Бетон железобетон: плотность, удельный вес, области применения, цена, виды и свойства, расчет

Железобетон. Виды и применение. Плюсы и минусы. Особенности

Железобетон – это композитный строительный материал, состоящий из бетона армированного сталью. Железобетонные изделия являются основным стройматериалом при строительстве тяжелых сооружений, таких как мосты, небоскребы, дамбы, бомбоубежища. Также из железобетона делаются ленточные и плитные фундаменты практически всех зданий вне зависимости от их этажности.

Что такое железобетон

Это материал, который состоит из стального каркаса залитого бетоном. Он получил преимущества каждой составляющей, которые перекрывают некоторые их недостатки, проявляемые по отдельности. К примеру, бетон обладает высокой устойчивостью к воздействию на сжатие, но малым противодействием на растяжение. Включение в его состав стального каркаса позволяет повысить крепость материала при разрыве.

Стальной каркас железобетона располагается внутри. Он не виден снаружи, за исключением отдельных элементов, таких как скобы, которыми планируется поднимать изделие, используя кран или другую спецтехнику. Каркас железобетона изготавливается из арматуры. Та  в свою очередь делается из специализированных марок стали, обладающих коррозийной устойчивостью к цементу и растяжению. При производстве железобетона проводятся точные расчеты нагрузок на готовое изделие. Отталкиваясь от них, делается выбор в пользу применяемой марки бетона, а также сечения и количества арматуры.

Технологии изготовления железобетона

По технологии производства различают 2 разновидности железобетонных конструкций:

1. Монолитные.
2. Сборные.

Монолитный производится непосредственно на строительной площадке. Для этого из досок или плитного материала изготавливается опалубка, выполняющая роль формы. В нее укладывается арматура, связываемая в каркас. После этого в опалубку заливается бетон. Для его равномерного распространения и исключения образования пустот используются вибрационные плиты или глубинные вибраторы, позволяющие утрясти материал по всему периметру, выгнав воздух. Данным методом изготавливаются фундаменты под практически любые строения, даже легкие заборы. Отличительным качеством монолитного железобетона выступает его целостность по всему периметру. В результате его заливки получается единое изделие, что гарантирует надежность и долговечность с отсутствием зазоров, способных выступить мостиками холода.

Сборный железобетон делается в условиях производства. Он представляет собой отдельное изделие, применяемое как конструктор для складывания строения. Такие детали транспортируются на стройплощадку, и там из них монтируется фундамент, стены, межэтажное перекрытие, ступени, забор. Для производства сборного железобетона используются специальные формы. В них закладывается стальной каркас и заливается бетон. После застывания последнего, борта формы открываются и готовое изделие вынимается за специально заложенные проушины. При этом освобожденная форма используется повторно для получения аналогичных конструктивных деталей.

В современном строительстве пользуются спросом как монолитная, так и конструктивная технология изготовления железобетона. Также применяется комбинирование данных методов. К примеру, фундамент делается монолитным, а межэтажное перекрытие собирается из изготовленных на заводе плит.

Преимущества и недостатки

Широкое распространение железобетона в военном, промышленном и гражданском строительстве объясняется рядом положительных качеств данного материала:

• Долговечность.
• Пожарная безопасность.
• Нейтральность к большинству химических веществ.
• Умеренная себестоимость.
• Возможность любой формовки.

По уровню долговечности железобетон могут превзойти только конструкции из профессионально обработанного и уложенного природного камня. Фактически правильно рассчитанные ЖБ конструкции вполне способны простоять сотни лет. При верных инженерных расчетах, во время их изготовления, они не растрескиваются и не рассыпаются. Армированный железом бетон не по зубам грызунам, на нем не могут заводиться колонии большинства известных грибков, что вызвано высоким содержанием цемента.

Материал не поддается горению. Защищенная бетоном сталь при сильном температурном воздействии не обжигается, то есть не теряет своих прочностных характеристик. Незначительное разрушение ЖБ поверхности не несет опасности обвала сооружения.

Поверхность из железобетона можно красить, ей не страшен контакт с бензином, большинством бытовых и промышленных кислот. Благодаря гибкости арматуры стальной каркас ЖБ может укладываться под любую форму. В результате готовое изделие соответствует сложным архитектурным требованиям проекта.

Железобетон имеет и недостатки:

• Затяжной процесс изготовления.
• Большая масса.
• Холодная поверхность.

При изготовлении железобетона много времени затрачивается на сборку его опалубки, а также увязывания каркаса из арматуры. Также после заливки самого бетона требуется технологическая пауза продолжительностью 28 дней. Именно столько времени необходимо для набора цементом полной прочности. К тому же даже после окончательного застывания материал может еще долго отдавать влагу. В большинстве случаев на строительной площадке это не проблема, но бывают и исключения. К примеру, при заливке армированной сталью бетонной стяжки. В таком случае пока она окончательно не высохнет нельзя переходить к отделочным работам.

При сравнении прочности и массы бетона наблюдается существенный дисбаланс между данными показателями. Зачастую для достижения материалом необходимой механической устойчивости требуется существенное утяжеление конструкции. Это может стать проблемой при использовании ЖБ для изготовления межэтажного перекрытия. Оно создает колоссальные нагрузки на фундамент, при этом является менее крепким, чем более легкое перекрытие из стальных балок.

Железобетонные поверхности всегда холодные. Это делает нахождения в строениях из него дискомфортным. Для решения данной проблемы требуется применение теплоизоляционных материалов.

Классификация железобетона

Железобетон можно классифицировать на виды по:

• Нормативной плотности.
• Типу заполнения.
• Величине зерна.
• Условиям твердения и т.д.

Нормативная плотность ЖБ: бывает особо тяжелый, тяжелый, облегченный и легкий. Он отличается в зависимости от того какой бетон использовался для изготовления. Его плотность измеряется весом на 1 м³. У особо тяжелого железобетона плотность бетона составляет более 2,5 т на 1 м³, у легкого 0,8 т.

