1.2.1　材料的强度

材料的强度是指材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力。通常以材料在外力作用下失去承载能力时的极限应力来表示，亦称为极限强度。

由于外力作用方式的不同，材料强度主要有抗压、抗拉、抗剪、抗弯（抗折）强度等，其数值是通过对材料试件进行破坏试验而测得的，如图1-5所示。

图1-5　材料承受各种外力示意图

材料的抗压、抗拉、抗剪强度可按下式计算：

式中　f——材料抗拉、抗压、抗剪强度，MPa；

F——材料破坏时的最大荷载，N；

A——试件受力面积，mm2。

材料的抗弯强度与受力情况有关。一般试验方法是将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载，对矩形截面试件，其抗弯强度可按下式计算：

式中　fW——材料的抗弯强度，MPa；

F——材料受弯破坏时的最大荷载，N；

l——两支点的间距，mm；

b、h——试件横截面的宽度及高度，mm。

材料的强度主要取决于材料的成分、组织结构与受力特点。不同种类的材料，强度不同；同一种材料，受力情况不同时，强度也不同。如混凝土、砖、石等脆性材料，抗压强度较高，抗弯强度很低，抗拉强度则更低；而低碳钢、有色金属等，其抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度则大致相等同一种材料，当组织结构不同时，强度也有较大的差异。如孔隙率大的材料，强度往往较低又如层状材料或纤维状材料则会表现出各向强度有较大的差异。细晶结构的材料，强度一般要高于同类粗晶结构材料。

除上述内在因素会影响材料强度外，测定材料强度时的试验条件，如试件尺寸和形状、试验时的加荷速度、温度与湿度、试件的含水率等也会对试验结果有较大的影响。如测定混凝土强度时，同样条件下，棱柱体试件的抗压强度要小于同样截面尺寸的立方体试件抗压强度。尺寸较小立方体试件强度要高于尺寸较大的立方体试件强度。加荷速度较快时强度测定值要比加荷速度较慢时强度测定值高一些。因此在测定材料强度时，必须严格按照标准规定的方法进行。

对于以强度为主要指标的材料，通常以材料强度值的高低划分成若干等级，称为强度等级，如水泥、混凝土、砂浆等材料强度的大小，常用强度等级来表示。