高性能结构材料在现代工程结构中的应用分析

高性能结构材料在现代工程结构中的应用分析高性能结构材料在现代工程结构中的应用分析 应用研究建筑建材装饰167前言随着经济的发展 材料性能的不断提 高 生产成本逐渐下降 纤维复合材料的各方面的使用也越来越多 的进入到了工程结构中 环境亲和性复合材料的开一定会是一个新 的国际热点 传统低强度的结构材料将逐步被高强高性能结构材料所替代 这样 一来 过去建筑工程中比较难解决的问题都可以迎刃而解了 在提 高了建设效率的同时 提高了工程的质量 这是最为重要的一点 这些年来 我们对于高强高性能结构材料的认识正逐步提高 在应 用研究和发展的领域我们国家是积极而迅速的 但主要是在结构加 固方面的研究 在其他方面的应用研究都相对简单 很多时候是停 滞不前的 此外 研究资金的投入也还是不够的 对中低强度的高 性能材料认识还不足 这些都是需要加强和提高 1高性能混凝土材料在现代工程结构中的应用当我们谈到混凝土建筑 墙体材料时 最先想到的就是高强混凝土砌块 在我国南部地区 由于夏天烈日当空 气温特别高 墙体的隔热作 用就相当重要 南方的框架结构一般采用级高强度混凝土砌块为900 1200公斤 立方米的密度等级 使得填充墙具有很高的强度和良好的 隔热性能 在我国的北部 由于冬天气温很低 墙的保温作用就显得尤为重要 因此 在选择墙体材料时 北方建筑与南方建筑存在较大的差异 北方建筑所需的混凝土主要以高强度塑料聚苯乙烯作为骨料 多种 胶凝材料和各类外加剂混合 经自然养护等其他养护方式制作而成 如今 随着交通运输业的迅速发展 大型运输车超载的现象也是越 来越严重 直接导致了桥面的破坏以及混凝土路面的开裂 因此 在高速公路路面 桥面的使用寿命这点上也要求的越来越严格 毕 竟这关系到生命安全 丝毫不能马虎 随着高强度混凝土浇筑技术的逐渐成熟 使得其在公路和桥梁工程 中得到广泛的推广 以增强结构或者路面的强度和耐久性等各类混 凝土性能 2FRP材料在现代工程结构中的应用大跨度板结构形式是一种常用的 海港工程结构 但是由于其自重和承受的荷载都比较大 使得纵梁 的跨中及支座节点处都会承受巨大的弯矩和剪力 一旦承受不住就 会产生裂缝并且迅速延展开来 FRP材料的出现为解决这个问题提供了强有力的保证 而将其作为钢筋的替代材料应用于海港工程等条件严苛的混凝土结 构中 不仅钢筋腐蚀问题迎刃而解 提高了结构的耐用性和使用寿 命 同时还可以显著减轻结构重量 这样一来 整个的工程造价就 会大幅度减少 并且降低工程结构的维护成本 具有很高的开发价 值 很多桥梁在长时间的风吹雨打等各种不利环境影响下 难免会出现 一些结构外露的情况 这种情况下可以采用FRP材料使桥面以下部位 构成封闭的外壳 不仅对原本裸露的结构起到围护的作用 还为将 来对桥梁的维护提供了一个安全的维护检查通道 3高性能钢材在现代工程结构中的应用3 1在桥梁工程中的应用将高 性能钢应用于桥梁中 在缩短工期 降低桥身重量的同时 也取得 更好的经济效益 这极大的满足了设计和现场的需求 正因为如此 高强度 大厚度和大跨度的钢板成为了高性能钢材首 要的发展方向 位于日本东京湾的沿海大桥 总长为760m 桥中间跨度440m 设计要求的重点放在了桥梁的中间部位 中间跨的高度既要考虑到 桥下航运交通通行的需要 和又要考虑到附近机场的正常运行 所 以全桥的高度不能太高 必须控制在一定范围内 