По типу заполнения ЖБ может быть плотным, пористым, жаростойким со шлаком или со специальными добавками, для увеличения биологической стойкости. Важным отличием железобетона является его величина зерна, которая зависит от размера применяемого заполнителя. По данному критерию он может быть крупнозернистым и мелкозернистым. По условиям твердения материал бывает естественного затвердевания, после термовлажной обработки и застывающий в автоклаве.

Изделия из сборного железобетона

Сборный железобетон позволяет собирать необходимые конструкция по месту строительства в минимальные сроки.

По данной технологии изготавливается много изделий, например:

• Плиты для межэтажного перекрытия.
• Фундаментные блоки.
• Дорожные плиты.
• Заборные плиты.
• Столбы.
• Стеновые панели.
• Трубы.
• Колодезные кольца.

Крайне широкое распространение получили ЖБ плиты для межэтажного перекрытия. Они укладываются на коробку строения, формируя его перекрытие между этажами или потолок перед настилом плоской кровли. Это облегченные плиты с пустотами внутри, пространство которых может применяться для скрытой прокладки электропроводки. Плиты перекрытия из железобетона используется как в многоэтажном, так и одноэтажном строительстве.

Из железобетона делают фундаментные блоки. Они укладываются в траншею по периметру будущей кладки стен и используются как силовая основа. Их применение позволяет добиться более скорого начала кладки, чем при заливке монолитного фундамента.

Дорожные плиты похожи на межэтажные, но обычно не имеют пустот. Они используются для отмостки дорог. Плиты укладываются вплотную друг к другу, формируя ровное прочное дорожное полотно. По уровню износоустойчивости они превосходят асфальт, как и по скорости строительства трассы.

Железобетон используют для изготовления заборных плит. Они применяются преимущественно для ограждения промышленных объектов. Такой забор полностью перекрывает обзор на загражденную территорию, отличается высокой механической прочностью.

Из ЖБ делают столбы для линий электропередач, заборов, а также сваи для столбчатого фундамента. Их высота может превышать 10 м. Обычно столбы имеют выходы арматуры наружу для возможности приваривания к ним стальных деталей.

Стеновые панели из ЖБ используются для возведения панельных зданий. Из них формируются несущие стены и межкомнатные перегородки. В панелях изначально предусматриваются проемы под двери, окна, вентиляционные выходы. Их применение обеспечивает самую высокую скорость строительства.

Из железобетона делаются трубы и колодезные кольца. Они применяются для строительства подземной системы канализации, колодцев с питьевой водой, кессонов для скважин. Форма труб и колец позволяет их стыковать, получая канал любой длины.

Похожие темы:

характеристики, разновидности и сферы применения

• Что такое железобетон в современном строительстве? v
• Виды материала v
• Преимущества и недостатки материала v
• Арматура, из которой делается железобетон v
• Бетон, из которого делается железобетон v
• Где может использоваться железобетон? v
• Заключение v

Появление железобетона как материала, состоялось очень давно — в 19 веке. Его создателем был Ж. Монье. Он был простым садовником, и не имел никакого отношения к строительству или сооружению каких-либо конструкций. Однажды ему понадобилось усовершенствовать деревянные кадки для растений. Он решил сделать их из бетона, но по мере роста, корни просто разрушали емкости. Тогда ему пришла мысль вложить в бетонную кладку металлический вкладыш. Это сделало изделия значительно крепче.

Теперь подробно разберемся с тем, какие особенности имеет железобетон, каких он бывает видов, и какие имеет параметры.

Что такое железобетон в современном строительстве?

Железобетон представляет собой композитный продукт. Он производится из арматуры и бетона. Объединяя два этих материала, получается компенсировать их недостатки. Параметры железобетона значительно лучше параметров простого каменного раствора.

Главной проблемой бетона является низкая стойкость к нагрузкам по типу растяжения. Испытывая их, он может очень быстро разрушаться и давать трещины. Арматура хорошо справляется с растяжением, но плохо переносит сжатие. Железобетон может работать под нагрузками обоих видов, сохраняя при этом форму и свойства.

Если вы хотите узнать больше подробностей о создании железобетона, посмотрите этот ролик:

Виды материала

Железобетон различается по типам изготовления:

• монолитный;
• сборный;
• сборно-монолитный.

Монолитный железобетон производится прямо на площадке. Самый простой и очевидный пример монолитного железобетона — это фундамент. Как он делается? Вырывается траншея, либо котлован. Затем укладывается арматурный каркас. Он заливается бетоном, который застывая, превращается в камень. Надежность и прочность фундамента зависит от того какая арматура была использована и от марки бетона, которым производилась заливка.

Сборный железобетон — это изделия, которые делаются на заводе. Они заливаются в специальных формах, затем застывают при определенных условиях. После этого они доставляются на площадку заказчику, где уже используются для строительства.

Сборно-монолитный железобетон представляет собой конструкции, сделанные на заводе, которые применяются в качестве опалубки при монолитной заливке бетона на стройплощадке. Такой тип строительства используется на объектах, где нужна максимальная надежность и прочность.

Преимущества и недостатки материала

Основными параметрами, за которые ценится железобетон, является прочность и возможность противостоять разнообразным нагрузкам. Кроме этого нужно выделить также:

• Долгий срок службы. Арматура и бетонный раствор создают надежную комбинацию, которая способна прослужить несколько десятков лет, постоянно подвергаясь при этом большим нагрузкам.
• Стойкость к огню. Железобетон не горит, и противодействует распространению пламени.
• Нейтральность в отношении взаимодействия с другими материалами. Железобетон не выделяет никаких вредных веществ. Благодаря этому он может использоваться для строительства промышленных сооружений в любой области, а также для возведения частных домов. При этом микроклимат будет оставаться благоприятным и безвредным.
• Материал может принимать любую форму. Нужно только установить каркас нужной геометрии. После этого можно будет заливать бетоном арматуру.
• Невысокая цена. Монолитный железобетон имеет небольшую цену, поэтому он очень популярен даже в частном строительстве. Сборный железобетон также составляет конкуренцию прочим материалам по стоимости и свойствам.

