我们大家目前阅读的本篇文章共有4277文字，由乐卓国经心改正，发布在。强度是指表示工程材料抵抗断裂和过度变形的力学性能之一。常用的强度性能指标有拉伸强度和屈服强度（或屈服点）。铸铁、无机材料没有屈服现象，故只用拉伸强度来衡量其强度性能。高分子材料也采用拉伸强度。承受弯曲载荷、压缩载荷或扭转载荷时则应以材料的弯曲强度、压缩强度及剪切强度来表示材料的强度性能。普通玻璃变成节能安全玻璃_材料工程论文如果你对这篇文章感觉哪里不好，也可以上传分享给大家！
第一篇 普通玻璃变成节能安全玻璃_材料工程论文
贴膜是玻璃表面用粘胶、压敏胶贴上一层薄膜或层压薄膜，玻璃表面的贴膜具有各种功能，如增强、遮阳、绝热、装饰等。贴膜时可采用液体轮合剂或膜本身涂布压敏胶。按膜的功能可分为遮阳绝热、阳光控制、低辐射、热反射、光栅（镭射）、增强（防爆、防盗）、磨砂、彩色和印花等贴膜。贴膜一般在室内玻璃。
我国建材行业标准jc 846—1999中贴膜玻璃指贴有机薄膜的玻璃制品，在足够强的冲击下将其破碎，玻璃碎片能够粘附在有机膜上而不飞散，如果被击穿成一个洞，洞的边缘不应有未贴膜玻璃那样锯齿状。此标准分为1类贴膜玻璃和11类贴膜玻璃，i类贴膜玻璃指未经过钢化处理的单片玻璃板贴膜而制得的，ii类贴膜玻璃指钢化玻璃或半钢化玻璃板贴膜而制得的，此标准适合于建筑玻璃，与建材行业标准相比，本文所讲的玻璃贴膜所包括的范围更广一些。
隔热保温膜贴于玻璃正面或背面，既可起隔热保温作用，又可起装饰作用，主要性能如下。WWW.meiword.COM
①遮阳性? 此类型膜根据产品类型和用途，反射大阳热能50％～78％，热能透过仅10％～20％，遮蔽系数0.20～0.60，起控制阳光作用，减少了进入室内的太阳能。
②绝热性? 贴膜后可起绝热作用，通过玻璃的热能损失减少到30％～50％，减弱温度急剧变化程度，可望解决冷壁效应和温室效应，因而节省了空调费用。
③减少可见光和紫外线的透过率? 一般3mm透明平板玻璃的可见光透过率为8 9％，对300～380nm紫外线的透过率为70％。贴膜后，根据要求可使用不同色泽的膜，对可见光的透过率能降到10％～50％，紫外线的透过率仅为0.4％，减轻了紫外线对室内家具和纺织制品的损害作用。
④改善建筑物的协调性? 绝热薄膜有各种不同的色彩和不同的透过率，贴膜后可与现有建筑色彩协调，融为一体，贴膜也可起镜面作用，室外看不到室内人与物，而室内却可以看到室外的景象，可代替窗帘，减少了窗帘拉开和合拢时所造成的不协调现象，克服建筑物外观的不一致性， 提升建筑品质。
⑤增加玻璃强度和安全性玻璃破裂时，碎片不会飞出伤人。
此类贴膜又可以分为阳光控制膜、阳光反射膜、低辐射膜（low－e），三者相互之间很难明显区分，通常认为阳光反射膜的反射率较阳光控制膜和低辐射膜略高。低辐射膜是在保证可见光透过率尽可能高的条件下，阻止室内辐射能量传递，达到节能效果，其辐射率e
各类型隔热保温膜不仅具有数值不等的太阳能反射率、吸收率、总太阳能的阻隔率与遮蔽系数，而且具有99％的紫外线的阻隔率，相应的防晒指数为100，而一般玻璃的防晒指数仅为0.5～2.7，防晒霜的防晒指数也只有20，贴隔热保温膜后阻隔紫外线效果较理想。根据品种的不同，眩目光减少率波动于42％～79％之间。表12河中各类型贴膜的强度也是比较高，no.l～5的抗拉强度为177.3mpa，断裂强度为696.3kpa，剥离强度1300g.cm－1，穿刺强度为34927g.no.6的抗拉强度为203.4 mpa，断裂强度为1620.3 kpa，剥离强度为1122g.cm-1，穿刺强度为66224g.
低辐射贴膜能阻隔夏季太阳巨大热量（可达79％太阳热能）和眩目强光，但不影响光线进人，使室内更阴凉，而冬季却能减少热量透过玻璃的损失，贴在单层玻璃内表面时可降低热损耗30％左右，起了冬暖夏凉的作用。
隔热保温膜的基片材料为15～50μm 的聚酯薄膜，可用磁溅射各种有色金属进行着色，通常有银色、灰色、古铜色、金黄色等。比较低档一些有染色膜。
聚酯膜通常由对苯二甲酸和乙二醇缩合而成，具有较高的机械强度、化学稳定性和低的吸水性，抗拉强度可达137mpa，延伸率70％。
贴膜前要对玻璃彻底清洗，可用洗洁精和胶皮擦来清洗玻璃，除去所有的灰尘及赃物。根据隔热保温膜品种的要求，依靠制造绝热膜对涂布在表面的压敏粘合胶而进行粘贴。这些贴膜根据大量实验和耐候性试验，其寿命一般都可以达到10年以上。3m公司生产各类隔热膜有的达到30年以上。
近几年来，仲富贴膜致力于在建筑玻璃上贴隔热保温膜、帮助业主改善居住环境、节约能量消耗等方面的事务，得到了全国各地用户的好评。浙江地区我们经过了3 年多时间，先后为香格里拉大酒店、杭州雷迪生大酒店、浙江省世贸中心大酒店、望湖宾馆、五洲大酒店、元华购物中心、解百新世纪商厦、华辰大酒店、太平洋国际大酒店、浙江省东方医院、浙江省立同德医院、浙江美术学院、蔡家施谱等安装了太阳隔热膜和安全防爆膜。在上海我们经过了5年多的时间，先后为金茂大厦、香格里拉大酒店、嘉里中心、嘉里不夜城、虹桥万豪大酒店、威斯汀大酒店、波特曼大酒店、兰生大酒店、兴国宾馆、明天广场万豪大酒店、上海新天地、瑞吉红塔大酒店、来福士大厦、久事大厦、汇金百货、上海实业大厦、东方国际大厦、新虹桥大厦、仁济医院、美特斯邦威厂房、大船国际商务楼、汇丰银行大厦等客户安装了太阳隔热膜或安全防爆膜。用户的使用正是对太阳隔热膜的功能作用有了从分的认识，绝大多数用户在使用了隔热以后，感受到空调使用效果大大提高，环境的舒适度提高，从而达到节约能源的目的。
第二篇 浅谈太阳能的利用技术_材料工程论文
?摘要： 本文介绍了我国目前太阳能建筑的现实状况，了其中的节能潜力，并介绍了太阳能建筑节能的相关内容和实现技术，探讨太阳能建筑节能的可持续发展道路。
关键词： 太阳能 建筑 热量
随着改革开放和经济发展，我国太阳能建筑的面积日趋增大，建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇，不失时机地推进建筑节能，有利于国民经济持续、快速、健康发展，保护生态环境，实现国家发展的第二步和第三步战略目标，并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进，太阳能建筑的节能具有很好的前景，大有可为。
我国地域宽广，房屋建筑规模巨大，约有一半建筑位于北方“三北”地区，由于气候原因，每年约有4— 6个月的采暖期，该地区规定设置集中采暖系统，以往习惯称之为集中采暖地区。中部地区（冬冷夏热地区），即长江流域地区，虽然冬季平均气温高于0℃，但相对湿度较高，冬季湿冷，而夏季又酷热。该地区属于中国经济发达地区，包括长江上游在内，涉及18个省、自治区、直辖市，总面积180万k平方米，人口近4 亿。年工农业总产值占全国40％，人均产值及人均收入均高于全国平均水平。以往由于经济上的原因，该地区一般城镇住宅围护结构无保温措施，也不设置采暖设施，因此冬夏季室内热环境条件相当差。南方属于亚热带气候，夏季气候炎热，降温则是主要解决的问题。WWw.meiword.coM
与发达国家相比，集中采暖地区城镇住宅围护结构保温、气密性较差，供热系统效率较低，单位面积的采暖能耗要高得多。我国已成为世界上建房最多的国家，近年来每年全国建成城镇住宅2 亿平方米以上，随着生活的不断改善，人们对于建筑热环境的舒适性要求愈趋迫切，中部地区冬季采暖势在必行，各地“空调热”也日渐高涨。所以，如何尽量利用太阳能、合理建筑设计，对北方集中采暖地区可以减少采暖、空调能耗；而对于中部及南部地区，改善室内热环境条件，达到低水平的室内舒适参数，已成为一个重要的课题。
我国从80 年代起，对城镇多层住宅应用被动太阳能进行采暖及降温技术已有研究，先后在石家庄、滩纺及杭州等处建成了试点建筑，较好的改善了室内热环境条件。当时的技术路线是由热工外算开始，进而建造示范建筑以验证效果。国外从70年代初期起，投入了相当的力量进行计算机软件的开发工作，应用动态模拟计算，进行建筑热工参数计算，进而可以预测室内环境参数，获得应用被动太阳能的最佳建筑设计方案，同时也建设示范建筑以验证软件的可信性。这类从合理建筑及热工设计着手，在增加有限的建设投资下，尽量利用被动太阳能来达到低水平的室内冬夏热环境条件的住宅，这里称为“节能住宅”。
一、各种参数对空温的影响
