Vật liệu xây dựng nào được sử dụng trong xây dựng ?

Có nhiều loại vật liệu xây dựng được sử dụng trong xây dựng như Bê tông, Thép, Gỗ và Masonry. Mỗi vật liệu có các tính chất khác nhau như trọng lượng, sức mạnh, độ bền và giá thành khiến nó phù hợp với một số loại ứng dụng nhất định. Việc lựa chọn vật liệu để xây dựng dựa trên chi phí và hiệu quả để chống lại tải trọng và ứng suất tác động lên kết cấu. Là một kỹ sư kết cấu, tôi làm việc với các khách hàng của mình để quyết định loại vật liệu được sử dụng trong mỗi dự án tùy thuộc vào kích thước và cách sử dụng của tòa nhà.

Sản xuất vật liệu xây dựng là một ngành công nghiệp được thiết lập và tiêu chuẩn hóa có khả năng cung cấp nguồn cung cấp vật liệu chất lượng cao đáng tin cậy cho các công trình của chúng tôi. Sản xuất vật liệu xây dựng cấp kết cấu phải tuân theo các quy trình kiểm soát chất lượng liên quan đến kiểm tra và thử nghiệm theo tiêu chuẩn quốc gia và phương pháp thử nghiệm khoa học.

Một phần trách nhiệm của kỹ sư kết cấu là chuẩn bị các thông số kỹ thuật của dự án bao gồm tất cả các vật liệu xây dựng và các tiêu chuẩn và quy định hiện hành để tuân thủ. Đây là một phần quan trọng của bất kỳ dự án nào để chỉ định chất lượng và tính chất của vật liệu sẽ được sử dụng.

Vật liệu xây dựng nói chung có thể được chia thành hai loại: Vật liệu xây dựng tự nhiên như đá và gỗ và vật liệu xây dựng nhân tạo như bê tông và thép. Cả hai loại thường yêu cầu một mức độ chuẩn bị hoặc điều trị nhất định trước khi sử dụng trong một ứng dụng cấu trúc. Dưới đây là danh sách các tài liệu tôi sử dụng nhiều nhất trong các dự án tư vấn kỹ thuật.

Bê tông
Bê tông là một vật liệu tổng hợp được làm từ xi măng trộn, cốt liệu như cát và đá nghiền và nước. Các tính chất của bê tông phụ thuộc vào các tỷ lệ được sử dụng trong thiết kế hỗn hợp. Do đó, đó là một thông lệ tiêu chuẩn cho các nhà cung cấp bê tông để cung cấp các đặc tính vật liệu và kết quả thử nghiệm cho từng miếng vá bê tông.

Bê tông tươi có thể được đổ vào các công trình dạng để có bất kỳ hình dạng hoặc hình thức và mất thời gian để làm cứng thành một vật liệu giống như đá. Phải mất tới 7 ngày để bê tông đạt được phần lớn sức mạnh của nó và sẽ cần đặc biệt chú ý đến việc bảo dưỡng để tránh nứt hoặc giảm công suất. Bê tông rất linh hoạt và là nguyên liệu của tôi cho các ứng dụng đòi hỏi sự kết hợp giữa cường độ và độ bền. Ví dụ, bê tông là một vật liệu tuyệt vời để xây dựng nền móng trong đó trọng lượng của cấu trúc đáp ứng mặt đất. Điều này đòi hỏi sức mạnh để mang tải và độ bền để chịu được sự tiếp xúc với đất xung quanh.

Bê tông rất mạnh khi chịu ứng suất nén, tuy nhiên, nó giòn và có độ bền kéo hạn chế. Kết hợp với thép cây, bê tông cốt thép mạnh hơn và phù hợp hơn cho một loạt các cấu trúc như tòa nhà cao tầng, cầu, đường, đường hầm và rất nhiều ứng dụng khác.

Thép
Thép là một trong những vật liệu xây dựng mạnh nhất hiện có với khả năng chịu lực tuyệt vời trong cả sức căng và lực nén. Do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao, rất lý tưởng cho khung cấu trúc của các tòa nhà cao tầng và các cơ sở công nghiệp lớn. Kết cấu thép có sẵn trong các hình dạng tiêu chuẩn như góc, dầm chữ I và kênh C. Những hình dạng này có thể được hàn lại với nhau hoặc kết nối bằng cách sử dụng bu lông cường độ cao để xây dựng các cấu trúc có khả năng chống lại các lực và biến dạng lớn.

