动画：材料受力分析
1.材料的强度
材料的强度是指材料在外力（荷载）作用下破坏时能承受的最大应力。由于外力作用的形式不同，破坏时的应力形式也不同。工程中最基本的外力作用如图2-5所示，相应的强度分别为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度。
图2-5 材料所受外力示意
材料的抗拉、抗压、抗剪强度，可用下式计算：
式中 f——材料的抗拉（或抗压或抗剪）强度（MPa）；
P——材料破坏时的最大荷载（N）；
A——受力面积（mm2）。
材料的抗弯试验一般采用矩形截面试件，在试件跨中作用一集中荷载，其抗弯强度可按下式计算：
式中 f——试件的抗弯强度（MPa）；(www.xing528.com)
P——试件破坏时的最大荷载（N）；
L——试件两支点之间的距离，即跨度（mm）；
b——试件截面的宽度（mm）；
h——试件截面的高度（mm）。
影响材料的实际强度的因素主要有以下两个方面：
（1）材料的内部因素（组成、结构）是影响材料强度的主要因素。
（2）测试条件是影响材料强度的另一要素。
当加荷速度较快时，由于变形速度落后于荷载的增长，故测得的强度值偏高；而加荷速度较慢时，测得的强度值偏低；当受压试件与加压钢板之间无润滑作用时（如未涂石蜡等润滑物时），加压钢板对试件两个端部的横向约束抑制了试件的开裂，因而测得的强度值偏高；试件越小，上述约束作用越大，且含有缺陷的概率越小，故测得的强度值偏高；受压试件以立方体形状测定值高于棱柱体试件测定值；一般温度较高时，测得的强度值偏低。为了使试验结果比较准确且具有可比性，国家规定了各种材料强度的标准试验方法。在测定材料强度时，必须严格按照规定的标准方法进行。
2.材料的强度等级、比强度
大多数建筑材料可根据其极限强度的大小划分为若干不同等级，称为材料的强度等级。脆性材料如混凝土、水泥、石材等，主要根据其抗压强度来划分等级；塑性材料如钢材等，主要根据其抗拉强度来划分等级。
不同强度的材料进行比较，可采用比强度这个指标。比强度等于材料的强度与其表观密度之比。比强度是评价材料是否轻质高强的指标。几种主要材料的比强度值见表2-2。
表2-2 几种主要材料的比强度值
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