Öyleyse çeliğin, kerestenin ve betonun artılarına ve eksilerine bir göz atalım.

Yapı mühendisliği, yapıya uygulandığında farklı malzemelerin davranışını daha iyi tahmin edebilmemiz için yapı malzemelerinin bilgisine ve bunlara karşılık gelen özelliklere bağlıdır.. Genel olarak, üç (3) Öyleyse çeliğin, kerestenin ve betonun artılarına ve eksilerine bir göz atalım., beton ve ahşap / kereste. Her malzemenin avantajlarını ve dezavantajlarını bilmek, yapıları tasarlarken güvenli ve uygun maliyetli bir yaklaşım sağlamak için önemlidir.. Öyleyse çeliğin, kerestenin ve betonun artılarına ve eksilerine bir göz atalım.!

Yapısal Çelik

Çelik, ağırlıklı olarak demir ve karbondan oluşan bir alaşımdır. Diğer özellikler kazanmak için diğer elementler de alaşıma karıştırılır.. Bir örnek, paslanmaz çelik oluşturmak için krom ve nikel eklenmesidir.. Çelikte karbonu artırmak, malzemenin gerilme mukavemetini arttırmak için amaçlanan etkiye sahiptir.. Karbon içeriğini artırmak, çeliği daha kırılgan hale getirir, yapısal çelik için istenmeyen olan.

Yapısal Çeliğin Avantajları

Çelik, yüksek mukavemet / ağırlık oranına sahiptir. Böylece, ölü ağırlığı Çelik Yapılar nispeten küçük. Bu özellik, çeliği yüksek binalar için çok çekici bir yapısal malzeme yapar., uzun açıklıklı köprüler, Düşük toprak taşıyan zeminde ve sismik aktivitesi yüksek alanlarda bulunan yapılar.
Süneklik. Çelik, arızalanmadan önce büyük plastik deformasyona uğrayabilir, böylece büyük yedek gücü sağlar.
Öngörülebilir malzeme özellikleri. Çeliğin özellikleri yüksek derecede kesinlik ile öngörülebilir. Aslında çelik, nispeten yüksek ve genellikle iyi tanımlanmış bir gerilme seviyesine kadar elastik davranış gösterir.. Betonarmenin aksine, çelik özellikleri zamanla önemli ölçüde değişmez.
Ereksiyon hızı. Çelik elemanlar yapıya kolayca monte edilir, çok kısa bir inşaat süresi için. Bu normalde işgücü maliyetleri gibi alanlarda daha hızlı ekonomik getiri sağlar.
Onarım kolaylığı. Genel olarak çelik yapılar hızlı ve kolay bir şekilde tamir edilebilir.
Prefabrikasyonun uyarlanması. Çelik, prefabrikasyon ve seri üretime son derece uygundur.
Tekrarlayan kullanım. Bir yapı demonte edildikten sonra çelik tekrar kullanılabilir.
Mevcut yapıları genişletmek. Çelik binalar, yeni bölmeler veya kanatlar eklenerek kolayca genişletilebilir. Çelik köprüler genişletilebilir.
Yorulma gücü. Çelik yapılar nispeten iyi yorulma direncine sahiptir.

Yapısal Çeliğin Dezavantajları

Genel maliyet. Çelik çok enerji yoğundur ve üretimi doğal olarak daha pahalıdır. Çelik yapıların inşası diğer yapı türlerine göre daha maliyetli olabilir..
Yanmaz. Çeliğin mukavemeti, bina yangınlarında yaygın olarak görülen sıcaklıklarda ısıtıldığında önemli ölçüde azalır.. Çelik ayrıca binanın yanan bir kısmından ısıyı oldukça hızlı iletir ve iletir.. Dolayısıyla, binalardaki çelik çerçeveler yeterli yanmazlığa sahip olmalıdır.
Bakım. Çevreye maruz kalan çelik malzemeye zarar verebilir ve hatta yapıyı korozyon yoluyla kirletebilir.. Hava ve suya maruz kalan çelik yapılar, köprüler ve kuleler gibi, düzenli olarak boyanır. Hava koşullarına ve korozyona dayanıklı çeliklerin uygulanması bu sorunu ortadan kaldırabilir.
Burkulmaya duyarlılık. Yüksek mukavemet / ağırlık oranı nedeniyle, çelik sıkıştırma elemanları, Genel olarak, daha ince ve dolayısıyla burkulmaya karşı daha hassastır, söyle, betonarme sıkıştırma elemanları. Sonuç olarak, ince çelik sıkıştırma elemanlarının burkulma direncini iyileştirmek için daha fazla tasarım düşüncesine ihtiyaç vardır.

