Сущность железобетона как материала строительных конструкций

Коррозионная стойкость элементов железобетонных конструкций зависит от плотности бетона и степени агрессивности среды. Коррозия бетона, имеющего недостаточную плотность, может происходить от воздействия фильтрующейся воды, которая растворяет составляющую часть цементного камня. Наибольшей растворяющей способностью обладает мягкая вода. Внешним признаком такой коррозии бетона являются белые хлопья на его поверхности. Другой вид коррозии бетона возникает под влиянием газовой или жидкой агрессивной среды: кислых газов в сочетании с повышенной влажностью, растворов кислот, сернокислых солей и др. При взаимодействии кислоты с гидратом окиси кальция цементного камня бетон разрушается, Продукты химического взаимодействия агрессивной среды и бетона, кристаллизуясь, постепенно заполняют поры и каналы бетона. Рост кристаллов приводит к разрыву стенок пор, каналов и быстрому разрушению бетона. Наиболее вредны для бетона соли ряда кислот, особенно серной кислоты; они образуют в цементе сульфат кальция и алюминия. Сульфатоалюминат кальция, растворяясь, вытекает и образует белые подтеки на поверхности бетона. Весьма агрессивны грунтовые воды, содержащие сернокислотный кальций, а также воды с магнезиальными и аммиачными солями. Морская вода при систематическом воздействии оказывает вредное влияние на бетон, поскольку содержит сульфатомагнезит, хлористую магнезию и другие вредные соли.

Коррозия арматуры (ржавление) происходит в результате химического и электролитического воздействия окружающей среды; обычно она протекает одновременно с коррозией бетона, но может протекать и независимо от коррозии бетона. Продукт коррозии арматуры имеет в несколько раз больший объем, чем арматурная сталь, и создает значительное радиальное давление на окружающий слой. При этом вдоль арматурных стержней возникают трещины и отколы бетона с частичным обнажением арматуры.

Мерами защиты от коррозии железобетонных конструкций, находящихся в условиях агрессивной среды, в зависимости от степени агрессии являются: снижение фильтрующей способности бетона введением специальных добавок, повышение плотности бетона, увеличение толщины защитного слоя бетона, а также применение лакокрасочных или мастичных покрытий, оклеечной изоляции, замена портландцемента глиноземистым цементом, применение специального кислотостойкого бетона.

1. Что понимают под предельным состоянием конструкции?

Предельное состояние конструкции — состояние когда конструкция теряет несущую способность, либо становится непригодной к нормальным условиям эксплуатации из за недопустимых деформаций в ней или местных повреждений.

При расчете по этому методу четко устанавливаются предельные состояния конструкций и вводится система расчетных коэффициентов, гарантирующих конструкцию от наступления этих состояний при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Прочность сечений также определяется по стадии разрушения, но безопасность работы конструкции под нагрузкой оценивается не одним коэффициентом запаса, а системой расчетных коэффициентов конструкции, запроектированные и рассчитанные по методу предельного состояния, получаются несколько экономичнее.

2. Перечислить расчеты по 1-ой и 2-ой группам предельных состояний и пояснить их суть.

Предельными считаются состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т.е. теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получают недопустимые перемещения или местные повреждения.

Железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по двум группам предельных состояний: по несущей способности — первая группа предельных состояний; по пригодности к нормальной эксплуатации — вторая группа предельных состояний.

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить:

хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);

потерю устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т.п.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или подземных резервуаров и т.п.);

усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под неуравновешенные машины и т.п.);

разрушение от совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания и т.п.).

Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить:

образование чрезмерного или продолжительного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин допустимо);

чрезмерные перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса и амплитуды колебаний).

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей производится для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.

3. Привести классификацию нагрузок. Как определяют нормативную и расчетную нагрузки? Какие расчетные сочетания нагрузок составляют?

В зависимости от продолжительности действия нагрузки делят на постоянные и временные.

Временные нагрузки, в свою очередь, подразделяют на длительные, кратковременные, особые.

