建筑材料论文

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Theapplicationofconstructionalmaterial

建筑材料的应用

Theavailabilityofsuitablestructuralmaterialsisoneof

theprincipallimitationsontheaccomplishmentofan

uildersdepended

almostexclusivelyonwood,stone,brick,andconcrete.

Althoughironhadbeenudbyhumansatleastsincethe

buildingoftheEgyptianpyramids,uofitasastructural

materialwaslimitedbecauofthedifficultiesofsmeltingitin

eindustrialrevolution,however,came

boththeneedforironasastructuralmaterialandthe

capabilityofsmeltingitinquantity.

JohnSmeaton,anEnglishcivilengineer,wasthefirstto

ucastironextensivelyasastructuralmaterialinthe

1841,malleableironwas

developedasamorereliablematerialandwaswidelyud.

Whereasmalleableironwassuperiortocastiron,therewere

stilltoomanystructuralfailuresandtherewasaneedfora

astheanswertothis

entionoftheBesmerconverterin1856and

thesubquentdevelopmentoftheSiemens-Martin

open-hearthprocessformakingsteelmadeitpossibleto

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producestructuralsteelatcompetitivepricesandtriggered

thetremendousdevelopmentsandaccomplishmentsinthe

uo做肉丸子怎么做 fstructuralsteeloverthenexthundredyears.

Themostriousdisadvantageofsteelisthatitoxidizes

easilyandmustbeprotectedbypaintorsomeothersuitable

eelisudinanenclosurewhereafirecould

occur,thesteelmembersmustbeencadinasuitable

fire-resistantenclosuresuchasmasonry,ly,

steelmemberswillnotfailinabrittlemannerunlessan

unfortunatecombinationofmetallurgicalcomposition,low

temperature,andbi-ortriaxialstresxists.

Structuralaluminumisstillnotwidelyudincivil

engineeringstructures,thoughitsuissteadilyincreasing.

Byaproperlectionofthealuminumalloyanditsheat

treat贴对联怎么贴 ment,awidevarietyofstrengthcharacteristicsmaybe

thealloyxhibitstress-strain

characteristicssimilarthoofstructuralsteel,exceptthatthe

modulusofelasticityfortheinitiallinearlyelasticportionis

about10,000,000psi(700,000kgf/cm*cm)oraboutone-third

essandresistancetooxidationare,of

cour,eits

propertiesareverynsitivetoitsheattreatment,caremust

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l

techniqueshavebeendevelopedforprefabricatingaluminum

subasmbliesthatcanbereadilyerectedandboltedtogether

inthefieldtoformanumberofbeautifulandwell-designed

neralprocedureofprefabrication

andheldasmblybyboltingemstobethemostpromising

wayofutilizingstructuralaluminum.

Reinforcedandprestessconcretesharewithstructural

lcementconcreteshavebeenudfor

concreteconstructiondatesfromthe

middleofthenineteenthcentury,thoughartificialPortland

cementwaspatentedbyAspidin,anEnglishman,about

ghveralbuilde脸烫发红是怎么回事 rsandengineerxperimented

withtheuofsteel-reinforcedconcreteinthelasthalfofthe

nineteenthcentury,itsdominantuasabuildingmaterial

t

fiftyyearshaveentherapidandvigorousdevelopmentof

prestresdconcretedesignandconstruction,foundedlargely

onearlyworkbyFreyssinetinFranceandMagnelinBelgium.

Plain(unreinforced)concretenotonlyisaheterogeneous

materialbutalsohasoneveryriousdefectasastructural

material,namely,itsverylimitedtensilestrength,whichis

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onlyistensilefailureinconcreteofabrittletype,but

likewicompressionfailureoccursinarelativelybrittle

fashionwithoutbeingprecededbytheforewarningoflarge

deformations.(Ofcour,inreinforced-concreteconstruction,

ductilebehaviorcanbeobtainedbyproperlectionand

arrangementofthereinforcement.)Unlesspropercareisud

inthelectionofaggregatesandinthemixingandplacingof

concrete,frostactioncancauriousdamagetoconcrete

tecreepsunderlong-termloadingtoa

degreethatmustbeconsideredcarefullyinlectingthe

thecuringprocessandits

earlylife,concreteshrinksasignificantamount,whichtoa

degreecanbecontrolledbyproperlyproportioningthemixand

utilizingsuitableconstructiontechniques.

