Жбк что это строительство

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Бетон как искусственный камень хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение. Бетонная балка при изгибе разрушается уже от незначительной нагрузки вследствие разрыва бетона в растянутой зоне, в то время как высокая прочность бетона в сжатой зоне остается неиспользованной.

Совсем другие свойства приобретает балка, если в бетон растянутой зоны, до его отвердения, заложить стальные стержни. В этом случае растягивающие усилия будут восприниматься сталью, хорошо работающей на растяжение, а сжимающие — бетоном, хорошо работающим на сжатие, при этом работой бетона на растяжение пренебрегают.

Что такое железобетон

Железобетон это такие комплексные конструкции, образованные из бетона и стальных стержней, работающих совместно, называются железобетонными, а стальные стержни — их арматурой.

Бетон – искусственный камень отличается высокой стойкостью к сжатию, но низкой к растяжению, что объясняет относительную его хрупкость. Металл обладает прекрасной стойкостью к растяжению, но не отличается стойкостью к сжатию. Стальной каркас, залитый бетоном, обладает устойчивостью и к растяжению, и к сжатию.

МОНТАЖНИК МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ. Кому стоит выбирать эту профессию?

Виды железобетоны по технологии изготовления

Различают несколько видов изделия, что связано не столько со свойствами, сколько с технологией изготовления.

• Монолитный – железобетон, получаемый непосредственно на строительной площадке – фундамент.
• Сборный железобетон изготавливается на заводской площадке.
• Сборно-монолитный железобетон означает, что часть конструкций производится монолитным способом, а часть – сборным.

В состав стальной арматуры балки, кроме продольных стержней, расположенных в растянутой зоне и воспринимающих нормальные растягивающие усилия, входят поперечные вертикальные стержни, работающие на главные растягивающие напряжения (ближе к опорам), и монтажные стержни. Все стержни в местах пересечений соединяются контактной точечной сваркой, образуя сварной арматурный каркас.

Необходимая площадь сечения продольных и поперечных стержней арматуры определяется расчетом, а способ их объединения в сварные каркасы и количество таких каркасов в сечении балки — удобствами сварки и установки каркасов, удобствами укладки бетонной смеси и другими условиями.

Принципиально важным условием совместной работы арматуры с бетоном в железобетонных конструкциях является их сцепление, которое обеспечивается:

• в арматуре периодического профиля — выступами на поверхности стержней,
• в сварной арматуре — за счет сварных пересечений, в каждом из которых стержень одного направления служит анкером для стержня другого направления, и, кроме того,
• во всех случаях за счет обжатия стержней арматуры бетоном при усадке.

Изгибаемые железобетонные элементы в строительстве:

1. жб балки и
2. железобетонные плиты,

Плиты отличаются от балок большей шириной и меньшей высотой поперечного сечения.

Изгибаемые железобетонные элементы очень часто делают таврового (Т-образного) и П-образного (ребристого) сечения. Смысл таких конструктивных форм в том, чтобы удалить возможно большую часть бетона растянутой зоны (не учитываемого при расчете прочности), оставив лишь часть, необходимую для размещения продольной и поперечной рабочей арматуры и связи ее со сжатой зоной. При этом уменьшается расход бетона и стоимость элементов и достигается очень большое снижение веса (в 5 раз и более).

Схема работы бетонных блоков при изгибе

Высокая прочность стальной арматуры делает целесообразным использование железобетона также и в сжатых элементах — колоннах, так как наличие в них арматуры дает возможность несколько уменьшить их поперечные размеры (по сравнению с бетонными) и повысить их надежность при случайных эксцентриситетах продольных сил и поперечных нагрузках. Продольные стержни арматуры колонн соединяют (также при помощи сварки) поперечными стержнямй во избежание потери устойчивости, вследствие работы на сжатие.

Раньше в железобетоне применялись в основном бетоны марок 100—200, в настоящее время обычными (для сборного железобетона) становятся марки 400—500. Для некоторых видов железобетонных конструкций, например колонн, работающих в основном на сжатие, целесообразно повышение марки бетона до 900. При этом повышение марок бетона в настоящее время лимитируется в основном недостаточно высокими качествами заполнителей.

Варьируя марку бетона и количество арматуры в железобетонном элементе (при сохранении его формы и размеров), можно довольно широко видоизменять его прочность. Это дает возможность в одной и той же форме изготовлять элементы различной несущей способности.

Важными свойствами железобетона являются его огнестойкость и коррозионная стойкость, обусловленные тем, что стальные стержни арматуры укрыты в железобетоне защитным слоем бетона.

Жаростойкий железобетон отличается от обычного особыми свойствами материалов: бетон применяется жаростойкий, арматура только из горячекатаной стали, поскольку холоднотянутая проволока при нагревании теряет наклеп и как следствие свою прочность.

Предварительно напряженный железобетон

Характерной особенностью изгибаемых железобетонных элементов является образование трещин в бетоне растянутой зоны уже при нормальных эксплуатационных условиях, обусловленное малой растяжимостью бетона (относительная предельная деформация εб-пред =0,0001).

Рассмотрим железобетонную балку с арматурой из Ст. 3. При напряжении в растянутой арматуре δ = 1000 кг/см2, т. е. в пределах, допускаемых для Ст. 3 при нормальной эксплуатации, удлинение арматуры на участке длиной 1 м будет равно

В то же время предельное возможное удлинение бетона

Недостаточная растяжимость бетона компенсируется образованием трещин и суммарная ширина раскрытия трещин на длине 1 м равна 0,5—0,1=0,4 мм. Однако при большом количестве трещин ширина каждой из них настолько мала, что наличие их не препятствует нормальной эксплуатации конструкции.

Имея в виду экономию металла, повысим марку стали, приняв Ст. 5 при σ = 2000 кu/см2. При этом на длине 1 м

При той же величине ΔLб.пред суммарная ширина раскрытия трещин на длине 1 м равна 1,0—0,1 =0,9 мм, т. е. возросла более чем в 2 раза. Вследствие неравномерности раскрытия трещин отдельные из них могут получить такое раскрытие, что это сделает недопустимой нормальную эксплуатацию конструкции (хотя даже и такие трещины в неработающем бетоне растянутой зоны практически не сказываются на несущей способности балки в целом).

При арматуре из стали той же марки Ст. 5, но периодического профиля, будет обеспечиваться надежное сцепление бетона с арматурой по всей ее длине, растянутый бетон будет лучше следовать за деформациями арматуры и при той же суммарной ширине раскрытия трещин количество их будет больше, а наибольшая ширина раскрытия меньше (примерно как при арматуре из Ст. 3).

Однако дальнейшее повышение марки арматурной стали из-за большего раскрытия трещин практически невозможно.

Предварительное напряжение железобетона обеспечивает возможность дальнейшего и очень большого повышения напряжений в арматурной стали вплоть до применения высокопрочной проволоки с пределом прочности до 20000 кг/см2 .

Схема экономии преднапряженного бетона

Идея предварительного напряжения заключается в том, чтобы предварительно, т. е. до нагружения балки эксплуатационной нагрузкой, создать сжимающие напряжения в той зоне балки, которая при эксплуатации работает на растяжение. Тогда при нагружении балки эксплуатационной нагрузкой растягивающие напряжения в бетоне появятся лишь после того, как будут погашены предварительные напряжения сжатия. И так как величина усилия предварительного обжатия поддается широкой регулировке, балка может быть запроектирована и выполнена даже так, что в бетоне и при эксплуатационных нагрузках не будет растягивающих напряжений.

Предварительное напряжение железобетонных конструкций осуществляется двумя способами:

1. натяжением арматуры на упоры и
2. натяжением на бетон.

При натяжении на упоры арматура до укладки бетонной смеси натягивается гидравлическими домкратами до определенного напряжения, не превышающего предела упругости, и закрепляется концами в упорах. После этого укладывают бетонную смесь и арматура остается натянутой на протяжении всего времени твердения бетона. После отвердения бетона концы арматуры освобождают и она, стремясь вернуться к первоначальной длине, обжимает бетон.

При стержневой арматуре из горячекатаной стали периодического профиля используют электротермический вариант этого способа, который отличается от описанного выше тем, что необходимое удлинение стержней достигается без помощи домкратов путем нагревания их пропусканием электрического тока. Нагретые стержни закрепляются в упорах, и при остывании получают необходимое натяжение.

При натяжении на бетон арматура натягивается после отвердения бетона. Для этого при изготовлении конструкции в ней оставляют каналы. После отвердения бетона в каналы заводят стержни горячекатаной арматуры или пряди из высокопрочной проволоки и натягивают их домкратом с передачей реактивных усилий непосредственно на бетон самой конструкции, чем и создается обжатие бетона. По достижении необходимого усилия арматура закрепляется в вытянутом состоянии, домкраты отключаются и в бетоне сохраняется достигнутое при натяжении арматуры предварительное обжатие. Затем канал заполняют (под давлением) цементным раствором.

Монолитный и сборный железобетон

При своем зарождении в промышленном строительстве железобетон применялся только в виде монолитных конструкций, т. е. таких, которые полностью возводятся на том месте и в том положении, как это предусмотрено проектом здания или сооружения.

Процесс возведения монолитных конструкций:

• а) заготовка и установка лесов и укрепляемых на них форм, предназначенных для заливки в них бетонной смеси; такие формы, называемые опалубкой, обычно делают из досок;
• б) заготовка и установка арматурных каркасов;
• в) приготовление и укладка в опалубку бетонной смеси;
• г) уход за бетоном в процессе его твердения, имеющий целью обеспечить нормальный температурно-влажностный режим твердения бетона;
• д) распалубка, т. е. освобождение отвердевшего бетона от форм после достижения им необходимой прочности.

Большое число отдельных операций, выполнение которых возможно только в последовательном порядке, делает процесс возведения монолитных конструкций весьма длительным, сдерживающим общие темпы строительства, а в зимнее время — требующим дополнительных затрат для обеспечения нормальных условий твердения бетона.

Однако и до настоящего времени некоторые железобетонные промышленные сооружения, например, отличающиеся большой высотой при ограниченных размерах в плане (дымовые трубы, угольные башни коксохимических заводов, силосы для хранения сыпучих материалов, башенные копры каменноугольных шахт), строят монолитными — с применением подвижной (скользящей) или переставной опалубки.

В первом случае пояс опалубки высотой 1 —1,5 м без разборки, медленно (периодически) поднимается вверх, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) посредством выступающих вверх стальных стержней передаются на нижнюю, ранее, забетонированную часть самого сооружения.

Во втором случае пояс опалубки периодически разбирается и в строго организованном порядке собирается на новом, выше расположенном уровне, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) передаются на специальную решетчатую башню.

Сборный железобетон это, в отличие от монолитного, такой бетон, в котором отдельные элементы (колонны, балки, плиты и др.) изготовляются вне места их будущего существования, чаще всего — на заводе. При этом железобетонные элементы называются сборными независимо от того, изготовляются они целиком или из отдельных частей.

Таким образом, например, фундамент под колонну, забетонированный на месте, называется монолитным, а такой же точно фундамент, целиком изготовленный в стороне и потом установленный на место краном, называется сборным, хотя он сам по себе и представляет единый цельный монолит.

Отдельные элементы сборного железобетона соединяют между собой двумя основными способами:

а) из соединяемых сборных элементов выпускают арматуру и стык на монтаже заливают бетонной смесью, после отвердения бетона в стыке конструкция приобретает свойства монолитной;

б) при изготовлении сборных элементов в них предусматривают закладные стальные детали, выступающие на поверхность элемента, но надежно закрепленные в бетоне приваренными к ним анкерами. Соединение сборных элементов достигается в этом случае сваркой закладных деталей. Такие стыки тоже заливают бетоном, однако в основном для защиты от коррозии.

Существуют также сборно-монолитные железобетонные конструкции. Часть сборно-монолитного элемента (например, нижняя часть балки) изготовляется как сборная, а остальной объем бетонируется на месте.

Основные преимущества сборного железобетона:

• а) при сборном железобетоне резко увеличивается оборачиваемость опалубки (возможность ее многократного использования) и этим экономятся лесоматериалы, при массовом заводском способе изготовления конструкций вместо деревянных форм применяют стальные. Ускорение оборота форм на заводах достигается ускорением твердения бетона путем пропаривания изделий или применением быстротвердеющих цементов;
• б) при применении сборного железобетона резко сокращаются сроки строительства за счет совмещения различных работ во времени, поскольку сборные конструкции изготовляют заблаговременно, а монтаж их при помощи кранов производится быстро и практически почти не зависит от времени года;
• в) заводской способ изготовления сборного железобетона дает возможность широко применять механизацию и предварительное напряжение и этим путем резко снижать трудоемкость и уменьшать расход металла.

При этом предварительное напряжение дает возможность изготовлять из железобетона такие изделия, как напорные водопроводные трубы (взамен стальных, подверженных коррозии), железнодорожные шпалы (взамендеревянных, подверженных гниению) и др.

Массовое заводское производство сборного железобетона поставило с особой остротой проблему унификации конструкций, как необходимую предпосылку рентабельности такого производства.

Преимущества и недостатки железобетона

Преимущества

• Прочность и стойкость к нагрузкам
• Долговечность
• Пожаростойкость
• Химическая инертность
• биологическая стойкость
• Технологичность, можно придать любую
• Низкая стоимость

Недостатки

• низкими теплоизоляционные свойства
• Скорость изготовления – долго набирает прочность

Видео применения преимуществ сборного железобетона при постройке быстровозводимого частного дома из готовых комплектов:

Источник: www.masterovoi.ru

Процесс производства сборных ж/б конструкций

1. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: Учебное пособие для стоит. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 2007. – 701 с.; ил.

2. Попов К.Н. Оценка качества строительных материалов [Текст]: учеб. пособие / К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. — М.: Высшая школа, 2004. — 240с

3. В. С. Руднов, Е. В. Владимирова, И. К. Доманская, Е. С. Герасимова Строительные материалы и изделия. – Екатеринбург, издательство Уральского университета, 2018

Общие сведения

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и строительной арматуры, крайне отличаются своими механическими свойствами.

Бетон, как и всякий камень, хорошо сопротивляется, снижает нагрузку, но он хрупкий и слабо противодействует растяжению. Прочность бетона на растяжение примерно в 10-15 раз меньше прочности на сжатие.

Столь же, обладая очень высоким пределом прочности на растяжение, способны воспринимать растягивающие напряжения в железобетонных элементах.

Наиболее выгодно применять железобетон для строительных элементов работающих на изгиб. В этих конструкциях возникает растяжение и сжатие.

Таким образом сочетается работа бетона и стали в одном материале.

— Совместная работа определяется следующими факторами:

— Крепкие сцеплением бетона и арматуры, поэтому оба материала работают совместно;

— Почти одинаковым коэффициентом температурного расширения для стали и бетона, чем обеспечивается монолитность;

— Бетон предохраняет сталь от коррозии.

Классификация железобетонных изделий.

В зависимости от способа армированияи состояния арматуры различают:

1. Железобетонные изделия с обычным армированием;

2. Железобетонные изделия с предварительным напряжением.

Преимущества предварительно напряженных конструкций:

— Предупреждает появление трещин в растянутой зоне бетона;

— Снижает массу конструкций;

— Увеличивает их жесткость;

— Повышает долговечность и сокращает расход стали, то есть экономия металла.

