Виды железобетонных конструкций. Основные виды железобетонных конструкций

Строительство современных объектов не обходится без конструкций из железобетона. У таких сооружений много плюсов. Железный остов со всех сторон защищен бетоном, который имеет длительный срок работы и не боится ни дождя, ни снега, ни жары, ни мороза. Железо плюс бетон – отличный тандем! Железобетонные изделия консолидируют как при растяжении, сжатии и сгибании, так и во время скручивания, срезания. Металлокаркас помогает добиться устойчивости, прочности и твердости сооружения, служит для уменьшения размеров и веса устройства. Применяя различные технологии, изготавливают монолитные, сборные, сборно-монолитные бетонные и железобетонные конструкции с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой.

Железобетонная конструкция нашла применение в строительстве жилых зданий, производственных сооружений и инженерных построек. Наиболее часто применяют сборный железобетон, но встречается монолитный и сборно-монолитный. Чтобы получить изделие наименьшей массы, насколько это позволяет технология, снизить расходы на оплату труда и материалы, для железобетонных конструкций применяют качественный бетонный раствор и арматуру высокой прочности.

Основные виды железобетонного изделия применяются в строительстве, где температурный режим не превышает пятидесяти градусов по Цельсию и не опускается до минус семидесяти градусов. Железобетонными конструкциями пользуются чаще стальных или каменных в случае возведения следующих объектов:

• аэродромы;
• атомные реакторы;
• бункера;
• дымовые трубы большой высоты;
• различные массивные сооружения;
• здания складского назначения;
• дороги;
• фундаменты;
• морские сооружения;
• заводские постройки.

Часто ЖБИ являются основой конструкций промышленных объектов и жилых домов.

В железобетонных конструкциях следующие преимущества:

• прочность, которая со временем только увеличивается;
• долговечность;
• стойкость к воздействию огня;
• относительно допустимая цена;
• возможность собственноручного изготовления;
• стойкость к сейсмической активности;
• возможность железобетона принимать различные архитектурные формы.

К недостаткам относятся:

• образование трещин;
• большой вес;
• требуется дополнительное утепление;
• теплопроводность.

Основные виды конструкций

По типу изготовления различают:

• Сборные. Имеют большую популярность за счет максимально механизированного строительства.
• Монолитные. Применяют в строительстве монолитных сооружений, например, гидротехнических построек, тяжелых фундаментов.
• Сборно-монолитные. Сборно-монолитные элементы соединяются как бетоном, так и сваркой.

По сфере использования бывают:

• для жилых домов;
• для промышленных построек;
• для общественных зданий и сооружений.

Изделия из железобетона могут быть: ненапряженные и . Наиболее популярные ЖБИ, которые используют для строительства:

• панелей;
• фундаментов;
• балок;
• плит перекрытий.

Панели

Распространенным видом железобетонных конструкций являются панели, которые используются в строительстве зданий и сооружений жилищного и промышленного назначения. Панель имеет плоскую прямоугольную форму, в которой могут быть проемы для дверей и окон, также — выступы для подоконников.

При перевозке панелей их устанавливают в вертикальном положении под наклоном в десять градусов. Транспортируя сразу несколько панелей, нужно исключить их соприкосновение, поэтому между ними прокладывают подкладки.

Фермы

Железобетонные фермы используют для перекрытий в производственных сооружениях и культурных зданиях. Имеют вид плоской прямоугольной конструкции с решетками. При транспортировке изделий им придают вертикальное положение.

Фермы из железобетона имеют высокую прочность, жесткость, отличаются противопожарными свойствами и морозостойкостью. Производятся изделия из тяжелого, легкого или конструкционного бетона, в основном это аглопоритобетон и керамзитобетон. Применяя железобетонную ферму, следует тщательно подойти к ее установке. Проводят точный расчет несущей способности постройки. Проверяют качество элементов, размеры и готовят место опоры.

Балки и ригели

Балки и ригели нашли применение в строительстве фундаментов и покрытий, они выступают в роли несущих элементов для монтажа крановых механизмов. Балки производят односкатными, 2-скатными или прямоугольными. В процессе транспортировки балки ригели устанавливают в транспортное средство вертикально. Для опоры балок и используют подкладки, установленные под нижнюю плоскость изделий . В зависимости от длины конструкции определяется расстояние между подкладками. Сбоку балок и ригелей проводят крепление по всей их высоте. Перевозка балок допускается только в вертикальном положении, горизонтальная транспортировка запрещена, так как существует риск разрушения изделий. Транспортируя одновременно несколько элементов, между ними прокладывают разделители толщиной больше десяти сантиметров.

Сваи

Железобетонную конструкцию в виде свай используют для оснований промышленных и жилых сооружений. Сваи применяют для возведения конструкций на неустойчивых грунтах. При транспортировке свай им придают горизонтальное положение, обеспечивая опирание на специальные подкладки. Разрешается укладка свай на транспортное средство при перевозке ярусами.

Отличаются высокой устойчивостью к воздействию химических веществ и коррозии, обладают водонепроницаемостью и морозостойкостью. Сваи легко монтируются при наличии специального оборудования и способны обеспечить возводимому сооружению долговечность, высокую прочность и надежность.

Стойки для опор ЛЭП.

Железобетонные стойки или стойки линий электропередач представляют собой опорный элемент для светильников и линий электропередач. При транспортировке разрешается перевозить стойки вместе одной группой, обеспечивая горизонтальное положение. При перевозке следует подготовить опору для стоек в виде специальной подкладки.

Главным назначением железобетонных стоек является возможность надежного удержания электропроводов на требуемом расстоянии от поверхности земли или воды. Надежность и прочность опор достигается путем применения в конструкции изделий арматурного каркаса и специального типа бетонного раствора. По отдельности каждая стойка линий электропередач различается по назначению и конструкции. Выделяют концевые, промежуточные, угловые и анкерные опоры из железобетона. Также изготавливают одноцепные и многоцепные.

