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【摘要】最近几年,我国的建筑行业呈现出飞速发展的态势,越来越多的新技术和新材料在建筑工程领域得到了应用,促进了建筑结构和建筑功能的多样化。本文立足可持续发展的大背景,从建筑材料对建筑结构的影响出发,对建筑结构中新材料的应用情况进行了研究和讨论,希望能够为建筑事业的发展提供一些参考。
【关键词】建筑结构;新材料;应用
工业化进程的加快,不仅带动了经济的快速发展,也推进了科学技术的进步,新技术、新设备、新材料在各个领域中层出不穷。而在建筑领域,新材料的应用可以提升建筑的整体性能,满足人们的个性化需求,为人们提供更加舒适的工作和生活环境,也因此受到了专业技术人员的高度重视。
1、建筑材料对建筑结构的影响
建筑材料对于建筑结构设计的影响是非常巨大的,伴随着建筑材料的不断创新,建筑结构的设计也呈现出了不同的趋势。在最初的原始社会,由于生产力水平低下,建筑材料以天然石材为主,对于材料的处理也比较简单,因此建筑结构一般都是方形。而伴随着生产力水平的提高,新的建筑材料不断涌现,对于材料的处理也更加细致,建筑结构在基本的实用性的基础上,增加了审美要求,结构设计理念也出现了很大的变化。例如,我国封建社会的建筑一般是以木材为主,其本身具备较强的可塑性,也使得建筑结构呈现出框架的形式。在当前,人工建材得到了快速发展,在性能方面也更加优秀,建筑结构呈现出了多样化的发展趋势,以混凝土为例,可以通过科学的受力分析和计算,根据用户的个性化需求,建设出外观和结构独特的现代化建筑,推动了建筑行业的发展繁荣[1]。
2、新材料在建筑结构中的应用
2.1屋面
新材料在建筑屋面结构中的应用,主要体现在屋面防水和屋面保温两个方面:
(1)屋面防水:可供选择的新材料是多种多样的,如水泥基防水材料、高弹防水涂料、复合防水涂料、防水卷材等,在实际施工中,必须结合建筑工程的具体情况,对防水材料进行合理选择,在保证防水效果的同时,兼顾环境效益和经济效益。
(2)屋面保温:保温层一般会设置在层面板与防水层之间,在进行材料的选择和应用时,需要充分考虑其容量、吸水率、导热系数、耐久性等,以满足屋面保温的需要。在进行保温层施工时,应该做好防潮和防火工作,以免影响保温材料性能的发挥。例如,可以选择一些新型的绿色环保材料,如膨胀珍珠岩、玻璃棉以及水泥聚苯板等,其不仅仅保温效果良好,成本低廉,而且能够有效减少建筑在施工和使用过程中的污染问题。以膨胀珍珠岩为例,其本身的温导热系数为0.025-0.048W/(m.k),高温导热系数0.058-0.175W/(m.k),最高使用温度800摄氏度,是一种高效的保温材料,在建筑工程中应用广泛。
2.2墙体
新材料在墙体结构中的应用主要包括墙体材料、保温层以及装饰层等,这里对其进行分别分析。
(1)墙体材料:在传统建筑中,墙体材料相对单一,一般都是选择方砖、石块或者混凝土等,其不仅加工难度大,自重大,而且成本较高,在进行加工的过程中还存在着比较严重的污染问题,无法满足建筑节能降耗的现实需求,在这种情况下,新墙体材料的研发受到了越来越多的关注,如混凝土空心砖、彩钢板、水泥轻质隔墙板、陶粒砌块、页岩砖等,新材料不仅质量轻,无污染,而且具有保温隔热、吸音降噪等特点,装配简单,也可以削减墙体的厚度,提供更大的建筑内部空间。以新型环保蜂窝阻燃复合墙体为例,主要是利用水稻秸秆、废塑料、水泥和粘合剂等组成,在减少废弃物处理成本,降低环境污染的同时,也可以提升墙体强度,增强其抗震性能,因此在建筑领域得到了越发广泛的应用。