Withallthepotentiallyriousdisadvantages,engineers

havelearnedtodesignandbuildbeautiful,durable,and

economicalreinforced-concretestructuresforpracticallyall

sbeen

accomplishedbycarefullectionofthedesigndimensions

andthearrangementofthesteelreinforcement,development

ofpropercements,lectionofproperaggregatesandmix

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proportions,carefulcontrolofmixing,placing中秋节风俗习惯 ,andcuring

techniquesandimaginativedevelopmentofconstruction

methods,equipmentandprocedures.

Theversatilityofconcrete,thewideavailabilityofits

componentmaterials,theuniqueeaofshapingitsformto

meetstrengthandfunctionalrequirements,togetherwiththe

excitingpotentialoffurtherimprovementsanddevelopmentof

notonlythenewerprestresdandprecastconcrete

constructionbutalsotheconventionalreinforcedconcrete

construction,combinetomakeconcreteastrongcompetitorof

othermaterialsinaverylargefractionofstructures.

Inmoderntimes,withtheincreaduofsteeland

reinforced-concreteconstruction,woodhasbeenrelegated

largelytoaccessoryuduringconstruction,touin

temporaryandcondarystructures,andtouforcondary

technologyin

thelastsixtyyearshasrevitalizedwoodasastructural

material,however,bydevelopingvastlyimprovedtimber

connectors,varioustreatmentstoincreathedurabilityof

wood,andlaminatedwoodmadeofthinlayersbonded

togetherwithsyntheticgluesusingrevolutionarygluing

dwithesntiallynondirectionalstrength

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propertiesisthemostwidelyudlaminatedwood,but

techniqueshavealsobeendevelopedforbuildinglarge

laminatedwoodmembersthatforcertainstructuresare

competitivewithconcreteandsteel.

Materialswithfuturepossibilitiesaretheengineering

plasticsandtheexoticmetalsandtheiralloys,suchas

beryllium,tungsten,tantalum,titanium,molybdenum,

chromium,vanadium,remany

differentplasticsavailable,andthemechanicalproperties

exhibitedbythisgroupofmaterialsvaryoverawiderangethat

encompasstherangeofpropertiesavailableamongthe

many

specificdesignapplicationsitispossibletolectasuit山楂糕 able

encewiththe

llyspeaking,

however,

aspectofdesignisthereforeamajorconsiderationintheu

hemost

promisingpotentialudofplasticsisforpaneland读书心得体会 shell-type

tedorsandwichpanelshavebeenud

insuchstructureswithencouragingresultsthatindicatean

increaduinthistypeofconstructioninthefuture.

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Anothermaterialsdevelopmentwithinteresting

possibilitiesisthatofcompositesconsistingofamatrix

gh

glass-fiber-reinforcedcompositeswithaglassorplasticmatrix

havebeenudforyears,theyappeartohavemuchbroader

possibilitiesforalargevarietyofcondarystructural

-reinforcedconcreteisanothercomposite

lexperimental

applicationsarebeingobrvedunderrviceconditions.

Experimentshavebeenconductedwithbothsteelandglass

fibers,butmostoftherviceexperiencehasbeenwithsteel

fibers.

建筑材料的应用

适当有效的建筑材料是限制富有经验的结构工程师成就的主要原

因之一。早期的建筑者几乎都只使用木材，石头，砖块与混凝土。尽

管铸铁在修建埃及的金字塔中已被人们使用,但是把它作为建筑材料

却由于大量熔炼它比较困难而被限制。藉由产业革命，然而，受到把

铸铁作为建筑材料与在大量融炼它的能力的两者对其双重需要的影

响。

JohnSmeaton，一个英国土木工程师,在十八的世纪中时，是

第一广泛地使用铸铁作为建筑材料的。在1841之后，可锻金属被发

展成更可靠的材料并且广泛地被应用。尽管可锻金属优于铸铁,但仍有

很多结构破坏从而需要有更可靠的材料。钢便是这一需要的答案。

1856年的贝色麦转转炉炼钢法与后来发展的马丁平炉炼钢法的发明

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使以竞争的价格形成了生产建筑用钢并且兴起了建筑用钢在下个百年

