鋼筋混凝冰

鋼筋混凝冰

“鋼筋混凝冰“顧名思義由鋼筋和冰組成,冰是脆性材料與混凝土性質相似,可以承受較大的壓應力,而受拉時表現不佳,通過添加鋼筋可以大大增強冰抗拉性能。

簡介

鋼筋混凝土結構已經完全融入我們的生活,道路、橋樑幾乎所有的建築都離不開鋼筋混泥土,用冰代表混凝土,鐵絲代表鋼筋,以一種簡單的方式來展現鋼筋混凝土結構的承載原理。

依據

凍的抗拉強度較低,通常只有抗壓強度的十分之一左右,任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離從而導致結構的破壞。而絕大多數結構構件內部都有受拉應力作用的需求,故通添加鋼筋可以增強凍的整體強度。

相較混凝冰而言,鋼筋抗拉強度非常高,一般在200MPa以上,故在混凝冰中加入鋼筋等加勁材料與之共同工作,由鋼筋承擔其中的拉力,混凝冰承擔壓應力部分。

歷史

起源

2014年1月4日,哈爾濱工程大學航天與建築工程學院力學套用與結構創新俱樂部的同學們用冰代表混凝土,鐵絲代表鋼筋,製作了一座冰質“鋼筋混凝冰矮塔斜拉橋”,用一種簡單的方式來展現鋼筋混凝土結構的承載原理。

採用鋼筋混凝冰結構的矮塔斜拉橋製作過程 採用鋼筋混凝冰結構的矮塔斜拉橋製作過程
鋼筋混凝冰結構的矮塔斜拉橋全景圖 鋼筋混凝冰結構的矮塔斜拉橋全景圖

製作過程

模具製作

由於水流動性較強,需要模具來使液體水凝固成所需形狀的冰。

鋼筋製作

筋混凝冰中的受力筋含量通常很少,從占構件截面面積的1%(多見於梁板)至 6%(多見於柱)不等。鋼筋的截面為圓型。

整體澆築

脫模過程 脫模過程

將鋼筋放入模具中,倒入液態水,放置於0攝氏度以下溫度進行固化。

套用

利用冰與混凝土力學性能的相似性來展示鋼筋混凝土的力學特性與原理。

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