Колонны

Представляет собой несущий элемент жилых, культурных, промышленных и бытовых сооружений. Колонны изготавливают прямоугольной формы и двухветвевой, которая предназначена для тяжелой крановой нагрузки. Перевозят элементы штабелем, где первый ряд колонн кладут на грузовое место транспортного средства, а последующие ряды укладывают на предыдущий, застеленный специальными подкладками.

Нашли применение при возведении общественных и жилых сооружениях. Представляют собой почти готовые строительные элементы с полой тонкостенной прямоугольной призмой и с проемами для дверей и окон.

Объемные блоки могут иметь изоляционные и утеплительные панели. При перевозке объемных блоков им придают вертикальное положение, при этом обеспечивая опирание элементов по четырем углам на грузовую платформу. Объемные блоки, выполненные из железобетона, имеют чувствительность к динамическим перегрузам, которые образуются в процессе перевозки. Эти строительные изделия из железобетона имеют особенность смещать центр тяжести от геометрического центра в поперечном и в продольном направлении. Чтобы избежать смещения блока в процессе перевозки, на грузовой площадке устанавливают специальные упорные выступы.

Санитарно-технические кабины

Санитарно-технические кабины используются при возведении зданий общественного и жилого назначений. Представлены объемными элементами с большой массой и габаритами. При перевозке шахты лифтов и санитарно-технических кабин разрешается вертикальное положение с опорой на грузовую площадку с двумя прокладками. Шахты лифтов, имеющие высоту до 140 сантиметров можно перевозить в 2 яруса по высоте, при этом устанавливая деревянные подкладки между рядами в высоту больше 10 сантиметров.

Вывод

Железобетонные конструкции применяют в строительстве различных зданий и сооружений, и не только. Разновидности ЖБИ (панели, объемные блоки, фермы, сантехнические кабины) за счет своих габаритов, масс и условий, которые нужно соблюдать в процессе перевозки, требуют узкой специализации подвижного состава.

Транспортировка балок, колонн, опор и стоек линий электропередач, ригелей и свай имеет схожие требования к перевозочному процессу, поэтому схемы подвижного состава для их перевозки могут совпадать.

Появление железобетонных конструкций стало настоящим прорывом в строительстве ХХ века. Благодаря железобетону кардинально изменились наши представления о прочности, долговечности и надежности. С появле-нием этого материала современные города перестали быть плоскими и мало-этажными, в моду вошли небоскребы, символы мощи и современности новой эпохи. Этот материал резко изменил наш мир, сделав его более безопасным и доступным.

Так что же такое железобетон и железобетонные конструкции?

Железобетон - это соединение арматуры и бетона, которые вместе со-ставляют единое целое, а по совокупности физических характеристик обес-печивают максимальную прочность этому материалу.

Как известно, бетон обладает высокими характеристиками на сжатие, но в тоже время малым сопротивлением на растяжение (прочность бетона на растяже-ние в 10—15 раз мень-ше прочности на сжатие). Поэтому бетонные (неарми-рованные) конструкции практически не используются. Чтобы улучшить фи-зические показатели бетона, в его структуру добавили стальную проволоку, которая, как известно, отлично работает на растяжение. Таким образом и был создан же-лезобетон - эффективный материал, в котором сжимающие напряжения восприни-мается бетоном, а растягивающие - стальной армату-рой.

Железобетонные изделия начали патентоваться с конца ХIX века, и с тех пор этот материал прошел долгую дорогу эволюции, а это более 150 лет, но можно с уверенностью сказать, что совершенствование ЖБИ еще не закончено. Современные железобетонные конструкции армируют не только при работе на растяжение и изгиб, но также при кручении, срезе, внецентрен-ном и осевом сжатии. В этих случаях рабочую арматуру ставят для уменьше-ния размеров сечений элементов и снижения собственного веса конструк-ций, а также для обеспечения большей их надежности.

Сегодня наряду с обычным армированием делается и особенное, предварительное напряженное. Предварительное напряжение позволяет эффективно исполь-зовать более прочные арматурные стали и бетон высоких марок, что невоз-можно в обычном железобетоне. В предварительно напряженных железобе-тонных конструкциях ар-матура подвергается предварительному растяжению, а бетон — обжа-тию. Предварительное напряжение железобетонных конст-рукций значи-тельно повышает трещиностойкость и снижает деформации элементов конструкций, так как создает предварительное обжатие бетона в тех ча-стях, которые при эксплуатационной нагрузке работают на растяжение.

Виды железобетонных конструкций

По методу выполнения железобетонные конструкции могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными.

Сборные железобетонные конструкции

Сборные железобетонные конструкции больше распространены, так как их применение дает возможность индустриализации и максималь-ной механиза-ции строительства. При изготовлении сборных конструк-ций в заводских ус-ловиях можно широко применять наиболее прогрес-сивную технологию при-готовления, укладки и обработки бетонной сме-си, автоматизировать произ-водство, значительно упростить строитель-ные работы.

Монолитные железобетонные конструкции

Монолитные железобетонные конструкции находят широкое приме-нение в сооружениях, трудно поддающихся членению и унификации, на-пример в некоторых гидротехнических сооружениях, тяжелых фундамен-тах, плава-тельных бассейнах, в сооружениях, выполняемых в передвиж-ной или сколь-зящей опалубке (оболочки покрытий, силосы и т.п.).

Сборно-монолитные железобетонные конструкции

Сборно-монолитные железобетонные конструкции представляют собой сочетание сборных элементов и монолитного бетона, укладывае-мого на месте строительства.

Преимущества и недостатки железобетонных изделий

Долговечность . Железобетон отличается исключительной долговечностью благода-ря надежной сохранности арматуры, заключенной в бетон. Железобе-тон хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям, что особенно важно при строительстве открытых инженерных сооруже-ний (эстакады, мачты, трубы, мосты и др.).

Прочность железобетона со временем не только не уменьшается, но может даже уве-личиться.

Пожаростойкость . Конструкции из жби обладают высокой огне-стойкостью. Практика показала, что защитный слой бетона толщиной 1,5—2 см дос-таточен для обеспечения огнестойкости железобетонных конструкций при пожарах. В целях еще большего увеличения огне-, а также жаро* стойко-сти применяют специальные заполнители (базальт, диабаз, ша-мот, доменные шлаки и др.) и увеличивают толщину защитного слоя до 3—4 см.