(2)保温材料:现代建筑采用的多是外墙外保温的形式,比较常见的有玻璃棉、酚醛泡沫材料、无机保温砂浆、聚苯乙烯挤塑板等,都具备良好的保温隔热效果,不过一些传统的保温材料虽然同样具备良好的保温效果,但是其本身的厚度较大,容易导致窗洞的加深以及层间距的减小,从而影响建筑结构的外觀效果,在这种情况下,要求工程技术人员根据实际需求,对保温材料进行选择和应用。以真空隔热板为例,在进一步提升保温性能的同时,压缩了材料的厚度,而且基本不会产生污染问题。经过对比,50mm厚度的真空隔热板在保温效果上相当于200mm的普通矿物棉保温材料,可以将保温层的厚度压缩到原来的1/4。
(3)装饰材料:装饰材料的应用效果直接影响着墙体的美观性,当前应用较为广泛的外墙装饰结构为幕墙,包括玻璃幕墙(图1)、轻质板材幕墙等,也可以利用清水混凝土、可再分散乳胶粉改性疏水性灰膏等进行墙体饰面,能够发挥出良好的装饰效果。
(4)防噪材料:现代建筑以高层建筑为主,人群相对集中,为了充分保障个人隐私,减少外界噪声对于日常生活的影响,对于墙体结构的隔音防噪性能提出了更高的要求,也使得防噪材料受到了越来越多的关注。防噪材料,或者说隔音材料,指可以阻断声音传播,或者减弱透射声能的材料,在建筑工程领域,比较常见的防噪材料包括钢筋混凝土墙板、模板、隔音毡以及纤维板等,能够有效隔断噪声,保持室内环境清净,为人们提供一个良好的工作和生活空间。相比较传统防噪材料质量偏大、隔音效果差的缺陷,一些新的防噪材料逐渐涌现,如中空玻璃、夹层玻璃以及吸音装饰板等,在隔绝噪声方面都有着非常优越的效果。
2.3门窗
门窗是建筑工程设计和施工的关键环节,做好门窗材料的选择,直接关系(下转244页)(上接242页)着建筑整体目标的实现。在季节特征明显的北方地区,对门窗材料进行合理选择意义重大。门窗材料的选择一般是以保温隔热、防风防噪等为基本要求,需要重视边框和玻璃门窗框扇的可靠连接,消除热量传输的通道,减少室内与室外的热量交换。比较常见的门窗材料是以轻型塑钢为主体,搭配双层玻璃或者吸热玻璃、防辐射玻璃等,而在对门窗进行安装施工时,应该做好孔洞的预留,尽可能增大开启缝隙的搭接量,减小缝隙宽度。同时,也可以在门窗框与墙体的接缝位置,利用聚氨酯等溶剂进行填充,保证良好的密封效果[5]。
2.4结构
从建筑整体结构的角度分析,为了切实保证建筑工程的使用安全,结构本身必须具备良好的抗震性能,确保在出现较强的振动时,建筑整体能够保持稳定,为住户的生命财产安全提供保障。在这种情况下,不仅需要做好建筑结构的合理设计,提升结构的抗震能力,还应该积极引入新型抗震材料。当前,在建筑工程领域中的轻钢结构、框架剪力墙等,都具备良好的抗震性能,而纤维增强混凝土更是通过在混凝土中添加碳纤维的方式,使得建筑结构的抗震性能得到数倍数十倍的提升。
结语:
总而言之,在建筑工程中,材料对于建筑结构的影响是十分巨大的,必须得到足够的重视。本文对新材料在建筑结构中的应用进行了分析和讨论,发现与传统材料相比,新材料不仅可以进一步提升建筑的舒适度和稳定性,还可以有效减少建筑能耗,使得建筑结构设计变得更加丰富,应该得到重视和推广。
参考文献:
[1]刘焕荣,费本华,孙正军,等.竹木建筑新材料在木结构建筑中的应用[J].林产工业,2014,41(5):37-39.
[2]徐朝富.浅析新材料应用与现代建筑结构技术的创新[J].科技资讯,2013,(27):53-54.
[3]许义锋.建筑工程结构设计中新材料工艺应用[J].科技研究,2014,(7):66.