Среди недостатков материала нужно отметить следующее:

• Низкая прочность при определенных видах нагрузок. Использовать железобетон нужно только для определенных работ. Его большая масса может сыграть против него.
• Долгий период изготовления. Как и бетону, железобетону нужно некоторое время, чтобы прошел период застывания.
• Большой уровень теплопроводности. Материал не дает хорошей изоляции. Для него придется делать хорошую отделку, которая сделает дом теплым.

Несмотря на некоторые недостатки, железобетон является основой современного строительства. Он применяется в строительстве домов, пром. объектов, фундаментов, конструкций, работающих при особых условиях и т. д.

Арматура, из которой делается железобетон

Металлический каркас — это одна их составляющих материала. От нее во многом зависит “гибкость” и прочность готового изделия. Чаще всего арматура размещается там, где происходит наибольшее растяжение.

По своему функционалу, арматура имеет такую классификацию:

• рабочая;
• принимающая;
• распределительная.

Каркас железобетона должен хорошо справляться с различными воздействиями — климатическими и механическими.

Вот какая классификация имеется для внешнего устройства арматурных прутьев:

• гладкие;
• рифленые.

Как арматура различается по типу изготовления?

• стержневая;
• арматурная проволока.

Первый тип — это прутья, мотки и стержни, которые производятся по способу горячего проката. Их главное свойство — это упрочнение, в момент взаимодействия с низкими или высокими температурами.

Проволока делается из стали с низким содержанием углерода В1. Она может производиться также из В-П — высокоуглеродистой стали. Последняя применяется для создания напряженного каркаса.

В качестве арматуры может использоваться канатная проволока, витая из 2-3 прядей.

В отдельную классификацию выделяют также напряженную арматуру. Она используется исключительно в сборном железобетоне, поскольку воспроизвести технологию производства на обычной стройплощадке нереально. Суть в том, что арматура закладывается в форму под рабочей нагрузкой. То есть она изначально растянута. В таком состоянии происходит заливка бетонного раствора. Нагрузка на сталь ослабляется только после полного застывания раствора. Когда нагрузка снимается, арматура сжимается. При этом сжимается и бетон. То есть происходит адаптация материала к рабочим нагрузкам. В результате при получении настоящей нагрузки в составе какой-либо конструкции, бетон не треснет и не разрушится.

Данный способ изготовления железобетона на заводах, используется для изделий, которым предстоят работы при больших нагрузках разного типа. Это значительно увеличивает надежность и долговечность материала.

Бетон, из которого делается железобетон

Стальные пруты позволяют увеличить прочность материала при нагрузках. В свою очередь бетон определяет физические и хим. свойства материала. Его способность сопротивляться внешней среде.

Железобетон классифицируется по нескольким параметрам:

• плотность;
• тип заполнителя;
• размер зерна;
• условия твердения.

По плотности, различают:

• Сверхтяжелый бетон, с плотностью 2,5 т/кубометр. По большей части такой бетон используется для фундаментов, колонн, бункеров и т. д.
• Тяжелый — 2,2 т/кубометр. Используется для несущих стен домов и пром. объектов.
• Облегченный, с плотностью 1,8-2,2 т/кубометр. Такой раствор делается мелкозернистым.
• Легкий бетон — до 800 кг/куб. метр.
• Сверхлегкий — до 600 кг/кубометр.

Две последних разновидности относятся к типу пористых растворов и составов с легким наполнителями. Они могут изготавливаться из опилков и с применением пенообразователей.

По заполнителю различают:

• пористый;
• с высокой морозостойкостью;
• с повышенным сопротивлением огню;
• с добавками, улучшающими стойкость к деятельности микроорганизмов.

По размеру зерна:

• крупный заполнитель;
• совмещенный;
• мелкий заполнитель.

Затвердение может происходить следующими способами:

• В естественных условиях — монолитный железобетон при заливке фундаментов и основ под будущие постройки.
• Термовлажная обработка. Такой тип твердения применяется для сборных изделий.
• Автоклавное твердение.

В зависимости от предстоящих работ, можно легко подобрать нужный тип железобетона с подходящим составом и технологией изготовления.

Для материала очень важна однородность. Чем плотнее и прочнее будет бетон, тем лучшие свойства он обеспечит по всей площади изделия. Чтобы фракции и составляющие бетона лучше распределялись внутри раствора, применяются вибраторы и вибробалки. Они способствуют равномерному распределению, и выходу воздуха из раствора.

Где может использоваться железобетон?

Области применения такого материала соответствуют тому, какие именно свойства от него требуются. В зависимости от вида материала, он может обеспечить высокую прочность, плотность и сопротивление внешним воздействиям. В общем, железобетон применяется для таких работ:

• подготовка к строительству;
• укладка тротуаров;
• стяжка полов;
• заливка фундаментов разного типа;
• многоэтажное строительство;
• строительство пром. конструкций и технических сооружений.

Стоимость железобетона может быть разной в зависимости от изготовителя и ситуации. Его средняя цена примерно равна 3 тыс./кубометр. Но может быть такая ситуация, что вам нужен только бетон, а арматура у вас уже есть. Вы можете самостоятельно заложить каркас в траншеи, и потом просто заказать себе бетономешалку, которая зальет вам фундамент. Однако учтите, что доставка и разгрузка материала оценивается отдельно. Так что общая цена железобетона может увеличиться на 20-30%.

Заключение

Железобетон — это очень популярный строительный материал на современном рынке. С его помощью можно делать надежные сооружения, способные выдерживать большие нагрузки. Материал может изготавливаться как на заводах, так и непосредственно на площадке. Это зависит от проводимых работ и будущего проекта. Железобетон имеет небольшую стоимость, поэтому его применяют в самых разных областях. Это отличное сочетание эффективности и цены.

Что такое железобетон и для чего он нужен?

Железобетон – это нужный и полезный материал, который используется во многих отраслях строительства, промышленности. Его получают из соединения бетона и железа (арматуры). С появлением такой технологии удалось значительно расширить возможности строительства.