Сейсмостойкость . Железобетонные изделия, благодаря их монолитно-сти и боль-шей жесткости по сравнению с конструкциями из других материа-лов, отличаются весьма высокой сейсмостойкостью.

Высокие эксплуатационные качества . Железобетону легко могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архитектурные формы. Эксплуатационные расходы по содержанию сооружений и уходу за конст-рукциями из жби весьма низки. По затратам времени на изготовление и монтаж сборные железобе-тонные конструкции могут конкурировать со стальными, особенно при изготовлении железобетонных конструкций методом проката, кассет-ным способом, при монтаже с колес и применении других прогрессив-ных методов изготовления и монтажа.

Недостатки железобетонных конструкций

К недостаткам же железобетонных конструкций можно отнести относи-тельно большой собственный вес, высокую тепло- и звукопроводность, воз-можность появления трещин до приложения эксплуатацион-ной нагрузки (от усадки и собственных напряжений в железобетоне по технологическим при-чинам), а также от действия внешних нагрузок из-за низкого сопротивления бетона растяжению.

Основные физико-механические свойства бетона, арматурной стали и железобетонных изделий

Бетон для бетонных и железобетонных изделий должен обладать достаточно высокой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой и плот-ностью, которой обеспечивается сохран-ность арматуры от коррозии и долго-вечность конструкции. Иногда до-полнительно требуется обеспечить: водоне-проницаемость, водостой-кость, морозостойкость, повышенную огнестой-кость и коррозийную стойкость, малую массу, низкую тепло- и звукопровод-ность. Для предварительно напряженных конструкций применяют бетон по-вышенной прочности и плотности, ограниченной усадки и ползучести.

Физико-механические свойства бетона зависят от состава смеси, вида вяжущих и заполнителей, водовяжущего отношения, способов приго-товле-ния, укладки и обработки бетонной смеси, условий твердения (ес-тественное твердение, пропаривание, автоклавная обработка), возраста бетона и др. Все это следует учитывать при выборе материалов для бе-тона, назначения его со-става и способов приготовления. Наиболее широкое применение в строительстве получили обычные тяжелые бетоны плотностью 2200—2500 кг/м3 включительно, приготов-ляемые на обычных плотных заполнителях. Бетоны плотностью более 2500 кг/м3 отно-сятся к особо тяжелым; они используются, например, для защиты от радиации.

При плотности бетона более 1800 кг/м³ до 2200 кг/м³ бетоны отно-сят к облегченным, а при плотности 1800 кг/м³ и ниже — к легким.

Облегчение веса бетона достигается применением пористых заполни-телей. Ячеистый бе-тон представляет собой смесь вяжущих, воды, тонко-молотого заполнителя и парообразующих веществ. Бетоны на пористых заполнителях и ячеистые бе-тоны по сравнению с тяжелыми бетонами отличаются не только меньшей собственной мас-сой, но и пониженной звуко- и теплопроводностью. Однако они склон-ны к повышенной деформативности под нагрузкой, отличаются более высокой усадкой и ползучестью, а сцепление их с арматурой хуже, чем обычных бетонов. Для этих бетонов в ряде случаев требуется антикоррозий-ная обмазка арматуры.

Бетон для сооружений, работающих в особых условиях, должен от-ве-чать соответствующим специфическим требованиям. Так, для гидротехнических сооружений (гидротехнический бетон), кроме достаточной прочности, бетон должен обладать повышенными водонепрони-цаемостью, водостойкостью, морозостойкостью, а для мас-сивных частей со-оружений — малым тепловыделением при твердении (низкой экзотермично-стью).

Обычный бетон при длительном воздействии высоких температур раз-рушается вследствие обезвоживания цементного камня, его сильной усадки и снижения прочности, различия температурных деформаций цементного камня и заполнителей и других причин. В связи с этим обыч-ный бетон на цементном вяжущем допускается для применения в кон-струкциях, подвер-гающихся длительному воздействию температуры не свыше 50°С.

Для экс-плуатации конструкций при более высоких температурах следует применять жаростойкие бетоны. Бетон для конструкций, подвергающихся действию аг-рессивной сре-ды, должен обладать достаточной коррозийной стойкостью. Для защиты бетона от проникания агрессивных веществ поверхность конст-рукций торкретируют, затирают, покрывают жидким стеклом, плен-ками из пластмасс, битумными материалами, лаками и красками или облицовывают керамическими кислотоупорными плитками и т.п.

Улучшение свойств бетона было достигнуто введе-нием в его состав полимеров. Такие бетоны, называемые пластбетона-ми или полимербето-нами. В качестве полимерных вяжущих применяют различные виды термо-пластов, каучуков и термореактивных смол. Бетоны на полимерминеральных вяжущих обладают повышенной стойкостью к агрессивным средам, однако их коррозийная стойкость избирательна и зависит от вида полимера.

К числу других положительных свойств бетонов с добавками тер-мопластов и каучуков следует отнести повышенные ударную вязкость и сопротивляе-мость истиранию. Такие бетоны применяются для облицовки резервуаров, труб, каналов, для покрытий дорог и аэро-дромов и др.

Для бетонных и железобетонных конструкций из обычных тяжелых бето-нов предусмотрены следующие классы по прочности на сжатие: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60.

Для железобетонных конструкций из тяжелого бетона не допуска-ется бетон класса ниже В7,5. При многократно повторяющейся нагрузке рекомендуется бетон класса не ниже В15. Для железобетонных сжатых стержневых элемен-тов следует принять бетон класса не ниже В15, а при больших нагрузках (на-пример, для колонн нижних этажей многоэтаж-ных зданий или при значи-тельных крановых нагрузках) — не ниже В25.

Марка бетона по средней плотности отвечает средней плотности бетона в высушенном состоянии в кг/м3. Для легких бетонов на порис-тых заполните-лях марки бетона по плотности лежат в пределах Д 800— Д 2000 с интерва-лом 100. При плотности выше 2000 до 2200 кг/м³ бето-ны относят к облег-ченным, а при более 2200 кг/м³ — к тяжелым.

