摘要:由于社会的发展和科技的进步,使得建筑中应用的建筑材料更加的广泛,一些新型材料的出现对加强我国建筑结构有着深远的影响。此外,新材料的出现与应用也是对传统建筑材料的一种巨大挑战。目前,国内很多建筑行业在进行施工建筑时,大多采用了一些新型的建筑材料作为建筑结构的支撑,由于新型的建筑材料相比传统的而言具有很多的优点和长处,从而很好地完善了一些建筑上的设想,很好地促进了我国建筑行业的发展,同时,还为人们的日常生活增加了很多乐趣。本文主要针对建筑结构中新材料的应用进行简要分析。
关键词:建筑结构;新材料;应用
1新材料对于建筑结构的意义
目前社会上对于建筑结构的设计有很多的议论,结构设计的目的到底是什么引起了很多的争议。一般看来,人们认为建筑物就是给人们提供一个居住生存的场所,一个生活的空间,这种说法仅仅是停留在对建筑物作用认知的表面,它的功能性只是建筑物最基本的特性。目前全球性资源的枯竭,环境的不断恶化需要引起建筑目标的改变,建筑设计应当以减少对环境的污染,充分利用原材料实现节能、与环境和谐共存为目标,这样建筑物就不会对我们赖以生存的环境造成负面的影响,也能够满足人们的需求,实现人与自然的和谐发展。
2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。
3新材料在建筑结构中的应用
3.1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:
3.1.1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。
3.1.2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。
3.2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。
3.2.1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。
3.2.2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。
2.2.3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。
3.3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。
4新材料的应用和结构技术创新
4.1新材料的节能应用对建筑结构的影响
当前,国内外的新材料研发的一个重要趋势是生产中能够节约能源保护环境的建筑材料,同时,还要求这种材料能够被广泛的应用于人们的日常生活中,这种新型的节能材料不仅要自身符合节能型资源,还要实现日常生活应用中的节能问题,如保温、通风等方面,同时也响应了环保的绿色理念。能耗减少型的建筑材料是目前国内建筑行业中应用做多的材料之一,如现代的居住小区保温墙的设计理念,这种建筑材料就属于能耗减少型的建筑。此外,新材料构建的建筑结构具有更好的保温效果,因为这些新型的筑材料大多是采用有机建筑材料来进行设计的,这些有机材料的应用于传统的砖石、水泥、混凝土等材料相比,具有更好的保温隔热效果,从而实现了环保节约的目的。此外,这种利用墙体来改善屋内温度的方法,实现了将新材料的节能型体现到了生活中,从而促进了人民生活水平的提高。
4.2建筑结构创新的阐释
“水立方”国家游泳中心,这种建筑的施工完美的体现出了现代化建筑结构的创新性。水立方具有较高的理念作为设计依据,同时,这座建筑也体现了建筑材料的节能环保性,它是利用可再生新材料为基础进行结构建筑的,这也是我国现代建筑结构技术的创新和突破,对我国节能建筑结构技术上具有重要的作用。其中“水立方”的独特的技术创新主要体现在以下几方面:第一,外形的设计上,他的外墙设计具有极高的技术理念,包括ETFF的运用和“帐篷”的设计理念两方面的内容;第二,特殊的膜结构,它是由一种柔性的建筑材料来进行建造的,而且采取多面体空间钢结构进行结合的技术,然后形成的一种以钢支架为主的薄膜结构,从而使得建筑物更加的稳固,并表现出很好的承受力。
5结束语
综上所述,随着社会的发展需求,一些新型的建筑材料被逐渐研发出来,这是一种社会发展趋势,同样,建筑结构的技术创新也是如此,它对我国建筑行业的发展有具有重要的作用,我们应该将这两者进行结合,从而促进我国经济更快的发展。
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[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,2015,(7):66.
论文作者:刘松
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签:建筑结构论文; 新材料论文; 建筑材料论文; 建筑论文; 材料论文; 墙体论文; 屋面论文; 《基层建设》2017年第18期论文;