По средней плотности бетона:

— из особо тяжелых бетонов ρо > 2500 кг/м 3 ;

— из тяжелых бетонов ρо = 18 ÷ 2500 кг/м 3 ;

— из легких бетонов ρо = 500 ÷ 1800 кг/м 3 ;

— из особо легких бетонов ρо < 500 кг/м 3 .

По виду бетонов в зависимости от вяжущих:

— Из цементных бетонов на различных заполнителях;

— Из силикатных бетонов автоклавного твердения на основе извести;

— Из ячеистых бетонов на цементе, извести или смешанных вяжущих;

По внутреннему строению:

Сплошные, пустотные, однослойные, многослойные.

По типоразмерам (маркам):

Например блоки рядовые, угловые, простеночные или колонны сплошные, решетчатые, одноконсольные, двухконсольные и т. д.

По назначению:

Для промышленных зданий, гражданских зданий, общественных зданий. Конструкции фундаментов, для стен, для каркаса, для перекрытий и покрытий, лестниц и т. Д.

Требования к сборным ж / б изделиям.

Сборные ж/б изделия должны:

— Быть типовыми, унифицированными

— Иметь наибольшую степень заводской готовности

— Комплексные изделия должны поставляться в укомплектованном деталями виде

— Качественными, чтобы на строительной площадке не требовалось дополнительная обработка

Материал для железобетона:

Для обычного сборного железобетона используют цементные бетоны классов В35 и В20, для напряженно-армированных конструкций наиболее целесообразные бетоны классов В45 и В50 и выше.

Армирования железобетонных конструкций осуществляют стальной арматурой в виде стержней и проволоки. Стержневая арматура может быть горячекатаной, термически упрочненной и усиленной в холодном состоянии. Арматура может быть гладкой и периодического профиля.

Из железобетонных изготавливают практически все части зданий для сборного строительства: фундаментальные плиты, блоки, балки, элементы каркаса зданий и межэтажных перекрытий, стеновые панели и блоки, лестничные марши и площадки и т. Д.

Процесс производства сборных ж/б конструкций

Сборные железобетонные изделия и конструкции изготавливают на заводах, полигонах и специализированных предприятиях.

Производство железобетонных изделий включает следующие основные технологические процессы:

— Приготовление бетонной смеси

— Изготовление арматуры и арматурных изделий

— Армирование изделий и укладка бетонной смеси, то есть формовка изделий

— Обработка лицевой поверхности

Бетонную смесь, как правило, готовят в бетоносмесительном цехе.

Арматура укладывается в специально подготовленные формы (формы очищают, смазывают).

Бетонная смесь поступает в приемный бункер бетоноукладальника, который подает ее в форму и разравнивает.

Смесь уплотняют: вибрированием, вакуумированием, центрифугированием, прессованием, прокатом, трамбованием и т.д. При уплотнении бетонной смеси цементное тесто переходит в текучее состояние и становится подвижным.

Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность уплотнения которой смесь уплотняется эффективно; выше этой продолжительности расходы энергии растут в большей степени, чем происходит уплотнение смеси. Дальнейшее уплотнение вообще не дает прироста плотности.

Твердения бетонных и железобетонных изделий, изготавливаемых на заводах, при обычной температуре (15 — 21 о С) нерационально, так как оно слишком долго и, уменьшая вращение форм, задерживается выпуск готовой продукции. Для ускорения твердения изделий применяют тепловую обработку.

Продолжительность прогрева изделий зависит от требований, предъявляемых к свойствам бетона, от вида цемента, состава бетона, особенностей технологии и формы изделия. Длительность прогрева составляет 6-15 часов. Чтобы сократить продолжительность прогрева и избежать расширения бетона при нагревании, на некоторых заводах применяют горячие бетонные смеси с t = 50 — 80 ° С. Смеси разогревают паром или электрическим током. Такую смесь следует очень быстро заключать в формы т.к. она быстро густеет.

После достижения бетоном 70-100% расчетной прочности сборные изделия можно отправлять на строительные площадки для монтажа.

Производство железобетонных изделий для сборного строительства идет по 2-м принципиальными схемам: формирование в стационарных, неперемещаемых формах — стеновая и кассетная технология; формирование в перемещаемых формах — поточно-агрегатный способ и на поддонах-вагонетках — конвейерная технология.

Контроль качества железобетонных изделий включает проверку фактического прочности бетона при сжатии, водонепроницаемость (для труб), качество армирования и толщину защитного слоя бетона.

Железобетонные изделия необходимо хранить на складах рассортированными по типоразмерам. При расположении и установке готовых изделий на складе их следует располагать на деревянных прокладках правильными рядами. Железобетонные изделия необходимо хранить в таком положении, в котором они будут работать в здании. Так например, стеновые панели, и перегородки транспортируют в вертикальном положении или слегка в наклонном положении и хранят в специальных металлических кассетах или пирамидах, которые устанавливают на опорных брусьях. Плоские панели перекрытий перевозят и составляют в наклонном положении.

Вопросы для проверки

1. Что такое железобетон?

2. Чем обусловлена совместная работа бетона и стали?

3. Перечислить признаки, по которым проводится классификация железобетонных изделий.

4. Назвать основные технологические процессы в производстве железобетонных изделий.