Марка бетона по морозостойкостихарактеризует количество цик-лов попе-ременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, ко-торое выдерживают образцы. Для тяжелого бетона уста-новлены следующие марки по морозостойкости: Р50; Р75; Р100; ИЗО; Р200; Р300; Р400; Р500.

Марка бетона по водонепроницаемости зависит от степени водоне-прони-цаемости бетона. С повышением марок величины коэффициентов фильтра-ции Кф уменьшаются. Установлены следующие марки бетона по водонепро-ницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12.

Виды и механические свойства стальной арматуры ЖБИ

Как уже отмечалось выше, свои уникальные качества железобетон об-рел благодаря применению арматуры, поэтому от ее качества, количества и заполнения напрямую зависят свойства железобетонных конструкций.

По технологии изготовления стальную арматуру подразделяют на стержневую горячекатаную и проволочную холоднотянутую. В зависимости от характера поверхности арматура может быть глад-кой или периодического профиля, т.е. с насечкой (для улучшения сцепления с бетоном). Механиче-ские свойства арматурных сталей зависят от технологии изготовления арма-туры и химического состава стали.

В качестве арматуры железобетонных конструкций наибольшее при-менение нашла стержневая горячекатаная сталь периодического про-филя. Форма периодического профиля (с насечкой) улучшает сцепление арматуры с бетоном, что уменьшает ширину раскрытия трещин в бето-не при растяжении и позво-ляет избежать ряда конструктивных мер по анкеровке арматуры. Стержневая арматура подразделяется на классы: горячекатаная классов А-1, А-И, А-Ш, А-1У, А-У и А-VI, термически и термомеханичеки упрочненную классов Ат-Ш, Ат-1У, Ат-У, Ат-У1, Ат-УН, упрочненная вытяжкой класса А-Шв.

Для армирования железобетонных конструкций широко применяют обыкновенную арматурную проволоку класса Вр-1 (рифленую) диамет-ром 3-5мм, получаемую холодным волочением. Способом холодного волочения из-готовляется также высокопроч-ная арматурная проволока классов В-И и Вр-П - гладкая и периодичес-кого профиля диаметром 3-8 мм с условным пределом текучести проволоки В-И - 1500-1100 МПа и Вр-И - 1500—1000 МПа.

Арматуру железобетонных конструкций выбирают с учетом ее назначения, класса и вида бетона, условий изготовления арматурных из-делий и среды эксплуатации (опасность коррозии) и т.п. В качестве ос-новной рабочей арматуры обычных железобетонных конструкций пре-имущественно следует применять сталь классов А-Ш и Вр-1. В предва-рительно напряженных кон-струкциях в качестве напрягаемой арматуры применяют преимущественно высокопрочную сталь классов В-И, Вр-Н, А-VI, Ат-У1, А-У, Ат-У- и Ат-УЦ.

Железобетонные конструкции стали настоящим прорывом в 19 веке. Сейчас практически все строительные объекты возводятся с их помощью. На данный момент каждый день в мире производится порядка двух миллиардов кубических метров ЖБИ. Без них невозможна постройка офисов, высотных домов и промышленных зданий.

Железобетонные конструкции позволяют быстро и с минимальными финансовыми затратами возводить дома разной степени сложности. По своей сути ЖБИ — это арматура, залитая цементным раствором.

Характеристики железобетона

Бетон обладает большой прочностью. Это позволяет строить здания с долгим сроком эксплуатации. К тому же он хорошо выдерживает перепады температуры. К другим полезным характеристикам этого материала причисляют:

• морозостойкость,
• высокую плотность,
• водонепроницаемость,
• огнестойкость.

Прочность бетона при сжатии в 10—20 раз больше, чем при растяжении. Этот параметр во многом зависит от используемого песка и гравия. Главную роль играет качество цемента. Именно цемент определяет, насколько прочным будет состав.

Заливка бетоном позволяет защитить арматуру от коррозии. Строения, выполненные из этого материала, отличаются долговечностью и стойкостью. Очень сильно на качество материала влияет пористость, а именно отношение пор к общему объёму.

Важно ! Поры есть в любой конструкции. Они появляются в результате испарения воды, не вступившей в реакцию с цементом. Очень часто большая пористость является доказательством использования недостаточного количества цемента в смеси.

Плотность представляет собой отношение массы бетона к его объёму. Чем выше эта характеристика, тем более прочной будет железобетонная конструкция. Благодаря высокой плотности бетон хорошо противостоит сжатию.

Вне зависимости от толщины железобетонной конструкции она может эффективно передавать тепловой поток. Теплопроводность бетона в 50 раз меньше, чем у стали, но намного выше, нежели у кирпича.

Результатом невысокой теплопроводности железобетонных конструкций становится их огнестойкость. Благодаря этому данный материал также используют при обустройстве промышленных цехов, где приходится работать с высокими температурами.

Важно ! Железобетонные конструкции могут выдерживать температуру до 1000 градусов на протяжении длительного времени. При этом изделия не разрушаются и не трескаются.

Важной характеристикой бетона является его морозоустойчивость. Этот материал при насыщении водой может выдерживать многократные перепады температур без каких-либо последствий. Процент снижения прочности минимальный.

Тем не менее у бетона есть один весомый недостаток. Его сопротивление растяжению крайне мало. Поэтому в конструкцию добавляются армированные элементы. К примеру, стальная проволока или прутья.

Единая железобетонная конструкция обладает высокой прочностью и хорошим сопротивлением растяжению. К тому же технология создания данных изделий за последние 150 лет сильно изменилась и продолжает совершенствоваться каждый день.

Что такое армирование

Армирование позволяет создавать железобетонные конструкции на века.

Лучшим примером в данном контексте будет постройка прочного и долговечного пола. В процессе работы осуществляется стяжка на металлической основе. Бетонный пол бывает следующих видов:

• наливной;
• опирающийся на грунт или плиты;
• стяжка со слоем теплоизоляции;
• стяжка, базирующаяся на плитах перекрытия.

