土木工程专业英语课文译文

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参考译文

第一单元

第一部分钢筋混凝土

混凝土

混凝土由水,砂,石子和水泥构成。这些不同的,分散的材料混合在一起就构成了一种坚硬的大块状物体(形状各异),有着良好的性能。

混凝土被用作建筑材料已有150年的历史。它的普遍应用主要由于以下几点:

(1)恶劣环境下的耐久性(包括耐水)

(2)极易被浇铸成不同的形状和尺寸

(3)相对经济实惠,极易获得

(4)有极强的抗压能力

但众所周知,与其较强的抗压强度相比,混凝土抗拉和抗弯强度较低。因此,每当荷载,限制收缩或是温度发生变化,产生的拉应力超过混凝土的拉伸强度时,就会有裂缝出现。在结构应用方面,通常的做法是利用钢筋来抵抗拉力或者是给混凝土施加压力来抵消这些拉力。

预应力混凝土

对混凝土构件加载之前,对其进行压缩的方法称为预应力。把钢筋和混凝土使用很强的力结合在一起就被称为预应力混凝土。

预应力混凝土的优点如下:

1.在预应力操作过程中,混凝土和钢筋经过严格测试,较低的安全系数也是正当的。

2.混凝土中可容许的工作压力通常是抗压强度的三分之一,从而使保证金来弥补劣质混凝土在临界区发生的风险。

3.预应力减少风险,是由于混凝土在预应力操作期间产生的应力可能是其抗压强度的50%到75%。

今天,预应力混凝土被应用于建筑物,地下结构,电视塔,浮动储藏器和海上结构,电站,核反应堆容器和包括拱形桥和斜拉桥在内的各种桥梁系统当中。这说明了预应力概念的多方面适应性以及对它的广泛应用。所有这些结构的发展和建造的成功都是由于材料技术的进步,尤其是预应力钢和在估计预应力长期和短期损失方面积累的知识。

钢筋

钢筋是一种极好的建筑材料。与其他材料相比,钢筋有着较高的抗拉强度。尽管在体积上是木材的十倍以上。钢筋有着较高的弹性模量,因此在荷载下容易发生小的变形。到目前为止所描述的钢筋的特性只适用于温度保持在70F上下的情况,大约从30F到110F。这个温度区间覆盖了大多数结构的运行状况,但搞清楚当温度远远超出正常水平时所发生的情况仍然非常重要。在低温和高温条件下,钢筋的性质变化很大。

与混凝土相比,钢筋的最大优点在于它的抗拉强度。也就是说,它在一定的拉力作用下,钢筋的强度不损失。正如我们所看到的,这个力使得许多材料被拉开。在普通的钢筋中,它的抗拉强度和抗压强度一样有用,如屈服强度,大约是普通结构混凝土抗压强度的15倍,是它的抗拉强度的100倍。因为混凝土在抗压强度方面的缺陷,钢筋是结构中的重要部分。所以在结构中可以没有混凝土,但不可以没有钢筋。另一方面,与混凝土相比,钢筋是一种高成本的材料,虽然钢筋只占钢筋混凝土体积的一小部分(大约占2%)但却占据成本的主要部分。

钢筋混凝土

钢筋混凝土结构,在一些国家也被称为钢筋混凝土,即在混凝土中掺入钢筋和纤维,来增大脆弱材料的强度。

钢筋混凝土发明于19世纪后半期。在世界上的许多国家,钢筋混凝土被用作建筑材料。在包括美国,加拿大的许多国家,钢筋混凝土在工程结构中是一种主导结构材料。钢筋混凝土结构的特性源于钢筋,混凝土,砂,石子和水泥很容易获得,以及混凝土工程施工过程中相对简单的技术和与其它结构形式相比的经济性。混凝土和钢筋混凝土被应用在桥梁和各类建筑中,地下结构,水箱,电视塔,海上石油勘探和生产结构,大坝,甚至还用在船舶上。

要不是钢筋混凝土的发明,即混凝土中嵌入钢材,混凝土就不会成为主要的建筑材料。利用钢筋加固混凝土的设想导致了一种可以抵抗较大张拉应力的新型复合材料的产生,而这在之前是完全不可能的。钢筋嵌入混凝土中形成钢筋混凝土,可用于有拉力产生的混凝土梁和结构中。钢筋和混凝土之间形成强大的黏结力使得钢筋不能从混凝土中滑出。而且,钢筋的直径必须足够小以为钢筋和混凝土提供充足的接触空间。这表明了对于配筋率的结构,钢筋的直径越小,它们的接触面积越大。当钢筋的数量过多以至于阻碍了混凝土的合理浇铸时,此时达到了钢筋直径的合适限值。

钢筋和混凝土这两种材料结合在一起,称为钢筋混凝土,有着许多优点:

1.成本相对较低较高的抗拉强度

2.适用各种天气状况,防火

3.较高的抗压强度

4.混凝土极易成形

5.较高的抗拉强度

6.极好的延展性和钢的韧性

正是这种结合使得钢筋混凝土在建筑结构中有着无限的应用范围和可能性。例如桥梁,大坝,坦克,水库和其它更多的结构中。

钢筋和混凝土还有另一个互补优势:它们的收缩率和扩张率几乎相同,因此在压力和拉力作用情况下,它们可以共同工作。

混凝土和钢筋之间形成一种强大的黏合力,这个力能够将它们粘合在一起使得周围混凝土和钢筋不产生相对滑移。这种黏合力是由产生在钢筋混凝土表面的相对较大的化学附着力,热轧钢筋工厂的原始粗糙度以及带肋钢筋表面的间隔较小的变形所提供的,这种带勒钢筋主要是为了使两种材料有很高的联结。