为了进行参数研究，首先确定了一个基础方案，即对条状住宅建筑模型，取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3％，单层窗，外墙与屋面传热系数均为0.83w／ （℃平方米），换气次数为1.1次h，不考虑内部蓄热量。在进行参数时，固定其他参数，仅变化一个参数来对室温的影响。
内部蓄热量
蓄热量会影响室温，特别是对最高室温有影响。冬季，内部蓄热量会使月最高温度降低，而使月最低温度升高，至于月平均温度，则略有升高。显然，内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说，蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度，而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100平方米、200mm厚混凝土墙时，可使八月份住宅最高温度下降3c左右，可使一月份住宅最低温度升高2.8℃，这将对室内热环境有较大的改善。
换气次数
可以预见，增加换气次数会使冬季室内热环境变差，但能改善夏季室内热环境。对夏季来说，换气次数由1.1次h增加到10次h，可使八月份月最高温度降低4.4℃、月平均温度下降4.8℃，月最低温度下降7.8c.显然，冬季换气次数越低越好，如果园护结构、门窗密闭性好，换气次数可以降低到1.5次／h，此时与1.1次h相比，室温可提高2—3c.
增强夜间通风
降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风，计算了三种方案，一是全天以1. 1次／h换气，第二种方案全天以10次／hh换气，第三种方案则采取白天（早6一晚2l时）1.1次h换气，夜间（晚21一晨6时）加强通风至10次h.计算结果表明，对于内部蓄热量较大时，第三方案与第一方案相比，月最高温度下降3.7c，月平均温度下降5.2℃，而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。
南窗面积
窗户开启面积既与热损失量2024也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量2024。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系，相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比，它们分别是9.3％、30.3％及60.5％。冬季工况计算表明，窗墙比由19.3％增大至60.5％后，一月份最高温度升高3.6℃，平均温度升高2.7℃，而最低温度提高2.5℃的夏季来说，月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。
由此可见，南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时，可以改善冬季室内热环境条件；至于夏季，南向窗户面积增大会提高一点室温，使室内热环境条件略为变差—点。
主立面朝向
主立面朝向不仅对冬季有影响，而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同，与主立面朝南及朝北相比，室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说，主立面朝南为最佳。
水平遮阳板伸出长度
夏季除了采用加大通风量来降低室温外，另一条途径是在窗户上方设置遮阳板，以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度（水平方向）一月及八月份室温情况。由计算可以得出，水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用，但遗憾的是，同时也使冬季室内热环境变差。夏季时，水平遮阳板的伸出长度由0，0.4，0.9及1.5m变化时月平均温度可分别降低1.0，2.0及2.2℃，但冬季却也相应降低了月平均温度0.2，0.7及 2.2℃。
窗户的层数
增加窗户层数将减少热损失，但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较，发现双层窗对冬季室温略有改善（一月份平均室温增加0.9℃），但同样使夏季室温略有变差（八月份平均室温升高0.7℃）。
外墙、屋面外表面颜色
外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季室温。进行二种方案比较计算，一种采用吸收率为o. 8的深色外表面，另一种吸收率为浅色外表面。计算结果表明，浅色表面可使夏季室内热环境得到明显改善，但同时也使冬季情况变差。在二方案中外墙及屋面传热系数均采取0.83w平方米，八月份平均室温可降低2℃，但一月份平均室温也降低了1.3℃。外墙与屋面保温越好，这种影响将越小。
外墙与屋面热工设计
采用三种方案进行比较计算，
第一方案为外墙与屋面的传热系数及均为0.83w／ （℃。m），
第二方案外墙k＝0.83w／（℃。m），屋面k＝0.28w／（℃。m），
第三方案外墙与屋面k值均为0.28w／（℃。平方米）。
由计算可以看出，屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大，第二方案与第一方案相比，八月份月最高温度下降7℃，平均温度下降0.4℃，但月最低温度上升了 6℃。从冬季情况看，保温改善有利于室温提高，第三方案与第一方案相比，一月份平均室温升高1.1℃，5最低温度升高了2.4℃，但月最高温度有所下降 （5℃）。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大，对于屋面有很好保温的场合k＝0.28w／（℃。m3），在年最热日下午14时，天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃，但k＝0.83w／（℃。m）的屋面来说，要高出3.8℃。如果采用外墙及＝0.74w／（℃。m），屋面x＝0.63w／ （℃。m），并具有较大的内部莆热量，应用双层窗，加强夜间通风（晚21时至凌晨6时，换气次数为10次／h），此时最热日下午14时室温为37.2℃，天花板内表面温度只有33.6℃，室内热环境可以得到明显的改善。
二、节能住宅设计原则
根据以上参数研究，提出如下设计原则：
1.? 冬季换气次数应该尽可能低，而夏季则尽可能高。
2.? 如果具有较大的内部蓄热量，对夏季来说，较好的方案是白天（早6时至晚2l时）维持较低的换气次数，面夜间（晚2l时至晨6时）宜加强通风增加换气次数。
3.? 内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度，即降低最高温度，升高最低温度，但对平均温度影响甚小，总的来说，内部首热量能改善室内热环境。
4.? 采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施，因为它同时较冬季室内效环境变差，除非遮阳板在冬季时可以移开。
5.? 尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温，但同时也降低了冬季室温，因面不2024这种做法。
6.? 采取南立面大比例的窗墙比，并设计成具有较大内部蓄热量境，对夏季稍为不利。
7.? 主立面窗户朝南为最佳，朝东及朝西效果最差。
8.? 窗户、外墙及屋面保温能改善冬季室内热环境，特别是屋面保温可以明显地改善夏季室内热环境。
三、几个2024的节能住宅方案
被动太阳能（房）节能住宅方案
参数研究优化计算了地区应用被动太阳能采暖的可能性，即研究了是否可能在不设置采暖设备时月平均室温达到16℃。计算结果表明是可能的，其建筑设计参数如下：
1.? 南立面宙墙比60.5％。
2.? 具有较大内部蓄热量，相当于户（建筑面积73.1平方米）具有200mm厚混凝土墙体的苦热量
3.? 双层窗。
4.? 外墙与屋面的传热系数k＝0.28w／（℃。平方米）。
5.? 冬季换气次数0.5次/h，夏季早6一晚21时换气次数1.1次/h，晚21次/h.