Кроме увеличения прочности железобетонной конструкции, армирование позволяет сократить затраты бетона. В процессе работы могут использоваться такие материалы, как:

• арматурный каркас,
• сетка из стекловолокна,
• сетка из катанки,
• сварная сетка с ячейками,
• сетка из полимеров,
• фиброволокно.

Широкий выбор даёт возможность подобрать оптимальный вариант для создания качественной и долговечной железобетонной конструкции.

Виды железобетонных конструкций

ЖБК можно классифицировать по многим параметрам. За 150 лет непрерывного совершенствования было придумано множество методов создания железобетонных конструкций с применением разных технологий и сортов бетона.

Сборные железобетонные конструкции

Их производят на строительной площадке из заранее подготовленных элементов. При этом СЖК создаются на специализированных предприятиях, где есть необходимое оборудование и высокий уровень автоматизации труда. Это позволяет добиться уменьшения себестоимости и максимальной продуктивности.

В своё время создание СЖК крайне позитивно повлияло на всеобщую индустриализацию и механизацию сферы строительства. Сборные железобетонные конструкции позволяют возводить здания в любые погодные условия. Можно осуществлять постройку зимой и летом, в дождь, ветер и жару.

Тем не менее сборные железобетонные конструкции имеют один существенный недостаток, а именно высокую трудоёмкость. К тому же создание стыков имеет большую металлоёмкость и соответствующую стоимость.

Монолитные железобетонные конструкции

Эти изделия создаются непосредственно на строительной площадке путём укладки бетона в опалубку. Как результат снижения стоимости МЖК можно добиться за счёт уменьшения расходов на бетон, арматуру, опалубочные материалы и оплату труда.

Застройщик сам определяет обоснованность использования того или иного количества материалов в зависимости от степени сложности объекта и его назначения. Это позволяет создавать более гибкую смету, реально оценивая потребности производства.

Главное достоинство монолитных железобетонных конструкций — их пространственная целостность. Если брать профессиональную терминологию, то это высокая статическая неопределённость. За счёт этого монолитные конструкции имеют малую материалоемкость.

МЖК использую как для возведения типичных, так и для создания уникальных зданий. Эти изделия позволяют строить объекты, применяя разные виды опалубки, среди которых:

• несъёмная,
• передвижная,
• щитовая,
• блочная.

Также при создании монолитных железобетонных конструкций применяются крупные блоки арматуры и пространственные армированные каркасы. Также данная технология позволяет наладить механизированную подачу и укладку бетона. Есть ряд сооружений, которые создаются только при помощи МЖК, к ним относят:

• бассейны,
• фундаменты,
• сооружения с мощными динамическими нагрузками.

В каждом из вышеперечисленных вариантов применение монолитных железобетонных конструкций экономически выгодно. Несмотря на серьёзные преимущества, данная технология имеет свои недостатки, среди которых:

• трудоёмкая опалубка;
• сезонность работ;
• сроки строительства во многом зависят от скорости затвердевания смеси.

Работы с монолитными железобетонными конструкциями осуществляют только в тёплое время года. Для ускорения процесса применяют специальные сорта цемента, которые застывают чрезвычайно быстро.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции

Это целый комплекс элементов. Согласно данной технологии сборный и монолитный железобетон укладывается вместе.

Главную роль в данной технологии играет качество сцепления сборных элементов с монолитными. Чтобы достичь нужного результата сборные конструкции могут иметь разную форму и размер. В комплексах такого рода может использоваться напрягаемая и ненапрягаемая арматура. Всё зависит от конкретной ситуации и назначения объекта.

Если поверхность сборно-монолитных железобетонных конструкций имеет высокий уровень шероховатости, то можно обойтись без шпонок. В местах, где сборные элементы контактируют с бетоном, предусматривается выпуск поперечной арматуры. Анкеровка укладывается в монолитном бетоне дополнительно.

Важно ! Сборный железобетон в данных конструкциях является опалубкой для монолитной составляющей.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции сочетают в себе достоинства обоих предыдущих видов. Они весьма экономичны и позволяют строить здания посредством современных методов быстро и качественно.

Важно ! Монолитный железобетон гарантирует высокую пространственную жёсткость. Это снижает материалоемкость.

В монолитных элементах широко применяются лёгкие и ячеистые бетоны. Допускается использование искусственных пористых заполнителей. Из-за чего значительно уменьшается удельный вес конструкции.

Правила создания надёжных железобетонных конструкций

В процессе работы должны быть соблюдены все СНиПы и нормы строительства. Некоторые организации дополнительно ориентируются на международные стандарты, чтобы получить важное конкурентное преимущество. Тем не менее есть свод обязательных правил, которые должны соблюдаться при создании бетонных перекрытий:

1. Сетка или каркас не должны создавать препятствий для равномерного распределения бетона.
2. Сначала на площадку укладывается материал для армирования и только после этого осуществляется заливка.
3. Необходимо избегать попадания в железобетонную конструкцию масляных веществ. Они препятствуют образованию крепкой связи между бетоном и каркасом.
4. Чтобы защитить ЖБК от коррозии, бетон должен полностью скрывать элементы армирования.

Каркасное армирование используется тогда, когда фундамент и пол — единая система фиксации дома. Подобная технология применяется при постройке на грунтах с низкой степенью надёжности.

Итоги

В современном строительстве используются все виды железобетонных конструкций в зависимости от их конкретных преимуществ. Главное — это соблюдение всех правил и норм строительства, которые гарантируют безопасность и долговечность постройки.

Элементы зданий и сооружений из железобетона и их сочетания. Широко применяются во многих областях стр-ва, в ряде случаев более целесообразны и экономичны, чем конструкции из других материалов.

Железобетонные конструкции - основной вид конструкций при стр-ве промышленных и складских зданий, силосов, бункеров и резервуаров, водопроводных и канализац. сооружений, эстакад, фундаментов под прокатные станы и машины с динамич. нагрузками, высоких дымовых труб, подпорных стен и др. Широкое применение железобетонных конструкций находят в стр-ве мостов, гидротехнич. сооружений, тепловых электростанций, при подземных работах, постройке аэродромов, дорог, опор и столбов для линий электропередачи, связи, освещения, подвесных дорог и пр. В стр-ве жилых и обществ, зданий все чаще используются железобетонные элементы заводского изготовления, в том числе крупнопанельные. Железобетонные конструкции - основа долговременных оборонит, сооружений. Значительные успехи достигнуты в стр-ве железобетонных плавучих доков и судов. На атомных электростанциях устраиваются железобетонные ограждения против радиации.

