料的基本要求4.物理性能要求密度：材料的密度对建筑结构自重有着直接影响，进而关系到基础设计、结构抗震性能以及施工运输等多个环节。在高层建筑、大跨度结构以及软土地基上的建筑工程中，为减小结构自重、降低地基处理难度和工程造价，常优先选用低密度的高性能材料。

建筑结构材料的基本要求4.物理性能要求热工性能：建筑结构材料的热工性能主要包括导热系数、热容量等指标，这些性能直接影响建筑物的室内热环境和能源消耗。在寒冷地区，良好的保温隔热性能可减少室内热量向室外散失，降低采暖能耗；在炎热地区，则能阻止室外热量传入室内，减少空调制冷负荷。

建筑结构材料的基本要求5.工艺性能要求可加工性：建筑结构材料应具备良好的可加工性，以满足建筑结构多样化的形状和尺寸要求。钢材可通过切割、焊接、弯曲、冲压等多种加工工艺，方便地制作成各种复杂形状的构件，如钢梁、钢柱、钢网架等，适用于各种类型的钢结构建筑。木材可进行锯切、刨削、榫卯连接等加工操作。混凝土在浇筑前可通过模板成型，具有一定的可塑性，能够适应不同结构形式的造型需求，但相对而言其加工工艺较为复杂，需要考虑模板的设计与安装、混凝土的搅拌、运输、振捣等多个环节。

建筑结构材料的基本要求5.工艺性能要求可焊性（对于钢材等材料）：在钢结构建筑中，钢材的可焊性是一项重要的工艺性能指标。良好的可焊性确保钢材在焊接过程中能够形成牢固的连接接头，且无明显焊接缺陷（如裂纹、气孔、夹渣等），从而保证钢结构的整体强度和稳定性。不同类型和等级的钢材，其可焊性存在差异。

3.1.2建筑结构材料的选用

建筑结构材料的选用

剖析建筑结构思维导图

建筑结构材料的选用

1.根据建筑结构类型选用混凝土结构：对于一般的多层住宅、办公楼等建筑，常选用普通强度等级（如C30-C40）的混凝土。这类混凝土能够满足结构的基本抗压要求，用于梁、柱、板等构件。在高层建筑和大型桥梁等重要结构中，会使用高强度混凝土（如C50-