四、节能住宅方案设计原则
由参数研究的结果提出如下设计原则：
1.? 冬季换气次数宜低（v＝0.8次／h），夏季换气次数宜高（v＝20次h）（借助于打开宙户利用自然穿堂风）。
2.? 从防止出现结露危险性观点来看，冬季换气次数至少保持0.8次h.
3.? 增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱，使夏季及冬季的最高温度下降，使最低温度升高，不过，内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之，内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。
4.? 与较小的南向窗户相比，加大南向窗户面积，并配以相对较高的内部蓄热量，可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。
5.? 选择建筑南向主立面为最佳，而主立面东向或西向为最差。
6.? 南向窗户上部的水平遮阳板对改善夏季室内环境的作用不明显，除非在冬季时可以移开。
7.? 为了避免冬季卧室及起居室出现结露，在安排厨房、浴室、厕所位置时要注意与主要使用房间的隔断，并合理利用穿堂风，最好设置机械排风装置。
太阳能建筑的节能具有很好的前景，大有可为。但是在其发展阶段，资金投入是一个主要的障碍。太阳能建筑的长远发展必须符合市场经济的规律。简单来说就是要作到“分担投入、共享收益”。
所谓“分担投入”就是要从多个渠道解决太阳能建筑节能所需要的前期投入。比如建筑业主承担主要部分，专业化的节能改造公司承担一部分，支持的低息银行贷款一部分，这样可以促进太阳能建筑节能工作的全面开展。
第三篇 利用多孔玄武岩集料生产沥青混合料的探究_材料工程论文
多孔集料，都具有吸水率大的特点。集料的吸水率过大，对沥青混合料的配合比设计、生产和使用，都带来不利的影响。因此，世界各国在2024沥青混合料的标准、规范中对粗集料的吸水率都作了规定。如日本规定≯3%；美国加州规定≤1%、宾州规定≤3%；澳大利亚规定≤2%，4%也可以用，但要延长烘干时间。我国现行公路沥青路面施工技术规范（jtjo32-94）中，对于高速公路和一级公路沥青面层用粗集料的吸水率规定≯2%，对多孔率武岩可放宽至3%，但必须要得到主管部门的批准才能使用。
沪宁高速公路江苏段沥青上面层需用玄武岩集料62万t，考虑到个别段的加厚以及损耗，需备料74万t.但据1995年年底统计尚有27万t的缺口。若仅依靠金坛市花山等处致密玄武岩的加工，无论如何也不能保证1996年5月份沥青上面层铺筑的需要。而我省盱眙县各采石场有大量多孔玄武岩碎石的生产，严峻的现实迫使建设者不得不考虑多孔玄武岩是否能解燃眉之急的问题。于是，省高速公路建设指挥部邀请国内2024专家，于1996年1月15日在苏州召开了专门研讨会，讨论多孔玄武岩集料能否使用的问题。到会专家各抒已见，会议最后决定有条件在苏州段使用。从通车二年多来的使用情况看，以多孔玄武岩为集料的沥青路面与以致密玄武岩为集料的相比，前者不逊于后者，甚至优于后者。
1、对多孔玄武岩集料路用特性的一般看法
强度高、坚硬、耐压是玄武岩的一般性质，而多孔玄武岩因其构造上的特点，用它作为路面材料中的集料，还具有另一些特殊的路面性质。WWw.meiword.Com
1.1多孔玄武岩集料沥青混合料的高温稳定性较好因多孔玄武岩集料表面粗糙，集料间的摩阻力大，因而用多孔玄武岩集料生产的沥青混合料，在配合比设计正确的前提下，其高温稳定性应该优于用致密集料生产的沥青混合料。如沪宁高速公路沥青上面层ac-16b型沥青混合料的马氏稳定度一般为10～11kn，而用多孔玄武岩集料做的相同类型沥青混合料的马氏稳定度在13～14kn之间。
1.2路面的抗滑性能好众所周知，沥青路面的抗滑性能，既取决于路面表层集料颗料之间的宏观纹理，又取决于集料颗粒本身的微观纹理。多孔玄武岩集料表面的微观纹理丰富，构成了粗糙表面，故用多孔玄武岩集料沥青混合料铺筑的沥青路面，其抗滑性能肯定比用致密集料的为好。
1.3水泥混凝土的强度高用多孔玄武岩集料配制的水泥混凝土，其抗压、抗折强度应高于一般致密集料配制的混凝土。因为混凝土强度的形成主要靠水泥浆与集料表面的粘结力。因此，集料表面越粗糙，混凝土的强度就越高。碎石水泥混凝土强度高于砾石混凝土的强度就是一个有力的证据。而多孔集料不但表面粗糙，而且因水泥浆能进入集料的表面孔中，硬化后像无数个双向楔子，将集料颗粒连接起来，共同承担外力，因而混凝土表现出具有更高的强度。
1.4石屑易被压碎因有孔隙，故多孔玄武岩石屑易被压碎。因此在沥青混合料中，当用这种石屑时，掺量不宜过大。
1.5集料的吸水率大因表面有孔隙，故多孔玄武岩集料的吸水率一般都较大。如对本省盱眙县通宇、打石山和古桑三个采石场所生产的多孔玄武岩试验结果，其吸水率分别为4.11%、3.6%、3.23%，都超过了公路沥青路面施工技术规范中的限定值。
集料的吸水率大，将给沥青混合料的配合以及设计、生产和使用带来一系列问题。例如，在进行沥青混合料配合比设计时，要求用设计的配合比所拌制的沥青混合料在规定压实功下应具有规定的空隙率，此空隙率一般是通过压实试件的实测密度和沥青混合料的理论密度（空隙率为零的密度）计算得来的。而在确定理论密度时，却未考虑沥青被集料吸收的问题，因此用它计算得来的空隙率与压实混合料实有的空隙率相差很大。如用美国沥青协会的方法计算，考虑沥青被集料吸附后计算的空隙率要比不考虑结果大1.5%～2.0%.对于多孔集料，这种空隙率计算结果的差异可能更大。
再如，因集料有较多开口孔隙，拌制混合料时，加热的沥青肯定要浸入到孔隙中去从而要多消耗沥青；因集料孔隙中有水，烘干加热时要多消耗燃料。
有人还认为，集料孔隙中的水，在烘干加热时不可能完全驱尽，留下的水份不但影响混合料的耐久性，施工时还因水的存在加大了混合料的流动性，从而难以压实，如果过多的增加碾压遍数，则细集料要上浮，且越压越流动，使路面平整度恶化。
2、集料孔隙中水对沥青混合料影响的进一步讨论
在我国用多孔性集料铺筑沥青混凝土路面还是近几年的事，多孔性集料究竟会给沥青路面带来什么危害，一时还难以找到有力的佐证，现仅就集料孔隙中的水对沥青混合料的影响作进一步讨论。
2.12024集料的吸水率集料的吸水率是指将烘干集料浸水，让集料充分吸水至恒重，所吸入水的质量占烘干集料质量的百分数。试验时，为求得吸入水的质量，要求吸水后的集料试样呈饱和面干状态，即试样孔隙中充满水，而集料表面却是干燥的。这种状态在试验时很难实现，实际上都呈饱和面湿状态。就是说，所求得的吸水率实际上包括了试样表面上的一层水膜，因此求得的吸水率总是比实际的吸水率要大。
