Wytrzymałe, aby wyeliminować ryzyko ich zawalenia się. Tanie, bowiem są zużywane w wielkiej ilości. Szkielet konstrukcyjny budynku jest rzadko bezpośrednio narażony na oddziaływanie środowiska, i najczęściej nie jest widoczny. Kryteria odporności na korozję i wygląd nie są więc w przypadku materiałów konstrukcyjnych istotne. Cel projektowania jest zatem prosty: wytrzymałość i sztywność przy minimalnych kosztach.
Wskaźniki funkcjonalności dla tanich, sztywnych i wytrzymałych materiałów wyprowadzono w rozdz. 5 i zestawiono je w tabl. 5.1. Krytyczne elementy konstrukcyjne budynku są albo zginane (np. dźwigary podłogowe) albo ściskane jak kolumny (elementy pionowe). Dwoma wskaźnikami, które chcemy maksymalizować, są
M\ - E' 2/pCr H =<rVi/pCK Dobór materiałów
Cena pojawia się na dwóch WYKRESACH. Na rysunku 6.41 przedstawiono moduł £ w zestawieniu ze względna ceną jednostki objętości materiałów. Zaciemnione pasmo ma odpowiednie nachylenie; wyodrębnia ono beton, kamień, cegłę, miękkie drewno, żeliwa i tańsze stale. Na drugim WYKRESIE pokazano wytrzymałość w zestawieniu ze względną ceną (rys. 6.42). Zaciemnione pasmo - w tym przypadku dla wskaźnika Afj - prowadzi do identycznego wyboru materiałów. Zestawiono je, wraz z odpowiednimi wartościami wskaźników funkcjonalności, w tablicy 6.17. Są to dokładnie te materiały, z których budowano i buduje się domy.
tablica 6.17. Materiały konstrukcyjne dla budownictwa
Materiał |
p 1/2 M'"P [OPa^/CMg/m3)] |
oT " c,p [GPaM/(Mg/mJ)] |
Komentarz |
Beton |
21 |
23 |
t |
Cegła |
12 |
23 |
l Stosowane jedynie na elementy konstrukcyjne |
Kamień |
9 |
23 J |
| poddawane Ściskaniu |
Drewno miękkie |
3 |
10 |
1 „ |
2 7 |
7 |
I Stosowane na elementy konstrukcyjne ro/cią- | |
Stal |
2,7 |
3 |
l gane i ściskane o dowolnym kształcie prze- |
Zbrojony beton |
9 |
13 |
1 kroju |
Czasami słyszy się, że architekci żyją przeszłością, gdyż w końcu dwudziestego wieku powinni projektować budynki z wykorzystaniem kompozytów GFRP, stopów aluminium i stali nierdzewnych. Czasami to robią, ale ostatnie dwa rysunki dają pogląd o istniejącym ograniczeniu.
177