Es gibt viele Arten von Baustoffen wie Beton, Stahl, Holz und Mauerwerk. Jedes Material hat unterschiedliche Eigenschaften wie Gewicht, Festigkeit, Haltbarkeit und Kosten, wodurch es für bestimmte Arten von Anwendungen geeignet ist. Die Wahl der Materialien für den Bau basiert auf Kosten und Effektivität, um den Belastungen und Belastungen standzuhalten, die auf die Struktur einwirken., Als Bauingenieur entscheide ich mich gemeinsam mit meinen Kunden für die Art der Materialien, die in jedem Projekt verwendet werden, abhängig von der Größe und Nutzung des Gebäudes.
Die Herstellung von Baustoffen ist eine gut etablierte und standardisierte Industrie, die in der Lage ist, eine zuverlässige Lieferung hochwertiger Materialien für unsere Strukturen bereitzustellen.Die Herstellung von Baustoffen unterliegt Qualitätskontrollverfahren, die Inspektionen und Tests nach nationalen Standards und wissenschaftlichen Prüfmethoden beinhalten.,
Ein Teil der Aufgaben des Bauingenieurs besteht darin, die Projektspezifikationen einschließlich aller Baumaterialien sowie der geltenden Normen und Bestimmungen zu erstellen. Dies ist ein entscheidender Teil jedes Projekts, um die Qualität und Eigenschaften der zu verwendenden Materialien festzulegen.
Baustoffe lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: Natürliche Baustoffe wie Stein und Holz sowie künstliche Baustoffe wie Beton und Stahl., Beide Kategorien erfordern in der Regel ein gewisses Maß an Vorbereitung oder Behandlung vor der Verwendung in einer strukturellen Anwendung. Unten ist die Liste der Materialien, die ich am meisten in Ingenieurberatungsprojekten verwendet habe.,
| 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 oder N/mm2
Beton:
Beton ist ein Verbundwerkstoff aus mischen von Zement, Zuschlagstoffen wie sand und Schotter und Wasser. Die Eigenschaften von Beton hängen von den im Mischungsdesign verwendeten Verhältnissen ab. Daher ist es für Betonlieferanten üblich, Materialeigenschaften und Testergebnisse für jedes Betonpflaster bereitzustellen.,
Frischer Beton kann in Form gegossen werden, um jede Form oder Form anzunehmen und braucht Zeit, um zu einem steinähnlichen Material zu härten. Es dauert bis zu 7 Tage, bis der Beton den größten Teil seiner Festigkeit erreicht hat, und es muss besonders auf die Aushärtung geachtet werden, um Risse oder Kapazitätsreduzierungen zu vermeiden. Beton ist sehr vielseitig und ist mein Go to Material für Anwendungen, die eine Kombination aus Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Zum Beispiel ist Beton ein ausgezeichnetes Material für den Bau von Fundamenten, bei denen das Gewicht der Struktur auf den Boden trifft., Dies erfordert Stärke, um die Last zu tragen, und auch Haltbarkeit, um dem Kontakt mit dem umgebenden Boden standzuhalten.
Beton ist bei Druckbeanspruchungen sehr stark, jedoch spröde und hat eine begrenzte Zugfestigkeit. In Kombination mit Stahlbeton ist Stahlbeton stärker und besser geeignet für eine Vielzahl von Konstruktionen wie hohe mehrstöckige Gebäude, Brücken, Straßen, Tunnel und so viele andere Anwendungen.,
Stahl:
Stahl ist einer der stärksten verfügbaren Baustoffe mit ausgezeichneter Festigkeitskapazität sowohl in der Spannung als auch in der Kompression. Aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses ist es ideal für den strukturellen Rahmen von hohen Gebäuden und großen Industrieanlagen. Baustahl ist in Standardformen wie Winkeln, I-Trägern und C-Kanälen erhältlich. Diese Formen können miteinander verschweißt oder mit hochfesten Schrauben verbunden werden, um Strukturen zu bilden, die großen Kräften und Verformungen standhalten können.,
Stahl ist ein relativ teurer Baustoff, daher liegt es in der Verantwortung des Bauingenieurs, wirtschaftliche Größen und Formen entsprechend den tatsächlichen Belastungen des Gebäudes zu wählen, um eine Überkonstruktion zu vermeiden. Aufgrund der höheren Stahlkosten bekomme ich oft Fragen von unseren Kunden, ob es eine Möglichkeit gibt, das Gewicht und die Größe einiger Stahlelemente in der Struktur zu reduzieren. Dies kann geschehen, wenn die Lasten auf die Elemente reduziert und / oder zusätzliche vertikale Stützen eingeführt werden können., Die Installation von Stahl ist im Vergleich zu Beton weniger zeitaufwendig und kann in jeder Umgebung installiert werden.