另外，吸水率试验的复观性较差。主要原因是，即使是饱和面湿状态，一般也不容易掌握好。如某单位对盱眙通宇采石场多孔玄武岩集料所做两次吸水率试验结果分别为4.06%和3.52%，相差0.54%.而另一单位对同种集料所做吸水率结果又为4.11%.可见，欲得到准确、可信的吸水率亦不容易。
2.22024水的流出多孔性集料经加热（生产时一般加热至170℃～180℃），孔隙中的水将由液态变为气态，因体积膨胀，大部分水汽将从孔隙中排出，少量水汽仍留在孔隙深处，且孔隙开口附近的孔壁被烘干。将加热的沥青（一般150℃～170℃）倒入已加热的集料后，由于热沥青表面张力很小，与干燥的集料润湿性能特好，故热沥青将很容易地进入集料的孔隙中去。但一般不会充满，即整个孔隙通道内部一段为水汽，外部一段为沥青。随着沥青混合料温度逐渐降低，残存在孔隙深处的水汽将逐渐由气态转变为液态，且体积减小。由于体积减小，而堵在孔隙浅处的沥青又阻碍大气进入，于是在孔隙内部产生了一个负压。在此负压作用下，已进入隙内的沥青不但不会外流，相反还会向内流动。随着混合料温度的继续下降，沥青逐渐变稠，最后凝固，将孔隙堵死。
由此看来，由多孔性集料生产的沥青混合料，集料孔隙中的沥青一般不会轻易流出，残存在内部的水也不易出来。
水对石料的润湿能力大于沥青对石料的润湿能力。因此，表面涂有沥青的石料在水的长期浸泡下，石料表面的沥青膜能被水剥离下来。
加热集料的孔隙吸收沥青待冷却后，孔隙深处的水汽将冷凝成为液态水，时间长久，理所当然地要剥离粘附在孔壁周围的沥青；但因水量很少，未及孔隙口时，液态水可能已全部变为附着于孔壁的薄膜水，再无力继续向外浸润。此时，剥离沥青的过程也就停止。所以残留的孔隙水一般不会殃及孔隙外粘附在集料表面的沥青膜，亦即沥青混合料的粘聚力不会因之降低。因此，沥青混合料的强度也不会受到什么影响。所做多孔玄武岩集料的沥青混凝土的马氏稳定度达13～14kn，即有力地说明了这一问题。
2.3孔隙内残留水冰冻的影响孔隙内残留水如果仍为液态时，在负温下要结冰。结冰时因发生体积膨胀，故包围着冰块的集料孔壁及吸入孔隙内部的沥青要承受这一膨胀压力。但因为沥青比石料软，随着沥青的受压变形，大部分膨胀力可能被沥青所吸收，集料受力情况将有所缓和，因而集料可免遭破坏。
基于以上，可以认为，沥青混合料使用多孔玄武岩集料，不致于会产生灾难性的后果。
3、几点建议
多孔玄武岩集料毕竟不同于一般的致密玄武岩集料，由于经验不足，使用时有必要采取一些稳妥的技术措施。为此，提出如下几点建议：
（1）堵住水源。多孔玄武岩集料对沥青混合料的不利影响，主要来自孔隙中的水。因此，只要能将水源截住，不准水进入孔隙中去，主要问题就解决了。为此，应在开采、堆积、运输、储存时用搭棚或覆盖的办法尽量防止水的侵入。
（2）在进行沥青混合料配合比设计时，应考虑被集料吸收的那部分沥青量。可参考美国ms-2设计方法进行各指标的计算。
（3）在沥青中应掺加抗剥离剂。
（4）生产时适当延长烘干时间，尽量驱尽孔隙中的水分。
第四篇 纳米CeO2/Zn金属基复合材料在锌镀层中的应用_材料工程论文
【摘?? 要】锌镀层的使用寿命取决于镀层的耐蚀能力，为达到提高其耐蚀能力目的，文章探讨了纳米ceo2/zn金属基复合材料在锌镀层中的应用，并从其应用的优越性和可行性方面作了。
【关键词】锌镀层；耐蚀；纳米氧化铈；金属基复合材料
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锌镀层用于防止钢铁制品的锈蚀，已有200多年的历史，至今，它在钢铁材料防蚀涂层中仍占有重要的地位。锌镀层的使用寿命取决于镀层的耐蚀能力，镀层的耐蚀能力越强，则镀层的使用寿命就越长。随着日益发展的科技与经济的需要，如何更好的改善镀层的耐蚀能力对镀层材料提出了更高的要求。
一、土元素在镀锌防腐蚀应用研究中的进展
随着对稀土材料的开发研究，人们逐渐认识到其优越性，并将其应用在不同领域。20世纪80年代，hinton和wilson首次研究了稀土对纯锌的缓蚀作用，发现1.0g/l的cecl3可使纯锌的腐蚀速率降低到原来的1/10，使电镀锌的腐蚀速率降低到原来的1/2，腐蚀试验完毕后纯锌和电镀锌表面形成了一层黄色的膜。之后，hinton进一步研究了纯锌和电镀锌表面的稀土转化膜的成分和结构，发现膜中主要组成物质是ceo2和zn，并且ce是以四价形式存在于膜中的。昆明理工大学的郭忠诚副教授在1996年第5期的《金属学报》中发表过一篇《稀土对复合镀工艺及镀层性能的影响》，研究了稀土对ni-sic复合镀工艺及镀层性能的影响。www.meiword.coM结果表明，添加适量的稀土能显著地提高复合镀层中微粒的含量、硬度和耐磨性。
已有研究表明，加入稀土氧化物ceo2所产生作用如下：
1．稀土元素细化微观组织结构，减小第二相树状晶体间距和涂层夹杂物含量；
2．稀土元素的加入对减少涂层金属材料在基体上的扩散是很有效的；
3．稀土元素可以增大衍射角，降低晶体面间距和点阵常数；
4．稀土元素的加入提高抗腐蚀性能，钝化显著提高，腐蚀速率明显降低。
但是，稀土元素对于降低镀层腐蚀速率幅度与人们的期望值相比还略显不足，故此工艺也未能在生产中获得广泛应用。
二、纳米金属基复合材料的优越性
在镀层中添加纳米微粒改善锌镀层的耐蚀性，是在纳米技术之上建立起来的新方法。纳米微粒具有很多独特的物理及化学性能包括表面效应，体积效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性质。纳米材料这种非凡的特性赋予了这种方法广泛的发展前景，值得进一步深入研究。材料的分子尺度或纳米尺度设计是目前高性能复合材料研究的前沿科学。roy和kormameni等于1984年首次提出了纳米复合材料（nanocomposite）的概念，即复合物的分散相至少有一相的一维尺度在100纳米以下。由于纳米复合材料的基体相和分散相的界面面积特别大，如果能把分散相和基体相性质充分的结合起来，将大大改进和提高材料的性能。纳米颗粒在基体相中的作用不仅仅是补强，还能赋予基体很多别的性能。如由于其粒子尺寸小，透光性好，将其加入塑料中可以使塑料变得很致密。在半透膜中添加纳米材料后，不但透明的程度增加，韧性、强度也有所改善，且防水性大大增强。经过测试，纳米复合材料的性能优于同组分的常规复合材料。因此，制备纳米复合材料是获取高性能材料的有效方法之一。纳米复合材料按基体材料类型可以分为3种：金属基纳米复合材料、陶瓷基纳米复合材料、聚合物基纳米复合材料。金属基纳米复合材料是由纳米级的金属或非金属粒子均匀地弥散在金属及合金基体中而成，较之传统的金属基复合材料，其比强度、比模量、耐磨性、导电、导热性能等均有大幅度的提高。从国内外文献报道情况来看，目前，世界各国所发展的纳米复合材料多局限于聚合物材料中，而采用纳米粉体改性整体金属材料方面所做的工作却比较少。这是因为对于金属材料基体而言，尚无特别好的分散方法对团聚状态的纳米粉体进行分散。纳米金属基复合材料是一个尚未开发的处女地，是很有前景的一种新材料，这也是本课题需要解决的难点。
