各种建筑材料分析

建筑材料
一、钢材:(优点)比强度、高塑性好、韧性好、能承受冲击与振动荷载、可加工性 (缺点)易锈蚀、维护费用高、温度敏感性
·钢材的主要技术性能(①力学性能)拉伸性能,冲击韧性,耐疲强度,钢材的硬度(②工艺性能)冷弯性能,冷加工,焊接性能(③化学性能)PS:混凝土装饰性能
二、混凝土:就是由胶凝材料、水与粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物,经一定时间硬化而成的人造石材。

·工程对混凝土质量的基本要求就是:具有符合设计要求的强度;具有与施工条件相适应的与易性;具有与工程环境相适应的耐久性材料组成经济合理、生产制作节约能源。

(优点)1、混凝土中占80%的砂、石骨料资源丰富, 价格便宜。

2、可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件。

3、调整混凝土材料组成,可获得不同的性能与要求。

4、混凝土抗压强度高,且与钢筋具有良好的工作性。

5、混凝土具有很好的耐久性
(缺点)自重大,抗拉强度低,脆性大,导热性强,生产周期长,受施工过程影响较大·混凝土的分类
1、按其表观密度:普通混凝土、重混凝土、轻混凝土
2、按照胶凝材料种类:沥青混凝土、树脂混凝土、石膏混凝土、水玻璃、硅酸盐
3、按照生产与施工方法:商品混凝土(又称预拌混凝土)、泵送、喷射、压力灌浆、碾压、热拌混凝土、离心混凝土
4、按强度分:普通混凝土＜C60。

高强混凝土≥C60。

超高强混凝土≥C100
5、按配筋情况:素混凝土、钢筋混凝土、预应力、钢纤维混凝土
·普通混凝土的四种基本组成材料:水泥、水、砂子、石子
砂、石:骨架作用;抑制混凝土的收缩。

水泥＋水→水泥浆:水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆,水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙,形成混凝土。

凝结硬化前:起填充、润滑、包裹的作用。

凝结硬化后起胶结作用
·影响混凝土强度的因素(水泥强度等级与水灰比)(骨料)(养护温度及湿度)(龄期)
三、木材:(针叶树)叶细长,成针状,树干直而高大,木质较软,易于加工,强度较
高表观密度较小,胀缩变形较小,就是建筑中主要使用的树种。

多用作承重构件、门窗等。

松树、树、杉树等。

(阔叶树)树叶宽大呈片状,大多为落叶树。

树干通直部分较短,木质较硬,加工较困难,表观密度较大,易于胀缩,翘曲,裂缝常用于家具、内部装饰与胶合板等揄树、桦树、水曲柳等
·木材的湿胀干缩:含水率达到使用环境常年平均平衡含水率。

我国北方约为12%左右,南方约为18%左右,长江流域一般为15%左右,南方更高些。

·木材的腐蚀真菌侵入将改变木材的颜色与结构使细胞壁受到破坏,使木材松软或成粉末,此即为木材的腐蚀。

引起木材变质腐蚀的真菌分三种:霉菌、变色菌、腐朽菌·木材防腐处理方法:1、结构预防法:木材构件不受潮湿,通风防潮衬垫,不将封闭在墙内,通风洞,木屋顶用山墙,老虎窗等。

2、防腐剂法
人造板材:胶合板、细木工板、纤维板(密度板)、刨花板
四、石材(天然石材、人工石材)
1、花岗岩:耐磨性好,抗风化性好及耐久性高,耐酸性好,不耐高温花岗岩。

主要用于基础,挡土墙,勒脚,踏步地面,外墙饰面雕塑。

2、大理岩:变质岩,表观密度较大,质地密实,但硬度不高,不耐酸。

大理岩主要用于室内的装修,如墙面,柱面及磨埙较小的地面,踏步。

石灰岩:沉积岩,主要由方解石组成构造致密,耐水性与抗冻性较好。

石灰岩可用与基础,墙体,挡土墙等砌体。

还就是生产石灰、水泥的建筑原料
3、砂岩
五、墙体材料
六、装饰装修材料
建筑设计:概述就是指建筑物在建筑、结构、设备等方面的综合性设计工作,指由建筑师(工程师)来承担与完成的设计工作。