Железобетонные изделия долговечные и прочные. Качество продукции из ЖБ во многом зависит от правильной технологии изготовления. В статье мы расскажем, где чаще всего применяется железобетон и как выбрать качественные ЖБИ.

История появления железобетона

Впервые такое изделие появилось в 1867 году. Придумал его садовник из Франции. Это был цветочный горшок. Француз задумался о том, как сохранить растения при их транспортировке. Глиняные горшки не выдерживали тряску, поэтому было принято решение придумать более прочные емкости. Так на свет появился железобетонный горшок. Он был выполнен из цементного раствора, а внутри находилась стальная арматура.

Далее инженеры начали активно применять такую технологию для изготовления различных построек. Первые дома из ЖБИ появились во Франции, США и Британии в  XIX веке. В нашей стране изучение полезных свойств такого материала пришлось на конец XIX-начало XX века.

В наше время сложно встретить хотя бы один объект, где не использовался бы железобетон. Даже в деревянных домах фундамент заливают бетоном с армирующим веществом.

Характеристики железобетонных изделий

Сочетание железа и бетона делают ЖБИ очень прочными. В результате такой материал обладает отличной сопротивляемостью к сжатию. А это крайне важная опция для строительства высотных зданий и крупных объектов.

Перечислим и другие полезные свойства:

• Пожаробезопасность. ЖБИ не реагируют на огонь и защищают другие материалы от пожара. Железобетон толщиной в 2 см надолго остановит распространение огня. Что уже говорить о более широких конструкциях.
• Долгий срок службы. По сравнению с деревом и даже кирпичом конструкции из железобетона прослужат в разы дольше. Перекрытия из ЖБИ можно эксплуатировать столетиями.
• Стойкость к коррозии. Железобетонным конструкциям не страшна влага и дождь, поэтому ржавчина на них не появляется.

Наиболее распространенные изделия из железобетона

С появлением ЖБИ возможности в сфере строительства значительно расширились. Сегодня сложно встретить хотя бы один объект, где не использовался бы этот материал. Перечислим основные изделия, которые изготавливаются из бетона с добавлением армирующих элементов.

Фундамент

Основа дома должна быть прочной. С появлением такого материала удалось, наконец, предотвратить большую усадку зданий, повысить их долговечность. Особенно хорошо зарекомендовали себя ЖБ фундаменты на нестабильном грунте, где раньше в принципе невозможно было возводить дома.

Плиты перекрытия

Отличное решение для перекрытия этажей и настила пола в каменных домах. ЖБ плиты надежны и влагостойки, поверх них можно укладывать плитку, теплый пол и другие материалы.

Внимание! Дома с плитами перекрытия требуют хорошей и прочной опалубки.

Стены

Дома из монолита довольно сложные в реализации, поэтому редко где можно встретить коттеджи, выполненные полностью из ЖБИ. Зато нередко монолитные конструкции встречаются в многоэтажных жилых, офисных и производственных зданиях.

Площадки

Учитывая, что бетон не боится влаги и больших нагрузок, он активно используется для строительства различных площадок и отмостков.

Лестницы

Такая лестница прослужит сотни лет, не потеряв своих первоначальных свойств. Потому именно этот материал применяется для изготовления лестничных маршей в многоэтажных домах. В загородном строительстве ЖБИ для производства лестницы используется реже.

Оконные и дверные перемычки

Тротуарные плиты, крышки колодца и другие элементы.

ТПК «Время строить» занимается собственным производством железобетонных изделий. У нас можно заказать лестничные марши, кольца колодцев, плиты перекрытия и другое.

Железобетон и его виды, преимущества железобетона в строительстве

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

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

Что такое железобетон

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

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

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

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

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

Изгибаемые железобетонные элементы в строительстве:

1. жб балки и
2. железобетонные плиты,

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

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

Схема работы бетонных блоков при изгибе

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

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

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

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

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

Предварительно напряженный железобетон

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

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

В то же время предельное возможное удлинение бетона

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

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

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

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

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

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

Схема экономии преднапряженного бетона

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

Предварительное напряжение железобетонных конструкций осуществляется двумя способами:

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

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

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

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

Монолитный и сборный железобетон

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

Процесс возведения монолитных конструкций:

• а) заготовка и установка лесов и укрепляемых на них форм, предназначенных для заливки в них бетонной смеси; такие ф

Отличие товарного бетона от железобетона

Бетон и железобетон часто сравниваются между собой. Специалисты стараются выбрать оптимальный материал для строительства, но история говорит о том, что решение было давно принято. В советские времена именно железобетонные конструкции занимали лидирующие позиции по объемам производства, хотя сейчас к зданиям выдвигаются иные требования.

Чем отличается железобетоне от бетона?

Железобетон представляет собой материал, создаваемый за счет добавления стали в бетон. В результате повышаются отдельные характеристики, упрощающие строительство в несколько раз. Причиной является значительное ускорение возведения зданий.

Появление железобетонных конструкций привело к категорическому изменению спроса потребителей. Плиты, уголки и иные элементы регулярно распространяется в Санкт-Петербурге и области, привлекая потребителей. Следует рассмотреть особенности, показывающие серьезную разницу.

Преимущества железобетона

Преимущества железобетона известны специалистам. Их стоит перечислить, чтобы обобщить имеющуюся информацию и сделать выводы:

• Простота хранения и транспортировки;
• Максимальная долговечность;
• Простой монтаж.

Железобетонные конструкции транспортируются без применения специальной техники. Можно воспользоваться грузовиком и автокраном, чтобы свободно перевозить готовые плиты и иные элементы.

Во время строительства материал также отлично проявляет себя. Из него быстро собираются сложные объекты, где не выдвигаются жесткие требования к внешней красоте и оригинальности. Обычно добиться чего-то неординарного получается, но для типовых зданий выбор оказывается идеальным.

Максимальная прочность связана с точно рассчитанным армированием. Оно положительно влияет на долговечность готовой конструкции. Поверхность даже тяжело повредить механически, поэтому специалисты часто предпочитают именно такой вид.

Преимущества бетона

Обратившись к преимуществам бетона, удастся увидеть новые особенности. Они остаются незаметными, так как население давно привыкло к материалу. Из-за чего следует перейти к перечислению.

