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新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用翟培蕾

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：翟培蕾

[导读] 摘要：新型建材在建筑结构设计中的具体应用对建筑行业和公众发挥着重要作用。

        上海联创设计集团股份有限公司西安分公司陕西省西安市 710000
        摘要：新型建材在建筑结构设计中的具体应用对建筑行业和公众发挥着重要作用。为此，需要不断加强对新型建材的研发和创新，加大在建筑结构设计中使用新型建材的比例，从而保证建筑结构设计的持久性，减少建筑设计成本，保证人们的日常生活和财产安全，同时有效地提升建筑结构设计中的经济效益。鉴于此，本文主要分析新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用。
        关键词：新型建筑材料；建筑工程；结构设计
        1、引言
        新型建材虽然在很多建筑结构设计中都有所体现，但其依然存在较大的发展空间，笔者相信在研究人员的不断探索下，新型建材会在多功能性和节能性的方向上得到进一步发展，在满足建筑结构基本设计需求的基础上还能有效地加强建筑结构的功能性、节约能源，在新型建材不断地发展下，我国建筑领域也会得到良性发展，争取早日为人们建设出更加舒适的居住环境，这也是每一位建筑设计人员的美好希冀。
        2、新型建筑材料的使用分类
        2.1、新型墙体节能材料
        新型复合墙板按工艺可分为两种：使模具成型的固定式机械立模法与地模法。主要在建筑工程的内墙、外墙、围墙及屋面中应用，具有轻质、环保、经济实惠等特点，对施工难度的降低与施工质量的提高效果显著，同时还能提高保障性建筑的土地利用率与建筑面积。
        空心墙板在建筑工程中的使用较为普遍。空心墙具有较高的承重能力，并且成本较低，施工简单，在建筑工程中空心墙板的施工只需将墙体预留的空槽使用混凝土浇筑即可，其他有关材料在市场上采购也方便。
        加气混凝土砌块是目前新型环保节能材料中比较具有代表性的。这种材料阻热、隔音、耐高温，制造成本低廉。还有的新型材料如硅酸钙板板材，具有防火、保温、防水等性能，在保温层的施工中与基层和墙面的黏合非常牢固，对比传统保温层材料，还具有抗开裂、抗鼓包等优点。
        2.2、新型保温防水材料
        目前，在建筑工程中保温材料主要使用聚版隔热层，由水泥和粉碎后的聚乙泡沫及塑料三种材料混合加工而成，主要被应用在屋顶慢板，控制室内外温差。实际施工中普遍放置在混凝土与防水板之间，实现对热量传播的阻隔。
        复合型硅酸盐保温材料由于其原材料镁、硅酸盐的特性，使其与传统材料相比具有保温功能好、导热系低、无毒无污染、耐腐蚀等优点。在施工过程中，其有对有害气体与粉尘的控制优秀，施工过程中可根据不同需求可任意裁剪。
        自粘防水卷材是潮湿基面上专门铺贴的材料，施工要求简单，只要基面无明水即可施工。配合聚合物水泥砂浆黏结，有效地解决了传统防水材料无法在潮湿基面施工的问题。在使用较薄的聚合物砂浆层的使用中效果好，防水可靠度高。
        2.3、新型智能材料
        透明混凝土兼顾了混凝土坚固地与玻璃的透明，是二者的特性合二为一的一种新型建筑材料。这种透明混凝土是按照一定的规则将具有大流动性的混凝土和光导纤维均匀排列，利用光导纤维在紫外线照射下变色的特性，使混凝土呈现出色彩斑斓的奇幻效果。形状记忆合金在受到外力产生形变后，可以自动恢复至原有形状，抗震能力强。在地震活动高发区的建筑中使用广泛，有助于减少地震对人员造成的伤亡。
        3、新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用
        3.1、保温结构设计
        为了可以有效地节约建筑物中室内电器使用时所产生的能源消耗，设计人员需要根据建筑项目的功能特性对其保温结构进行适当地加强。

