Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Общие сведения о железобетоне


Общие сведения о железобетоне

Железобетон — комплексный строительный материал с конгломератным типом структуры, в котором бетон и стальная арматура замоноличены взаимным сцеплением и работают под нагрузкой как единая система. Бетон в ней воспринимает сжимающие усилия, а стальная арматура — растягивающие, поскольку аналогично другим каменным искусственным и природным материалам бетон сопротивляется разрыву в 10—15 раз слабее, чем сжатию. Строительные конструкции зданий и сооружений, выполненные из железобетона, называются железобетонными. В обычных случаях стальная арматура в них свободно размещается в зонах повышенных растягивающих усилий, но в современном строительстве она, кроме того, подвергается предварительному натяжению путем приложения сил по ее растяжению. Такие железобетонные конструкции становятся предварительно напряженными. В них стальная арматура, оставаясь в пределах упругих деформаций (85—90% предела текучести стали), стремится вернуться в свое недеформированное состояние после отпуска натяжных приспособлений. Это стремление выражается в обжатии зон бетона, в которых под воздействием внешних сил возникли растягивающие усилия. Обжатие упрочняет бетон на растяжение и изгиб, что благоприятствует упрочнению всей конструкции.

Предварительное натяжение арматуры осуществляют либо до бетонирования конструкции или изделия, либо после этого. В первом случае арматуру сначала натягивают, концы ее прочно закрепляют в бортах формы изделия, после чего бетонируют форму. После отвердевания уплотненной бетонной смеси арматуру освобождают от натяжного устройства. Во втором случае арматуру располагают в каналах бетонной конструкции, созданных ранее с помощью специальных пустотообразователей, и натягивают ее после того, как бетон приобретет необходимую (расчетную) прочность. Затем натянутую арматуру заанкеривают на концах конструкции, а каналы замоноличивают цементным раствором или бетонной смесью.

Натяжение арматуры производят механическим путем (домкратами) или методом электротермического воздействия.

Железобетонные изделия и конструкции выполняют из монолитного, сборного и сборно-монолитного железобетона. Монолитные бетонируют в опалубке на месте строительных работ; сборные изготовляют на заводах сборного железобетона и в готовом виде доставляют на строительную площадку для их монтажа при возведении зданий или сооружений. С каждым годом возрастает количество сборно-монолитного железобетона, под которым понимается рациональное сочетание этих двух разновидностей, работающих под нагрузкой как единая железобетонная система. Сборный железобетон одновременно выполняет и функции своеобразной опалубки для монолитного железобетона, который в свою очередь обеспечивает необходимую пространственную жесткость. Такие конструкции особенно целесообразны для зданий и сооружений с тяжелыми и динамическими нагрузками, в районах высокой сейсмичности, в тепло- и гидростанциях и т. ц. Для изготовления железобетона используют не только тяжелый, но также легкие, в том числе ячеистые бетоны. Их основой могут быть портландцемент, из-вестково-кремнеземистое вяжущее вещество (силикатные бетоны) и др. Соответствующие железобетонные изделия могут быть сплошными и пустотелыми, иметь различные типоразмеры. По назначению железобетонные изделия и конструкции разделяют для жилых и общественных зданий; промышленных зданий; инженерных сооружений; изделия общего назначения. В строительных объектах широко используют железобетонные перекрытия, ограждающие (стеновые) и несущие перегородочные панели, ленточные марши и площадки, фундаментные плиты, блоки.

В каркасно-панельных зданиях основной несущей конструкцией служит железобетонный каркас. Он состоит из колонн и горизонтальных связей — ригелей. Плиты перекрытий опираются на ригели, при безригельной схеме — на колонны, в бескаркасных зданиях — на крупные плитные элементы: панели стен; перегородок и перекрытий. Продолжает развиваться строительство домов и из сборных элементов с монтажом их на строительных площадках. Здесь могут быть особо уместными так называемые трехслойные панели системы «Пластбау» для стен и перекрытий (рис. 9.19). Пено-полистирольный элемент является одновременно и опалубкой, и утеплителем. Слой конструктивного железобетона расположен между двумя слоями теплоизолятора. Элементы «Пластбау» имеют массу 2,5 кг/м3, плотность 25—30 г/л, звукопоглощение 40 дБ, коэффициент теплопередачи 0,25 ккал/м2ч-К. Расход энергозатрат на обогрев таких домов снижается в 3—5 раз по сравнению с традиционными домами с железобетонными каркасами.