Совр. железобетонные конструкции весьма разнообразны. В соответствии с двумя осн. видами железобетона различают железобетонные конструкции из обычного и предварительно напряженного железобетона . Обычные железобетонные конструкции классифицируют по трем признакам - методу выполнения, виду арматуры и виду бетона; кроме того, все железобетонные конструкции различаются по виду напряженного состояния.

Монолитные железобетонные конструкции, выполняемые непосредственно на строит, площадке, во многих случаях уступили место более индустриальным сборным железобетонным конструкциям заводского изготовления. Монолитные конструкции применяются при нестандартности и малой повторяемости элементов, при особенно больших нагрузках, а также в сооружениях, трудно поддающихся членению (бассейны для плавания, фундаменты под прокатное оборудование и др.). Наконец, они целесообразны, когда могут выполняться индустриальными методами с использованием инвентарных опалубок - скользящей, переставной (силосы, заводские трубы и др.), передвижной (нек-рые оболочки) и др.

Сборные железобетонные конструкции все шире используются в стр-ве, особенно жилищно-гражданском и промышленном. На конструирование сборных железобетонных элементов существенно влияют методы их изготовления и монтажа. Значительное развитие получает произ-во железобетонных элементов заводским путем - в кассетных формах, методом вибропроката, виброштампования и пр., при к-рых достигаются большая скорость изготовления и снижение их веса. Сборно-монолитные Ж. к. представляют собой сочетание сборных элементов с монолитным бетоном, обеспечивающее надежную связь между ними.

Обычные железобетонные конструкции выполняются главным образом с гибкой арматурой в виде отд. стержней или сварных сеток и каркасов» Сварная арматура благодаря ее лучшему заанкерованию позволяет применять сталь более высокой прочности; этот метод армирования является более индустриальным» железобетонные конструкции с несущей арматурой (профильный прокат или пространственные сварные каркасы) применяются сравнительно редко и только в монолитном железобетоне. В этом случае бетонирование производится в подвесной опалубке с использованием арматуры как несущей конструкции; требуется повышенный расход стали.

Тяжелый бетон (объемный вес более 1800 кг/м3) широко применяется в монолитных и сборных Ж. к. Цементно-песчаный бетон, приготовляемый способом виброперемешивания, используется для тонко стенных конструкций. Железобетонные конструкции из легкого и ячеистого бетонов применяются гл. обр. с целью получения облегченных конструкций, а в жилищно-гражд. (и промышленном) стр-ве большое значение приобретают их теплозащитные свойства. Железобетонные конструкции из жаростойкого бетона все шире внедряются в стр-во сооружений металлургия., нефтяной и химич. пром-сти; их применение дает существенную экономию металла, упрощает способы возведения и позволяет отказаться от дорогостоящих огнеупоров.

В железобетонных конструкциях арматура обычно служит для восприятия растягивающих усилий, по направлению к-рых и располагаются арматурные стержни, но в нек-рых конструкциях арматура воспринимает сжимающие усилия совместно с бетоном. Простейшие железобетонные конструкции в которых при изгибе возникают растягивающие усилия,- плита и балка прямоугольного сечения. В балках опоры расположены по одной линии вдоль оси, в плитах - по всей ширине, а нередко и по всему контуру. При отношении сторон больше чем 2: 1 плита называется балочной, при отношении меньше чем 2: 1 и опорах по всему периметру - плитой, опертой по контуру.

Плиты и балки могут быть свободно опертые, с заделанными опорами, неразрезные, консольные. В плите (балке), свободно лежащей на двух опорах и равномерно нагруженной, изгибающие моменты, равные на опорах нулю, постепенно возрастают к середине, достигая там максимума; при этом увеличиваются к середине и растягивающие напряжения в нижней зоне плиты. Во избежание разрушения плиты из-за малого сопротивления бетона растяжению арматура располагается в зоне растяжения, близ нижней поверхности плиты. Плита (балка) с заделанными концами при прочих равных условиях может иметь меньшее сечение, чем свободно опертая. В соответствии с эпюрой изгибающих моментов в средней части такой плиты нижние волокна подвержены растяжению, а верхние - сжатию; в местах заделки, наоборот, растягивающие напряжения действуют в верхней зоне, а напряжения сжатия - в нижней. Поэтому в плите с заделанными концами арматурные стержни располагаются

как внизу, так и вверху. Практически здесь наиболее целесообразна изогнутая арматура, воспринимающая растягивающие напряжения и в нижней и в верхней зонах. В многопролетных неразрезных плитах и балках арматура располагается в соответствии с эпюрой наибольших положительных и отрицательных моментов. В консольной плите (балке) растягивающие усилия возникают в верхней части сечения, где и помещается арматура. В соответствии с увеличением момента плиту у опоры обычно делают толще.

Арматурные стержни, воспринимающие основные усилия, называются рабочими. В балочных плитах имеются также распределительные стержни, необходимые для удержания рабочих стержней на определенном расстоянии, для противодействия образованию трещин при усадке бетона и колебаниях температуры и для лучшего распределения нагрузки (сосредоточенной).

Арматура, предназначенная для восприятия сжимающих усилий, может быть расположена двумя способами. В первом случае рабочие стержни располагаются по направлению сжимающих усилий. Эта арматура работает совместно с бетоном непосредственно на сжатие. В балках сжатая арматура применяется, когда ограничены размеры поперечного сечения. В колоннах и стойках такое расположение арматуры обычно; кроме продольных стержней, в них устанавливаются поперечные связи - хомуты, к-рые препятствуют выпучиванию продольных стержней при сжатии и этим повышают общее сопротивление элемента сжатию. По второму способу арматура для усиления сжатого бетона располагается перпендикулярно направлению сжимающей силы. Такая арматура препятствует поперечному расширению бетона и тем самым заставляет его работать в условиях всестороннего сжатия, когда сопротивление бетона сжатию сильно повышается. Поперечная арматура называемая также косвенной, укладывается в виде спирали из круглой стали или отд. кольцами. Во внецентренно сжатых элементах (стойках рам, арках, сводах и др.) арматура с одной стороны сечения работает на растяжение, с другой - на сжатие, но нередко арматура работает на сжатие с обеих сторон сечения.