Figür 1. Yapısal Çelik Yapıya Genel Bakış

Betonarme

Beton su karışımıdır, çimento ve agregalar. Üç ana bileşenin oranı, istenen basınç dayanımına sahip bir beton karışımı oluşturmak için önemlidir.. Betona takviye çelik çubuklar eklendiğinde, iki malzeme, basınç dayanımı sağlayan beton ve çekme dayanımı sağlayan çelik ile birlikte çalışır..

Betonarme'nin Avantajları

Basınç dayanımı. Betonarme, diğer yapı malzemelerine göre yüksek basınç dayanımına sahiptir..
Gerilme direnci. Sağlanan takviye nedeniyle, betonarme ayrıca iyi miktarda çekme gerilimine de dayanabilir.
Yangına dayanıklılık. Beton, güçlendirici çelik çubukları uzun süre yangından koruma konusunda iyi bir yeteneğe sahiptir.. Bu, yangın söndürülene kadar takviye çubukları için zaman kazandırır..
Yerel kaynaklı malzemeler. Beton üretmek için gereken malzemelerin çoğu yerel kaynaklardan kolaylıkla temin edilebilir, bu da betonu popüler ve uygun maliyetli bir seçim haline getirir.
Dayanıklılık. Betonarme bina sistemi diğer tüm yapı sistemlerinden daha dayanıklıdır.
Kalıplanabilirlik. Betonarme, başlangıçta akışkan bir malzeme olarak, neredeyse sınırsız sayıda şekle ekonomik olarak kalıplanabilir.
Düşük bakım. Güçlendirilmiş beton, sağlam olacak şekilde tasarlanmıştır, kapsamlı bakım gerektirmeyen kum ve su gibi düşük değerli malzemeler kullanmak. Betonun, inşaat demiri bozulmayacak şekilde inşaat demirini tamamen çevrelemesi amaçlanmıştır.. Bu, betonarme yapılar için bakım maliyetini çok düşük hale getirir.
Temel gibi yapıda, barajlar, iskeleler vb. betonarme en ekonomik yapı malzemesidir.
Sertlik. Minimum sapma ile sert bir eleman gibi davranır. Binaların servis kolaylığı için minimum sapma iyidir.
Kullanıcı dostu. Yapıda çelik kullanımına kıyasla, Betonarme yapıların yapımında daha az vasıflı işgücü kullanılabilir.

Betonarme'nin Dezavantajları

Uzun süreli depolama. Çimento su ile reaksiyona girdiğinden ve karışım sertleştiğinden beton karıştırıldıktan sonra depolanamaz.. Ana bileşenleri ayrı ayrı depolanmalıdır.
İyileşme süresi. Betonun otuz günlük bir kürlenme süresi vardır. Bu faktör binanın inşaat programını büyük ölçüde etkiler. Bu, yerinde dökme betonun montaj hızını çelikten daha yavaş hale getirir., ancak, bu, prekast beton kullanımıyla büyük ölçüde geliştirilebilir.
Formların maliyeti. RC döküm için kullanılan formların maliyeti nispeten daha yüksektir.
Daha büyük kesit. Çok katlı bir bina için betonarme kolon bölümü (SSB) SSB durumunda basınç dayanımı daha düşük olduğundan çelik kesitten daha büyüktür.
Çekme. Büzülme, çatlak oluşumuna ve mukavemet kaybına neden olur.

Figür 2. Tipik bir Betonarme örneği

Kereste

Ahşap bir organiktir, higroskopik ve anizotropik malzeme. Termal, akustik, elektriksel, mekanik, estetik, Çalışma, vb. özellikleri çok uygun olup sadece rahat bir ev inşa etmek mümkündür. ahşap ürünler. Diğer malzemelerle, Bu neredeyse imkansız. Ahşap, yapısal bir mühendislik malzemesi olarak hem yaygın hem de tarihsel bir seçimdir.. ancak, son birkaç on yılda, ahşaptan, mühendislik ürünleri veya alüminyum gibi metaller lehine bir hareket oldu.

