• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.简介
  • 4.依据
  • 5.历史
  • 6.制作过程
  • 6.1.模具制作
  • 6.2.钢筋制作
  • 6.3.整体浇筑
  • 7.应用

钢筋混凝冰

“钢筋混凝冰“顾名思义由钢筋和冰组成,冰是脆性材料与混凝土性质相似,可以承受较大的压应力,而受拉时表现不佳,通过添加钢筋可以大大增强冰抗拉性能。

基本信息

  • 中文名

    钢筋混凝冰

  • 作用

    展现钢筋混凝土承载原理

  • 模型

    冰制钢筋混凝冰矮塔斜拉桥

  • 材料

    钢筋

简介

钢筋混凝土结构已经完全融入我们的生活,道路、桥梁几乎所有的建筑都离不开钢筋混泥土,用冰代表混凝土,铁丝代表钢筋,以一种简单的方式来展现钢筋混凝土结构的承载原理。

依据

冰的抗拉强度较低,通常只有抗压强度的十分之一左右,任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离从而导致结构的破坏。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求,故通添加钢筋可以增强冰的整体强度。

相较混凝冰而言,钢筋抗拉强度非常高,一般在200MPa以上,故在混凝冰中加入钢筋等加劲材料与之共同工作,由钢筋承担其中的拉力,混凝冰承担压应力部分。

历史

起源

2014年1月4日,哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院力学应用与结构创新俱乐部的同学们用冰代表混凝土,铁丝代表钢筋,制作了一座冰质“钢筋混凝冰矮塔斜拉桥”,用一种简单的方式来展现钢筋混凝土结构的承载原理。

采用钢筋混凝冰结构的矮塔斜拉桥制作过程
钢筋混凝冰结构的矮塔斜拉桥全景图

制作过程

模具制作

由于水流动性较强,需要模具来使液体水凝固成所需形状的冰。

钢筋制作

筋混凝冰中的受力筋含量通常很少,从占构件截面面积的1%(多见于梁板)至 6%(多见于柱)不等。钢筋的截面为圆型。

整体浇筑

脱模过程

将钢筋放入模具中,倒入液态水,放置于0摄氏度以下温度进行固化。

应用