Монолитные железобетонные конструкции. В зарубежной строит, практике широко распространены монолитные ребристые и безбалочные перекрытия; в СССР они применяются реже, преимущественно в пром. стр-ве. Если часть бетона, находящегося в растянутой зоне толстой плиты и служащего главным образом для связи между растянутой арматурой и сжатой зоной сечения, удалить, оставив бетон только непосредственно над стержнями, к-рые свести в группы, то получится ребристая плита. Такая конструкция работает как плита или балка прямоугольного сечения, имеющая ширину ребристой плиты В и полную ее высоту h. Ребристая плита экономичнее и обладает меньшим собственным весом, чем плита прямоугольного сечения, и, следовательно, при одинаковой полезной нагрузке подвергается воздействию меньшего изгибающего момента. Тонкие части плиты в промежутках между ребрами испытывают под нагрузкой также изгиб в другом направлении и должны быть снабжены арматурой, перпендикулярной ребрам.

В ребристом перекрытии балки обычно идут в двух направлениях: главные - по линиям колонн; второстепенные, опирающиеся на главные балки,- перпендикулярно им; плита, перекрывающая балки, монолитно с ними связана. Арматура концентрируется в ребрах, где она значительно сильнее, чем в сплошной плите. Касательные и главные растягивающие напряжения, распределенные в обыкновенной плите по значительной площади и не играющие серьезной роли, здесь в балках (ребрах) имеют большое значение, так как воспринимаются меньшим сечением бетона. Это требует усиления ребер поперечной арматурой в виде хомутов и отогнутых стержней при армировании отд. стержнями или при сварных каркасах в виде поперечных стержней. В зависимости от ширины балки устанавливается один, два или три, плоских каркаса (редко больше). В обычном ребристом перекрытии монолитная плита является балочной и при армировании ее отд. стержнями число их принимается от 5 до 14 на 1 пог. м. Плиты чаще армируются сварными сетками, причем армирование возможно непрерывное или раздельное.

местах в плите возникают главным образом перпендикулярные им напряжения. В таких плитах, как и в балочных, применяются сварные сетки, что значительно упрощает и ускоряет армирование.

Ребристые перекрытия могут быть с плитами, опертыми по контуру, если соотношение сторон плит, образуемых пересечением балок, менее 1,5. Арматура таких плит в обоих направлениях будет рабочей. При этом стержни, параллельные балкам, около них располагаются реже, чем в середине плиты, т. к. в этих бетонная плита монолитно связана непосредственно с колоннами, верхняя часть (капитель) к-рых с этой целью расширяется наподобие гриба (за рубежом такие перекрытия называют грибовидными). Иногда для получения гладкого потолка железобетонные капители заменяют скрытой в плите жесткой арматурой. В зависимости от размещения колонн перекрытия имеют квадратные или прямоугольные панели. Более экономичны квадратные панели. Пролеты редко превышают 6 ж.

Среди монолитных железобетонных конструкций имеют большое значение различного рода тонкостенные пространственные покрытия. Нек-рые из них (цилиндрические, шедовые) легко выполняются в инвентарной передвижной опалубке. В скользящей и переставной опалубке осуществляются монолитные сил осы, водонапорные башни стаканного типа, заводские дымовые трубы, телевизионные башни и др. высотные сооружения.

Сборные железобетонные конструкции. По производству и применению сборного железобетона СССР ные Ж. к. для промышленного и жилищного строительства. Периодически выпускаются каталоги унифицированных сборных Ж. к.

Осн. элементы сборного железобетона - плиты, балки и колонны - по форме и конструкции отличаются от монолитных. Наряду с небольшими плитами, широко используются крупные панели, применение к-рых способствует макс, индустриализации стр-ва и лучшему использованию подъемно-транспортных механизмов. Сборные железобетонные балки изготовляются различных сечений - прямоугольные, тавровые с полкой поверху или понизу, полые, двутавровые, П-образные и др. Наиболее распространены однопролетные балки; неразрезные используются при ди- нампч. нагрузках и в сейсмич. стр-ве. Сборные балки обычно армируют сварными каркасами или нреднапряженной арматурой. Предельный вес элементов массового применения ограничивается грузоподъемностью кранов: в жилищном стр-ве обычно 1,5, 3 и 5 /п, в промышленном - до 10 т, а в нек-рых случаях - до 40 т и больше. Отд. элементы, как правило, соединяются при помощи дуговой электросварки металлических закладных частей (стальных листов, уголков, швеллеров или двутавров) или стержней арматуры с последующим обетонированием.

Применяются две схемы зданий - с шагом колонн 6 ж и 12 ж при пролетах от 6 до 36 ж. Железобетонные стойки бывают прямоугольного и двутаврового сечения, а при особенно большой высоте - двухветвенные (спаренные). Фундаменты под сборные стойки устраивают железобетонные ступенчатые - монолитные или сборные стаканного типа. В качестве поперечных несущих конструкций при пролетах от 12 до 24 м чаще всего используются железобетонные предварительно напряженные двускатные балки, а при пролетах до 36 м - железобетонные фермы. Большее распространение получили сегментные фермы с предварительно напряженным нижним поясом. Для зданий с плоской кровлей используются железобетонные фермы с параллельными поясами, в к-рых предварительному напряжению подвергаются нижний пояс и растянутые элементы решетки. По балкам или фермам укладываются предварительно напряженные ребристые панели размером (3 и 1,5) м X 6 м и (3 и 1,5) мХ Х12 м или двухконсольные панели 3 мХ Х12 м. При шаге колонн 12 м нередко в продольном направлении устанавливают железобетонные подстропильные конструкции для опирания на них промежуточных поперечных несущих ферм.