三、纳米氧化铈/锌金属基复合材料的制备和应用
金属基纳米复合材料的制备比聚合物基纳米复合材料要复杂和困难得多，这与金属的固有物理、化学特性2024。目前，制备金属基纳米复合材料的主要难点在于：
1．巨大的表面所产生的表面能使具有纳米尺寸的物体之间存在极强的团聚作用而使颗粒尺寸变大。如何能将这些纳米单元体分散在金属基体中构成复合材料，使之不团聚而保持纳米尺寸的单个体以充分发挥其纳米效应是合成金属基纳米复合材料必须解决的首要问题。然而迄今为止尚无十分有效的分散方法对团聚状态的纳米粉体在金属基体中进行分散。
2．为保证与纳米增强相能进行良好的复合，基体金属必须具有足够的流动性、成型性。但基体金属一般均具有较高的熔点，因此，金属基纳米复合材料在高温制备时势必会发生严重的界面反应、氧化等有害的化学反应如何严格控制界面反应是制备高性能金属基纳米复合材料的又一关键所在。3．金属基体与纳米第二相之间浸润性差，甚至不浸润，必须设法对纳米微粒进行适当的表面处理以改善与（下转第61页）(上接第62页）基体的浸润性。???
本课题拟制备纳米氧化铈/锌金属基复合材料，纳米稀土粉末由于其粒度非常细小、比表面能特别大，通常处于团聚状态，如果将其直接加入到热镀锌镀液中，其团聚现象将更为严重，而且还会产生偏聚。为此，拟采用粉末冶金方法先制备出纳米ceo2/zn复合材料，作为中间体将纳米ceo2带入热镀锌镀液中。但对于常规粉末冶金法而言，混合物的均匀性很大程度上取决于两种粉末粒度的差别，纳米ceo2粉末与纯锌粉末的粒径相差很大，这就决定了粉末混合物的均匀性较差；而且纳米ceo2颗粒又呈团聚状态，所以很难实现纳米ceo2颗粒在锌基体中的弥散均匀分布。为解决这个问题，关键是先制备出均匀的纳米ceo2/zn复合粉末。高能球磨作为一种材料制备的重要工艺方法，日益受到国内外材料科学界的重视。特别是在纳米材料科学与技术领域，2024高能球磨法制备纳米金属、纳米金属间化合物材料、纳米复合材料、非晶材料、纳米陶瓷等的研究很多，并取得了很大的进展。作者采用高能球磨法成功制备出纳米ceo2颗粒弥散均匀包覆、镶嵌在锌颗粒之上的纳米ceo2/zn复合粉末，并通过xrd、sem详细研究了粉体的组成、微观形貌（具体制备方法和结论将在另一篇文章中介绍），这意味着如以这种稀土金属基纳米复合材料作为中间合金代替单纯的锌合金，用在钢铁件表面实施热浸镀，可显著提高锌镀层的耐腐蚀性能，另外，高能球磨法制备工艺简单，成本低廉，容易实现大规模工业化应用。
四、结论
纳米ceo2/zn金属基复合材料在锌镀层中的应用可以使锌镀层的防腐能力得到质的飞跃，这在纳米涂层材料的开发应用方面提出了一种新思路，具体的实施还有待于进一步研究，但在锌镀层方面的应用毫无疑问有着极为广泛的应用前景。
【参考文献】
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第五篇 高效建筑砂浆外加剂的性能研究_材料工程论文
摘要：? sg系列高效建筑砂浆外加剂是一种新型的水泥砂浆拌合物外加剂，掺入后不仅能改善建筑砂浆的和易性和保水性，而且能明显提高砂浆的各项性能指标。详细地介绍了掺sg外加剂建筑砂浆的性能指标，并与末掺外加剂的砂浆作对比。该产品已在多项建筑工程中应用，技术经济效益显著。
关键词：? 建筑砂浆外加剂砌筑砂浆抹灰砂浆
l前言
当前，我国建筑工程中60％以上的建筑物仍沿用砖、砌块等墙体材料。砌筑、抹灰施工中使用的建筑砂浆都为水泥砂浆或混合砂浆。所谓混合砂浆就是在水泥砂浆中掺加一定量的石灰膏或石灰粉，以改善其和易性，使之容易施工操作。但由于石灰质量不稳定，导致所配制的砂浆强度低、粘结性差，影响砌体工程质量，而且由于石灰粉掺加时粉尘大，施工现场劳动条件差，环境污染严重，不利于文明施工。因此，如何提高和稳定建筑砂浆的质量，改善施工操作条件等是建筑施工中亟待研究解决的现实问题。国外建材市场采用干拌料商品供应砌筑、抹灰用砂浆材料，使用较方便，性能较稳定，但成本很高。国内自70年代末开始，一些地方采用微沫剂来改善砂浆的和易性，即在水泥砂浆中掺入松香皂来代替部分或全部石灰。实践证明，砂浆中掺入微沫剂后，能改善和易性，而对其强度有一定影响，加量过多将明显降低砂浆的强度和粘结性，故目前已很少使用，有的地区已明文规定禁止使用。sg系列高效建筑砂浆外加剂（以下简称sg系列外加剂）是一种新型的水泥砂浆拌合物添加剂，它完全不同于微沫剂，它的掺入不仅能显著改善建筑砂浆的和易性和保水性，而且能明显提高水泥砂浆的各项性能指标。wwW.meiword.CoM
2配制
sg系列外加剂是根据水泥拌合物的水化机理，选用多种无机材料、有机高聚物、表面活性剂、偶联添加剂等专用材料配制而成的。为了满足不同施工要求，sg系列外加剂分为sg—l型（砌筑用）及sg—2型（粉刷抹灰用）2种。
3性能
对掺sg系列外加剂配制的建筑砂浆性能作了较系统的实验室研究，并与末掺外加剂的水泥砂浆及混合砂浆的性能作了对比。
试验采用杭州双流水泥厂生产的425＃散装普通硅酸盐水泥；砂的细度模数为1.81的建筑用细砂或标准砂；sg—1型外加剂掺量为水泥用量的0.2％；sg—2型外加剂掺量为
水泥用量的0.4％～0.6％。试验方法按jgj70—90要求进行。
3.1 sg系列外加剂对砂浆用水量、稠度及凝结时间的影晌
掺加sg系列外加剂后，砂浆的用水量明显下降，在稠度相近时，其用水量可减少10％以上，有的可达20％～30％，甚至更多。
测定结果显示，在水泥砂浆中掺入sg系列外加剂后，其初凝及终凝时间略有延缓，但总体影响不大，略有延缓对施工操作是有利的。
3.2砂桨分层度对比试验
测试结果显示，掺sg系列外加剂的砂浆分层度完全符合砂浆技术要求的规定不大于3cm，明显低于基准砂浆的分层度，甚至比混合砂浆还低，其中sg—2型效果更好，这
说明掺sg系列外加剂后，砂浆的保水性能得到很大改善，砂浆的施工性能十分优良。
3.3掺sg系列外加剂砂浆的体积变化
掺sg系列外加剂后，砂浆的表观密度减小，这是因为sg系列外加剂具有表面活性作用，通过搅拌产生引气作用，使砂浆含气量适量增加，和易性提高。与基
准砂浆相比，在相同质量比时体积增加，在不影响砂浆强度的情况下，适当调整砂灰比例后，其砂浆体积比仍可达到或超过混合砂浆。