Санитарно-технические элементы для сети водопровода, канализации, отопления и вентиляции, мусоропроводов также при необходимости выполняют на основе железобетона. Металлические трубы водопроводной и канализационной сети, трубы горячего водоснабжения замоноличивают (в процессе изготовления на заводе) в тело железобетонных блоков и панелей. Такие изделия и детали к ним, доставленные на строительную площадку, позволяют собрать канализационную или водопроводную сеть путем стыкования замоноли-ченных в них металлических труб.

В качестве элементов вытяжной вентиляции применяют блоки в виде прямоугольных железобетонных изделий с круглыми или прямоугольными отверстиями. Ширина таких блоков зависит от числа вытяжных отверстий, а длина — от высоты помещения.

К достижениям сборного железобетона в санитарной технике, значительно ускоряющим процесс монтажа зданий, относится применение готовых кабин санитарных узлов. Санитарно-технические кабины доставляют на строительную площадку в законченном виде и после установки включают в общую сеть канализации, горячего и холодного водоснабжения.

В промышленных большепролетных зданиях используют разнообразные своды-оболочки, в том числе двойной кривизны, винтовые (висячие) конструкции тонкостенных покрытий, цилиндрические и шедовые оболочки и другие пространственные покрытия. Перекрытия многоэтажных производственных и общественных зданий устраивают по балочной или безбалочной схемам. В них присутствуют разрезные и неразрезные прогоны различного сечения (прямоугольного, таврового, двутаврового и др.), а также колонны, ригели и др.

Из сборного железобетона возводят и специальные сооружения: резервуары, водонапорные башни, бункера, силосы, дымовые трубы, напорные и безнапорные трубы, градирни и т. п. На атомных электростанциях устанавливают железобетонные ограждения против радиации. Ассортимент сборных и монолитных железобетонных конструкций и изделий поистине неисчерпаем. В частности, в тонкостенных элементах несущих и ограждающих конструкций находят возрастающее применение армоцементные материалы. Армо-Цемент — конгломератный материал, в котором мелкозернистый (песчаный) бетон и тонкая равномерно распределенная по его сечению сетчатая стальная арматура работают под нагрузкой как одна Монолитная система. Такой материал используют при изготовлении тонких плит (скорлуп) в пространственных покрытиях зданий и сооружений. Этому благоприятствует надежное сочетание прочного и плотного песчано-цементного бетона с пакетом тонких плетеных или сварных проволочных сеток. Армоцемент обладает более высокой трещиностоикостью, огнестойкостью, водонепроницаемостью и морозостойкостью, чем обычный железобетон. Его использование в строительстве позволяет снизить массу конструкций и затраты материально-энергетических ресурсов.

Широкое применение железобетона обеспечивает экономию металла и древесины в строительстве, способствует повышению эффективности труда и темпов строительных работ. Этот материал продолжает оставаться основным для современного капитального строительства, а теория железобетона развивается и совершенствуется как в нашей стране, так и за рубежом. Исхрдным положением теории остается совместная работа бетона и стальной арматуры в конструкции. Оно основано на следующем: сталь и бетон при изменении температуры в интервале от 0°С до 80°С имеют практически одинаковые коэффициенты линейного расширения, равные 0,000011; между бетоном и арматурой возникают в процессе отвердевания железобетона значительные силы сцепления, препятствующие скольжению арматуры в бетоне (для бетонов средних марок напряжение сцепления равно 2,5—4,0 МПа); стальная арматура достаточно надежно защищена бетоном от коррозии даже при возникновении трещин до 0,3 мм в растянутых зонах, так как вокруг арматуры щелочная среда создает защитную пленку.
Для увеличения сцепления на концах гладких стержней устраивают крюки, придают арматуре периодический профиль, применяют сварные сетки, используют некоторые разновидности стальных анкеров (коротыши, шайбы, кольцевые петли и др.). При температурах свыше 100°С прочность железобетона снижается: при 200—250°С — на 25%, при 500—600°С бетон теряет прочность и разрушается. Чтобы защита арматуры от коррозии (и высоких температур) была более эффективной, защитный слой бетона устраивают в растянутых зонах конструкций от 10 до 30 мм, что также благоприятствует и повышению сцепления арматуры с бетоном.



Похожие статьи:
Строительные термины и определения

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум