土木工程研究房子的建造。房子的安全很重要。地震来了房子不能倒。大风大雨房子要站得住。人们住在里面才放心。工程师想了很多办法。他们用钢筋和混凝土盖房子。钢筋很结实。混凝土很硬。它们在一起工作很好。工程师做实验。他们用机器压混凝土块。看看多大力量会压坏。他们用计算机算房子受力。算算柱子要多粗。梁要多大。这些计算很重要。算错了房子会出问题。
盖房子先要打地基。地基是房子的脚。脚要站得稳。土质不好怎么办。有的地方土太软。有的地方有沙子。工程师要处理这些土。他们用大机器压土。把土压紧实。他们打桩子。桩子很长。穿过软土插到硬土里。桩子能扛很重的房子。盖高楼一定要打桩。桩子有不同材料。有的用钢筋混凝土。有的用钢材。看需要选哪种。
混凝土是重要材料。它不像石头。它是人造的。沙子石子水泥加水混合。搅拌好浇到模子里。过几天就变硬了。混凝土怕拉不怕压。压它很难坏。拉它容易裂。工程师放进钢筋。钢筋喜欢被拉。混凝土和钢筋成了好朋友。它们一起干活。现在有高强混凝土。比普通混凝土更硬。盖更高的楼可以用它。还有纤维混凝土。里面加了很多细丝。像布里的线一样。这样混凝土不容易裂。
房子要抵抗地震。地震时地会摇。房子跟着摇。太软的房子摇得厉害。会散架。太硬的房子容易断。工程师让房子不软不硬。他们用特殊设计。有的在房子底下放橡胶垫。地震时橡胶垫动。房子动得小。有的在房子里挂大铁块。铁块摆动抵消房子的摇。这些办法很好。很多高楼都用这些办法。
工程师还要考虑火。火灾很危险。混凝土不怕火。但太烧久了也会坏。钢筋怕火。烧久了变软。房子会塌。工程师给钢筋包上厚混凝土。火烧不进去。他们用防火材料刷在钢梁上。这样能多烧一会儿。人们有时间逃跑。现在有新材料。放在混凝土里。火烧时冒出气泡。保护钢筋不受热。
盖房子用的钢也很重要。钢很结实。能弯不会断。盖大跨度房子用钢好。体育馆机场都用钢。钢怕火。前面说了防火办法。钢还容易生锈。雨淋多了就锈。锈了就不结实。工程师给钢刷漆。漆挡住水和空气。有的用不锈钢。不锈钢贵但不会锈。看地方选合适的。
工程师画图纸。图纸是房子的样子。每个部分画清楚。多长多宽多高。用什么材料。钢筋怎么放。放多少根。工人按图纸施工。不能随便改。图纸错了房子就错了。工程师要仔细画。现在用电脑画图。电脑能发现一些错误。比如两根梁撞在一起。电脑会提醒。这样更好。
施工的时候很热闹。大吊车搬东西。工人绑钢筋。浇混凝土。混凝土要从下面往上浇。不能从高处往下倒。会分离开。沙子石子沉下去。水泥浆浮上面。这样混凝土不好。要用管子接着浇。浇好了要养护。每天浇水。不然混凝土干太快会裂。夏天要多浇水。冬天要保温。太冷混凝土会冻坏。
房子盖好了要检查。工程师拿锤子敲敲柱子。听听声音。声音不对可能有空鼓。他们用机器照里面。像医生照X光。看看钢筋位置对不对。混凝土里面实不实。有问题要修补。小问题打点浆。大问题可能要加固。
使用多年后房子会旧。混凝土可能裂小缝。钢筋可能有点锈。工程师定期检查。看看房子还安全吗。需要时修一修。这样房子能用很多年。五十年前一百年前的房子还在用。就是因为经常维护。
土木工程师也修路修桥。桥的原理和房子像。但桥跨在河上路上。车在桥上跑。桥要承受车的重量。还有风还有地震。桥的墩子要很牢。斜拉桥用很多钢缆拉住桥面。悬索桥用大绳子挂住桥面。这些桥很漂亮。也很有技术。
修路也不简单。路要平。车开起来稳。路底下要排水。水泡着路会坏。路有很多层。最下面土压实。然后放碎石。然后铺沥青。每层都要压紧。压路机来回压。压不实的路用不久。车一压就出坑。
工程师想让房子桥路更耐用。他们研究新材料。有的材料自己会修裂缝。里面有胶水。裂了胶水流出来粘住。有的材料能变色。太热了颜色变浅。反射阳光。里面凉快。省空调。这些新材料可能将来常用。
工程师也算房子对环境的影响。盖房子用很多材料。生产材料消耗能源。产生二氧化碳。工程师选环保材料。有的用工业废料做混凝土。这样废料不浪费。少挖山上的石头。房子拆了混凝土能压碎。再用来铺路。这样不浪费。
土木工程是为了人们生活更好。住安全的房子。走平坦的路。过结实的桥。工程师的工作很有意义。他们不断学习。不断改进。为了更安全更舒适的生活环境。