Источник: studopedia.ru

Проектирование железобетонных конструкций: общие принципы, методология

Проектирование железобетонных конструкций – востребованная сфера проектно-изыскательной деятельности, так как практически любое современное здание, сооружение строится с применением бетона и железа. Проектирование необходимо для точного расчета нагрузок, составления сметы, дальнейшего оформления и ввода объекта в эксплуатацию.

Существуют различные методы проектирования ЖБК, каждый из которых применяется в зависимости от специфики строящегося объекта и задач, стоящих перед подрядчиками. Из нашего материала вы узнаете о принципах и методологии проектирования.

Необходимость проектирования и расчета железобетонных конструкций

В проектировании железобетонных конструкций нет необходимости, когда речь идет о перепланировке, или о выполнении в здании либо помещении ремонтных работ (вне зависимости от того, текущий предстоит ремонт или капитальный). Но при этом нередко конструкцию все же необходимо обследовать, чтобы составить картину о том, каково ее состояние, какие может взять на себя нагрузки и есть ли необходимость в проектировании усилений.

Обязательное проектирование железобетонных конструкций, как правило, необходимо именно при строительстве либо проведении реконструкций. Вот какие конструктивные элементы обычно сооружаются из бетона, стали либо с сочетанием этих материалов:

• фундаменты, основания для зданий (вне зависимости от выбора материала для их верхней части);
• стены (несущие, внутренние), плиты перекрытий, лестничные пролеты и площадки, антресоли, иные составляющие;
• входные группы, вспомогательные постройки, парковки и места для транспорта, подъездные дорожки.

Проектирование железобетонных конструкций без предварительного напряжения необходимо для того, чтобы:

• составить смету и подсчитать общий бюджет;
• получить разрешение на строительство;
• подготовить рабочую документацию для подрядчика;
• чтобы подрядчик мог подготовить исполнительную документацию (с готовым проектом) и предоставить ее застройщику;
• осуществлять надзор за возведением объекта;
• подсоединить инженерные сети новой постройки к уже действующим системам и инфраструктурам;
• зарегистрировать новый объект в установленном законом порядке и ввести его в эксплуатацию;
• согласовать выполнение работ, связанных с реконструкцией (добавление этажей, возведение пристроек и т. п.).

Один из самых важных элементов здания – фундамент, проект которого создается в рамках проектирования железобетонных конструкций, и тут должны быть соблюдены определенные правила. Вот что необходимо учитывать:

• общую концепцию и архитектурные особенности объекта;
• тип грунта на площадке, и какие нагрузки для него допустимы;
• силу нагрузок на проектируемые элементы;
• глубину грунтовых вод;
• предполагаемые нагрузки со стороны окружающей природы (ветры, сейсмическая опасность);
• предпочтительный метод строительства.

Часто возникает необходимость в проектировании, если речь идет о реконструкции здания и при этом планируется изменение его параметров (добавление этажей, замена или восстановление старых железобетонных элементов). Тогда тоже проводится обследование объекта, со всеми необходимыми расчетами и обоснованиями параметров.

На основании расчетов составляется рабочая документация, которой подрядчик пользуется в процессе выполнения строительных работ, а собственник здания – в процессе его эксплуатации.

Задачи проектирования бетонных и железобетонных конструкций

Бетон и железобетон – это высокопрочные материалы (даже повышенной прочности), используемые при строительстве крупных общественных и производственных зданий, при возведении спецобъектов вроде аэродромов, мостов, гидротехнических сооружений. Требования при этом такие:

• готовое здание должно быть безопасно и для людей, и для находящегося в нем имущества;
• обязательное соответствие условиям эксплуатации (имеется в виду климат, температурные воздействия);
• соответствие установленным срокам эксплуатации.

Если есть какие-то особые требования, то они прописываются в техническом задании, входящем в пакет проектной документации.

В отношении проектирования бетонных и железобетонных конструкции действуют те же СНИП, иные законодательные нормы, что и для прочих проектных работ. Это Градостроительный кодекс, ПП РФ № 87 и еще ряд специальных документов:

• СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».
• ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций».
• ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований».

Плюс еще отдельно предусмотрены ГОСТы для разных видов стали, бетона (по марке, плотности). Какой именно материал подойдет для конкретного строительства – решают проектировщики.

Общие принципы проектирования железобетонных конструкций зданий и сооружений

Даже у чисто металлических конструкций есть свой запас прочности, износостойкости, устойчивости к эксплуатационным нагрузкам и погодным воздействиям. И уж тем более это актуально для бетона и железобетона. Прочность бетона зависит от примесей, таких показателей, как плотность, водо- и морозоустойчивость, и прочее. Об этом нельзя забывать при выборе материала для того или иного объекта.

Любое сооружение или здание – это в первую очередь каркас, на котором держатся прочие конструктивные элементы. В современном строительстве используются методы оптимального проектирования железобетонных конструкций, которые могут быть:

• обычными;
• с предварительным напряжением.

Классифицируются они с учетом степени напряжения материалов, задействованных в их изготовлении.

Что касается особенностей проектирования сборных железобетонных конструкций, то по своей структуре они бывают:

• монолитными;
• сборными;
• комбинированными.

Наиболее распространен первый тип, из-за внедрения инвертных опалубок, применяемых при возведении скользящих, передвижных, переставных объектов. Проектирование и изготовление монолитных железобетонных конструкций обходится дешевле (в сравнении со сборными) благодаря применению современных высоких технологий.