[4]朱兴娥.新材料在现代建筑结构设计中的应用[J].城市建筑,2014,(24):254.
[5]刘伟锋,刘炜.对建筑新材料与结构发展的研究[J].建筑工程技术与设计,2016,(4):124.
【关键词】建筑结构;新材料;应用
工业化进程的加快,不仅带动了经济的快速发展,也推进了科学技术的进步,新技术、新设备、新材料在各个领域中层出不穷。而在建筑领域,新材料的应用可以提升建筑的整体性能,满足人们的个性化需求,为人们提供更加舒适的工作和生活环境,也因此受到了专业技术人员的高度重视。
1、建筑材料对建筑结构的影响
建筑材料对于建筑结构设计的影响是非常巨大的,伴随着建筑材料的不断创新,建筑结构的设计也呈现出了不同的趋势。在最初的原始社会,由于生产力水平低下,建筑材料以天然石材为主,对于材料的处理也比较简单,因此建筑结构一般都是方形。而伴随着生产力水平的提高,新的建筑材料不断涌现,对于材料的处理也更加细致,建筑结构在基本的实用性的基础上,增加了审美要求,结构设计理念也出现了很大的变化。例如,我国封建社会的建筑一般是以木材为主,其本身具备较强的可塑性,也使得建筑结构呈现出框架的形式。在当前,人工建材得到了快速发展,在性能方面也更加优秀,建筑结构呈现出了多样化的发展趋势,以混凝土为例,可以通过科学的受力分析和计算,根据用户的个性化需求,建设出外观和结构独特的现代化建筑,推动了建筑行业的发展繁荣[1]。
2、新材料在建筑结构中的应用
2.1屋面
新材料在建筑屋面结构中的应用,主要体现在屋面防水和屋面保温两个方面:
(1)屋面防水:可供选择的新材料是多种多样的,如水泥基防水材料、高弹防水涂料、复合防水涂料、防水卷材等,在实际施工中,必须结合建筑工程的具体情况,对防水材料进行合理选择,在保证防水效果的同时,兼顾环境效益和经济效益。
(2)屋面保温:保温层一般会设置在层面板与防水层之间,在进行材料的选择和应用时,需要充分考虑其容量、吸水率、导热系数、耐久性等,以满足屋面保温的需要。在进行保温层施工时,应该做好防潮和防火工作,以免影响保温材料性能的发挥。例如,可以选择一些新型的绿色环保材料,如膨胀珍珠岩、玻璃棉以及水泥聚苯板等,其不仅仅保温效果良好,成本低廉,而且能够有效减少建筑在施工和使用过程中的污染问题。以膨胀珍珠岩为例,其本身的温导热系数为0.025-0.048W/(m.k),高温导热系数0.058-0.175W/(m.k),最高使用温度800摄氏度,是一种高效的保温材料,在建筑工程中应用广泛。
2.2墙体
新材料在墙体结构中的应用主要包括墙体材料、保温层以及装饰层等,这里对其进行分别分析。
(1)墙体材料:在传统建筑中,墙体材料相对单一,一般都是选择方砖、石块或者混凝土等,其不仅加工难度大,自重大,而且成本较高,在进行加工的过程中还存在着比较严重的污染问题,无法满足建筑节能降耗的现实需求,在这种情况下,新墙体材料的研发受到了越来越多的关注,如混凝土空心砖、彩钢板、水泥轻质隔墙板、陶粒砌块、页岩砖等,新材料不仅质量轻,无污染,而且具有保温隔热、吸音降噪等特点,装配简单,也可以削减墙体的厚度,提供更大的建筑内部空间。以新型环保蜂窝阻燃复合墙体为例,主要是利用水稻秸秆、废塑料、水泥和粘合剂等组成,在减少废弃物处理成本,降低环境污染的同时,也可以提升墙体强度,增强其抗震性能,因此在建筑领域得到了越发广泛的应用。