的快速发展。

钢的最严重缺点是它容易被氧化而需要被油漆或一些其他的适当

涂料保护。当钢被用于可能发生火灾环境时,钢应该包围在一些耐火

的材料中,例如石料或混凝土。通常，钢的组合结构不易被压碎除非

是在冶金成分不好，低温的不利组合,或空间压力存在的情况下。

建筑用铝仍然不广泛被在土木工程结构中用,虽然它的使用正在

稳定地增加。藉着铝合金作为一个适当的选择与对其进行热处理,可获

得各式各样的强度特性。一些合金所展现的抗压强度特性相似于钢,

除线形弹性模量大约是7,000,000牛/平方厘米，相当于刚的三分之

一。质量轻与耐氧化是铝的两个主要优点。因为它的特性对热处理是

非常敏感的,当铆接或焊接铝的时候，一定要小心仔细。一些技术已为

制造预制铝组合配件及形成若干的美丽的设计良好的外型结构的铝制

结构而发展起来。组合房屋配件制造的一般程序藉由螺栓连接，这似

乎是利用建筑用铝的最有前途的方法。

加强与预应力混凝土是主要的建筑材料。天然的水泥混凝土已经

被使用长达数世纪之久。现代的混凝土建筑兴起于十九防震演练方案 世纪中叶,尽管

人造水泥被Aspidin，一个英国人于1825年申请了专利.虽然一些

建筑者与工程师在十九世纪后期用钢筋混凝土作实验,但作为一种建

筑材料它占统治地位是在二十世纪初期。后五十年钢筋混凝土结构设

计与建筑得到迅速发展,早期在法国的Freyssinet与比利时的

Magnel被大量使用。

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素混凝土作为建筑材料有一个非常严重的缺点：就是它的抗拉强

度非常有限,只是它的抗压强度的十分之一。素混凝土不仅受拉破坏

是脆性破坏，而且受压破坏也是在没有多大变形预兆的情况下发生的

准脆性破坏。(当然,在钢筋混凝土建筑中,可以得到适当的延性)。只有

进行适当的养护与合理的选择并且掺加适当的混合天加剂,否则霜冻

破坏能严重的损害混凝土。在长期荷载作用下混凝土在选择设计受压

情况方面要仔细考虑。在硬化的时候与它的早期养护下,混凝土收缩占

主要地位,因此需要添加适当地比例的添加剂而且用适当的建筑技术

来控制。

藉由所有的这些可能的严重缺点，工程师已经试着为各种实际结

构设计建立美丽的，持久的，与经济的钢筋混凝土结构。这是藉着设

计尺寸与钢筋排列安排的谨慎选择，与适当的水泥的发展已经趋于同

步,适当添加剂混合比例,混合配置,而且养护技术与建筑方法，仪器

的快速发展。

混凝土具有多种用途，其组成材料广泛可取，并且能非常方便地

浇制成满足强度及功能要求的形状，同时，随着新型预应力混凝土、

预制混凝土以及普通混凝土施工方法令人兴奋的进一步改善与发展的

潜力，这些因素综合起来使得混凝土在绝大多数结构中有着比其他材

料更大的竞争力。

在现代,藉由钢与加强钢筋的使用量在建筑结构中的增加,木材在

建筑期间主要地已经被撤离到附属的、暂时的与次要的结构中使用,成

为建筑材料的次要成员。然而,现代的技术在最后六十年中已经有使

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木材作为建筑材料恢复生气的迹象,藉由大量的改良了木材的加工方

法,各种不同的处理方法增加了木材的耐久性,而且叠片山西大院 木材连同使用

黏结技术的革命使得木材的性能有了更好的保证。各向同性的胶合板

是最广泛使用的压层胶合板，随着技术的发展，压层胶合板已经发展

成为特定的结构材料并对混凝土与钢造成了强大的竞争力。

将来可能发展的材料是工程塑料与稀有金属及他们的合金,如铍，

钨，钽，钛，钼，铬，钒与铌。有许多不同的塑料可以用镯子怎么看真假 ，而且这些

材料所展现的力学性能在很大的范围内改变。在如此许多的特性中我

比较设计方案选择适当的可能的塑料材料是可能的。对塑料的使用受

经验的限制。一般而言，塑料一定要与空气隔离。设计的这一个方面

要求主要是对塑料结构元素在使用中的考虑。塑料被应用的最有希望

的潜能之一是嵌板与贝壳型结构。叠片或夹心嵌板已经被用于此种结

构以鼓励未来建筑大量应用这一个类型材料。

另一种引起注意的材料由纤维或像粒子的胶结加筋的微粒组成的

合成物材料正在开发。虽然一种由玻璃或塑料胶结材料组成的玻璃纤

维加筋合成物已经被用长达数年之久,但是他们很可能退落为次要的

结构材料。加筋混凝土是另一个积极地被学习而且发展的混合料。一

些实验正在工作情况下进行。实验主要内容为钢与玻璃纤维，但是大

部份的使用经验在钢纤维方面比较先进。