2.3.1　強(qiáng)度

材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。當(dāng)材料承受外力作用時，在材料內(nèi)部相應(yīng)地產(chǎn)生應(yīng)力，且應(yīng)力隨著外力的增大而相應(yīng)增大，直至材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力不足以抵抗所作用的外力時，材料即發(fā)生破壞。材料破壞時，應(yīng)力達(dá)到極限值，這個極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度，也稱極限強(qiáng)度。

強(qiáng)度的大小是通過試件的破壞試驗(yàn)而測得，根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度等，這些強(qiáng)度均以材料受外力破壞時單位面積上承受的力來表示。測定各種強(qiáng)度的材料受力示意圖見圖2.5。

圖2.5　材料受力示意圖

（1）材料的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度　材料的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度的計算公式為：

式中　f——材料的強(qiáng)度，MPa；

F_max——材料能承受的最大荷載，N；

A——材料的受力截面面積，mm²。

（2）材料的抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）　材料的抗彎強(qiáng)度與試件的幾何形狀及加荷方式有關(guān)，對于矩形截面的條形試件，當(dāng)其兩支點(diǎn)間的跨中作用一集中荷載時，其抗彎強(qiáng)度按下式計算：

式中　f_m——材料的抗彎強(qiáng)度，MPa；

F_max——彎曲破壞時的最大荷載，N；

L——兩支點(diǎn)間的距離，mm；

b、h——試件橫截面的寬度和高度，mm。

材料的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，決定了它所具備的強(qiáng)度。一般材料的孔隙率越大，材料強(qiáng)度越低。不同種類的材料具有不同的抵抗外力的特點(diǎn)，如磚、石材、混凝土等非勻質(zhì)材料的抗壓強(qiáng)度較高，而抗拉和抗折強(qiáng)度卻很低，因此多用于房屋的墻體、基礎(chǔ)等承受壓力的部位；而鋼材為勻質(zhì)的晶體材料，其抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都很高，適用于承受各種外力的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。常用建筑材料的強(qiáng)度約值見表2.3。

表2.3　常用建筑材料的強(qiáng)度約值

建筑材料常根據(jù)其強(qiáng)度的大小劃分為若干不同的強(qiáng)度等級，如砂漿、混凝土、磚、砌塊等常按抗壓強(qiáng)度劃分強(qiáng)度等級。將建筑材料劃分為若干個強(qiáng)度等級，對掌握材料性能、合理選用材料、正確進(jìn)行設(shè)計和控制工程質(zhì)量等都是非常重要的。

在檢測材料的強(qiáng)度時，由于試件的尺寸、施力速度、受力面狀態(tài)、含水狀態(tài)和環(huán)境溫度等因素的影響，使測值產(chǎn)生偏差。為了使試驗(yàn)結(jié)果比較準(zhǔn)確，且具有可比性，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法，在測定材料強(qiáng)度時必須嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行。

材料強(qiáng)度與體積密度的比值稱為比強(qiáng)度。比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的重要指標(biāo)，比強(qiáng)度越大，材料的輕質(zhì)高強(qiáng)性能越好。提高材料的比強(qiáng)度或選用比強(qiáng)度大的材料，對減輕結(jié)構(gòu)自重、增加建筑高度、降低工程造價等具有重要意義。