• Разное качество смеси;
• Любые конструкции;
• Меньший вес;
• Меньшая стоимость.

Бетон М400 или М250 выбрать? Это решают проектировщики, занимающиеся нагрузкой на поверхность. Если необходимо подготовить сложную конструкцию лучше воспользоваться жидким бетоном. Он обеспечивает заполнение любого объема при создании сложных элементов.

Серьезной проблемой железобетона также является колоссальный вес. За счет плотного армирования стальными прутами повышается масса, создающая дополнительную нагрузку на основание. Так что проектировщикам приходится серьезнее относиться к расчетам.

Выбирая железобетон или бетон использовать, люди часто предпочитают жидкий материал. Он обладает определенными плюсами, гарантирующими широкие возможности. Из-за чего специалисты постепенно отказываются от тяжелых плит и иных элементов.

Бетон и железобетон в к. 1920 — н. 1930 гг. Суд над сборным железобетоном

Хотите получать свежие статьи на свою почту?

Все свежие статьи публикуются в электронном журнале ВесьБетон.

Подписка на журнал бесплатная, процедура подписки занимает одну минуту! Подписаться!

Журнал «ВесьБетон»— всегда свежая и профессиональнаяматериалов, добавках, оборудовании и многом другом.

Особенности журнала ВесьБетон:

1. Публикуются статьи и книги о производстве и применении строительных материалов, добавок.
2. Тираж более 10 500 профессиональных строителей.
3. Подписаны только строители, технологи и производители, так как публикуется только профессиональная информация.
4. Выходит 2 раза в месяц.
5. Честный тираж! Журнал распространяется через независимый канал Subscribe.ru
6. Обсуждение статей на форумах

Подписаться (бесплатно)!

Подать рекламу в журнал.

Начало 30-х годов XX века в СССР отмечено быстрымразвитием тяжелой промышленности. Однако Запад опережал. Как пишет «ИсторияКПСС» (1970), «в области черной металлургии, химической, нефтянойпромышленности и производству электроэнергии, отставание СССР от Запада былоособенно заметным».

Руководящие органы партии и государствапринимают дополнительные меры для ликвидации отставания. Одним из действенныхмер было решение об ускоренном развитии строительства и, в частности,изготовления на заводах или в мастерских металлических конструкций, чтопозволило бы быстро монтировать их на строительных площадках. Методы сборногостроительства не были еще достаточно разработаны. Решение проблемы тут же уперлосьв ряд серьезных трудностей, в частности, в дефицит сырья. В стране не хваталометалла и цемента. Как отмечает профессор К. В. Михайлов, «в 1925–1930 гг. появляются и преобладают литые бетонныесмеси <…> однако их явные недостатки: большой расход цемента, большиеусадочные деформации и ряд других, вызывали необходимость перехода кмалоподвижным бетонным смесям».

Общая теория прочности бетонаеще только разрабатывалась. В 1920 году выпуск цемента составил 36,0 тыс. тпротив 1,8 млн т в 1913 г.и только к 1927 году он достиг довоенного уровня.

«К 1930 году, — пишет известныйисторик строительства А. Лопатто, — назрел кризис в развитии железобетона» [4].

Недостатки классической теориижелезобетона нуждались в устранении, особенно по части повышения экономичностижелезобетонных конструкций. При больших масштабах строительства решение этойзадачи было жизненно необходимо. Развитие монолитного и сборного железобетонашли практически параллельно, но на том или ином этапе в разных странахотдавалось предпочтение одному или другому способу.

Необходимо отметить: сборный имонолитный, предварительно напряженный и обычный железобетоны имеют своирациональные по техническим и экономическим параметрам области применения. Вначале ХХ века в России довольно интенсивно начало развиваться производствосборного железобетона. Проведенные в Москве и Санкт-Петербурге опыты показалиэффективность новой технологии.

В 1981 году под наблюдением механическойлаборатории Санкт-Петербургского института инженеров путей сообщения, былипроведены опыты на Преображенском плацу, у Таврического сада. Одним из объектовопыта был железобетонный закром элеватора. Сборность и способы соединения егопанельных элементов используются и в современном крупнопанельном домостроении.В качестве нагрузки для испытания использовали воду, стыки закрома былизамоноличены. Историки строительства считают, что это была первая сборная и непросто сборная, а сборно-монолитная железобетонная конструкция (рис. 1).

Рис. 1. Деталь сопряжения железобетонных плит сборного закромаэлеватора

В 1903 году в Екатеринославе (нынеДнепропетровск) начал работать полигон, где изготавливали сборные железобетонныеплитные элементы мостов. В 1907 году из сборных железобетонных плит размером2,85?0,095 м было смонтировано покрытие на стальных стропилах при строительствемастерской на станции Коврово, в Одессе и других городах. Причем в Одессесборными были не только плиты, но и железобетонные балки, по которым укладывалиплиты. В 1910–1911 гг. были построены первыесборные мосты в Чернигове и других городах. В эти же годы ряд авторов (А. И.Ольденборгер, инженер Долгов и др.) предложили и испытали железобетонныежелезнодорожные шпалы (рис. 2).

Рис. 2. Сечениежелезобетонной пустотной шпалы Ольденборгера

Первым объектом с широкимприменением сборных железобетонных изделий явился построенный в 1927 году жилойдом №51А по улице Б. Полянка, в Москве. У истоков инженерного решения домастояли выдающиеся российские инженеры А. Ф. Лолейт, А. А. Гвоздев, Е. В.Костырко.

Однако к началу 30-х годовполучил широкое распространение и занял твердые позиции на строительныхплощадках монолитный железобетон. Для реализации задач, поставленныхруководством государства, необходимо было перейти на строительствомногочисленных промышленных сооружений и зданий из сборных железобетонныхконструкций, усовершенствовать технологии их изготовления и обеспечить научноесопровождение этой области строительства.