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通常而言，设计人员会利用一些具有保温和隔热性能的建材来设计保温结构层，以确保建筑结构在炎热的夏季能够达到良好的散热效果，而在寒冷的冬季也可以起到保温的作用，通过这种方式来减少空调等电器的使用，实现节能减排的基本目标。随着建材市场上不断地出现新型建材的身影，设计人员也逐渐意识到新型教材的优势所在，并将其合理地应用在保温结构设计中。
        例如，聚氨酯硬泡材料是一种集防水与保温两项功能为一体的新型合成建材，其导热系数极低，通常在0.022W/（m*K）～ 0.033W/（m* K）范围内，仅为挤塑板的1/2。泡沫板自身便具有良好的吸水性以及隔音隔热性能，将聚氨酯泡沫材料建材造成适宜的形状应用于建筑结构设计中则可以有效地提高建筑结构的保温性，在一定程度上减少不必要的能源浪费。
        3.2、墙体结构设计
        在建设项目的实际施工中，墙面施工占非常大的比例，在建筑物墙体施工时，墙体材料的成本应该降低，才能提高整个建设项目的经济效益，新型膜材料就很好地解决这个问题。新型膜材料具有阻隔水和热的功能，并且保温效果也很好，是一种广泛应用于墙体结构设计的新型材料。在墙体结构设计中，膜材料多面体空间钢框架的特点可以得到充分的利用，形成在外侧的薄保护膜，以确保建筑物结构的整体效果，同时增加其稳定性。四氯乙烯充气薄膜材料也具有较高的实用性，具有良好的延展性，材料轻薄，其操作性也非常强，常常被应用到透光设计中，可以有效地确保建筑物的照明，而四氯乙烯充气膜材料应用于槽钢结构，有收集雨水的功能，对建筑物有一定的清洗效果，并且有效地实现节能和绿色建筑设计理念。针对建筑结构设计，还有一个新型的建筑材料，即铝合金结构材料，该材料具有高强度和耐腐蚀的特性，安装较为方便，所使用的材料也可以二次利用，这也是现在非常流行的建筑材料，这种材料取代了木制材料，在提升强度和美感的同时，达到了节能和环保的效果。
        3.3、防水结构设计
        建筑防水是工程建设的关键点之一，因为建筑防水的好坏会严重影响用户的生活质量和建筑物的使用寿命。因此，防水材料的选择一定要谨慎。随着技术的不断进步，越来越多的新型防水材料也逐渐被研发和应用。首先是聚氨酯防水涂料，适应性强，对工作环境要求很低。不管涂层表面是干或湿，其防水性能都不会受到环境的影响，涂抹施工完成后，该材料可在最短的时间固化，并完成构建防水结构的第一步骤。其次是防水卷材，防水卷材是防水涂层固化之后需要铺设的材料。在操作过程中，卷材只需进行涂层固化，使两者之间没有间隙，优化防水效果的同时，也可以减少使用粘合剂。
        4、发展趋势
        第一，多功能性方向，传统建筑材料的弊端越来越受到研发人员的关注，因此新型建材的功能性也会逐渐发生变化，不在经济局限于满足单一建筑的结构设计需求，而是向复合型结构设计的方向进行发展，将一些先进的科学技术与建筑材料进行有机融合，努力为设计人员研发出能够满足建筑结构多样化需求的新型建材，如将纳米技术融入新型建材中，以此来增强新型建材的消毒和抗菌性能等等。
        第二，节能性方向，众所周知，目前我国乃至世界均处于资源紧张的现状，而建筑行业作为资源消耗极高的行业，节约能源的基本原则已经势在必行，因此新型建材的未来发展方向必然要向着节能性靠近，在最大限度上提高建筑材料制作的成功率，同时降低其原材料消耗，还可从资源二次利用的角度上进行考虑，通过高新技术对建筑垃圾进行分解和加工，并将其作为原材料来制作新型建材，努力构建资源节约以及环境友好型社会。
        5、结束语
        新型建材可将许多现代科技融入到建筑结构设计中，在质量和性能方面大大优于传统建材。在建筑结构设计的过程中，使用传统的建筑材料已无法满足人们的发展要求。因此，推广和应用新型建筑材料在建筑结构设计中已成为新时代的趋势。
        参考文献：
        [1]郭婧.建筑工程结构设计中新型建筑材料的应用分析[J].砖瓦，2020（06）：90+92.
        [2]吕振.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用浅谈[J].绿色环保建材，2020（05）：24-25.
        [3]贾瑞庆.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用探讨[J].绿色环保建材，2019（11）：12+14.