Постоянными являются нагрузки от веса несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, массы и давления грунтов, воздействия предварительного напряжения железобетонных конструкций.

Длительными являются нагрузки от веса стационарного оборудования на перекрытиях — станков, аппаратов, двигателей, емкостей и т.п.; давление газов, жидкостей, сыпучих тел в емкостях; нагрузки в складских помещениях, холодильниках, архивах библиотеках и подобных зданиях и сооружениях; установленная нормами часть временной нагрузки в жилых домах, служебных и бытовых помещениях; длительные температурные технологические воздействия от стационарного оборудования; нагрузки от одного подвесного или одного мостового крана, умноженные на коэффициенты: 0,5 для кранов среднего режима работы и на 0,7 для кранов тяжелого режима работы; снеговые нагрузки для III-IV климатических районов с коэффициентами 0,3 — 0,6. Указанные значения крановых, некоторых временных и снеговых нагрузок составляют часть полного их значения и вводятся в расчет при учете длительности действия нагрузок этих видов на перемещения, деформации, образование трещин. Полные значения этих нагрузок относятся к кратковременным.

Кратковременными являются нагрузки от веса людей, деталей, материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования — проходах и других свободных от оборудования участках; часть нагрузки на перекрытиях жилых и общественных зданий; нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже элементов конструкций; нагрузки от подвесных и мостовых кранов, используемых при возведении или эксплуатации зданий и сооружений; снеговые и ветровые нагрузки; температурные климатические воздействия.

К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования и резким нарушением технологического процесса (например, при резком повышении или понижении температуры и т.п.); воздействия неравномерных деформаций основания, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта (например, деформации просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании), и др.

Нормативные нагрузки устанавливаются нормами по заранее заданной вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям. Нормативные постоянные нагрузки принимаются по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности. Нормативные временные — технологические и монтажные нагрузки устанавливаются по наибольшим значениям, предусмотренным для нормальной эксплуатации; снеговые и ветровые — по средним из ежегодных неблагоприятных значений или по неблагоприятным значениям, соответствующим определенному среднему периоду их повторений.

Расчетные нагрузки для расчета конструкций на прочность и устойчивость определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке у; обычно больший единицы.

Сочетание нагрузок. Конструкции должны быть рассчитаны на различные сочетания нагрузок или соответствующие им усилия, если расчет ведется по неупругой схеме. В зависимости от состава учитываемых нагрузок различают: основные сочетания, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок или усилий от них; особые сочетания, состоящие из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок или усилий от них.

Рассматриваются две группы основных сочетаний нагрузок. При расчете конструкций на основные сочетания первой группы учитываются нагрузки постоянные, длительные и одна кратковременная; при расчете конструкций на основные сочетания второй группы учитываются нагрузки постоянные, длительные и две (или более) кратковременные; при этом значения кратковременных нагрузок или соответствующих им усилий должны умножаться на коэффициент сочетаний, равный 0,9.

При расчете конструкций на особые сочетания значения кратковременных нагрузок или соответствующих им усилий должны умножаться на коэффициент сочетаний, равный 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования зданий и сооружений в сейсмических районах.

Снижение нагрузок. При расчете колонн, стен, фундаментов многоэтажных зданий временные нагрузки на перекрытия допускается снижать, учитывая степень вероятности их одновременного действия, умножением на коэффициент.

Нормами также допускается снижать временные нагрузки при расчете балок и ригелей в зависимости от площади загружаемого перекрытия.

4. Что учитывается коэффициентом надежности по нагрузкам, каков он по величине?

Расчетные нагрузки для расчета конструкций на прочность и устойчивость определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке гf; обычно больший единицы g=gn гf. Коэффициент надежности от веса бетонных и железобетонных конструкций гf= 1,1; от веса конструкций из бетонов на легких заполнителях (со средней плотностью 1800 кг/м3 и менее) и различных стяжек, засыпок, утеплителей, выполняемых в заводских условиях, гf = 1,2, на монтаже гf = 1,3; от различных временных нагрузок в зависимости от их значения гf = 1,2.1,4. Коэффициент перегрузки от веса конструкций при расчете на устойчивость положения против всплытия, опрокидывания и скольжения, а также в других случаях, когда уменьшение массы ухудшает условия работы конструкции, принят гf = 0,9. При расчете конструкций на стадии возведения расчетные кратковременные нагрузки умножают на коэффициент 0,8. Расчетные нагрузки для расчета конструкций по деформациям и перемещениям (по второй группе предельных состояний) принимают равными нормативным значениям с коэффициентом гf = 1.