Препятствием к внедрению сборныхизделий и конструкций был не только недостаток цемента, металла и т. д., но ипсихологическая неготовность строителей, привычка работать со старымиматериалами — с металлическими конструкциями, кирпичом, монолитным бетоном.

В этом отношении большую рольсыграл суд над сборным железобетоном. Суд был не уголовный и не гражданский, аобщественно-технический, весьма показательный для своего времени. Суду предшествовалаоживленная дискуссия на страницах газеты «Техника». В тринадцати номерахпубликовались статьи специалистов, так или иначе причастных к сборномустроительству. Как писали газеты, «полемика была чрезвычайно острой и поройнелицеприятной». Процесс был назван «Всесоюзно-технический суд над сборнымжелезобетоном». Председателем суда был назначен Г. А. Левенсон, заместительначальника Главстройпрома. Обвинители — профессор А. А. Гвоздев и инженер А. З.Чериковер. На «скамье подсудимых» — не люди, а техническая идея и еепрактическое воплощение. В качестве примера были представлены следующие объекты:типография «Правды» в Москве, Свирьстрой, московский завод «Прибор» и др.

Суд проходил в Московском домеученых и длился три дня, с 27 по 29 марта 1933 года. Были «допрошены» 20свидетелей — крупные ученые, инженеры, проектировщики и производственники,авторитетнейшие эксперты. После этого последовали речи двух «обвинителей» итрех «защитников», был вынесен и «приговор».

Как вспоминает известныйстроитель сер. ХХ века инженер С. З. Ганзбург, «для строек того времени былохарактерно отсутствие правильных проектов организации работ, не было четкоготехнического планирования строительства, начиная от момента получения заданиядо момента сдачи сооружения заказчику».

Одним из экспертов на суде былА. Ф. Лолейт. На вопрос, можно ли из сборных элементов получить системы, неуступающие по устойчивости монолитным, он отвечал, что можно, что ниметаллические, ни деревянные конструкции не являются монолитными, но вопросовоб их устойчивости в целом ни у кого не возникает.

Профессор А. А. Гвоздев иинженер Чериковер в своих обвинительных речах ни словом не обмолвились оботрицательных сторонах самой сборности. Более того, Гвоздев сказал, чтовозможности сборности используются не полностью, и доказал необходимость инеизбежность создания промышленности сборного железобетона.

«Допрос» представителей основнойиз рассматриваемых строек — типографии газеты «Правда», на опыте которойосновывалось «обвинительное заключение», подтвердил справедливость обвинения внеудовлетворительной организации и ведении строительства. В «обвинительномзаключении» в частности, было сказано: «Виноваты исполнители, а не метод в том,что до сих пор мы не имеем членораздельных экономических показателейпреимуществ сборного строительства по сравнению с монолитом».

В «приговоре» говорилось, чтоэкономическая сторона применения сборного железобетона разработана менее всего.Стоимость 1 м3железобетона в условиях строительной площадки оказывалась значительно выше, чемв монолитных конструкциях. Суд отметил в «приговоре», что «ни этажностьсооружения, ни величина нагрузок, ни их динамичность не могут служитьпрепятствием к осуществлению сооружения методом сборки <…> Сборныйжелезобетон является лишь частным вопросом более широкой и объемлющей проблемысборно-монтажного строительства». Суд над сборным железобетоном получил огромныйрезонанс в среде строителей и во многом способствовал перелому в их мышлении.

Итак, спор между монолитным и сборнымжелезобетонами был решен в пользу второго.

В 1929 году на заводе«Баррикада» в Ленинграде впервые были применены вибраторы. Затем вибрированныйбетон начали применять на строительстве канала им. Москвы, днепровскихкомбинатов и гидроузла «Свирь-2». Переход на укладку бетона с помощьювибраторов дал возможность уменьшить расход цемента на 10–20 %, число рабочих, занятых на укладке бетона,сократилось на 40–70 %, а производительностьтруда повысилась.

Вибрирование бетона настолькозаинтересовало строителей, что уже в 1934 году на Запорожстрое единовременноработало 50 вибраторов, а на строительстве гидроузла «Свирь-3» с помощьювибраторов было уложено в блоки 9 тыс. м3 бетона. На строительствеканала им. Москвы было уложено с применением поверхностных вибраторов «Спартак»более 55 % общего объема бетона.

В 30-х годах на некоторыхстройках имелись импортные бетономешалки «Егер» и «Ренсом». Только в 1930 годуотечественная машиностроительная промышленность выпустила первую сериюбетономешалок «Егер» емкостью 250 л.

В эти годы вышла в свет работапрофессора Н. М. Беляева «Метод подбора состава бетона», ставшая настольнойкнигой всех технологов-бетонщиков. В работе достаточно полно и верно былиосвещены вопросы прочности бетона на сжатие и других его физико-техническиххарактеристик.

Конкретным шагом в развитиисборного железобетона стала проведенная в начале февраля 1932 года в ЛенинградеIIВсесоюзнаяконференция по бетону и железобетону, которая обсудила вопросы по сборнымконструкциям, технологии производства бетона, организации труда и другиеконкретные проблемы. Конференция отметила огромное значение применения сборногожелезобетона. Указывалось, что развитие этого метода сдерживалось тем, чтопрактический опыт еще не был обобщен, не существовало твердых, апробированныхположений о проектировании и производстве сборных железобетонных конструкций.На конференции много внимания уделялось вопросам подбора состава бетона,применению пуццолановых портландцементов и вибрированию бетонов.

Важным событием конференции сталовыступление патриарха отечественного железобетона профессора А. Ф. Лолейта. Онвыступил с докладом «Я пересмотрел теории железобетона». По существу, этотдоклад был развитием его работ 1904 и 1927 гг. В частности, он еще раз заявил «онеобходимости построения формул для подбора сечений элементов железобетонныхконструкций на новых принципах <…> не только для железобетона, но и длядерева и для стали». «Мы никогда не уясним себе действительных запасовпрочности, не усвоим правильного отношения к оценке конструкций, — сказалЛолейт, — пока не будем рассматривать стадию разрушения». Профессор К. П.Хайдуков вспоминал: «Самый стиль изложения и большая работа по расчетам,продемонстрированным в докладе, с убедительной очевидностью доказывали,насколько применявшиеся до тех пор методы, формулы и т. д. несовершенны».Лекции и доклады Лолейта были очень увлекательны и своеобразны, их стиль был,как сам Артур Фердинандович, — яркий, бодрый, оптимистичный.

