建筑材料与建筑结构形式的相关研究

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1、建筑材料与建筑结构形式的相关研究摘要：土木工程结构要解决的根本问题是工程安全，使结构能够抵抗各种自然或人为的作用。材料是土木工程的物质基础。而材料的选择和数量的确定是结构设计最重要的内容。关键词：工程材料;工程结构；发展；古代土木工程；近代土木工程；现代土木工程工程材料与土木工程一样，是一门古老的学科，伴随着人类历史的发展，绵延千年至今，大致经历了古代、近代和现代三个阶段。而工程结构的发展与人类科学技术的进步，特别是与建筑技术和工程材料有密切关系。古代，物质匮乏，技术落后，人类茹毛饮血；在旧石器时代（约170万年前至公元前8000年），人类居于

2、天然洞穴；中石器时代（约公元前8000年至公元前6000年），地穴建筑出现；新石器时代（约公元前6000年），半地穴建筑出现；公元前5000年，地面建筑，干栏式建筑出现。古代土木工程的发展缓慢，究其主要原因没有理论基础，材料一般采用天然材料，尤其是当地的天然材料，如泥土、碌石、树干、树枝、竹、茅草、芦苇等，后来发展到土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁及混合材料如草筋泥、混合土等。在古代的一些文化遗址中发现，其房屋采用木骨泥墙结构__如从西安半坡遗址中，可以看出，原始社会的地面建筑由墙体、屋顶两部分组成，墙体为木骨泥墙结构，屋顶由构架和木柱支撑。约

3、公元前2000年，相当于夏代时期，出现了夯土的城墙。两周时期开始有了烧制的瓦，战国时期的墓葬中发现了大尺寸的空心砖。在欧洲，大约8000年前己开始采用晒干的砖（土坯）；大约5000年到6000年前开始开凿自然石砌筑房屋；采用烧制的砖亦有3000年的历史。在漫长的人类历史长河中，我们中华民族的建筑体系是木构架制，即用木梁、木柱做成承重骨架，用木制斗拱做成大挑檐，回壁墙体都是自承重的隔断墙__类似于我们今天的钢筋砼框架结构。由此，在古代乃至近现代，在我国大部分地区的农村、城镇，受工程材料的限制，数千年我们的老百姓，一直居于土——木结构，砖木结构的房

4、屋中。在青海玉树大地震中，那些土木、砖木结构的房屋基础都倒塌了，说明其强度、刚度、稳定性相对较差。但于我，从小生于土拯房中的我，对其有着深厚的情谊和深深的眷恋，虽然条件差，但其冬暖夏凉，类似于陕北的窑洞__我想这也是毛泽东主席喜欢它的主要原因。而对于古代的桥——木桥，石板桥、石拱桥等。尤其是石拱桥如赵州桥，其用材简单，石条、竹筋等，受力合理，充分发挥石材抗压的特性，让人叹为观止，让世界都为之惊奇。充分体现了我国古代劳动人民的勤劳和智慧在国外，建筑于公元前2700年至公元前2600年的埃及帝王陵墓建筑群__吉萨金字塔群，其中以古国王第四朝法老胡夫

5、的金字塔最大。该塔塔基正方形，每边长230.5米，高约146米，用230万余块巨石砌成。经历了5000年风雨仍屹立于泥罗河畔；其主材是石材。故在阿拉伯世界里流传着这样的话语:“人是怕时间的，时间却怕金字塔”。而在公元532年至公元537年间建造的今土耳其、伊斯坦布尔的索菲亚大教堂为砖砌穹顶（圆形球壳），直径30余米，穹顶高50多米，穹顶支撑在大跨砖拱和用巨石砌筑的巨型柱上（7mX10m），__砖石拱券结构。西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教堂建筑，都采用了砖石拱券结构。由此不论中国或是外国，在古代虽无理论指导工程实践，凭经验建

6、造，但古代不乏伟大的土木工程，而这跟古人的聪明和智慧有关，让人不禁浮想联翩，__如都江堰水利枢纽工程，它是世界上最长的无坝引水枢纽工程，。从公元前256年至公元前251年修完，一直沿用至今，灌溉着一千多万亩土地，使成都平原成土木工程的时间跨度为17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。西方文明的兴起，土木工程从设计理论，材料科学和工程实践都经历了飞速发展。设计理论的建立，发展也促进材料科学的发展。1824年，英国人阿斯普丁利用波特兰的火山灰发明了水泥__波特兰水泥，并注册专利。1850年开始生产，水泥的发明使土木工程进入混凝土材料时代。1859年

7、，冶金学家贝塞麦发明了转炉炼钢法，使钢材得以大量生产，并用于土木工程。1867年，法国人莫尼埃用铁丝加固砼制成花盆，并把这种方法推广到工程中，从此钢筋砼材料形成并广泛应用于土木工程。成为土木工程中最为重要的材料之一。1886年美国人杰克逊首先应用预应力砼制作建筑配件，后又用它制楼板。1930年法国工程师弗涅希内将高强钢丝用预应力砼，解决了砼因徐变造成预应力完全丧失的问题。从此，预应力砼在土木工程中得到广泛应用。由于材料技术的不断发展和进步，我们建筑工程的结构也不断发展和前行。根据为“天府之国”，这不能说不是奇迹啊!近代的我们所使用的材料，土木工

8、程建构可以分为为土木结构，砖木结构、木结构、砖混结构、砼结构、钢结构、混合结构等。而工程材料是土木工程的物质基础，既决定了结构物的安全性能，也决定了结