5. Как устанавливают нормативное и расчетное сопротивления бетона и арматуры?

Строительные конструкции должны обладать запасом несущей способности, который предохраняет от многих неприятных случайностей и обеспечивает долговечность здании и сооружений. Вот почему в расчетах по прочности сечений используют не нормативные, а более низкие — расчетные сопротивления материалов, взятые с запасом по отношению к нормативным: R=R_n/г, где г коэффициент надежности по прочности. Для бетона г_b=1,3 для арматуры г_s= (1,05.1,2) в зависимости от класса стали. Значение г тем больше, чем больший разброс прочности материала, или, говоря иначе, чем менее однородна его прочность.

Нормативными сопротивлениями бетона являются сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность) R_bп и сопротивление осевому растяжению R_btп, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0,95).

Нормативную призменную прочность определяют по эмпирической формуле

при этом R_bn ? 0,72 В.

Расчетные сопротивления бетона для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону: при сжатии — г_bс = 1,3, при растяжении — г_bс = 1,5, а при контроле прочности на растяжение — г_bс = 1,3. Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию

расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

Расчетное сопротивление сжатию тяжелого бетона классов В50, В55, В60 умножают на коэффициенты, учитывающие особенность механических свойств высокопрочного бетона (снижение деформаций ползучести), соответственно равные 0,95, 0,925 и 0,9.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона R_b и R_bt уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы бетона г_bi, учитывающие следующие факторы: особенности свойств бетонов; длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость, условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления, размеры сечения и т.п.

Нормативные сопротивления арматуры R_sп устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению: для стержневой арматуры — физического предела текучести или условного предела текучести, для проволочной арматуры — условного предела текучести Нормами установлена доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре = 1.

6. Для чего вводят коэффициент надежности по материалу и коэффициент условий работы, каковы они по величине?

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры снижаются или в отдельных случаях повышаются умножением на соответствующие коэффициенты условий работы г_s, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, наличием загибов, характером диаграммы растяжения стали, изменением ее свойств в зависимости от условий работы конструкции и т.д.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетные сопротивления поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы г_s=0,8, учитывающего неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине наклонного сечения. Кроме того, для сварной поперечной арматуры из проволоки классов Вр-1 и стержневой арматуры класса А-III введен коэффициент г_s=0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения хомутов.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре г_s=1.

7. Что учитывается коэффициентом надежности по назначению здания или сооружения?

При проектировании конструкций следует учитывать коэффициент надежности по назначению г_n, значение которого зависит от класса ответственности зданий или сооружений. На коэффициент надежности по назначению следует делить предельные значения несущей способности, расчетные значения сопротивлений, предельные значения деформаций, раскрытия трещин или умножать на этот коэффициент расчетные значения нагрузок, усилий или иных воздействий.

Подобные документы

Железобетон и железобетонные изделия

Общие сведения о железобетоне — строительном материале, состоящем из стальной арматуры и бетона. Технологии изготовления железобетонных изделий, их виды: с обычным армированием и предварительно напряженные. Армирование железобетонных конструкций.

Железобетон

История бетона и железобетона. Изготовление монолитных конструкций. Способы натяжения арматуры. Ползучесть и усадка железобетона. Коррозия и меры защиты от нее. Три категории требований к трещиностойкости. Конструктивные схемы компоновки конструкций.

Перспективные направления применения бетона и железобетона

Концепция развития бетона и железобетона, значение этих материалов для прогресса в области строительства. Особенности технологий расчета и проектирования железобетонных конструкций. Направления и источники экономии бетона и железобетона в строительстве.

