建筑結(jié)構(gòu)中新材料的應(yīng)用研究

【摘要】最近幾年，我國的建筑行業(yè)呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢，越來越多的新技術(shù)和新材料在建筑工程領(lǐng)域得到了應(yīng)用，促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)和建筑功能的多樣化。本文立足可持續(xù)發(fā)展的大背景，從建筑材料對建筑結(jié)構(gòu)的影響出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)中新材料的應(yīng)用情況進(jìn)行了研究和討論，希望能夠為建筑事業(yè)的發(fā)展提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；新材料；應(yīng)用

工業(yè)化進(jìn)程的加快，不僅帶動了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也推進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新技術(shù)、新設(shè)備、新材料在各個領(lǐng)域中層出不窮。而在建筑領(lǐng)域，新材料的應(yīng)用可以提升建筑的整體性能，滿足人們的個性化需求，為人們提供更加舒適的工作和生活環(huán)境，也因此受到了專業(yè)技術(shù)人員的高度重視。

1、建筑材料對建筑結(jié)構(gòu)的影響

建筑材料對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響是非常巨大的，伴隨著建筑材料的不斷創(chuàng)新，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計也呈現(xiàn)出了不同的趨勢。在最初的原始社會，由于生產(chǎn)力水平低下，建筑材料以天然石材為主，對于材料的處理也比較簡單，因此建筑結(jié)構(gòu)一般都是方形。而伴隨著生產(chǎn)力水平的提高，新的建筑材料不斷涌現(xiàn)，對于材料的處理也更加細(xì)致，建筑結(jié)構(gòu)在基本的實用性的基礎(chǔ)上，增加了審美要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計理念也出現(xiàn)了很大的變化。例如，我國封建社會的建筑一般是以木材為主，其本身具備較強(qiáng)的可塑性，也使得建筑結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出框架的形式。在當(dāng)前，人工建材得到了快速發(fā)展，在性能方面也更加優(yōu)秀，建筑結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了多樣化的發(fā)展趨勢，以混凝土為例，可以通過科學(xué)的受力分析和計算，根據(jù)用戶的個性化需求，建設(shè)出外觀和結(jié)構(gòu)獨(dú)特的現(xiàn)代化建筑，推動了建筑行業(yè)的發(fā)展繁榮[1]。

2、新材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2.1屋面

新材料在建筑屋面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在屋面防水和屋面保溫兩個方面：

（1）屋面防水：可供選擇的新材料是多種多樣的，如水泥基防水材料、高彈防水涂料、復(fù)合防水涂料、防水卷材等，在實際施工中，必須結(jié)合建筑工程的具體情況，對防水材料進(jìn)行合理選擇，在保證防水效果的同時，兼顧環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（2）屋面保溫：保溫層一般會設(shè)置在層面板與防水層之間，在進(jìn)行材料的選擇和應(yīng)用時，需要充分考慮其容量、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)、耐久性等，以滿足屋面保溫的需要。在進(jìn)行保溫層施工時，應(yīng)該做好防潮和防火工作，以免影響保溫材料性能的發(fā)揮。例如，可以選擇一些新型的綠色環(huán)保材料，如膨脹珍珠巖、玻璃棉以及水泥聚苯板等，其不僅僅保溫效果良好，成本低廉，而且能夠有效減少建筑在施工和使用過程中的污染問題。以膨脹珍珠巖為例，其本身的溫導(dǎo)熱系數(shù)為0.025-0.048W/（m.k），高溫導(dǎo)熱系數(shù)0.058-0.175W/（m.k），最高使用溫度800攝氏度，是一種高效的保溫材料，在建筑工程中應(yīng)用廣泛。

2.2墻體

新材料在墻體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用主要包括墻體材料、保溫層以及裝飾層等，這里對其進(jìn)行分別分析。

（1）墻體材料：在傳統(tǒng)建筑中，墻體材料相對單一，一般都是選擇方磚、石塊或者混凝土等，其不僅加工難度大，自重大，而且成本較高，在進(jìn)行加工的過程中還存在著比較嚴(yán)重的污染問題，無法滿足建筑節(jié)能降耗的現(xiàn)實需求，在這種情況下，新墻體材料的研發(fā)受到了越來越多的關(guān)注，如混凝土空心磚、彩鋼板、水泥輕質(zhì)隔墻板、陶粒砌塊、頁巖磚等，新材料不僅質(zhì)量輕，無污染，而且具有保溫隔熱、吸音降噪等特點(diǎn)，裝配簡單，也可以削減墻體的厚度，提供更大的建筑內(nèi)部空間。以新型環(huán)保蜂窩阻燃復(fù)合墻體為例，主要是利用水稻秸稈、廢塑料、水泥和粘合劑等組成，在減少廢棄物處理成本，降低環(huán)境污染的同時，也可以提升墻體強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗震性能，因此在建筑領(lǐng)域得到了越發(fā)廣泛的應(yīng)用。

