解法
约瑟夫·莫尼耶是法国园丁,对现有花盆材料不满意。黏土容易碎裂,木盆会朽坏,还可能被植物根系撑破。他开始用混凝土制作盆和桶,混凝土便宜且易成型,但单纯混凝土不够稳固——会开裂,因为混凝土抗压不抗拉。
为了让容器更坚固,莫尼耶尝试在混凝土中嵌入铁丝网。他不是第一个尝试加筋混凝土的人,但他看到了其潜力并大力推广,在1867年巴黎博览会上展出这一创意,并于1867年7月16日取得第一项专利,即用于园艺的铁筋槽。
关键在于两种材料互补短板。混凝土易得、易成型,抗压强度高,但抗拉强度明显不足;钢材抗拉极强,但难以加工成定制形状且成本高。于是莫尼耶将钢材置于受拉区——板的下方,做成细杆网,让混凝土负责受压。
他不断拓展这一理念,取得更多专利:1868年的铁筋管和盆,1869年的建筑外墙板,1873年的桥梁,1878年的梁。1875年,由莫尼耶设计的第一座铁筋混凝土桥在沙泽莱城堡建成。
取得了什么结果
嵌入铁丝网以承受拉力
为什么有效
混凝土抗压不抗拉,所以素混凝土容器会裂开。
钢材抗拉极强,但难加工成定制形状且成本高。
莫尼耶在拉应力作用处放置铁丝网,让钢材承受混凝土无法承受的拉力。
结果得到比单一材料更强的复合材料,且像混凝土一样便宜、可浇筑。
可以借鉴什么
当一种材料在某种应力下失效时,用另一种能承受该应力的材料与之结合,按荷载要求放置各自位置,而不是只加固薄弱材料。
后续
1885年,德国工程师古斯塔夫·阿道夫·魏斯买下莫尼耶的专利,将钢筋混凝土发展为重要建筑材料,创办了魏斯与弗赖塔格等公司,并在德国推广莫尼耶体系。莫尼耶于1888年破产,1906年贫困去世,但他的名字延续在莫尼耶管道公司和无数钢筋混凝土建筑中。钢筋混凝土成为现代建筑的支柱,他出售专利所获一次性款项使他人致富。他在法国克拉马尔设计的水库至今仍在。
从这里,追溯依据
参考来源
- Joseph Monier Wikipedia · en.wikipedia.org
- Joseph Monier — Concrete Reinforcement, Construction, Patents EBSCO Research Starters · ebsco.com