Thép là một vật liệu xây dựng tương đối đắt tiền, do đó, trách nhiệm của các kỹ sư kết cấu là phải chọn kích thước và hình dạng kinh tế theo tải trọng thực tế trên tòa nhà để tránh tình trạng quá tải. Do chi phí thép cao hơn, tôi thường nhận được câu hỏi từ khách hàng của chúng tôi hỏi liệu có cách nào để giảm trọng lượng và kích thước của một số thành viên thép trong kết cấu. Điều này có thể được thực hiện nếu tải có thể giảm trên các thành viên và / hoặc hỗ trợ dọc có thể được giới thiệu. Việc lắp đặt thép ít tốn thời gian hơn so với bê tông và có thể được lắp đặt trong bất kỳ loại

Gỗ
Gỗ đã được sử dụng làm vật liệu xây dựng trong hàng ngàn năm và nếu được bảo quản đúng cách có thể tồn tại hàng trăm năm. Đây là một nguồn tài nguyên thiên nhiên sẵn có và khả thi về mặt kinh tế với trọng lượng nhẹ và tính chất gia công cao. Nó cũng cung cấp cách nhiệt tốt từ cái lạnh làm cho nó trở thành một vật liệu xây dựng tuyệt vời cho các ngôi nhà và các tòa nhà dân cư.

Các mảnh gỗ được sử dụng trong xây dựng được lên kế hoạch bằng máy và xẻ thành các thông số kỹ thuật nhất định. Gỗ xẻ có các phần có sẵn rộng rãi như 2 lu x4, 2, x6, v.v … Điều này thường được sử dụng trong việc xây dựng các bức tường và sàn nhà. Dù bạn có tin hay không, một 2 xx4 thực sự là 1 ½ phạm vi rộng x 3 ½ cao. Gỗ có kích thước lớn hơn được gọi là gỗ hoặc dầm và thường được sử dụng để xây dựng các khung của các cấu trúc lớn như cầu và các tòa nhà nhiều tầng. Gỗ kỹ thuật là một loại gỗ khác được sử dụng trong xây dựng bao gồm nhiều dạng gỗ khác nhau được dán lại với nhau để tạo thành vật liệu composite phù hợp cho các ứng dụng xây dựng cụ thể. Ví dụ về gỗ kỹ thuật là gỗ dán nhiều lớp (glulam), ván ép và ván sợi.

Do trọng lượng nhẹ, gỗ không phải là vật liệu xây dựng phù hợp nhất để hỗ trợ tải trọng nặng hơn và không lý tưởng cho các nhịp dài. Gỗ hiếm khi được sử dụng cho móng và tường tầng hầm, vì nó cần được xử lý áp lực vì tiếp xúc với đất / độ ẩm có thể khá tốn kém. Trong một ngôi nhà khung gỗ, nền móng và tường tầng hầm thường được xây dựng bằng bê tông cốt thép.

Công trình
Xây dựng công trình đang sử dụng các đơn vị riêng lẻ để xây dựng các cấu trúc thường sử dụng vữa để liên kết các đơn vị lại với nhau. Vật liệu phổ biến nhất tôi sử dụng trong thiết kế kết cấu xây là khối bê tông, với cốt thép dọc nếu cần. Masonry rất mạnh trong việc chống lại tải trọng / ứng suất nén, điều này lý tưởng để sử dụng cho việc xây dựng các bức tường chịu tải. Vật liệu xây khác bao gồm gạch, đá và khối thủy tinh. Masonry là một vật liệu có độ bền cao và chống cháy, tuy nhiên nó có thể nhạy cảm với chất lượng vữa và tay nghề.

Đã có sự gia tăng trong việc sử dụng gạch làm tường chịu lực cho thiết kế các tòa nhà nhiều tầng trong văn phòng. Hệ thống kết cấu thường bao gồm các sàn bê tông được hỗ trợ trên sự kết hợp của tường bê tông và tường bê tông cốt thép tùy thuộc vào số lượng sàn và lượng tải trọng trên tường. Tường xây có cửa sổ hoặc cửa mở cần có dầm ngang hoặc lintels để kéo dài trọng lượng của bức tường phía trên ngang qua lỗ mở. Masonry không thích ứng với các khe hở lớn trên tường như khung bê tông hoặc thép, nhưng có thể là một lựa chọn kinh tế nếu kích thước khung và mở là hợp lý và chiều dài của các đoạn tường không quá ngắn.

Tường xây chịu lực có thể được xếp chồng lên nhau để xây dựng các tòa nhà nhiều tầng. Tải trọng trên tường xây tầng một là sự tích lũy của tất cả trọng lượng của các tầng trên nó. Do đó, tường tầng dưới phải mạnh hơn tường tầng trên. Điều này có thể đạt được bằng cách gia cố các lỗ rỗng trong các bức tường gạch dưới cùng bằng các thanh thép và vữa bê tông. Nhiều thanh thép có khoảng cách gần hơn của lõi vữa bằng với tường xây mạnh hơn. Nếu tường xây chịu lực không kéo dài hết xuống nền móng vì các khe hở cần thiết như lối đi lái xe công viên, cần có dầm chuyển bê tông hoặc thép lớn để đỡ tường phía trên lỗ mở. 

Có rất nhiều vật liệu xây dựng như sắt thép, bê tông, gỗ hay ngói màu, nhưng hy vọng nội dung trên sẽ cho bạn hiểu rõ về từng vật liệu chính và các ứng dụng phù hợp nhất cho từng loại vật liệu. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi về bất kỳ tài liệu nào trong số này, vui lòng để lại trong phần bình luận bên dưới.

Hits: 49