掺加sg系列外加剂后，砂浆的和易性明显改善，用水量相应减少，搅拌后产生的适量微气泡使拌和物骨料颗粒间的接触点大大减少，降低了颗粒间的摩擦力，砂浆表观松软，粘性好，操作方便，在现场施工中获得好评。
3.4 sg系列外加剂对砂桨强度的影响
3.4.1对抗压强度的影响砂浆的抗压强度是性能检验的主要依据，我们对掺有sg—l系列外加剂砂浆及基准砂浆的试块作了一系列抗压强度对比试验。
可见，砂浆中sg—l型外加剂的掺入，当控制砂浆稠度基本一致时，砂浆抗压强度随着外加剂掺量增加而呈增加趋势，直至掺量为水泥用量的0.3％时达最高值，随后略有下降，但在掺量为0.5％时仍比基准砂浆的强度高。其中掺量在0.2％～0.3％效果较显著，因此掺量为0.2％较合适，这样在施工中即使掺量略有波动，也不会造成砂浆强度的下降。
影响砂浆抗压强度的因素比较多，其中砂的细度对砂浆抗压强度影响较大，选用中砂砂浆的抗压强度有明显提高.
对不同砂灰比的砂浆抗压强度也作了试验。由表8可见，随着用砂量的增加，掺sg—1型外加剂的砂浆抗压强度逐渐下降。
我们对掺外加剂砂浆的抗压强度与混合砂浆的抗压强度也作了比较，可见，在相同砂灰比时，掺外加剂砂浆的抗压强度比混合砂浆有较大提高。
3.4.2对抗剪强度的影响
砌筑砂浆的粘接性能好坏比其抗压强度更为重要，因此砂浆的抗剪强度更能反映砌筑特性的要求。
水泥砂浆中掺加sg系列外加剂后，抗剪强度大大高于同配比的基准砂浆及混合砂浆，可提高l～2倍.
从试验结果看，用掺sg系列外加剂砂浆粘结的红缸砖试件的抗剪强度比基准砂浆的抗剪强度高3～4倍。在砂浆砖砌体抗剪强度试验中发现：掺sg系列外加剂砂浆与砖表面的粘结很牢固，试件在试验中均破坏在砂浆层内，而基准砂浆试件的破坏均发生在砂浆面与砖表面之间；混合砂浆试件破坏时，砂浆呈粉碎性破坏，而砖面上基本没有粘上砂浆。
3.4，3对砂浆的后期抗压强度的影响
在砂浆中掺加sg—l型外加剂后，其后期抗压强度有进一步增加.从这点看，sg系列外加剂完全不同于砂浆微沫剂。sg系列外加剂的掺入不仅改善了砂浆的和易性，使施工易于操作，而且能激发水泥颗粒的水化，提高水泥砂浆的强度及砖砌体之间的粘结性。
4应用
sg系列外加剂呈均匀细粉状，易溶于水，运输及使用十分方便，并已在多项建筑工程上进行试用，效果较理想。例如浙江中天集团承建的杭州市公安局工地，建筑面积3万多m2，原设计采用混合砂浆作砌筑砂浆，后因石灰质量不好，改用掺加sg—1型外加剂水泥砂浆，完全不用石灰，质量配比为水泥：砂：sg—l＝1：7： （0，002～0.003），砂浆不泌水，粘结性好，强度高；抹灰采水泥：砂：sg—2＝1：5：0.004，拌制的砂浆和易性好，放置2h也不泌水，易施工，不起壳，强度高，减轻了劳动强度，改善了施工条件，降低了施工成本，受到欢迎。又如由余杭二建公司承建的浙江省教委电化中心勾庄工地，建筑面积2050m2，刚开始时，采用混合砂浆，也因石灰质量差，砂浆强度很低，后改用掺加sg—1型外加剂砂浆作砌筑，配合比为水泥：砂：sg—1＝1：9： 0.002，砂浆强度超过设计m 5.0的要求，内外墙粉刷抹灰采用配合比水泥：砂：sg—2＝1：（4～6）：0.006，墙面粉刷施工已完成，经检查，粉刷层不起壳，不开裂，粘结性很好，顶棚粉刷后，下大雨也未发生渗水现象，该工程节约不少水泥和石灰，经济效益不错。
5结论
（1）sg系列外加剂能明显改善建筑砂浆拌合物的和易性和保水性，使砂浆松软，不分层，不泌水，便于施工操作；明显提高砂浆的抗压强度，r28可提高10％～30％，随着龄期的增长，砂浆的抗压强度继续增高；同样，它对砂浆的抗剪强度及砂浆砖砌体抗剪强度均有较大提高，可达l～2倍。
（2）由于掺sg系列外加剂砂浆强度有提高，故现场施工中可适量增大砂灰比，一般可减少水泥用量15％～30％，从而降低了施工成本。一般情况，每立方砌筑砂浆可节约费用20～50元。
（3）sg系列外加剂使用方便，掺量少，可取代混合砂浆中的石灰，使施工现场减少了环境污染，降低了施工人员的劳动强度。它的研制成功和开发应用具有较显著的社会效益和经济效益。
第六篇 型钢混凝土结构抗震性态水平和容许变形值的研究_材料工程论文
【摘要】结合国内外对钢筋混凝土结构性能水平的划分标准，将 src 结构的性能水平划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个阶段；介绍了 src 柱的主要破坏形态， 提出了四个性能水平的失效判别标准和参数；在总结国内外 src 试验柱和平面框架试验研 究资料的基础上，得出 src 框架结构四个性能水平极限状态对应的层间位移角限值和柱端 裂缝宽度分布范围。最后结合性能抗震设计理念，提出 src 结构基于性能抗震设计尚需深 入研究的问题。
关键词：型钢混凝土结构；抗震性能水平；容许变形值；量化指标
abstract
combining with performance grades of reinforced concrete structures at home and abroad, the seiic
performance of steel reinforced concrete (src) structures can be induced into four levels: normal service, temporary service, life safety and collapse prevention. the failure modes and characteristics of src columns are introduced, and limit states of the four seiic performance levels and their dominating parameters are put forward. on the basis of the experiments and results of src frames and columns, the story drifts angle limitation and range of crack width on the column end are obtained for four different seiic performance levels. finally considering ideas of performance based seiic design, problems needed much further study about src structures are proposed.
