對于建筑師來說,如何選擇建筑材料?
建筑材料的世界是復雜的,特別是對于建筑大師而言。對建筑材料的熟悉與了解可以讓你的設(shè)計更加得心應手。希望下面的內(nèi)容可以幫助你更好的選擇建筑材料。
強度
材料的強度指它在壓力下不破裂的能力。材料破碎或受損可能是突然的也是災難性的,很多材料并不完美,他們擁有自己的優(yōu)勢,但也存在致命弱點。比如堅韌的蜘蛛絲,卻幾乎沒有延展性。
硬度
硬度取決于材料劃傷的容易程度。較硬的材料會刮傷較軟的材料,且不會損壞;這就是為什么我們可以用指甲劃軟木而不是金屬。在選擇不同種類的混凝土或其他骨料時,硬度十分重要。
彈性
彈性通常指材料在受到應力作用后恢復其形狀的能力;它也是一種測量材料在受到不同應力后暫時變形多少的方法。對于混凝土來說,受到應力作用后變化不大,說明材料彈性較小;而相對鋼材而言,它的變化更大,更具有彈性。
可塑性
可塑性與彈性概念類似。彈性可以測量材料暫時變形的程度,而塑性可以測量材料在保持不斷裂的情況下永久變形所需的力。塑料作為典型的可塑材料可以彎曲并保持該形狀,而彈性材料則在彎曲后恢復其原始形狀。
脆性
脆性材料不會彎曲,只會在施加力時斷裂。玻璃就是非常典型的脆性材料;不同的包覆材料如瓷磚或纖維水泥同樣。但是只要材料足夠堅固,在正常施加力的情況下,脆性材料不一定比不易碎的材料差。
疲勞損傷
多次負重失敗的材料會產(chǎn)生疲勞損傷。就像柱子能夠承受100次地震但會在第101次時出現(xiàn)損傷。
體積密度與純密度
純密度是材料固體塊質(zhì)量的量度,不包含氣泡。體積密度指每單位體積材料的質(zhì)量,包括任何孔隙或空隙。對于無孔材料,體積密度和純密度是相同的。
吸水率及軟化系數(shù)
吸水是材料吸收和保留水的能力。軟化系數(shù)是“飽和材料的抗壓強度與其在干燥狀態(tài)下的壓縮強度的比率。”這對于基礎(chǔ)或具有高吸水率的材料尤其重要。
比重
它是一種測量密度的方法。數(shù)字越大意味著材料越密集(鋼的比重為7.82,鋁的比重為2.72)。它通過比較物質(zhì)的密度與4攝氏度的水密度進行技術(shù)測量。
防火性
為了防火,材料必須能夠在與火和水接觸時保持其強度和形狀,以便在噴射消防用水時不會塌陷。
冰霜抗性與耐寒性
極端環(huán)境下,建筑材料必須能夠抵抗風,雨和建筑物外部任何其他環(huán)境力的腐蝕作用。防凍材料通常干燥且致密。在嚴寒環(huán)境下,冷凍可以撕裂巨石,更不用說易受傷害的建筑構(gòu)件。
熱容量
即改變物質(zhì)溫度所需的能量,與質(zhì)量有關(guān)。比如,所有磚都具有相同的比熱,但1噸磚具有比1磅磚更高的熱容量。產(chǎn)品的熱容量對于確定建筑物的溫度波動很重要。
建筑師不僅僅需要掌握設(shè)計理論,熟悉材料屬性也尤為重要。材料的選擇是建筑師要做的重要決策之一,只有熟悉這些我們才能在合適的地方選擇正確的材料,來更好的詮釋設(shè)計上的想法。