Состав и структура бетона и железобетона

Обзор сырьевых материалов и проектирование подбора состава тяжелого бетона. Расчет химической добавки тяжелого бетона, характеристика вещества. Разработка состава легкого бетона. Область применения в строительстве ячеистых теплоизоляционных бетонов.

Железобетонные конструкции

Применение железобетона в строительстве. Теории расчета железобетонных конструкций. Физико-механические свойства бетона, арматурных сталей. Примеры определения прочности простых элементов с использованием допустимых значений нормативов согласно СНиП.

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам

Сущность железобетона как материала строительных конструкций

Армированный стальными стержнями бетон называют железобетоном. Каменные конструкции, армированные металлом, были известны давно, но в современном виде железобетон появился лишь во второй половине XIX в., когда было освоено промышленное производство портландцемента. Патент на изобретение железобетона был выдан французу Ж. Монье в 1867 г., хотя известны попытки использования железобетона и до него (например, в 1849 г. инженером Г. Е. Паукером в России и в 1845 г. В. Уилкинсоном в Англии).

Интересно знать: Галилео. Истории изобретений. Железобетон

Первоначально железобетон применялся довольно ограниченно. В настоящее время это основной конструкционный материал и в жилищном, и в промышленном строительстве. Наиболее выгодно применять железобетон для строительных конструкций, работающих на изгиб.

Взаимодействие столь различных материалов, когда совместно работают бетон и расположенная в нём арматура, весьма эффективно. Бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надежно защищает ее от коррозии. Бетон хорошо работает на сжатие, но плохо сопротивляется изгибу и растяжению. Это затрудняет его применение в плитах перекрытий, балках, где возникают не только сжимающие напряжения, но и растягивающие. Если в растянутую зону поместить стальную арматуру, которая значительно превосходит бетон по прочности, то несущая способность конструкции увеличится в 10-20 раз. При работе таких элементов возникают два противоположных напряжения – растягивающее, воспринимаемое сталью, и сжимающее, воспринимаемое бетоном, и железобетонная конструкция успешно противостоит изгибающим нагрузкам.

Кроме того, бетон как сравнительно плохой проводник теплоты защищает сталь от сильного нагревания при пожарах. Стальные конструкции при пожаре быстро нагреваются, сталь размягчается и вся конструкция начинает деформироваться даже под собственным весом. В железобетонных конструкциях стальная арматура защищена от огня слоем бетона. Так, опыты показали, что при температуре поверхности бетона 1000°С арматура, находящаяся на глубине 50 мм, через 2 ч нагреется лишь до 500°С.

Преимущества железобетона:

1. Изделия из железобетона долговечны.
2. Высокая сопротивляемость атмосферным воздействиям.
3. Изделия из железобетона отличаются высокой прочностью.
4. Конструкции из ЖБИ огнеустойчивы.
5. Высокая сейсмостойкость.
6. Низкая себестоимость.

Но, несмотря на популярность данного строительного материала, в его использовании есть и недостатки:

1. Изделия из железобетона имеют очень большой вес.
2. Высокая тепло- и звукопроводность.
3. Трудно что-то изменить или укрепить.
4. Нужны квалифицированные рабочие для работы с таким материалом.
5. Появление трещин на бетоне.
6. Повышенные затраты во время транспортировки.

Из железобетона выполняют разнообразные строительные конструкции и изделия. Плиты из железобетона – это самый популярный из строительных материалов как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве, даже, несмотря на выше перечисленные недостатки.

13.2. Классификация конструкций из железобетона

Железобетонные конструкции и изделия по способу производства разделяют на:

• монолитные (изготавливают непосредственно на месте строительства, укладывая бетонную смесь в опалубку);
• сборные (производят в виде крупноразмерных элементов на специализированных заводах, транспортируют к месту строительства и затем монтируют в сооружение);
• сборно-монолитные (представляют собой сочетание сборных элементов с монолитным бетоном).

По виду применяемого бетона различают конструкции из тяжёлого, лёгкого, ячеистого и специальных бетонов.