在这样苛刻的条件要求下 使得桥的中间结构杆桁架跨度桥梁桥墩 承受了很大的拉力 所以把2吨以上BHS500和BHS700高强度钢的应用 到了这座桥梁中 这样才满足了设计强度要求 3 2在多高层建筑物中的应用高强高性能钢材凭借其自身较轻的自重 与较小的体积 为建筑创造出了更多的净使用空间 这在多高层建 筑中有着突出的优势 也正因为如此 国内外的多高层建筑在选用材料时也更多地选择使 用高强高性能钢材 悉尼StarCity是高强钢材应用较为成功的工程之一 该工程包括酒 店 娱乐城以及大型剧院 一共13层 地下室建造条件特殊 因此停车场内的柱子截面最大不超过500mm 我们知道 截面如果比较小 那么单位面积内它所承受的压力就会 比大截面的要大的多 在这种情况下就要求柱子本身承受荷载的能 力要相当大才行 因此采用了高强钢 混凝土组合柱是这一很好的解决办法 其中的钢材用的是650MPa的 高强度钢材 4纳米材料在水泥基材料中的应用当前的研究表明 纳米碳酸钙增强 水泥基材料性能的机理主要归因于 1 少量的纳米碳酸钙具有微集料的填充效应 由于颗粒尺寸远小于水泥颗粒 并在浆体中具有良好的分散性 使 水泥颗粒之间的细小空隙被填实 胶凝材料的颗粒级配变得更加合 理 导致微观结构密实度增大 2 纳米碳酸钙的晶核 下转第171页 高性能结构材料在现代工 程结构中的应用分析季建强 浙江创驰装饰工程有限公司 浙江丽 水323700 摘要我国改革开放以来 不管在文化领域 经济领域 政治领域都发生了空前的变化 建设项目规模和数量也逐渐扩大 如何在保证建设工程质量的同时又让它的使用安全性长期保持下去 是各级政府和社会日益关注的焦点 在现代工程中 由于城镇化的不断推进 工程建设投资力度不断提 高 建设规模也是日益增长 与此同时 由于人口不断增长 资源消耗量不断增大 不仅导致了 资源的短缺 还污染了环境 雾霾等极端天气也是频频出现 在这 种情况下 建筑物都想着超高层化和超大跨化方向发展以降低对此 的影响 而这样的工程就要求结构具有高强度 高耐久性和高体积稳定性 然而传统的结构材料技术已经无法满足现代工程的要求 因此 高 性能结构材料 是具有非常重要的意义的 是工程建设的未来发展 的研究方向 工程技术想要有所发展 在很大程度上依赖于工程结构材料的发展 关键词高性能 结构材料 现代工程结构F426 3A1674 3024 2018 15 0167 02万方数据应用研究建筑建材装饰171特 可达和安全的环境 在进行城市街道微型公共空间的设计时 需要设计师不仅要考虑城 市街道的景观效果以及满足人们对于功能的需求 更要从人的生理 心理特征出发 遵循人的行为模式 满足人的使用需求的真正价 值 图4图片网络4 3微型公共空间与文化的结合传统城市街道就是人们 聚会交往的空间 人 作为城市街道空间中的要素之一 只有将 人的活动重新融入到城市街道中来 使得城市街道可以重新恢复活 力 塑造城市街道微型公共空间需要和文化相结合 在微型公共空 间中增加微型公共文化设施 例如方便人们交流的座椅 以及微型 图书馆等 城市街道微型公共空间能够带给人们的是精神上的提升 上海市愚 园路上的 城市之书 活动中 设计师在城市街道公共空间中设置 的 微型美术馆 这是一个宽5 5m 高2m的大盒子 还有一道长4 m 高3cm的细缝 如图5 这个微型美术馆极大的利用了街道中的微 型公共空间 激发行人的好奇心 