keywords: steel reinforced concrete (src) structures, seiic performance levels, tolerantdeformation values, quantitative index
1. 引 言
型钢混凝土结构（src 结构）又叫劲性钢筋混凝土结构或钢骨混凝土结构，是钢-混凝 土组合结构的一种形式。www.meiword.cOmsrc 结构通过把钢和混凝土巧妙地组合在一起，充分发挥了这两 种材料的特性，其具有比传统结构承载力高、强度刚度大、稳定性和抗震性能好等优点。随 着超高层建筑的发展和理论研究的深入，src 结构在我国将具有非常广阔的应用前景。目 前国内外对 src 结构的研究工作和成果主要集中在构件的承载能力，即针对强度计算开展 研究[1]。随着基于性能抗震设计理论的提出和发展，人们意识到这种传统基于力的设计方 法还存在缺陷，开展基于性能的 src 结构抗震设计理论则更加科学合理，既符合当代抗震 设计理念的发展趋势，又为工程实践应用和推广型钢混凝土结构提供基础。
确定 src 结构在不同性能水平下的容许变形值是实现其基于性能抗震设计理论的前提 和关键。由于结构的性能与破坏状态2024而结构的破坏状态又可由结构的反应参数或者某 些定义的破坏指标来确定，所以，结构性能水平可以用这些主要的参数来划分。容许变形值 被认为是比较重要的反应参数，但对此方面的研究还比较欠缺，本文即在此背景下研究 src 结构功能失效的判别参数和容许变形值的大小。
2. src 结构的性能水平和抗震设防目标
2.1 性能水平划分
结构的抗震性能水平是指建筑物在某一特定设防地震水准下预期达到的最大破坏程度， 或容许的损坏极限状态。目前对钢筋混凝土结构性能水平的划分比较明确，比如我国现行抗 震规范[2]将其分为三档，美国 vision2000、fema273 和 atc-40 分为四档，当然还有学者 提出其他不同的划分标准。
性能水平为基于性能的抗震设计和震后修复加固提供依据，对于 src 结构，结合已有 的划分方法和试验理论研究成果[2]，将其性能水平分为四档，见表 1 所示。
表 1 src 结构四个性能水平及其宏观描述
tab.1 target performance levels and damage control of src structures
2.2 抗震性能目标确定
结构的性能目标是指一定超越概率的地震发生时，结构期望达到的某种功能水平。我国 现行抗震规范采用小震不坏、中震可修、大震不倒的三水准设防目标，但在表 1 提出的 src 结构性能水平背景下，已有的三水准抗震设防目标需要更加细化。按照小中大三个地震作用 水平和“四档”性能水平，可对 src 结构建立表 2 所示的抗震性能目标。
表 2 src 结构抗震性能目标
tab.2 seiic performance objectives
(其中：①为基本目标，指一般使用要求的建筑应具备的最基本性能目标；②为重要目标，指重要性很高
或地震后危险性较大的性能目标；③为非常重要目标，指对安全有十分危险影响的性能目标)
可以看出，排除掉不符合实际工程的情况，这里对 src 结构建立了 10 个抗震性能目标，
其比钢筋混凝土结构的三水准设防目标有所提高，且“中震可修”的性能目标变得更加具体 化。以上三个地震作用水平、四档结构性能水平和 10 个抗震设防目标的提出为实现 src 结 构基于性能的抗震设计理论奠定了基础。
3. src 框架柱的破坏模式及描述
src 构件是在混凝土中主要配置型钢，同时配有受力和构造钢筋。型钢分为实腹式和 空腹式，实腹式型钢主要有 i 字钢、h 形钢和 l 形钢等。理论和实践均证明，实腹式 src 构件具有较好的抗震性能，而空腹式 src 构件的抗震性能与普通 rc 构件的抗震性能基本 相同。因此，这里主要研究含钢率为 4%～8%的实腹式 src 构件。
3.1 破坏模式和特点
src 柱在水平荷载作用下主要产生三种破坏模式，破坏形态按剪跨比的不同大致分为 三种。当剪跨比小于 1.5 时，src 柱发生剪切斜压破坏，首先剪跨段产生许多大致平行的斜 裂缝，将混凝土分成斜向受压短柱，钢骨腹板此时基本处于纯剪应力状态，最后钢骨腹板在
近似纯剪应力状态下达到屈服强度，剪压区混凝土压碎而破坏；当剪跨比为 1.5~2.5 时，src
柱在反复荷载作用下发生剪切粘结破坏，首先在最大弯矩处出现剪切斜裂缝或竖向粘结裂 缝，随着荷载的增加与往复循环，粘结裂缝扩展成两条沿型钢翼缘的竖向粘结主裂缝，最后 裂缝处混凝土保护层剥落，剪切承载力下降，构件破坏；当剪跨比大于 2.5 时，src 柱的承 载力往往由弯曲应力起作用，一般发生弯曲破坏，其首先在最大弯矩截面处形成水平裂缝， 随着荷载增加，柱底纵筋屈服，紧接着型钢翼缘屈服，随之腹板屈服，混凝土不断剥落， 纵筋和型钢翼缘压屈，最后 src 柱达到最大承载力而破坏。
3.2 与 rc 柱破坏的主要区别
试验研究表明，src 柱比 rc 柱具有更优越的抗震性能，其优越性主要在于型钢的影响。 型钢的存在使构件的变形能力增强，破坏时吸收的能量增大，延性也相应得到提高。rc 柱 的最终破坏是由于压区混凝土的压酥，src 柱由于设置较强劲的钢骨，压区混凝土逐渐压 酥后，rc 部分的承载力将向钢骨转移，其后期仍有相当大的变形能力来延缓破坏。可见， 无论在承载能力和刚度方面，还是在延性和耗能能力方面，src 构件均体现了良好的抗震 性能，其在不同性能水平下的变2024许值也将大于传统 rc 结构，这方面的研究工作值得深 入开展。
4. src 结构功能失效的判别标准和容许变形值大小
4.1 四个性能水平及其极限状态
目前2024结构性能水平的划分方法很多，美国 vision2000、fema273 和 atc-40 均将 其划分为四种性能水平，日本和墨西哥则采取三重性能水准，参照已有的划分标准和我国新 的“建筑工程抗震性态设计通则（试用本）”，本文按照我国抗震设计的需要和建筑损伤加重 的程度，对 src 结构采用正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个性能水平。