Ahşabın Avantajları

Gerilme direnci. Nispeten hafif bir yapı malzemesi olduğu için, Kırılma uzunluğu söz konusu olduğunda ahşap çelikten bile daha iyi performans gösterir (veya kendi kendine destek uzunluğu). Basit ifadeyle, kendi ağırlığını daha iyi destekleyebilir, bazı bina tasarımlarında daha geniş alanlara ve daha az gerekli desteğe izin veren.
Elektrik ve ısı direnci. Standart nem içeriğine kurutulduğunda elektrik iletkenliğine karşı doğal bir dirence sahiptir. (MC) seviyeleri, genellikle arasında 7%-12% çoğu ağaç türü için. Gücü ve boyutları da ısıdan önemli ölçüde etkilenmez, bitmiş binaya stabilite ve hatta belirli yangın durumları için güvenlik etkileri sağlamak.
Ses emilimi. Akustik özellikleri, yaşam veya ofis alanlarında yankıyı en aza indirmek için idealdir.. Ahşap sesi emer, yansıtmak veya güçlendirmek yerine, ve ek konfor için gürültü seviyelerini önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olabilir.
Yerel kaynaklı. Ahşap, doğal süreçlerle ve ayrıca yeniden dikme ve ormancılık yönetimi programları yoluyla yetiştirilebilen ve yeniden yetiştirilebilen bir yapı malzemesidir.. Hasat seçimi ve diğer uygulamalar, daha büyük ağaçlar hasat edilirken büyümenin devam etmesine izin verir.
Çevre dostu. Birçok yapı malzemesinin en büyük zorluklarından biri, beton dahil, metal, ve plastikler, atıldıkları zaman mı, ayrışmaları inanılmaz derecede uzun zaman alıyor. Doğal iklim koşullarına maruz kaldığında, ahşap çok daha hızlı parçalanacak ve bu süreçte toprağı gerçekten yenileyecektir..

Ahşabın Dezavantajları

Ahşabın büzülmesi ve şişmesi ana dezavantajlarından biridir..

Ahşap higroskopik bir malzemedir. Bu, çevredeki yoğunlaşabilir buharları emeceği ve lif doygunluk noktasının altında havaya nemi kaybedeceği anlamına gelir.. Diğer bir dezavantaj, kötüleşmesidir. Ahşabın bozulmasına ve tahrip olmasına neden olan etkenler iki kategoriye ayrılır.: Biyotik (biyolojik) ve abiyotik (biyolojik olmayan). Biyotik ajanlar arasında çürüme ve küf mantarları bulunur, bakteri ve böcekler. Abiyotik ajanlar güneşi içerir, rüzgar, Su, bazı kimyasallar ve yangın.

Figür 3. Bir ahşap / ahşap yapısal çerçeve

Özet

Çeliği daha iyi tanımlamak için, beton ve ahşap. Her bir malzemeyi vurgulayacak temel özelliklerini özetleyelim..

Çelik hem çekme hem de sıkıştırmada çok güçlüdür ve bu nedenle yüksek basınç ve çekme dayanımlarına sahiptir. Çeliğin nihai gücü yaklaşık 400 -e 500 MPa (58 - 72.5 ksi). Aynı zamanda kırılmadan önce akan veya eğilen sünek bir malzemedir.. Çelik, inşaatta hızı ve verimliliği ile öne çıkıyor. Nispeten hafifliği ve yapım kolaylığı, 10 -e 20% inşa edilmekte olan benzer bir beton esaslı yapıya kıyasla daha küçük. Çelik yapılar ayrıca mükemmel dayanıklılığa sahiptir.

Somut sıkıştırmada son derece güçlüdür ve bu nedenle yaklaşık 17MPa ila 28MPa arasında yüksek basınç dayanımına sahiptir. Daha yüksek mukavemetlere kadar veya aşan 70 MPa. Beton, çok sağlam ve dayanıklı binalar tasarlamayı mümkün kılar, ve bina zarfının içinde tutarak termal kütlesinden yararlanmak, iç sıcaklıkların düzenlenmesine yardımcı olabilir. İnşaat sektöründe de prefabrik beton kullanımı giderek artıyor, çevresel etki açısından avantajlar sunan, inşaat maliyeti ve hızı.

Odun elektrik akımlarına dayanıklıdır, elektrik yalıtımı için en uygun malzeme olmasını sağlar. Çekme mukavemeti, yapı malzemesi olarak ahşabı seçmenin ana nedenlerinden biridir.; Olağanüstü güçlü nitelikleri, onu yapısal kirişler gibi ağır hizmet yapı malzemeleri için mükemmel bir seçim haline getirir. Ahşap, hem beton hem de çelikten hacim olarak çok daha hafiftir, ile çalışmak kolay ve sahada çok uyarlanabilir. Dayanıklıdır, emsallerine göre daha az termal köprüleme ile sonuçlanır ve prefabrike elemanları kolayca birleştirir. Yapısal performansı çok yüksektir ve basınç dayanımı betonunkine benzerdir.. Tüm bunlara rağmen, kereste, konut ve alçak yapılar için daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok katlı yapılar için nadiren ana malzeme olarak kullanılır..

Bunlar, inşaat için kullanılan en yaygın inşaat malzemeleridir. Her malzemenin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Sonunda bunların yerini, gelecekteki teknolojik gelişmelerle çok az sınırlaması olan veya hiç olmayan malzemeler alabilir.. Ne olursa olsun, mevcut yapı malzemelerimiz önümüzdeki on yıllar boyunca geçerliliğini koruyacaktır..