Der er mange typer byggematerialer, der anvendes i konstruktion, såsom beton, stål, træ og murværk. Hvert materiale har forskellige egenskaber som vægt, styrke, holdbarhed og omkostninger, hvilket gør det velegnet til visse typer applikationer. Valget af materialer til byggeri er baseret på omkostninger og effektivitet til at modstå de belastninger og belastninger, der virker på strukturen., Som bygningsingeniør arbejder jeg med mine klienter for at beslutte, hvilken type materialer der bruges i hvert projekt afhængigt af bygningens størrelse og brug.
fremstillingen af byggematerialer er en veletableret og standardiseret industri, der er i stand til at levere en pålidelig levering af materialer af høj kvalitet til vores strukturer.Produktionen af byggematerialer af strukturel kvalitet er underlagt kvalitetskontrolprocedurer, der involverer inspektion og testning i henhold til nationale standarder og videnskabelige testmetoder.,
en del af bygningsingeniørens ansvar er at udarbejde projektspecifikationerne inklusive alle byggematerialer og gældende standarder og bestemmelser, der skal overholdes. Dette er en afgørende del af ethvert projekt for at specificere kvaliteten Og egenskaberne af materialer, der skal bruges.
byggematerialer kan generelt opdeles i to kategorier: Naturlige byggematerialer som sten og træ, og menneskeskabte byggematerialer som beton og stål., Begge kategorier kræver normalt et vist niveau af forberedelse eller behandling inden brug i en strukturel applikation. Nedenfor er listen over materialer, jeg brugte mest i ingeniørrådgivningsprojekter.,
| Material type | Sample compressive strength as force (Newton) per unit area (mm2) | |
| Steel | 300 MPa* | |
| Concrete | 25 MPa* | |
| Masonry | 10 MPa* | |
| Wood | Parallel to grain | 5 MPa* |
| Perpendicular to grain | 3.,5 MPa* | |
*MPa: mega Pascal eller N/mm2
beton:
beton er et kompositmateriale fremstillet af blandecement, aggregater såsom sand og knust sten og vand. Egenskaberne af beton afhænger af de forhold, der anvendes i blandingsdesignet. Derfor er det en standardpraksis for betonleverandører at levere materialeegenskaber og testresultater for hver betonplaster.,
frisk beton kan hældes i formværker for at tage enhver form eller form og tager tid at hærde i et stenlignende materiale. Det tager op til 7 dage for beton at nå størstedelen af sin styrke og vil have særlig opmærksomhed på hærdning for at undgå revner eller reduktion i kapaciteten. Beton er meget alsidig og er min gå til materiale til applikationer, der kræver en kombination af styrke og holdbarhed. For eksempel er beton et fremragende materiale til bygning af fundamenter, hvor vægten af strukturen møder jorden., Dette kræver styrke til at bære belastningen og også holdbarhed til at modstå kontakten med den omgivende jord.
beton er meget stærk, når den udsættes for kompressionspændinger, men den er skør og har begrænset trækstyrke. Kombineret med stål armeringsjern, armeret beton er stærkere og mere egnet til en bred vifte af strukturer såsom høje multi-etagers bygninger, broer, veje, tunneler og så mange andre applikationer.,
Stål:
stål er en af de stærkeste byggematerialer til rådighed med fremragende styrke kapacitet i både spænding og kompression. På grund af dets høje styrke-til-vægt-forhold er det ideelt til strukturelle rammer for høje bygninger og store industrielle faciliteter. Strukturelle stål er tilgængelig i standard former sådanne er vinkler, jeg bjælker og C-kanaler. Disse former kan svejses sammen eller tilsluttes ved hjælp af højstyrkebolte til at opbygge strukturer, der er i stand til at modstå store kræfter og deformationer.,
stål er et relativt dyrt byggemateriale, så det er bygningsingeniørens ansvar at vælge økonomiske størrelser og former i henhold til de faktiske belastninger på bygningen for at undgå overdesign. På grund af de højere omkostninger ved stål, jeg får ofte spørgsmål fra vores kunder, der spørger, om der er en måde at reducere vægten og størrelsen på nogle af stålmedlemmer i strukturen. Dette kan gøres, hvis belastningerne kan reduceres på medlemmerne og/eller yderligere lodrette understøtninger kan indføres., Installationen af stål er mindre tidskrævende i forhold til beton og kan installeres i enhver form for miljø.
