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1、土木工程材料 Civil Engineering Materials,陈先华,第1章 土木工程材料的 基本性质与工程应用,土木工程材料的应用概述 土木工程结构的常见荷载 材料力学性能的表征 施工与工艺性能 耐久性 经济性,土木工程材料的工程应用:选材过程,应用环境提出预期的性能要求 （使用性能、工艺性能、经济性、景观与环保要求） 性能要求筛选、设计材料 原材料比选、混合料（混凝土）设计 混合料性能评估 材料设计确定施工技术与方法,需综合考虑多种方案与准则 是一个不断妥协与折中的过程,Inappropriate or improper decisions can be disastrous fr
2、om both economic and safety perspectives.,土木工程材料应具备的基本性能,满足使用要求 能批量生产 能够在不利状况下成型或制备 经久耐用 易于日常维护 全寿命周期内单位造价低（LCA）,施工是结构设计与材料之间的桥梁,物理力学性能,施工性能,耐久性,易维护性,经济性,作为结构性材料其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,一、土木工程结构的常见荷载,自重荷载,外加荷载,一、土木工程结构的常见荷载,作为结构性材料其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,外加荷载,一、土木工程结构的常见荷载,作为结构性材料
3、其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,环境荷载,一、土木工程结构的常见荷载,作为结构性材料其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,环境荷载,一、土木工程结构的常见荷载,作为结构性材料其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,一、土木工程结构的常见荷载,作为结构性材料其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,环境荷载,特殊条件下的突发荷载,一、土木工程结构的常见荷载,作为结构性材料其最主要的功能就是承受荷载，在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏。,作为结构性材料需要承受荷载。由土木工程材
4、料所组成的构件与结构体系在荷载作用下的力学行为是决定结构安全度与可靠度的最重要因素。因此，材料的力学性能是结构性材料最重要的性能之一。在荷载作用下，土木工程材料应不产生过大的变形与破坏，即满足强度、刚度等方面的要求，并具有足够的韧性。,一、材料力学性能的表征,材料的力学性能是结构性材料最重要的性能之一。土木工程材料在荷载作用下应不产生过大的变形与破坏，即满足强度、刚度等方面的要求，并具有足够的韧性。,二、材料力学性能的表征,二、材料力学性能的表征： 应力与应变Stress and Strain,二、材料力学性能的表征： 应力-应变图 Stress-strain diagram,Tensile
5、strain,Tensile stress,施工是土木工程结构成型的重要过程，因此需要根据不同的原材料特点和结构特点及工程项目的环境气候条件等选用不同的工艺，同时各种土木工程材料也应具有较好的施工性能。,三、施工性能,三、施工性能,施工是土木工程结构成型的重要过程，因此需要根据不同的原材料特点和结构特点及工程项目的环境气候条件等选用不同的工艺，同时各种土木工程材料也应具有较好的施工性能。,施工是土木工程结构成型的重要过程，因此需要根据不同的原材料特点和结构特点及工程项目的环境气候条件等选用不同的工艺，同时各种土木工程材料也应具有较好的施工性能。,三、施工性能,三、施工性能,施工是土木工程结构成型的重要过程，因此需要根据不同的原材料特点和结构特点及工程项目的环境气候条件等选用不同的工艺，同时各种土木工程材料也应具有较好的施工性能。,三、施工性能,四、耐久性,物理作用 干湿变化 温度变化 冻融循环 化学作用 酸碱盐等溶液剂气体的侵蚀 生物作用 昆虫、菌类的蛀蚀、腐朽作用 ,五、经济性,材料成本？,原材料的可获得性与成本,加工成本,运输费用,施工费用,养护维修费,LCCA 全寿命成本分析,