Рис. 3. А. Ф.Лолейт

Однажды шел спор о том, можно ливозвести железобетонный купол, не усиливая его края специальным опорнымкольцом.

«Все мы пьем чай из чашек, —начал свое выступление Артур Фердинандович. — А если чашку опрокинуть на блюдце— вот вам и маленький купол без опорного кольца», — и далее пояснил, какие вкуполе без опорного кольца возникнут силы и как его надо армировать. И вот этачашка сразу же сделала вопрос более ясным.

Или другой пример. На одномсовещании кто-то сказал: «Железобетон — материал не подходящий для местностейподверженным землетрясениям». Артур Фердинандович воскликнул: «Этого не можетвыдержать мое железобетонное сердце. Наоборот, железобетон — самый лучшийматериал для конструкций в таких случаях», — и стал подробно обосновывать своемнение. Жизнь показала — он был целиком прав.

Вернемся к конференции. Вопрос А.Ф. Лолейта о пересмотре теории железобетона она решила положительно и обязаларазработать и издать соответствующую временную инструкцию. Предлагалось:

— Имея в виду, что расчет железобетонныхконструкций с определенным запасом прочности всегда основывается на учетестадии разрушения, признать необходимым ввести для подбора сечений элементовжелезобетонных конструкций такие формулы, в которых этот принцип получит явноеприменение.

— Разработать в двухнедельныйсрок временную инструкцию, которую можно было бы издать в месячный срок.

В резолюции было указано на«большой экономический эффект, к которому может привести правильное применениенового материала».

14 июля 1932 года на заседанииВНИТО бетонщиков было проведено обсуждение проекта инструкции, содержаниекоторой А. Ф. Лолейт изложил в новом докладе «Пересмотр теории железобетона».Проект инструкции Лолейта помимо обоснований и приложений новой теориижелезобетона был насыщен и другими новыми идеями и предложениями. В нем былиданы определения критического состояния материала и критических внешних сил. Вобсуждении доклада приняли участие крупнейшие ученые-бетонщики того времени: В.М. Келдыш, М. Я. Штаерман, Я. В. Столяров, Б. Г. Скрамтаев, В. П. Некрасов, О. А.Гершберг. Выступавшие подвергли резкой критике гипотезу Консидера, а поэтому иконцепцию А. Ф. Лолейта. Как пишут историки, обстановка была крайней острой.

Возражая одному из своихоппонентов, допустившему неправильное толкование отдельных положений доклада,Артур Фердинандович пошутил: «Если бы мы играли в теннис, то в этот моментраздался бы свисток: неправильный удар».

Было решено еще раз провестиопытную проверку предложений А. Ф. Лолейта в Институте сооружений и ЦНИПС. 4июля 1933 года Артур Фердинандович Лолейт скончался. Дальнейшую работу понаучно-опытным исследованиям новой теории железобетона продолжила бригадаисследователей во главе с профессором А. А. Гвоздевым. Результаты опытных итеоретических исследований были опубликованы в апреле 1934 года в работеГвоздева «О пересмотре способов расчета железобетонных конструкций» и были изложеныим на IIIВсесоюзной конференции по бетону и железобетону в Харькове. Впериод весьма активных нападок на предложения А. Ф. Лолейта и возникновенияновых теорий А. А. Гвоздев решительно заявил: «Я считаю своевременным теперь жеперейти к расчету на изгиб по методу профессора Лолейта <…> Опыты,проведенные в Институте сооружений в 1932–1933гг., а также данные иностранных опытов показали, что формулы профессора А. Ф.Лолейта для определения критического момента могут быть смело рекомендованы дляпрактического применения и для внесения в нормы» [1].

В 1933 году была издана«Временная инструкция по железобетонным конструкциям». 28 сентября 1933 года заподписью члена коллегии наркомтяжпрома С. З. Гинзбурга было изданораспоряжение: «Всем подведомственным НКТП организациям принять «Инструкцию…»к неуклонному исполнению».

Резолюция конференции 1934 годазакрепила победу предложений А. Ф. Лолейта, утвердила первенство отечественнойнауки в развитии теории железобетона. Решающая роль в защите, дальнейшемобосновании и развитии предложений А. Ф. Лолейта принадлежала АлексеюАлексеевичу Гвоздеву, преемнику и продолжателю развития лучших традиций вотечественном железобетоне.

Рис. 4. А. А.Гвоздев

В 1938 году новая теория вошла внормы и ТУ по проектированию железобетонных конструкций.

В 30-е годы происходит и другоезнаковое событие в развитии железобетона. В. В. Михайлов проводит сериюэкспериментов с предварительным напряжением арматуры в железобетоне. ДиректорТбилисского НИИ сооружений и гидроэнергетики, где работает Михайлов, профессорК. С. Завриев всемерно поддерживает начинания молодого ученого.

Уже в 1933 году на основе проведенныхисследований Михайлов пишет книгу «Напряженно-армированный бетон». Это былапервая в мире монография о предварительно напряженном железобетоне.Предварительное напряжение арматуры стало началом целого направления в теории ипрактике железобетона, своего рода революцией во взглядах на железобетон и наего производство.

Рис. 5. В. В. Михайлов

В связи с переходом СССР накруглогодичное строительство возникли вопросы по производству бетонных и железобетонныхработ в зимнее время.

С 1931 года при возведении наморозе монолитных бетонных конструкций средние массивности начали широкоприменять метод «термоса», заключающийся в укладке бетонных смесей изподогретых материалов с последующей защитой конструкций теплоизоляционнымиматериалами. Расчеты делались с учетом экзотермии цемента и интенсивности еготвердения. Способы расчета характера охлаждения бетона в каркасных и массивныхконструкциях, выдерживаемых по методу «термоса», были предложены в 1933–1934 гг. молодыми учеными-бетоноведами Б. Г.Скрамтаевым и В. С. Лукьяновым.