По способу армирования и состоянию арматуры конструкции могут быть:

• обычные;
• предварительно напряженные.

Монолитные железобетонные конструкции изготавливают непосредственно на месте строительства: подготавливают опалубку из металла, древесины или других материалов, затем укрепляют арматуру, производят подачу, укладку и уплотнение бетонной смеси. Распалубливание конструкции производят после твердения и достижения бетоном необходимой проектной прочности (Рис.13.1).

Рис. 13.1. Монолитные железобетонные конструкции

Преимущества: монолитные конструкции обладают высокой жесткостью; архитектурные формы зданий и сооружений из монолитного железобетона разнообразны, отличаются индивидуальностью и своеобразной пластикой.

Недостатки: при бетонировании монолитных конструкций в зимнее время возникают значительные трудности, затрачиваются материалы на изготовление опалубки и большое количество ручного труда.

Рис. 13.2. Сборные железобетонные изделия

Сборные железобетонные изделия и конструкции изготавливают на специализированных заводах, где производят сборные материалы для всех видов строительства (Рис.13.2). Они поставляются на строительство в готовом виде; значительно сокращается трудоемкость бетонных и железобетонных работ, ускоряются темпы и снижается стоимость строительства.

В настоящее время сборные бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготавливают для всех основных частей современных зданий и сооружений:

• фундаментные плиты и блоки
• элементы каркаса зданий и междуэтажных перекрытий;
• стеновые панели и блоки;
• лестничные марши и площадки;
• элементы для специальных видов строительства (подземного, дорожного, гидротехнического, мостостроения) и т.д.

Сборно-монолитный железобетон – комбинация каркаса и монолита. В зависимости от типа и этапа работы они могут собираться как на заводской, так и на строительной площадке. Это, например, лестничные пролеты или блоки фундамента.

Самая высокая скорость возведения капитальных сооружений: все элементы здания прибывают в готовом виде, а монтаж занимает куда меньше времени, чем изготовление на месте (Рис.13.3).

Типовые размеры элементов исключают технические и проектные ошибки, отсутствуют работы по подгонке блоков.

Рис. 13.3. Сборно-монолитное перекрытие

Значительно повышает прочность материала предварительное натяжение арматуры. Для этого в форме перед заливкой бетона стержни, канаты, прутки растягивают до величины, не превышающей предела упругости, и в таком виде заливают бетоном. После того как бетон достигает нужной твердости, нагрузку снимают. Арматура стремится вернуться в первоначальное состояние и обжимает сцепленный со сталью бетон. Таким образом, получают блок, в котором каркас растянут, а бетон сжат.

Интересно знать: Схема монтажа сборно-монолитного здания

13.3. Виды арматурных сталей

В зависимости от своего функционального назначения существуют следующие виды арматуры:

• рабочая арматура (воспринимает усилия, возникающие под действием нагрузок на конструкцию и ее собственной массы);
• продольная рабочая арматура (воспринимает усилия растяжения или сжатия, действующие по продольной оси элемента);
• поперечная рабочая арматура (воспринимает усилия, действующие поперек оси балки);
• конструктивная или распределительная арматура (обеспечивает цельность конструкции) (Рис.13.4).

Рис.13.4. Виды арматуры

а – арматурные стержни; б – плоский каркас; в – пространственный каркас; г – арматурные сетки: 1–плоская; II – рулонная; д – арматурный блок; е – стержневая арматурная горячекатаная сталь: /–гладкая; //–периодического профиля; ж – каркас колонны из стержневой арматуры; з –то же, из жесткой арматуры; 1 – рабочие стержни прямые; 2 – то же, отогнутые; 3 – монтажные стержни; 4 – хомуты; 5 – распределительные стержни; 6 – сетки; 7 – пространственный каркас; 8 – арматурный выпуск; 9– уголок; 10– раскос.

По способу изготовления арматура бывает стержневая, холоднотянутая проволочная, проволочная обыкновенная.

