Большинство строительных проектов требуют использования сотен различных материалов. Они варьируются от бетона разных спецификаций, металлоконструкции разных спецификаций, глины, строительного раствора, керамики, дерева и т. Д. Что касается несущей конструкционной рамы, они обычно состоят из конструкционной стали, бетона, каменной кладки и / или дерева. используя подходящую комбинацию каждого для получения эффективной структуры.
Большинство коммерческих и промышленных сооружений в основном строятся из конструкционной стали или железобетона. При проектировании конструкции инженер должен решить, какой, если не оба, материал наиболее подходит для проектирования. При выборе строительного материала учитывается множество факторов. Стоимость обычно является контролирующим элементом; однако другие решения, такие как вес, прочность, конструктивность, доступность, устойчивость и огнестойкость, будут приняты во внимание до принятия окончательного решения.
Стоимость – Стоимость этих строительных материалов будет полностью зависеть от географического местоположения проекта и наличия материалов. Так же, как цены на бензин колеблются, так же, как и цены на цемент, заполнитель, сталь и т. Д. Железобетон получает примерно половину затрат на его строительство от требуемой опалубки. Это относится к пиломатериалам, необходимым для изготовления «коробки» или контейнера, в который заливается бетон и удерживается до его затвердевания. Стоимость форм делает сборный железобетон популярным вариантом для дизайнеров из-за сокращения затрат и времени.
В связи с тем, что сталь продается по весу, проектировщик несет ответственность за определение максимально легких элементов при сохранении безопасного конструктивного исполнения. Дополнительный метод снижения затрат при проектировании заключается в использовании многих стальных элементов того же размера, что и многие уникальные элементы.
Соотношение прочности и веса. Строительные материалы обычно классифицируются по соотношению прочности и веса или удельной прочности. Это определяется как прочность материала по его плотности. Это дает инженеру указание на то, насколько полезен материал по сравнению с его весом, причем вес является прямым показателем его стоимости (как правило) и простоты конструкции. Бетон обычно в десять раз сильнее при сжатии, чем при растяжении, что дает ему более высокое отношение прочности к массе только при сжатии.
Устойчивость – Многие строительные компании и поставщики материалов вносят изменения, чтобы стать более экологически чистой компанией. Устойчивое развитие стало совершенно новым соображением для материалов, которые должны быть помещены в окружающую среду на протяжении поколений времени. Устойчивым материалом будет тот материал, который оказывает минимальное воздействие на окружающую среду, как во время установки, так и на протяжении всего жизненного цикла материала.
Железобетон и конструкционная сталь имеют способность быть устойчивым вариантом строительства при правильном использовании. Более 80% элементов конструкционной стали, изготовленных сегодня, изготовлены из переработанных металлов, называемых сталью A992. Этот материал элемента дешевле, а также имеет более высокое отношение прочности к весу, чем ранее использовавшиеся стальные элементы (класс А36). Железобетон также может быть очень устойчивым вариантом. Материальные компоненты бетона – это природные материалы, которые не наносят вреда окружающей среде. Кроме того, бетон теперь можно заливать так, чтобы он был проницаемым, позволяя потоку воды проходить через мощеную поверхность и, следовательно, уменьшая необходимую инфраструктурную конструкцию, которая вызывает дальнейшее потенциальное нарушение окружающей среды. Бетон также может быть раздроблен и использован в качестве заполнителя в будущих применениях бетона, что означает, что его не обязательно использовать в качестве засыпки.
Огнестойкость. Одной из самых опасных опасностей для здания является опасность пожара. Это особенно актуально в сухом, ветренном климате и для конструкций, построенных с использованием дерева. Особые соображения должны быть приняты во внимание для конструкционной стали, чтобы гарантировать, что она не находится в опасной пожароопасной среде. Железобетон, как правило, не представляет угрозы в случае пожара и даже противостоит распространению огня, а также изменениям температуры. Это делает бетон отличной теплоизоляцией, повышая устойчивость здания, окружающего его, за счет уменьшения необходимой энергии для поддержания климата.
Коррозия – при выборе конструкционного материала важно учитывать жизненный цикл здания. Некоторые материалы подвержены коррозии от окружающих их элементов, таких как вода, тепло, влажность или соль. Особые соображения должны быть приняты во внимание при монтаже конструкционного материала, чтобы предотвратить любую потенциальную опасность коррозии. Это также должно быть разъяснено жителям здания, потому что использование там может или не может быть необходимым требованием обслуживания для предотвращения коррозии. Например, конструкционная сталь не может подвергаться воздействию окружающей среды, поскольку любая влага или другой контакт с водой вызовет ее ржавчину. Когда сталь ржавеет, это нарушает структурную целостность здания и создает потенциальную опасность для оставшихся или окружающих людей