（2）保溫材料：現(xiàn)代建筑采用的多是外墻外保溫的形式，比較常見的有玻璃棉、酚醛泡沫材料、無機(jī)保溫砂漿、聚苯乙烯擠塑板等，都具備良好的保溫隔熱效果，不過一些傳統(tǒng)的保溫材料雖然同樣具備良好的保溫效果，但是其本身的厚度較大，容易導(dǎo)致窗洞的加深以及層間距的減小，從而影響建筑結(jié)構(gòu)的外觀效果，在這種情況下，要求工程技術(shù)人員根據(jù)實際需求，對保溫材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用。以真空隔熱板為例，在進(jìn)一步提升保溫性能的同時，壓縮了材料的厚度，而且基本不會產(chǎn)生污染問題。經(jīng)過對比，50mm厚度的真空隔熱板在保溫效果上相當(dāng)于200mm的普通礦物棉保溫材料，可以將保溫層的厚度壓縮到原來的1/4。

（3）裝飾材料：裝飾材料的應(yīng)用效果直接影響著墻體的美觀性，當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的外墻裝飾結(jié)構(gòu)為幕墻，包括玻璃幕墻（圖1）、輕質(zhì)板材幕墻等，也可以利用清水混凝土、可再分散乳膠粉改性疏水性灰膏等進(jìn)行墻體飾面，能夠發(fā)揮出良好的裝飾效果。

（4）防噪材料：現(xiàn)代建筑以高層建筑為主，人群相對集中，為了充分保障個人隱私，減少外界噪聲對于日常生活的影響，對于墻體結(jié)構(gòu)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來越多的關(guān)注。防噪材料，或者說隔音材料，指可以阻斷聲音傳播，或者減弱透射聲能的材料，在建筑工程領(lǐng)域，比較常見的防噪材料包括鋼筋混凝土墻板、模板、隔音氈以及纖維板等，能夠有效隔斷噪聲，保持室內(nèi)環(huán)境清凈，為人們提供一個良好的工作和生活空間。相比較傳統(tǒng)防噪材料質(zhì)量偏大、隔音效果差的缺陷，一些新的防噪材料逐漸涌現(xiàn)，如中空玻璃、夾層玻璃以及吸音裝飾板等，在隔絕噪聲方面都有著非常優(yōu)越的效果。

2.3門窗

門窗是建筑工程設(shè)計和施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做好門窗材料的選擇，直接關(guān)系（下轉(zhuǎn)244頁）（上接242頁）著建筑整體目標(biāo)的實現(xiàn)。在季節(jié)特征明顯的北方地區(qū)，對門窗材料進(jìn)行合理選擇意義重大。門窗材料的選擇一般是以保溫隔熱、防風(fēng)防噪等為基本要求，需要重視邊框和玻璃門窗框扇的可靠連接，消除熱量傳輸?shù)耐ǖ?，減少室內(nèi)與室外的熱量交換。比較常見的門窗材料是以輕型塑鋼為主體，搭配雙層玻璃或者吸熱玻璃、防輻射玻璃等，而在對門窗進(jìn)行安裝施工時，應(yīng)該做好孔洞的預(yù)留，盡可能增大開啟縫隙的搭接量，減小縫隙寬度。同時，也可以在門窗框與墻體的接縫位置，利用聚氨酯等溶劑進(jìn)行填充，保證良好的密封效果[5]。

2.4結(jié)構(gòu)

從建筑整體結(jié)構(gòu)的角度分析，為了切實保證建筑工程的使用安全，結(jié)構(gòu)本身必須具備良好的抗震性能，確保在出現(xiàn)較強(qiáng)的振動時，建筑整體能夠保持穩(wěn)定，為住戶的生命財產(chǎn)安全提供保障。在這種情況下，不僅需要做好建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，提升結(jié)構(gòu)的抗震能力，還應(yīng)該積極引入新型抗震材料。當(dāng)前，在建筑工程領(lǐng)域中的輕鋼結(jié)構(gòu)、框架剪力墻等，都具備良好的抗震性能，而纖維增強(qiáng)混凝土更是通過在混凝土中添加碳纖維的方式，使得建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能得到數(shù)倍數(shù)十倍的提升。

結(jié)語：

總而言之，在建筑工程中，材料對于建筑結(jié)構(gòu)的影響是十分巨大的，必須得到足夠的重視。本文對新材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和討論，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)材料相比，新材料不僅可以進(jìn)一步提升建筑的舒適度和穩(wěn)定性，還可以有效減少建筑能耗，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計變得更加豐富，應(yīng)該得到重視和推廣。

參考文獻(xiàn)：

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[3]許義鋒.建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中新材料工藝應(yīng)用[J].科技研究，2014，（7）：66.

[4]朱興娥.新材料在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].城市建筑，2014，（24）：254.

[5]劉偉鋒，劉煒.對建筑新材料與結(jié)構(gòu)發(fā)展的研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016，（4）：124.