Стержневая арматура бывает гладкой – с поперечным сечением, имеющим правильную круглую форму, и периодического профиля – с круглым сечением, но имеющую на поверхности рифление определенного узора, которое улучшает взаимное сцепление арматуры с затвердевшим бетоном (Рис.13.5).

Рис. 13.5. Стержневая арматура: а – гладкого профиля; б – периодического профиля.

13.4. Арматурные изделия и закладные детали

К арматурным изделиям относятся сварные сетки и каркасы, проволочные пучки и отдельные мерные стержни (Рис.13.6).

Рис.13.6. Виды арматурных изделий: а – плоские сетки; б, в – плоские каркасы; г, д, е – пространственные каркасы; ж, и – гнутые сетки; к – закладные детали

Сварные сетки – изготавливают из обыкновенной проволки Вр-I диаметром 3-5 мм и стержневой арматуры класса А – III диаметом 6-10мм.

Сварные каркасы могут быть плоскими и пространственными. Плоские каркасы состоят из одного или двух продольных рабочих стрежней, монтажного стержня и привариваемых к ним поперечных стержней. Пространственные каркасы получают путем сварки плоских каркасов.

Закладные детали служат для соединения сборных элементов при монтаже конструкций. Их приваривают к арматуре ж/б элемента или заанкеривают в бетоне.

Монтажные петли – за них зацепляют конструкцию крюками стропов при складировании, перемещении, монтаже, распалубке.

13.5. Предварительно напряжённые железобетонные конструкции

Применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение арматуры на упоры и натяжение арматуры на бетон.

При натяжении арматуры на упоры ее помещают в форму, один конец закрепляют в упоре, а другой натягивают домкратом до заданного напряжения. Затем производят бетонирование. После приобретения бетоном заданной прочности арматуру освобождают из упора; происходит так называемый отпуск натяжения. В результате усилие натяжения арматуры передается на бетон (Рис. 13.7). Также применяют электротермический способ. Для этого разогревают стержни до температуры 300-500°С, пропуская через них электрический ток, заводят в форму и закрепляют на упорах. В процессе остывания длина стержней сокращается, что приводит к возникновению в арматуре необходимого натяжения.

При натяжении арматуры на бетон сначала изготавливают бетонную конструкцию, в которой предусмотрены каналы или пазы для напрягаемой арматуры. После того, как бетон наберет необходимую прочность, в каналы вводят арматуру и натягивают ее непосредственно на бетон конструкции. Затем под давлением в каналы вводят цементное тесто или цементно-песчаный раствор, которые после затвердевания создают необходимое сцепление арматуры с основным массивом бетона в конструкции (Рис.13.8).

Рис.13.7. Схема создания предварительного натяжения арматуры методом натяжения на упоры: I – натяжение арматуры и армирование элемента; II – готовый элемент; 1 – упор; 2 – домкрат.

Рис.13.8. Натяжение арматуры на бетон: I – элемент во время натяжения арматуры; II – готовый элемент; 2 – домкрат; 3 – анкер.

Защитный слой бетона создают размещением арматуры на некотором удалении от поверхности конструкций.

Назначение защитного слоя:

• закрепление армирования в толще конструкции;
• обеспечение совместного нагружения армирования и бетона;
• эффективная защита армирования от внешнего воздействия (атмосферной, химической или другой коррозии, повышенной влажности, мороза и других вредных факторов).

Толщина защитного слоя назначается в зависимости от вида и диаметра арматуры, размера сечения конструкции и класса по условиям эксплуатации (от 20 до 50мм) (Рис.13.9).

Рис.13.9. Защитный слой бетона

Железобетонные изделия и конструкции значительно превосходят бетонные по несущей способности и другим механическим свойствам. Особенно эффективны предварительно напряжённые конструкции (Рис. 13.10). В сравнении с обычными они обладают более высокой трещиностойкостью, лучше сопротивляются динамическим нагрузкам, хорошо противостоят коррозионным воздействиям [2, с.324].