træ:
træ har været brugt som byggemateriale i tusinder af år, og hvis korrekt vedligeholdt kan vare i hundrede år. Det er en let tilgængelig og økonomisk gennemførlig naturressource med en let vægt og meget bearbejdelige egenskaber. Det giver også god isolering fra kulden, hvilket gør det til et fremragende byggemateriale til boliger og boliger.,
træstykker, der anvendes til konstruktion, er maskinhøvlede og savet i bestemte dimensionelle specifikationer. Dimensionelt tømmer kommer i bredt tilgængelige sektioner som 2 “44”, 2″ .6 ” osv. Dette er almindeligt anvendt i konstruktionen af vægge og gulve. Tro det eller ej, en 2 “44”er faktisk 1.” Bred 3 3.” høj. Træ, der kommer i større dimensioner kaldes træ eller bjælker og er almindeligt anvendt til at konstruere rammerne af store strukturer såsom broer og multi-etagers bygninger., Manipuleret træ er en anden type træ, der anvendes i konstruktion, der består af forskellige former for træ limet sammen for at danne et kompositmateriale, der er egnet til specifikke byggeapplikationer. Eksempler på manipuleret træ er limet lamineret træ (limtræ), krydsfiner og fiberplader.
på grund af sin lette vægt er træ ikke det mest egnede byggemateriale til at understøtte tungere belastninger og ikke ideelt til lange spændinger. Træ bruges sjældent til fundamenter og kældervægge, da det skal trykbehandles på grund af dets kontakt med jord/fugt, som kan være ret dyrt., I et træindrammet hus er fundamenterne og kældervæggene normalt konstrueret med armeret beton.
murværk:
murværkskonstruktion bruger individuelle enheder til at bygge strukturer, der normalt bruger mørtel til at binde enhederne sammen. Det mest almindelige materiale, jeg bruger i design af murkonstruktioner, er betonblok, med lodret stålforstærkning, hvis det kræves. Murværk er stærk i modstand mod kompressionsbelastninger / spændinger, hvilket gør det ideelt at bruge til konstruktion af bærende vægge., Andre murværk materialer omfatter mursten, sten og glas blok. Murværk er et meget holdbart og brandsikkert materiale, men det kan være følsomt over for mørtel og håndværkskvalitet.
der har været en stigning i brugen af murværk som bærende vægge til design af bygninger i flere etager på mit kontor. Det strukturelle system består typisk af betongulve understøttet på en kombination af murværk og armeret betonvægge afhængigt af antallet af gulve og mængden af belastning på væggene., Murede vægge med vinduer eller åbninger har brug for vandrette bjælker eller overliggere for at spænde over vægten af væggen over åbningen. Murværk er ikke så imødekommende over for store åbninger i vægge som beton eller stål indramning er, men kan være et økonomisk valg, hvis indramning og åbning størrelser er rimelige og længden af væg segmenter er ikke for kort.
bærende murvægge kan stables oven på hinanden for at bygge bygninger i flere etager. Belastningen på første sal murværk er akkumuleringen af al vægten af gulvene over den., Derfor skal den nederste gulvvæg være stærkere end de øverste gulvvægge. Dette kan opnås ved at forstærke hulrummet i de nederste murvægge med stålstænger og betonmørtel. Flere stålstænger tættere afstand af fugede kerner svarer til stærkere murvægge. Hvis en bærende murvæg ikke strækker sig helt ned til fundamentet på grund af nødvendige åbninger såsom parkade-drevgangene, kræves store beton-eller ståloverføringsbjælker for at understøtte væggen over åbningen.,
Der er meget mere, der kan dækkes om emnet byggematerialer, men forhåbentlig giver dette dig en god forståelse af hvert af de vigtigste materialer og de applikationer, der passer bedst til hver af dem. Hvis du har spørgsmål til et af disse materialer, er du velkommen til at forlade dem i kommentarafsnittet nedenfor.
er du stadig interesseret i at lære mere om det grundlæggende inden for konstruktionsteknik? Grib vores gratis ultimative Guide til grundlæggende konstruktionsteknik her.
vil du have mere? Deltag andre arkitekter, entreprenører og ingeniører i vores omfattende online kursus i dag!,
- forfatter
- Seneste indlæg
- hvilke typer byggematerialer anvendes til bygninger? – 28. maj 2019
- hvad er konstruktionsteknik, og hvad gør strukturelle ingeniører?, – 11. maj 2019