在保證強度的情況下,建築材料是否越輕越好?

時間 2021-05-31 17:32:12

1樓:風起雲湧

其實一句話就可以說明白,結構本身的重量並不總是不利的因素,有有利的一面。比如說堤壩,擋土坡,橋梁等。而且結構的重量還影響著結構本身的震動頻率,這點在抗震設計上尤為重視。

2樓:王雲龍

先看看不好的例子,如果你在地下水位較高的地方設計乙個地道,由於浮力的作用,採用輕型結構會需要更多的抗拔樁,這樣的費用肯定是增加的。

而對於恆載佔比例較大的跨越結構,材料越輕,整體的荷載效應越少,當然更經濟。

3樓:我就明確告訴你

不正經的瞎扯乙個

你有個房子,住在天山下,唱著敕勒歌,突然有一天,颳起了大風, 你躲進堅固的家瑟瑟發抖,風停了之後,你發現你擁有了一套北京一環的房子。

4樓:

舉個自重過輕有可能引發問題的例子:

大跨度柔性橋梁(斜拉橋,懸索橋)的氣動效能

例如千公尺級別或者萬公尺級別懸索橋

另外囉嗦幾句:

從題目可以看出,實際工程中也是這樣,強度或者說極限承載力問題普遍受到重視,而剛度問題,卻容易被忽視。

目前現階段,我們要認識到正常使用極限狀態的重要性了。據我有限的認知水平。有三點原因:

1. 高強度材料的使用,使得構件有輕薄化的趨勢,從而使得正常使用效能問題突出;

2. 隨著經濟水平的提高,對結構的要求也相應提高,正常使用要求的提高也很自然;

3. 結構是服務於使用物件的。並不是孤立的客觀存在。

使用物件的要求不能滿足,結構的意義就不存在。例如:高速鐵路執行在橋梁上,橋梁的變形過大,有可能導致列車降速甚至脫軌,從而影響交通運輸能力或整個鐵路網的效能。

此時,橋梁垮不垮已經不重要了,只要列車不能跑了,橋梁的存在就沒有意義了。

5樓:

很多時候,結構設計並不是只有強度這乙個要求,還有剛度和穩定性要求,有時還有疲勞(耐久性)、損傷容限和可靠性要求,甚至還要考慮經濟因素。所以這個問題很不嚴謹。

6樓:123456

2023年6月的一天,倫敦泰晤士河上一座人行橋建成開放,吸引了人們的關注。這座橋由鋼管和拉索建造,簡單優雅,由著名結構工程事務所奧雅納設計建造。它連線著Tate 現代藝術館和聖保羅大教堂。

古今穿越八百年,形成對話。橋的建造也是為了慶祝新千年的到來,於是被叫做千禧橋 (Millennium Bridge,London)。誰料,就在大橋建成開放的第一天,有差不多9萬人湧上,同時留駐的就有2000多人,因此,導致大橋劇烈搖晃。

即使後兩天,上橋的人數被限制,但橋梁震動也沒減弱,於是千禧橋關閉。兩年後,再加了大量的阻尼裝置之後,千禧橋才重新開放。

究其原因,簡單來說就是使用輕型結構之後,人群行走會引發橋的過量振動。一定條件下,橋的質量越輕,振動加速度越大。雖然這樣的振動並不引起橋梁的損壞,也就是說橋梁的強度沒有問題,但是卻引發的人群恐慌,這樣橋的適用性成了大問題。

人的行走頻率一般在2Hz左右,如果橋的頻率在8Hz以下,共振問題也是需要考慮的。千禧橋成為乙個經典的工程失敗案例,直接將一門新興研究課題-人致振動-推向高潮。要知道,以往的橋很少出現這樣的問題,很大一部分原因就是橋的自重比現在的橋大很多。

縱觀人類建造史,無不是想方設法拜託地球引力的影響,朝著更高,更長,更大來發展。過去幾十年,工程結構材料強度日益增加,跨度越來越大。工程師原本以為解決了強度問題,就可高枕無憂,但是振動問題卻讓他們重新陷入思考。

類似的振動舒適度問題,也在樓板中出現,以往的樓板跨度小自重大,隨著鋼構件的參與,跨度越來越大。雖然自重也不小,但是樓板的頻率降低了,人群行走作用下的振動問題也突出了。還有的樓板使用輕型鋼材,人的自重能到樓板的五分之一甚至更多,人能引起的振動響應也就越大。

強度有保障,但是振動卻惱人。

最後,要明白永遠沒有乙個完美的材料,每一種建築材料各有優缺點,沒有一勞永逸的買賣。乙個好的設計師就是要熟悉這些材料的優缺點,然後進行設計。寫到這裡,我突然想起路易斯康說的那句話:

讓磚和石頭成為它想要的樣子。同樣,這句話適用於所有建築材料。

7樓:

問這種問題的智商被狗吃了?

有點常識都能想到

就算強度再高一陣風就刮飛了

好玩嗎?

不光要保證強度還要考慮耐久度成本穩定性耐水性導熱性等等一大堆好吧?

不同的用途還需要不同種類的建材僅僅是強度高而且輕有屁用!

蓋房子以為是搭積木嗎?

8樓:君不知

題主沒有提到其它條件,那麼假設任何影響建築結構的因素都處於理想狀態吧。

如果說所有建築材料都有足夠的強度,那麼所有建築結構,其結構本身和其與基礎的固結也就沒有任何問題了,甚至於任何結構都不需要多餘的約束力(靜定結構)。

所以在這種理想情況下,輕質材料更能減少施工費用,加快施工速度,何樂而不為?

好吧,以上都是瞎扯,可是要知道強度本身就是無法保證的,條件本身就不成立啊!

9樓:渦振怎麼振

並不一定。特別對於很多大跨度橋梁,採用鋼結構時反而還需要考慮是否太輕了,是否需要額外配重,尤其是針對大風區的橋梁,過輕的話,抗風性能極其不好。凡事都有度

10樓:

基本上是這樣的,但減小自重帶來的好處其實也是有限的。

減小自重的乙個最直接的好處是地基基礎的造價可以降低,這個好處基本不是有限的。地基基礎造價在整個建築工程造價中比例很大,所以這個好處很可觀。

另乙個好處是,同樣的結構型別(主要是肋梁樓蓋)情況下,樓、屋面的跨度可以不受限於自重而再增大些,但是這種好處是很有限的。

自重對抗風的作用影響不很大:高層建築基本沒有影響;大跨建築的屋蓋一般也不會利用自重來實現抗風的目的,這很複雜,自重重基本不會算是乙個有利條件。

結構中存在自重對結構有利的情況,但很少(主要是連續梁、板荷載分布,懸挑梁、板等情況),結構計算時對有利的自重(恆荷載)取0.9或1.0的係數,即保守地弱化有利自重的有利影響。

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