(2)保温材料:现代建筑采用的多是外墙外保温的形式,比较常见的有玻璃棉、酚醛泡沫材料、无机保温砂浆、聚苯乙烯挤塑板等,都具备良好的保温隔热效果,不过一些传统的保温材料虽然同样具备良好的保温效果,但是其本身的厚度较大,容易导致窗洞的加深以及层间距的减小,从而影响建筑结构的外觀效果,在这种情况下,要求工程技术人员根据实际需求,对保温材料进行选择和应用。以真空隔热板为例,在进一步提升保温性能的同时,压缩了材料的厚度,而且基本不会产生污染问题。经过对比,50mm厚度的真空隔热板在保温效果上相当于200mm的普通矿物棉保温材料,可以将保温层的厚度压缩到原来的1/4。
(3)装饰材料:装饰材料的应用效果直接影响着墙体的美观性,当前应用较为广泛的外墙装饰结构为幕墙,包括玻璃幕墙(图1)、轻质板材幕墙等,也可以利用清水混凝土、可再分散乳胶粉改性疏水性灰膏等进行墙体饰面,能够发挥出良好的装饰效果。
(4)防噪材料:现代建筑以高层建筑为主,人群相对集中,为了充分保障个人隐私,减少外界噪声对于日常生活的影响,对于墙体结构的隔音防噪性能提出了更高的要求,也使得防噪材料受到了越来越多的关注。防噪材料,或者说隔音材料,指可以阻断声音传播,或者减弱透射声能的材料,在建筑工程领域,比较常见的防噪材料包括钢筋混凝土墙板、模板、隔音毡以及纤维板等,能够有效隔断噪声,保持室内环境清净,为人们提供一个良好的工作和生活空间。相比较传统防噪材料质量偏大、隔音效果差的缺陷,一些新的防噪材料逐渐涌现,如中空玻璃、夹层玻璃以及吸音装饰板等,在隔绝噪声方面都有着非常优越的效果。
2.3门窗
门窗是建筑工程设计和施工的关键环节,做好门窗材料的选择,直接关系(下转244页)(上接242页)着建筑整体目标的实现。在季节特征明显的北方地区,对门窗材料进行合理选择意义重大。门窗材料的选择一般是以保温隔热、防风防噪等为基本要求,需要重视边框和玻璃门窗框扇的可靠连接,消除热量传输的通道,减少室内与室外的热量交换。比较常见的门窗材料是以轻型塑钢为主体,搭配双层玻璃或者吸热玻璃、防辐射玻璃等,而在对门窗进行安装施工时,应该做好孔洞的预留,尽可能增大开启缝隙的搭接量,减小缝隙宽度。同时,也可以在门窗框与墙体的接缝位置,利用聚氨酯等溶剂进行填充,保证良好的密封效果[5]。
2.4结构
从建筑整体结构的角度分析,为了切实保证建筑工程的使用安全,结构本身必须具备良好的抗震性能,确保在出现较强的振动时,建筑整体能够保持稳定,为住户的生命财产安全提供保障。在这种情况下,不仅需要做好建筑结构的合理设计,提升结构的抗震能力,还应该积极引入新型抗震材料。当前,在建筑工程领域中的轻钢结构、框架剪力墙等,都具备良好的抗震性能,而纤维增强混凝土更是通过在混凝土中添加碳纤维的方式,使得建筑结构的抗震性能得到数倍数十倍的提升。
结语:
总而言之,在建筑工程中,材料对于建筑结构的影响是十分巨大的,必须得到足够的重视。本文对新材料在建筑结构中的应用进行了分析和讨论,发现与传统材料相比,新材料不仅可以进一步提升建筑的舒适度和稳定性,还可以有效减少建筑能耗,使得建筑结构设计变得更加丰富,应该得到重视和推广。
参考文献:
[1]刘焕荣,费本华,孙正军,等.竹木建筑新材料在木结构建筑中的应用[J].林产工业,2014,41(5):37-39.
[2]徐朝富.浅析新材料应用与现代建筑结构技术的创新[J].科技资讯,2013,(27):53-54.
[3]许义锋.建筑工程结构设计中新材料工艺应用[J].科技研究,2014,(7):66.
[4]朱兴娥.新材料在现代建筑结构设计中的应用[J].城市建筑,2014,(24):254.
[5]刘伟锋,刘炜.对建筑新材料与结构发展的研究[J].建筑工程技术与设计,2016,(4):124.