Holz:
Holz wird seit Tausenden von Jahren als Baumaterial verwendet und kann bei richtiger Wartung hundert Jahre halten. Es ist eine leicht verfügbare und wirtschaftlich machbare natürliche Ressource mit geringem Gewicht und hochbearbeitbaren Eigenschaften. Es bietet auch eine gute Isolierung gegen Kälte, was es zu einem hervorragenden Baumaterial für Häuser und Wohngebäude macht.,
Im Bau verwendete Holzstücke werden maschinell gehobelt und in bestimmte Maßangaben gesägt. Maßholz kommt in weit verbreiteten Abschnitten wie 2″x4″, 2″x6″, etc. Dies wird häufig beim Bau von Wänden und Böden verwendet. Ob Sie es glauben oder nicht, ein 2″x4″ ist eigentlich 1 ½ „breit x 3 ½“ hoch. Holz, das in größeren Abmessungen kommt, wird als Holz oder Balken bezeichnet und wird häufig verwendet, um die Rahmen von großen Strukturen wie Brücken und mehrstöckigen Gebäuden zu konstruieren., Engineered Wood ist eine andere Holzart, die im Bauwesen verwendet wird und aus verschiedenen Formen von Holz besteht, die zu einem Verbundmaterial verklebt sind, das für bestimmte Bauanwendungen geeignet ist. Beispiele für Kunstholz ist geklebt laminiertes Holz (Glulam), Sperrholz und Faserplatten.
Holz ist aufgrund seines geringen Gewichts nicht das am besten geeignete Baumaterial für schwerere Lasten und nicht ideal für lange Spannweiten. Holz wird selten für Fundamente und Kellerwände verwendet, da es aufgrund seines Kontakts mit Boden/Feuchtigkeit, der ziemlich teuer sein kann, druckbehandelt werden muss., In einem holzgerahmten Haus sind die Fundamente und Kellerwände normalerweise mit Stahlbeton ausgelegt.
Mauerwerk:
Mauerwerkbau verwendet einzelne Einheiten, um Strukturen zu bauen, die normalerweise sind verwendet Mörtel, um die Einheiten miteinander zu verbinden. Das gebräuchlichste Material, das ich bei der Konstruktion von Mauerwerkskonstruktionen verwende, ist Betonblock, bei Bedarf mit vertikaler Stahlverstärkung. Mauerwerk ist stark gegen Druckbelastungen / Spannungen, was es ideal für den Bau von tragenden Wänden macht., Andere Mauerwerksmaterialien umfassen Ziegel, Stein und Glasblock. Mauerwerk ist ein sehr haltbares und feuerbeständiges Material, kann jedoch empfindlich auf Mörtel und Verarbeitungsqualität reagieren.
Die Verwendung von Mauerwerk als tragende Wände für die Gestaltung von mehrstöckigen Gebäuden in meinem Büro hat zugenommen. Das strukturelle System besteht typischerweise aus Betonböden, die auf einer Kombination aus Mauerwerk und Stahlbetonwänden in Abhängigkeit von der Anzahl der Böden und der Belastung der Wände getragen werden., Mauerwerkswände mit Fenstern oder Öffnungen benötigen horizontale Balken oder Stürze, um das Gewicht der darüber liegenden Wand über die Öffnung zu spannen. Mauerwerk ist für große Öffnungen in Wänden nicht so geeignet wie Beton – oder Stahlrahmen, kann aber eine wirtschaftliche Wahl sein, wenn die Rahmen-und Öffnungsgrößen angemessen sind und die Länge der Wandsegmente nicht zu kurz ist.
Tragende Mauerwerkswände können übereinander gestapelt werden, um mehrstöckige Gebäude zu bauen. Die Belastung der Mauerwerkswand im ersten Stock ist die Anhäufung des gesamten Gewichts der darüber liegenden Böden., Daher muss die untere Bodenwand stärker sein als die Wände des oberen Stockwerks. Dies kann erreicht werden, indem die Hohlräume in den unteren Mauerwerkswänden mit Stahlstäben und Betonmörtel verstärkt werden. Mehr Stahlstäbe der Abstand der verfugten Kerne entspricht stärkeren Mauerwerkswänden. Wenn sich eine tragende Mauerwerkswand aufgrund erforderlicher Öffnungen wie Parkadenantriebsschiffe nicht bis zum Fundament erstreckt, sind große Beton-oder Stahlträger erforderlich, um die Wand über der Öffnung zu stützen.,
Es gibt noch viel mehr zum Thema Baustoffe, aber hoffentlich erhalten Sie dadurch ein gutes Verständnis für jedes der wichtigsten Materialien und die Anwendungen, die für jedes von ihnen am besten geeignet sind. Wenn Sie Fragen zu einem dieser Materialien haben, können Sie diese im Kommentarbereich unten hinterlassen.
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