钢筋混凝土分为预制混凝土和石膏现浇混凝土。钢筋混宁土的重点放在地板系统上。设计和实施最有效的地板系统是创造最佳建筑结构的关键。地板系统设计中的一个小小改动就会对材料成本,施工进度,极限强度,经营成本,占用水平以及建筑物的最终使用产生极大的影响。

结构钢和钢筋混凝土的应用导致了传统结构做法的重大变革。在早期的钢筋混凝土的框架结构,幕墙通常是由石头做成的,它们有承重墙坚实的外观。然而在今天,幕墙通常是由轻质材料做成的,如玻璃,铝,塑料等不同材料的组合。多层建筑物的建造也不再需要用石头或砖来砌筑厚墙了,同时建造耐火的楼面板也变得很简单。这些改变都有助于减少工程造价,而且使建造高度更高,跨度更大的建筑物也变成了可能。

钢筋混凝土施工不是结构设计的结果。这是一个涉及客户端,建筑师,结构工程师,施工工程师和承包商协作的合作项目。也可能咨询其它方面的专家,如:土壤调查,供水,卫生,消防,运输,供暖,通风,空调,声学,电器服务等。通常,建设项目包括三个阶段:规划,设计,施工。

第二部分阅读材料

Text A 6种最佳新型建筑产品-2009

尿液发电,再生塑料建造桥梁,找回滑入排水管道的订婚戒指……这些新型建筑产品带来了新一轮的头脑风暴。

旧建筑产品经受着新产品,新技术持续不断的挑战。有见地的去创造发明相似材料使得某些就问题得以解决。新的机遇挑战驱动着各种想象力的迸发。可持续发展是创新灵感的一个来源,而不是事后营销的来源。

可持续发展是当今创新的一个重要因素,也是当今工业发展的一大挑战。创新的产品必须有很高的知名度,才能适销对路。在这种情况下,要不断激励创新。

可持续发展时代,最重要的一个观念就是要意识到一度被视为破烂的材料,可能是其它产品的原材料。回收有2个等级。再循环最初级阶段的含义是用旧纸造新纸,用旧的铝易拉罐制成新的铝易拉罐。第二个水平的含义是一种工业产品的废弃物成为另一种新产品的原材料。

尿液发电:俄亥俄州立大学的团队找到了一种使用我们生活中最丰富的废弃资源生产需求商品的方法。尿素,尿液中的主要成分,包含四个氢分子键合2个氮分子。这个团队找到了一种有效的方法,使用有镍构成的电极,把氢分离出来(你必须使用电流才能得到这种反映,把氢气和氧气从水中分离出来只需要3%的电压)。分离出来的氢气可以用来发电,非常清洁。其唯一的燃烧产物是水和氮。氮被收集用于工业用途。

这实在太酷了,让我们难以抵制住不为这个概念起一个广告标语:动力来源于尿。

虽然它不是一种建筑产品。但是对可持续发展的建筑设计产生了深远影响。它将会为尿液创造一个新的市场前景,在建筑设计行业,鼓励建造垃圾收集系统而不是垃圾处理系统。这也就使得专业设计师要重新审视一下建筑操作过程中排除或处理掉的废弃物,看看它们有没有再利用的价值。

CalStar 粉煤灰砖和拌和机:另一种比尿液处理起来更难的废弃品是粉煤灰,这种粉煤灰是煤燃烧的产物,是从发电厂清洁大烟囱上面得到的副产品。尽管这些粉煤灰有多种用途,像做成混凝土,但是每年仍有数百万吨被倒进池塘或者填埋掉。目前,真正能够发挥实际应用的煤灰少于45%。

加州硅谷的Calstar产品使这个煤灰处理问题与另一个重要的环境问题结合起来,创造出了一个很棒的解决方案。通过高温烧制粘土工艺造砖耗费很多能源,制造每一块砖要需要消耗1.5磅二氧化碳。CalStar 已经开始用粉煤灰来制砖。经过一个低温蒸汽过程,利用粉灰的粘性在使煤灰中的各种物质粘合起来就造出了一块砖。(美国的CalStar产品不应该与亚洲的一种混凝土切块“粉煤灰砖”混为一谈,因为它只是把粉煤灰作为混凝土切块砖的一种填充料)。

制造CalStar粉煤灰砖与制造黏土砖相比,使用的能源仅是后者的15%,二氧化碳的排放量也仅仅是后者的15%。刘博士首先探索建筑科技开发,已经研制出了符合砖性能标准,并能提供粘土砖谱颜色的砖。他的第一家工厂建在喀里多尼亚,距离芝加哥仅有75英里,他们还计划着开创更多的工厂。

我们相信他们的创新模式会出现在许多建设当中。砖虽然在最近几年中被用作建筑材料,但它仍然是一个重要的传统建筑词汇。粉煤灰砖使我们可以继续享受砖石建筑之美,而不对地球产生威胁,一个可持续发展的解决方案挽救了传统。

导电混凝土:

通过烧煤来获得能源的行业主要是发电厂。他们在10年前就意识到“没有纯粹的废弃物”。他们把发

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