传统基于力的抗震设计理论将 rc 结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用 极限状态，基于性能的抗震设计考虑到“投资-效益”因素，从结构受力和业主损失两方面出 发，对应于所提的四个性能水平，将 src 结构的破坏极限状态分为正常使用极限状态、暂 时使用极限状态、生命安全极限状态和接近倒塌极限状态。
4.2 不同性能水平的失效判别标准和参数
为了确定 src 框架柱在四个性能水平下的容许变形值，首先应该能够对各种性能水平 的损坏极限状态进行描述，相应的就必须建立 src 柱不同性能水平的失效判别标准和参数。 传统的 rc 结构采用层间位移角这种单一指标作为量化参数，对于 src 结构，可以利用层 间位移角、裂缝宽度、塑形耗能、塑形转角和延性系数等加以描述和量化。
src 压弯构件经历了混凝土开裂、裂缝延伸扩展，直到压区混凝土剥落，受压纵筋和 型钢受压翼缘屈服，承载力达到峰值的一系列过程，构件最终以受压区混凝土破碎作为丧失 承载力的标志。为了与上述四档性能水平相对应，可将其整个受力过程划分为弹性阶段、带 裂缝工作阶段、弹塑性工作阶段和破坏阶段。
在前述 src 柱破坏形态与剪跨比的定量关系基础上，可以建立 src 柱三种破坏模式各 自的失效判别标准。经过，发现得出的三种失效判别标准之间有很多共同点，因此可将 其归纳为统一的判别标准以便应用。对于 src 柱，从开始加载到沿柱身出现剪切斜裂缝或 弯曲裂缝为正常使用性能阶段，此为弹性工作阶段，以开始出现斜裂缝或弯曲裂缝为正常使
用性能极限状态；从混凝土开始出现裂缝到受拉钢筋或型钢受拉翼缘屈服为暂时使用性能阶
段，此阶段是带裂缝工作阶段，以受拉纵筋或型钢翼缘屈服为暂时使用性能极限状态；从型 钢开始出现屈服到混凝土剥落，纵筋压屈且水平荷载达到最大值为生命安全性能阶段， 此为弹塑性工作阶段，以水平荷载达最大值为生命安全性能极限状态；从 src 柱承载力达 最大值到混凝土保护层严重剥落，直至核芯混凝土发生局部破碎且承载力严重下降为接近倒 塌性能阶段，此阶段为塑形阶段，以核芯混凝土发生局部破碎为接近倒塌性能极限状态。
4.3 不同性能水平的容许变形值
结合上述判别标准，可分别以层间位移角、裂缝宽度、塑形耗能和延性系数等作为 src 结构四个性能水平极限状态的判别参数。考虑到其中一些指标计算的难度，并为了与我国抗 震规范的性能指标相一致，这里以层间位移角和框架柱的裂缝宽度作为各种性能水平极限状 态的判别指标。
为了得到各种性能水平的层间位移角范围，本文对国内外 src 试验柱、src 平面框架 试验共约 90 个数据进行了统计，试验框架柱大部分为实腹式 src 构件，轴压比范围为
0.3~0.8，体积配箍率为 0.8%~2.2%。通过文献[4]-[20]中试验柱和平面框架的变形性能， 以及对各个性能水平极限状态的层间位移角统计结果来看，所有试件在未开裂弹性阶段的层 间位移角分布范围为 1/400～1/185，其中 1/400 对应的 src 柱仅有不到 4%的配钢率且轴压 比较高，大部分试件的弹性位移角集中在 1/350～1/200 范围内；仅有少数试件测到 src 柱 受拉钢筋或型钢屈服时的层间位移角，分布范围为 1/120～1/100，有的学者统计为 1/133～
1/100，但大部分集中在 1/120 左右；所有试件均得到了 src 构件在接近倒塌极限状态的层 间位移角，其分布范围为 1/53～1/11。
表 3 src 结构各性能水平的层间位移角分布范围及分布比
tab. 3 distribution range and proportion of inter-storey drift
正常使用阶段
从上表各性能阶段的层间位移角分布情况来看，src律性较好。按照各个性能水平层间位移角的分布比例，在达到一定安全保证率的情况下，将
src 框架结构正常使用、暂时使用和接近倒塌三个性能水平极限状态的层间位移角限值定
为 1/350、1/120 和 1/35；同时，将生命安全状态的层间位移角限值设在 1/120 和 1/30 之间， 取为 1/75。
另外，框架柱的裂缝宽度也易于作为各种性能水平极限状态的判别指标。文献[4]-[20]
所做的 src 框架柱抗震性能试验中，在对层间和柱端位移角测量的同时，考察到的柱端裂
缝宽度 在正 常使用 、暂 时使用 、生 命安全 和接 近倒塌 四个 性能水 平的 分布范 围为
0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和大于 2mm。
综上所述，本文提出的 src 框架结构在不同性能水平时的层间位移角限值和柱端裂缝 宽度可总结为表 4。
表 4 src 框架结构性能水平量化指标限值
tab. 4 limit value of quantitative index for src structures
5. 结论及建议
1) 提出基于性能的 src 结构抗震设计理论这一新课题，结合国内外对钢筋混凝土结构 性能水平的划分标准，将 src 结构的性能水平划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接 近倒塌四个等级，在此基础上建立了 src 结构的 10 个抗震设防目标；
2) 总结了 src 柱在不同剪跨比时的破坏形态，提出了四个性能水平的失效判别标准和 参数，建议各自的层间位移角限值分别取 1/350、1/120、1/75 和 1/35，并将对应的柱端裂缝 宽度范围定为 0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和>2mm；
3) 本文所提四个性能水平的容许变形值仅建立在少量试验基础上，还需要将试验量测 结果和大量数值模拟结合起来，从理论上建立容许变形值的计算公式；同时，已有的 src 结构试验研究主要针对框架结构，目前迫切需要开展型钢混凝土组合件和型钢混凝土剪力墙 的试验研究，以便为全面实现 src 结构性态抗震设计提供依据。
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