Большое значение имеет индустриализация армирования. В таком случае применение ЖБК в строительстве дает еще большую эффективность. Это позволяет создавать все железобетонные армированные элементы максимально рационально, унифицировано, и в то же время просто.

Для того чтобы здание не представляло опасности и соответствовало техническому заданию, при проектировании железобетонных конструкций должны быть соблюдены обязательные для выполнения нормы и правила выполнения работ:

• на участке (объекте, в коммуникациях) требуется проведение предварительных изыскательных и лабораторных исследований, изучение материалов, их состава и качества:
• необходимо выполнение всех расчетов: по нагрузкам, деформациям, прогибам, разрушениям под воздействием природной среды;
• нужно грамотно подобрать проектные решения и дать им обоснования, указав характеристики стали и бетона (марка, класс);
• подготовить пакет документации (проектной и рабочей) для предоставления на согласования, проведения экспертиз, получения разрешения на строительство.

Бетонные элементы зданий могут изготавливаться отдельно и затем подвозиться на строительную площадку, а могут создаваться прямо на месте в процессе стройки. К примеру, бетон заливают в заранее установленную опалубку (внутри которой для большей прочности размещается арматура, штыри, сетки, иные металлические элементы) при возведении оснований для зданий.

При этом способов комбинирования бетонных и железобетонных элементов очень много. К примеру, можно использовать арматуру большего либо меньшего сечения, брать бетон разной степени температурной устойчивости, рассчитанный на те, или иные нагрузки и сроки эксплуатации. Необходимые данные есть в СНИПах и ГОСТах по проектированию железобетонных конструкций.

Основные этапы проектирования железобетонных конструкций

Чтобы железобетонное изделие получилось действительно прочным и качественным, необходимо грамотно рассчитать состав бетона, в частности, правильно подобрать арматуру (высчитать, сколько прутьев и какого диаметра понадобится). Это должен делать специалист, потому что при неверных расчетах конструктивные элементы в итоге получатся слабыми, ненадежными. Они не отслужат установленных сроков, начнут рушиться, и на проект придется потратить значительно больше средств, чем было запланировано.

Методы проектирования железобетонных конструкций есть разные, но в любом случае важно, чтобы конечное изделие получилось прочным и надежным в эксплуатации. Поэтому обязательно следует учесть статические, динамические нагрузки, возможные деформации и все прочее. Помните, что конструктивные элементы бывают внецентрально-сжатые и центрально-изгибаемые (это колонны и балки соответственно).

Выделяют два основных этапа в проектировании ЖБИ и ЖБК:

1. При расчете арматуры за отправные точки берутся пределы разрушающих деформирующих сил в зоне растяжения бетона. Прутья следует располагать по направлению сил растяжения. Разрушающее воздействие в стандартных разрезах нейтрализуется за счет арматуры, размещенной продольно.

А для смягчения действия разрушающих сил в наклонных разрезах арматуру укладывают поперечно. При этом она еще и уменьшает деформацию по главной оси. Таким образом, форм разрушения существует две:

• по нормальным сечениям (под воздействием изгибающего момента);
• по наклонным сечениям (под влиянием наклонных сил).

2. При проектировании железобетонных конструкций, согласно используемым при этом опытным методам расчетов, выделяют и учитывают три основные стадии напряженно-деформированного состояния:

• первые мелкие трещинки в местах наибольшего растяжения (нагрузка идет и на бетон, и на стальные прутья);
• крупные трещины в бетоне (в местах растрескивания нагрузку берут на себя прутья, а там где трещин нет – конструкцию держат вместе и бетон, и сталь);
• разрушение (происходит на границе показателя текучести стали).

2 метода проектирования железобетонных конструкций

Метод 1: расчет соответствующих сечений по допускаемым напряжениям.

Здесь за основу берутся допущения о замене площади сечения арматуры площадью сечения бетона. Однако при этом не представляется возможным точно высчитать напряжение в материалах (потому что бетон здесь принимается за упругий материал), а значит и их запас прочности. В итоге арматуры расходуется больше. Кроме того, метод малоэффективен еще и потому, что постоянно появляются новые высокопрочные виды бетона и стали.

Метод 2: расчет по разрушающим усилиям (по предельным состояниям).

Суть метода состоит в том, чтобы высчитать предельные состояния конструкций из железобетона. Расчетные коэффициенты при этом применяются такие, чтобы учесть самые сильные предполагаемые нагрузки и минимально возможную прочность материалов. Данный подход позволяет разумнее расходовать ресурсы в процессе строительства.

Показатели нагрузок (от разных видов воздействий), сопротивления (для сталей и бетонов разных марок) прописаны в СНИП, которые и используются при проектировании железобетонных конструкций. Виды нагрузок различают следующие:

• Постоянные: идут от постоянных и ограждающих конструктивных элементов, от грунтов.
• Длительные: идут от стационарного оборудования, от грузов (на складах), нагрузки в жилых домах.
• Кратковременные нагрузки: недолго воздействующие на конструктивные элементы (к примеру, пока изготавливается, монтируется или транспортируется какое-либо изделие из железобетона).
• Нагрузки особого характера: от взрывов, землетрясений, перемещений грунтовых слоев, иные воздействия аварийного характера.

Резюмируя, можно выделить следующие рекомендации для проектирования железобетонных конструкций: непременно принимать во внимание условия их эксплуатации, высчитывать предполагаемые общие нагрузки и правильно подбирать состав и характеристики бетона и арматурной стали (в соответствии с положениями СНИП). При выполнении этих условий конструкции получатся надежными, долговечными и будут дешевле обходиться в производстве.

Источник: dorians.ru

Железобетонные конструкции – характеристики, описание

Железобетонные конструкции + монтаж, фото и видео

На сегодняшний день ни один строй. объект не обходится без применения железобетонных изделий (то есть ЖБИ). Каждый день в мире производят примерно 2 миллиарда бетонных изделий, при этом те технологии, которые существуют, постоянно обновляются и еще дорабатываются.

Главным достоинством применения железобетонных конструкций является скорость и удешевление возведения домов разной сложности. Это возможно, в том числе и благодаря изготовлению монолитных железобетонных конструкций.

Характеристики конструкций железобетонного типа

Главные параметры таковы:

• Повышенная устойчивость и жизнестойкость.
• Работоспособность отлично переносить температурные перепады, а также сильные морозы.
• Живучесть к влиянию огня и влаги.

Прочность бетонного изделия будет напрямую зависеть от качества цемента, а еще от качеств, которые имеют используемый песок и гравий. Конечное бетонное качество еще зависит от пористости (отношения числа пор к основному объему), а еще плотности (отношению массы до объема).

Обратите внимание, что бетонная пористость зависит от того, сколько в смеси цемента и появляется из-за испарения лишней воды при его недостаточности. Бетонная плотность напрямую воздействует на прочность изделия и его способность к противодействовать сжиманию.

Устойчивость таких конструкций к огню объяснимо небольшой тепловой проводимостью. Они могут переносить (при этом без заметных разрушений) до +1000 градусов тепла без результатов на протяжении длительного времени. Именно по этой причине бетонная продукция применяется во время строительства промышленных предприятий, которые работают при повышенном уровне температуры. Естественно, что важной особенностью конструкций из железобетона является устойчивость к морозам. Если материал насыщен достаточном количеством воды, то он способен выдерживать многочисленные температурные изменения без ощутимых потерь качества. по исследованиям уменьшение прочности получится минимальным.

Но при всех многочисленных достоинствах бетон характеризуется крайне малым сопротивлением растяжению. Чтобы не было проблем, которые с этим связаны, проводят укрепление элемента из стали армированного типа (к примеру, прутиками или проволокой) или остальных материалов. Такое изделие является крайне прочным и кроме того почти не поддается растяжению.

Подробности

Армирование

Если говорить про армирование, то это является комплексом работ, которые направлены на увеличение степени надежности и прочности изделий из бетона в промышленном и жилом строительстве. Естественно, что одним из самых лучших примеров использования армирования будет создание долговечного и прочного фундамента для покрытия пола. Главная работа заключается в создании основы из металла при стяжке.

Посредством армирования можно уменьшать количество применяемого бетона. Главными материалами для армирования будут:

Сетки из полимерного материала.
• Стекловолокнистые изделия.
• Армирующие проволочные прутики и сетки.

С таким широким выбором материалом, в любе время можно выбирать лучший вариант, который отвечает высокому качеству изготавливаемой конструкции.

Разновидности

Далее предлагаем рассмотреть различные виды конструкций из железобетона.

Монолитные

Железобетонные монолитные конструкции являются основным типом материала, который применяют для возведения всех типов построек. Железобетон сделан из стали и массы бетона и называется комплексным строительным материалом, который ускоряет темпы строительного процесса.

Важным преимуществом монолита можно называть низкую материалоемкость, а именно пространственная целостность, а если говорить профессионально, статическая высокая неопределенность.

К остальным сильным сторонам можно отнести устойчивостью к огню, прочность, долговечность, простота формообразования, малые расходы на эксплуатирование. А вот из минусов выделим то, что из-за усадки или нагрузок силового типа есть возможность появления трещин, высокая звуковая и тепловая проводимость, а также плотность. Сезонность проведения работ тоже относится к минусам, потому что все они должны быть проведены только в теплое время года.

Сборные ЖБИ

Сборные конструкции железобетонного типа являются изделиями готового типа, и СЖК делают на специализированных предприятиях, где есть все нужные устройства. Это даст возможность уменьшать цену изделий и получать высокую степень производительности. Когда-то изготовление СЖК благоприятно воздействовало на увеличение объемов строительства.

Изделия сборного типа из железобетона являются универсальными, и из них есть возможность выстраивать в разную время года и при любой погоде. В подобных сборных конструкциях есть один, но ощутимый минус – большая трудоемкость. Для изготовления стыков используют арматурные приспособления и потому воздействуют на цену.

Железобетонные плиты

Это весьма популярный тип ЖБИ, которые используют на стройках при построении потолков, стен построек, перегородок и в жилых, и в коммерческих постройках. Плита из железобетона очень похожа на прямоугольник, который имеет дверные и оконные проемы, а также выступы для подоконников. На потолочных плитах из ЖБ проемов нет. На случай перевозки панели ставят вертикально под углом в 10 градусов. Категорически важно исключить соприкосновение плит, и под них требуется подкладывать особенные подкладки.