Рис. 13.10. Армирование бетонной конструкции

БЛОК САМОКОНТРОЛЯ

Для повторения и закрепления теоретического материала ознакомьтесь с презентациями:

Презентация «Глава 13.Понятие о железобетоне, его преимущества и недостатки»

Презентация «Глава 13. Предварительно напряжённые железобетонные конструкции»

Дайте ответ на следующие вопросы по теме:

1. Какой строительный материал называют железобетоном?
2. В чём проявляется эффективность железобетона?
3. Перечислите преимущества железобетона.
4. Назовите виды изготавливаемых железобетонных конструкций и изделий.
5. Перечислите преимущества и недостатки монолитных железобетонных конструкций?
6. Какие преимущества перед монолитными железобетонными конструкциями имеют сборные железобетонные изделия?
7. Что представляет собой сборно-монолитный железобетон?
8. Какие существуют виды арматурных сталей в зависимости от функционального назначения?
9. Что улучшает взаимное сцепление арматуры с затвердевшим бетоном?
10. Перечислите виды арматурных изделий.
11. Какие различают конструкции по способу армирования и состоянию арматуры?
12. Как создаётся предварительное натяжение арматуры методом натяжения на упоры?
13. Опишите процесс натяжения арматуры на бетон.
14. Каково назначение защитного слоя бетона?
15. Перечислите свойства железобетонных конструкций.

Железобетон в жилом строительстве: технологии, преимущества и недостатки

Что такое железобетонный дом, и какие у него особенности. Рассмотрим, что такое монолитный и сборный железобетон, преимущества и недостатки домов из этого материала, и как их строят.

• Технология строительства
• Другие рубрики

Все рубрики

• Все статьи о недвижимости
• Покупка и продажа
• Кредитование. Ипотека
• Аренда недвижимости
• Технология строительства
• Ремонт и дизайн интерьера
• Выбор квартиры в новостройке
• Все новости недвижимости
• Новости застройщиков
• Прогнозы. Аналитика. Тенденции
• Конференции и события
• Тесты

Железобетонный дом – здание, для строительства которого использован бетон и стальная арматура. Такое сооружение может быть панельным – собранным из готовых конструкций, и монолитным – отлитым непосредственно на стройплощадке. Технологии железобетонного строительства остаются актуальными в жилом сегменте разных ценовых категорий. Рассмотрим причины такой популярности, особенности, преимущества и недостатки, которыми отличаются дома из железобетона.

Что такое железобетон

Соединение бетона и железной (стальной) арматуры, применяемое в строительстве.

Железобетон – строительный материал из бетона с армирующими стальными прутьями. Изготавливают его следующим образом:

• создают армирующий каркас – его вяжут из стальной арматуры, предусматривают усиление;
• подготавливают форму – опалубку;
• бетонируют – заливают бетон в подготовленную конструкцию, внутри которой установлена арматура
• дожидаются готовности изделия – процесс застывания бетона контролируется специалистами.

Такое исполнение обеспечивает высокую прочность, выносливость железобетонного изделия. Оно способно противостоять нагрузкам на изгиб, растяжение и сжатие. Металлическая арматура укрепляет конструкцию, а бетон, кроме того, что выступает материалом для архитектурной формы, образует защитный слой для армирующего каркаса и не допускает его коррозию. В процессе твердения бетон исключает дальнейшее окисление стали.

Чтобы улучшить физико-химические свойства железобетона, увеличить его срок службы и повысить устойчивость к влиянию внешних факторов, используют защитные полимерные материалы. В зависимости от типа такие покрытия и пропитки уменьшают пылеотделение, делают строительный материал устойчивым к агрессивным химическим веществам. Проникающая гидроизоляция защищает железобетон от воздействия воды и химии.

Еще один метод модификации железобетонных конструкций – усиление при помощи композитных материалов – армирование. Эта защита снижает вероятность образования трещин, улучшает коррозионную стойкость сооружения. Чтобы повысить несущую способность архитектурной формы, используют системы внешнего армирования – на конструкцию наносят внешний армирующий материал.

Виды и особенности строительства из железобетона

В зависимости от технологии строительства используют железобетон двух видов, в том числе:

Сборный железобетон

Сборный железобетон – изготовленные на заводе конструкции, из которых собирают здание. Этот тип материала используют при строительстве панельных домов. Панельное жилье в основном относится к сегменту «эконом». Строят его быстро и дешево.