·要求:1、满足规划要求2、考虑基地环境3、满足建筑功能4、考虑材料设备、建筑施工(顶升模架体系)
一)按材料分类:
1、木结构:单纯由木材或主要由木材承受荷载的结构优点:施工简易、工期短抗震性能好冬暖夏凉。

缺点:有木节、裂纹等天然缺陷易燃、易裂与翘曲怕水怕潮、易腐易
2、砌体结构:(优点)耐久性,就地取材,施工难度低,造价便宜。

砌体结构适用范围:多层或低层房屋建筑
3、混凝土结构:素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。

优点:节约钢材、耐火耐久、可模性好、整体性好。

缺点:自重大,抗裂性差。

适用范围:广泛用于一般工业与民用建筑及多种特种结构(水塔、水池、烟囱等)中。

4、钢结构:以钢材为主的结构。

(优点)钢结构材料质量均匀、强度高,构件截面小、重量轻,可焊性好,制造工艺简单。

(缺点)钢材易腐蚀,耐火性差,成本高。

适用范围:主要用于大跨度的建筑屋盖(如体育馆、剧院等)、吊车吨位很大或跨度很大的工业厂房骨架,以及超高层建筑的房屋骨架。

5、组合结构:1)钢－混凝土组合结构2)砖混结构
优点:钢－混凝土组合梁截面中混凝土主要受压,钢梁受拉,充分利用材料。

混凝土板参与组合梁工作,提高钢梁的竖向与侧向刚度。

缺点:钢材易腐蚀,耐火性差。

二)、按承重结构
1、混合结构体系:见上部分
2、框架结构体系
框架结构适用范围:6-15层或有大开间需求的建筑确保结构的整体承载能力与塑性变形能力
3、剪力墙结构体系
剪力墙结构就是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向与水平力的结构称为剪力墙结构。

间距太小,平面布置不灵活,自重大,不适应建造公共建筑。

①框架－剪力墙:竖向承重构件为框架与剪力墙。

克服了框架抗侧刚度低的缺点,框架弥补了剪力墙结构布置不灵活的不足。

②框支剪力墙结构:将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架,
4、筒体结构
筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体,结构空间刚度极大,抗水平作用力与抗扭性能好。

剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间,建筑平面布置灵活
1)核心筒2)框筒结构3)筒中筒结构4)成束筒:多个筒体组成
二、大跨度结构体系
1、膜结构
特点:重量轻、强度高、防火难燃、抗震性、抗疲劳、耐扭曲、耐老化、使用寿命长高透光率,不受紫外线影响、热吸收量很少应用领域广泛、能覆盖大跨度空间及施工周期短自洁性、经济性、艺术性、造型多样性
1)充气薄膜结构2)、张拉式膜结构
2、桁架
由一些细长件彼此在两端按一定方式连接而成的几何形状不变的结构,称为桁架
·特点:运输方便,结构的重量轻,常用于大跨度结构;充分发挥材料的作用,受力体系简单
·类型:平面桁架组成桁架的所有杆件轴线都在同一平面内,空间桁架组成桁架的杆件轴线不在同一平面内
3、薄壳:由曲面形板与边缘构件(梁、拱或桁架)组成的空间结构。

·优点:具有很好的空间传力性能,能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构能覆盖或围护大跨度的空间而不需中间支柱,室内空间宽敞,能满足各功能要求,如会堂、市场、剧场、体育馆、飞机库等·缺点:受力计算复杂
4、悬索结构
·概念:以一系列受拉钢索为主要承重构件,按照一定的规律组成各种不同形式的布置方式,并悬挂在边缘构件或支撑结构上而形成的一种空间结构。