Наряду с плоскостными системами покрытий применяются выгодные в технико- экономическом отношении пространственные тонкостенные системы - разного рода оболочки и складки, сборные или сборно- монолитные. На рис. 7, а и б приведены схемы двух сборных большепролетных оболочек - пологой оболочки двоякой кривизны, перекрывающей площадь 40 мХ Х40 л и более, а также покрытия в виде бочарных сводов пролетом до 100 м. Главная особенность этих оболочек - сборные элементы (плоские или криволинейные) заводского изготовления, из к-рых покрытия собираются на месте. Кроме большепролетных оболочек, разрабатываются н внедряются сборные и сборно-монолитные оболочки различных размеров - цилиндрические длинные и короткие, оболочки в виде гиперболич. параболоидов, волнистые из армоцемента и др. Для наружных стен при шаге колонн 6 м применяются панели размером 6 м X 1,2 и 6 л*X 1,8 л; при шаге 12 м целесообразно устанавливать предварительно напряженные панели длиной 12 м. В зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью от 5 до 30 т используются железобетонные предварительно напряженные подкрановые балки пролетом 6 ж или 12 м.

В сборных многоэтажных пром. зданиях, в зависимости от характера произ-ва, нагрузок и условий изготовления конструкций, применяют балочную или безбалочную схему перекрытий. Для большинства производственных зданий установлена сетка колонн бмХбм и 9мХбм; при этом при нагрузке до 1000 кг/м2 рекомендуется преимущественное применение сетки 9л* X 6 м; при нагрузках 2000 и 2500 кг/м2- 6жХ 6 м.

В зданиях балочной схемы с железобетонным каркасом и самонесущими стенами фундаменты, как правило, бывают железобетонные монолитные трехступенчатые, колонны - квадратного или прямоугольного сечения с консолями, на к-рые укладывают сборные прогоны таврового сечения или, для лучшего использования высоты этажей, прямоугольного сечения с боковыми полочками; по прогонам укладывают ребристые или многопустотные настилы. В зданиях безбалочной схемы на колонны прямоугольного (или круглого) сечения с небольшими консолями устанавливают квадратные капители, на к-рые с четырех сторон укладывают надколонные плиты-балки с четвертями, а на них - средние квадратные плиты. Плиты- балки и квадратные плиты - сплошного сечения или многопустотные. Вес отд. элементов до 5 т. На время монтажа капители соединяются с колоннами при помощи сварки закладных деталей. Омоноличивание бетоном обеспечивает надежное их соединение. Плиты-балки соединяются с капителями при помощи сварки стальных деталей.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции менее индустриальны, чем сборные. Применять их целесообразно при больших динамических воздействиях от установок, при необходимости членения сооружения на крупные элементы, если при этом использование мощных кранов невыгодно, при наличии в перекрытиях многих проемов и отверстий, затрудняющих применение типовых сборных элементов, и в ряде др. случаев.

Часто в сборно-монолитных железобетонных конструкциях растянутую зону образуют сборные элементы, служащие опалубкой, а сжатую зону - обычный монолитный бетон или железобетон. Зимой бетонирование сборно-монолитных Ж. к., как и монолитных, связано с некоторыми трудностями. Пример сборно-монолитного междуэтажного перекрытия. Из сборного таврового ирогона перекрытия выпускают кверху хомуты и после укладки сборных ребристых настилов и дополнительных стерж- предельных состояния: по несущей способности (прочности или устойчивости), по деформациям (жесткости) и по образованию трещин или предельному их раскрытию. Задача расчета сводится к обеспечению для данной конструкции гарантий против наступления в ней того или иного расчетного предельного состояния в период эксплуатации.

В связи с новыми воззрениями на прочность конструкций и их предельное состояние и необходимостью унифицировать методы расчета конструкций из разных материалов метод расчета Ж. к. в СССР был пересмотрен. При действовавшем ранее методе расчета по стадии разрушения с единым общим коэффициентом запаса не могли быть учтены возможные колебания фактических нагрузок, прочностных характеристик материалов, размеров сечений и пр. Более правильно оцениваются эти отклонения, а следовательно, и несущая способность конструкции при расчете по предельным состояниям. Различают три противления, представляющие собой нормативные сопротивления, умноженные на соответствующие коэффициенты однородности материалов и коэффициенты условий работы бетона и арматуры а также коэффициент условий работы конструкции т и геометрической характеристики сечения S. При расчете по несущей способности предельное состояние, например, изгибаемых элементов характеризуется восприятием полного усилия растянутой арматурой при полном использовании сопротивлений бетона и арматуры сжатой зоны. Эпюра сжимающих напряжений в бетоне принимается прямоугольной при напряжениях, равных расчетному сопротивлению бетона сжатию при изгибе RK и напряжению в арматуре, равному ее расчетному сопротивлению. Величины расчетных усилий (М, N и Q) в прочностных характеристик материалов (Ra и i?a). Величину расчетных усилий в сечениях элементов в большинстве случаев следовало бы определять с учетом пластич. деформаций. Однако применение этого расчета пока ограничено и во многих случаях статич. расчет производят, предполагая упругую работу конструкции.

За рубежом расчет железобетонных конструкций производится обычно по методу «упругого железобетона», т. е. по допускаемым напряжениям. Однако в социалистич. странах и в нек-рых капиталистич. (Австрия, Англия, Бразилия, США) в ряде случаев применяют также расчет по стадии разрушения. Метод расчета по предельным состояниям введен, например, в Венгрии.

Лит.: Мурашев В. И., Сигалов Э. Е., Байков В. Н., Железобетонные конструкции. Общий курс, под ред. П. Л. Пастернака, М., 1962; Сахновский К. В., Железобетонные конструкции, 8 изд., М., 1959; Пастернак П. Л., Антонов К. К., Дмитриев С. А., Железобетонные конструкции, М., 1961; Справочник проектировщика, под ред. В. И. Мурашева, [т. 5], М., 1959; Гвоздев А. А., Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия, М., 1949; Инструкция по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий, М., 1960; Берг О. Я., Физические основы теории прочности бетона и железобетона, М., 1961; СН и П, ч. 2, разд. В, гл. 1 - Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования, М., 1962.