Фермы

Особенные железобетонные фермы используются в роли перекрытий в больших по размеру сооружений. Они сильно похоже на плоский прямоугольник с решетками, и перевозка должна быть произведена строго в положении стоя.

Ригели и балки

Именно балки и ригели применяют в роли компонентов несущего типа, в верхних, боковых и центральных местах строящегося здания. Они могут быть односкатного, двускатного или же с прямыми углами. В процессе специальной перевозки ригели монтируют прямиком по всей длине. В целях ригельной поры пользуются подосновами, которые устанавливают под нижнюю часть.

От балочной длины зависит расстояние между прокладками, а сбоку их обязательно важно закрепить по всей длине. Транспортировка должна быть строго вертикально, а перевозка в горизонтальном виде недопустима, изделие может даже разрушиться. Перевозить можно сразу много частей, а между балками требуется прокладывать разделительные подкладки с толщиной больше 0.1 метра.

Строительстве зданий и построек промышленного, а также жилого назначения на грунте со слабой несущей способностью, не получится без использования в их фундаменте свай. Железобетонные сваи устойчивые к агрессивному химическому воздействию и практически не подвержены коррозии. Сваи могут сохранить работоспособность во мерзлых и влажных грунтах.

Их установку проводят с использованием специализированного оборудования. Использование свай будет обеспечивать устойчивость здания, неизменность и прочность его фундамента. Сваи перевозят, укладывая горизонтально и опирают на подкладки из древесины. Допустима перевозка свай, которые уложены в несколько ярусов.

Стойки

Именно стойки способы послужить опорами электропередающих линий и освещения наружного типа. Их главным назначением является надежное размещение электрических проводов на заданной безопасной дистанции от разных поверхностей. Использование в конструкции опор каркаса из арматуры и специализированных бетонных марок обеспечивает их надежность и продолжительный эксплуатационный срок. Конструкционно такие железобетонные конструкции, как стойки можно поделить на такие виды:

• Анкерные.
• Угловые.
• Промежуточные
• Концевые.

Помимо этого, стойки для ЛЭП опор могут быть одноцепными и многоцепными. Еще допустимо группирование опор для из перевозки, при соблюдении горизонтального положения. Обязательно, чтобы были специальные подкладки в местах соприкосновения.

Колонны

Железобетонная колонна представляет собой несущие элементы сборного вида каркаса здания и строений производственного и жилищно-общественного предназначения. По большей части колонны могут быть квадратного или прямоугольного сечения. Для подкрановых тяжелых конструкций проводят двухветьевые колонны. Перевозка колонн железобетонного типа может быть произведена с укладкой штабелем, когда первый ряд уложен прямиком на грузовое место, а остальные ряда требуется укладывать на настил из специальных подкладок.

Объемные блоки

При постройке зданий и построек для промышленности применяют объемные блоки. Есть отдельные конструкции, которые используют в общественном и жилом строительстве. Это элементы с тонкими стенками, как правило, с дополнительным заполнением теплоизоляционными и звукоизоляционными материалами, с оконными и дверными проемами.

Они отличаются почти полной готовностью заводского типа. Перевозка блоков объемного типа может быть осуществлена лишь в вертикальном положении, так как они не переносят динамические нагрузки, которые неизбежны при перевозке. Чтобы не допускать смещения блока при движении на грузовых платформах, требуется обустроить специализированные упорные выступы.

СТК (санитарно-технические кабины)

Такие кабины являются пространственной конструкций санитарного узла. Кабина этого типа используется при строительстве зданий для общественного применения и жилья. Есть большие объемы и габариты, и перевозка такого материала разрешена исключительно в вертикальном положении, причем опора осуществляется на грузовую платформу, с применением двух прокладок. Аналогичным методом перевозят лифтовые шахты, и устанавливать кабины требуется на фундамент, который выведен по горизонтальному уровню.

Сборно-монолитные ЖБИ

Они являются совокупностью элементов, и техника сборки проводится посредством совместного укладывания монолитного и сборного железобетона. В такой технологии важную роль будут играть качество взаимодействия сборных частей с монолитом.

Допускается разность в габаритах и формах сборных элементов, для того, чтобы достичь лучшего качества. решение требуется принимать с учетом назначения обстоятельств и объектов. Требуется знать, что в СМЖК опалубкой для монолита будет сборный железобетон. Жесткость пространственного типа гарантируется монолитной заливкой, что приводит к снижению расхода материалов. В СМЖК сочетаются преимущества прежних видов, и за счет экономичности дают возможность выстраивать объекты с учетом современных способов. В монолитных элементах широко используют пористые бетоны, из-за чего в значительной степени уменьшается конструкционный вес.

Заключение

Монтаж железобетонных конструкций – тема для отдельной статьи. Такие конструкции используют не просто в постройке зданий, с учетом невысокой тепловой проводимости, применяются в промышленном цеху и не только. Разновидности ЖБК за счет габаритов, веса и условий, требуют точного соблюдения транспортировочного процесса и надлежащей подготовки состава подвижного типа. Технология создания изделий продолжает совершенствоваться.

Источник: domsdelat.ru