透过细缝可以看到一些展示作品 让行人在短暂的时间里和城市沟通 品味城市的历史 图5图片为作者自摄5结语城市街道文化决定着城市发展和人的生活 品质 城市街道微型公共空间对于激发城市街道活力 促进街道中 人与人的即时性交流能够发挥很大的作用 我们的城市街道不应该 只保留其交通功能 更多的应该开发出其本身的活动交流 共享信 息的功能 城市街道是生活中使用最频繁的公共空间 合理利用微型公共空间 将其与文化相结合 与设计相结合 激发出城市街道的核心价值 创造不仅可以满足交通功能需要并且具有趣味性和认知性的新型 城市街道 参考文献 1 杨胜刚 基于共享经济模式下的共享单车发展研究 J 现代营销 xx 11 237 2 邵莉 吕杰 重塑城市街道的生活空间 济南市泉城路商业街空间环境设计 J 建筑学报 xx 11 15 17 通讯作者诸葛阳 上接第167页 作用 一方面 高表面能使浆体中Ca2 和OH 吸附在其表面 Ca OH 2晶体率先成核 取向程度减小以及富集和 排列得到改善 促进了硅酸三钙在界面过渡区的水化和生长 另一方面 其高比表面积 增大了与水接触的面积 促进了硅酸三 钙的水化 C S H凝胶将纳米碳酸钙作为生长点 降低了成核位垒 并在其表面形成 键合 逐渐从絮状转变成为轮廓鲜明 交叉重叠的柱状网络结构 填充浆体中有害孔隙 改善了水泥石与骨料的界面结构 3 纳米碳酸钙的化学活性作用 在水化过程中与铝酸三钙 3CaO Al2O3 C3A 发生反应 产生高 碳酸盐或低碳酸盐形式的水化碳铝酸钙 促进水泥的水化 提高硬 化后的强度 其化学反应方程式如公式 1 所示 4 界面过渡区的改善作用 水泥基材料的力学性能往往受到界面薄弱区的影响 而纳米碳酸钙 的掺入使界面过度区的水化产物以及不均匀的微观结构得到显著的 改善 减少了薄弱区的孔隙率和裂缝数量 从而达到优化的效果 3CaO Al2O3 3CaCO3 32H2O 3CaO Al2O3 3CaCO3 32H2O或3CaO Al2O3 CaCO3 11H2O 3CaO Al2O3 CaCO3 11H2O 1 纳米碳酸钙可以有效的改善水泥材料的微观结构 并增强了水 泥基材料的力学性能 特别是在调控水泥水化性能和提高耐久性等 方面具有显著的优势 有利于克服水泥基材料自身存在的技术缺点 此外 纳米碳酸钙低廉的价格决定了其在水泥基材料中应用具有广 阔的前景 5总结近年来 随着材料科学和技术的发展 在现代工程结构中的应 用高强度的材料的高性能工程项目的成本得到了较大幅度的降低 高性能结构材料的开发研究成效也很明显 并且基本实现了一个更 为合理的价格 为各种高性能结构材料的应用提供了可能 不过 在高性能材料不断推进发展的同时 传统低强度的结构材料 依然还是有着较为广泛的使用率 怎样在充分考虑高性能结构材料 的受力性能的同时又能兼顾传统低强的工程材料能配合使用其中 从而使高强高性能结构材料充分 合理地应用其具有的许多优异的 性能是目前最重要的问题 参考文献 1 曹跃明 高性能混凝土发展趋势及在建筑工程中的应用 J 中小企业管理与科技 下旬刊 xx 2 163 164 2 张学辉 陈达 江朝华 FRP材料在海港工程中的应用 J 现 代交通技术 xx 4 2 84 87 3 毕海龙 建筑工程中高强高性能混凝土技术研究 J 科学与财 富 xx 12 337 337 上接第164页 参考文献 1 尉丹 关于中小型城市污水处理厂 能