Из-за особенностей изготовления в заводских условиях дома собирают из готовых однотипных форм. Поэтому панельные здания имеют типовые планировки.

Монолитный железобетон

Монолитом, как правило, представлены дома класса «комфорт» и выше. Основные технологические процессы по созданию железобетонных архитектурных форм проводятся непосредственно на строительной площадке. Такая технология сложнее заводской, но она дает возможность создавать уникальные конструкции и создавать квартиры с нетиповыми архитектурными решениями.

Затраты здесь достаточно высокие из-за сложных подготовительных работ – сборки опалубки. Дорого обходится как сама ограждающая конструкция, так услуги строителей. Поэтому квартиры в новостройках из монолитного железобетона стоят дороже, чем из сборного.

Плюсы железобетона

Выбирая квартиру в новостройке из железобетона, учитывайте следующие преимущества качественных домов такого типа:

Высокая прочность

Железобетон выдерживает большие статические и динамические нагрузки. По этой причине железобетонные конструкции обязательны при строительстве многоэтажек в сейсмоопасных регионах. За счет высокой прочности этот строительный материал подходит для домов высотой 20+ этажей и выше.

Технологичность материала

Из железобетона можно создавать конструкции любой формы. Скорость строительства домов из него выше, чем из прочих традиционных материалов, в том числе из кирпича. Здесь меньше затрат труда и времени, а в результате строители получают конструкцию, которая по эксплуатационным характеристикам обходит другие здания.

Долговечность и выносливость

За счет устойчивости к нагрузкам и влиянию внешних факторов – ветра, влаги, жары и холода – качественные железобетонные дома служат 150-200 лет. Железобетон не горит, отличается химической и биологической стойкостью.

Оптимальная стоимость

Строительство панельных домов можно считать лидером по дешевизне. Монолит обходится дороже. Но современные решения позволяют оптимизировать затраты: монолитную технологию объединяют с традиционными методами возведения жилья из других материалов, в том числе кирпича и блоков из пористого бетона.

Таким образом, из железобетона строят недвижимость любого класса.

Минусы железобетона

Выбирая квартиру в железобетонном доме, стоит обратить внимание, насколько качественно застройщик компенсировал недостатки конструкции. К ним относится:

Необходимость в дополнительной теплоизоляции

Из-за большой плотности материала он сильно проводит тепло. Поэтому дома из железобетона обязательно должны быть утеплены. Эффективным решением стал пенополистирол. Он не только повышает теплоизоляцию, но и улучшает эстетичность объекта после обработки.

Высокая звукопроводность

В квартире необходима качественная звукоизоляция. Бетон хорошо проводит звук, поэтому вы сможете слышать у себя дома даже громкий разговор из соседней квартиры. А гул перфоратора распространяется по железобетону на много этажей.

Чтобы обеспечить качественную звукоизоляцию, о ней нужно позаботиться еще в начале ремонта квартиры.

Большой вес

Сложности при работе с железобетоном возникают из-за того, что он тяжелый. Чтобы его выдержала опалубка, она должна быть собрана строго по технологии без ошибок и нарушений. Под железобетонный дом нужен массивный фундамент, что сказывается на цене объекта.

Квартира в железобетонном доме – надежное, долговечное жилье, которое при качественном утеплении и звукоизоляции будет еще и очень комфортным. В зависимости от технологии строительства среди новостроек сможете выбрать любой вариант: от недорогой небольшой квартиры без возможности перепланировки, до элитного жилья в несколько сотен квадратов с практически неограниченными возможностями в плане создания интерьера.

Источник https://revolution.allbest.ru/construction/00729548_0.html

Источник https://esychev.github.io/MaterialsScienceMCW/chapters/chapter_13/chapter13.html

Источник https://dom.ria.com/articles/zhelezobeton-v-zhilom-stroitelstve-tekhnologii-preimuschestva-i-nedo-241251.html