·特点1悬索结构受力合理,用料经济。

2施工便捷、施工设施简单。

3适应性强,造型美4与桁架、刚架、拱与网架等常规结构相比,荷载与位移、索力的关系曲线呈非线性。

5稳定性较差6形状稳定性,与悬索的张紧程度有关。

7悬索结构的边缘构件与下部支承体系必须具有一定的刚度与合理的形式,以承受索段巨大的水平拉力。

建筑构造:
·概述:一般民用建筑就是由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶、门窗等主要部分组成。

·影响建筑构造的因素:房屋结构的荷载、自然因素、人为因素、技术经济条件
·房屋构造设计原则:满足房屋的各项使用功能、结构安全,适应工业化、经济合理、形体美观等各项要求。

·基础:指建筑的墙或柱深埋在地下的扩大部分,直接作用于土层上的承重构件,就是建筑物的重要组成部分。

基础承受着建筑物的全部荷载,并将它们传给地基、地基就是指基础下面支撑建筑总荷载的那部分土层。

地基不就是建筑物的组成部分, 只就是承受建筑物荷载的土层。

·要求:足够的强度,稳定地把荷载传给地基。

满足耐久性要求。

·基础的埋深大于5m时,称为深基础/基础的埋深不超过5m时,称为浅基础
·分类:①单独基础②条形基础③筏形基础(不仅能减少地基土的单位面积压力、提高地基承载力,还能增强基础的整体刚性,调整不均匀沉降,抗震性能好,故在多层与高层建筑中被广泛采用)④箱形基础(有很大的刚度与整体性,调整基础的不均匀沉降, 有较好的抗震效果、有较好的补偿性)
·深基础类型:桩基础、地下连续墙
地下连续墙1、噪音低2、墙体刚度大3 防渗性能好4、可以贴近施工5、工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。

6、适用于多种地基条件7、可用作刚性基础。

9、占地少,发挥投资效益。

缺点1、特殊的地质条件下,施工难度很大 2、不能对齐与漏水3、废泥浆的处理麻烦。

·地下室
地下室就是建筑物中处于室外地面以下的房间。

在房屋底层以下建造地下室,可以提高建筑用地效率。

按结构材料分,有砖墙结构地下室与混凝土结构地下室。

按功能分,有普通地下室与防空地下室。

·墙体
按位置分类:外墙内墙窗间墙窗下墙女儿墙
按受力情况分类承重墙:承受上部结构传来荷载的墙;非承重墙:不承受上部结构传来荷载的墙
按墙体方向分类纵墙:与房屋长轴方向一致的墙、横墙:与房屋短轴方向一致的
按墙体材料分类
砖墙、石墙、砌块墙、混凝土墙、板材墙等。

·墙体的构造要求:强度与稳定性。

热工、隔声、防火、防潮。

减轻自重、降低造价。

对特殊建筑或房间还应满足特殊要求,如防腐蚀、防射线等。

·砖墙的细部构造
勒脚、散水、排水沟、防潮层、踢脚板及墙裙、窗台、过梁、圈梁、构造柱、变形缝(伸缩缝,沉降缝,防震缝)
作用:保护墙体、改善墙的物理性能,美观。

按其所处的部位不同可以分为室外装修与室内装修两类。

按所用的材料与施工方法不同可分为抹灰、贴面、涂刷、裱糊与铺钉五类。

3、4 楼板层与地面构造
·现浇钢筋混凝土楼板就是指在施工现场架设模板、绑扎钢筋与浇注混凝土拌合物,经养护达到一定强度后,拆除模板而成的楼板。

优点:整体性、耐久性、抗震性好,刚度大。

缺点:施工工序多,劳动强度大。

·预制装配式钢筋混凝土楼板的板与梁在工厂预制而成,然后安装到房屋中去。

优点:减少施工现场作业,加快施工进度;改善工人的劳动条件;节省施工现场模板消耗。

缺点:整体性较差,需起重安装设备。