Начиная с 1932 года в ряде НИИ илабораториях на крупных стройках проводятся обширные исследования по разработкеметода электропрогрева бетона.

В связи с увеличением масштабовстроительства возникает потребность в различных видах цемента.

В 1929 году особая комиссия приВСНХ СССР, включающая в свой состав крупнейших ученых в области цементапрофессоров А. А. Байкова, К. А. Кинда и Д. С. Белянкина, широко развернула вЛенинграде научно-исследовательские и научно-промышленные работы по организациипромышленного производства глиноземистого цемента, крайне необходимого дляскоростного строительства. Комиссия привлекла к работе наиболее способныхстудентов последнего курса химического факультета Ленинградскогополитехнического института им. Калинина, в том числе Н. А. Торопова. Вопрос былрешен, в чем немалую роль сыграл Никита Александрович. В 1940 году он защищает докторскуюдиссертацию на тему глиноземистого цемента. В дальнейшем профессор Н. А.Торопов занимался синтезом силикатов и других неорганических материалов,добился выдающихся результатов, стал крупным научным организатором. В 1957 годуТоропов был избран действительным членом Академии строительства и архитектурыСССР по специальности строительные материалы и изделия, а в 1962 году он —член-корреспондент Академии наук СССР.

Рис. 6. Н. А. Торопов

В начале 30-х годов А. Ф. Лолейтсовместно с Е. М. Ханиным создают кислотоупорный бетон, состоящий изкислотоупорного щебня, песка, пылеватого заполнителя, кремнефтористого натрияна жидком стекле в качестве вяжущего. Из этого бетона были выполнены хранилищаазотной кислоты на азотнотуковом заводе им. Орджоникидзе, адсорбированная башняпивоваренного завода им. Бадаева и др.

В 1927 году профессор А. А. Байковопубликовал свою теорию твердения вяжущих веществ. Обычно имя академика Байковасвязывают с металлургией, и это правильно. Но не следует забывать, чтоАлександр Александрович был заведующим химической лаборатории Институтаинженеров путей сообщения, профессором Политехнического института в Петербурге,членом инженерного совета МПС, оставил после себя классические труды повопросам номенклатуры, твердения и свойств вяжущих веществ и коррозии цементовморской и другими минерализированными водами, увенчанные теорией твердения вяжущих,устранившей недостатки кристаллической теории Ле-Шателье и коллоидной теории Михаэлиса.

Рис.7. А. А.Байков

Участники цементных съездовпомнят, с каким нетерпением участники оджидали очередного доклада Байкова,освещавшего всё новые и новые стороны сложного процесса твердения вяжущихвеществ. А. А. Байков отдал этой тематике более 30 лет и был одним из ближайшихсотрудников и последователей А. Р. Шуляченко и Н. А. Белелюбского.

И еще одно знаковое событие. В1933 году выходит монография д. т. н., профессора Н. А. Попова«Производственные факторы легких бетонов». Б. Г. Скрамтаев так охарактеризовал ее:«Эта работа представляет собой первое в мировой практике изложение теориилегкого бетона, которая должна сыграть такую же роль, какую в свое времясыграла теория Абрамса для обычного бетона». Дальнейшее развитие теории ипрактики этого перспективного материала нашло отражение в последующихмонографиях Попова, например, «Новые виды легких бетонов. Керамзитобетон.Газобетон» (1939).

Рис. 8. Н. А.Попов

Коллеги ученого отмечали егоисключительную работоспособность и широту научно-технических интересов, нолегкие бетона оставались главным увлечением Николая Анатольевича до последнихлет жизни.

Подводя итог, можно сказать, чтов период к. 1920 — н. 1930 гг. в строительном производстве произошли крупные,знаковые события, имевшие решающее значение для ускоренного развития этойотрасли народного хозяйства в СССР.

Литература:

1. Гвоздев А. А., Боришанский М. С. К вопросу о расчете изгибаемыхжелезобетонных элементов по стадии разрушения // Проект и стандарт. — 1934. — №6.

2. Гинзбург С. З. О прошлом для будущего. — М.: Издательствополитической литературы, 1984.

3. Звездов А. И., Михайлов К. В., Матриросов Г. М. Виктор Васильевич Михайлов.— М.: Готика, 2001.

4. Лопатто А. Э. Артур Фердинандович Лолейт. К истории отечественногожелезобетона. — М.: Стройиздат, 1969.

железобетон

Армированный бетон , также называемый в некоторых странах железобетонным , представляет собой бетон, в который были включены арматурные стержни («арматура») или волокна для усиления материала, который в противном случае был бы хрупким. В промышленно развитых странах почти весь бетон, используемый в строительстве, является железобетонным.

Дополнительные рекомендуемые знания

История

Использование железобетона — относительно недавнее изобретение, обычно приписываемое Жозефу-Луи Ламбо в 1848 году.Жозеф Монье, французский садовник, в 1867 году запатентовал конструкцию армированных садовых кадок, а позже запатентовал железобетонные балки и столбы для железнодорожных и дорожных ограждений.

Ранний железобетон оставался запатентованным, а не универсальным продуктом, и разные фирмы разрабатывали конкурирующие системы. Немецкая компания Wayss & Freitag была образована в 1875 году, а в 1887 году A.G. Wayss опубликовал книгу по железобетону. Их основным конкурентом в Европе была фирма Франсуа Хеннебика, основанная в 1892 году.Хеннебик построил более 7000 конструкций из железобетона за первые десять лет своей компании. ^[1]

Железобетонная система была запатентована в Соединенных Штатах компанией Thaddeus Hyatt в 1878 году. Первым железобетонным зданием, построенным в Соединенных Штатах, был нефтеперерабатывающий завод Pacific Coast Borax Company в Аламеде, Калифорния, построенный в 1893 году.

Основные разработки железобетона произошли с 1900 года; а с конца 20-го века инженеры приобрели достаточную уверенность в новом методе армирования бетона, называемом предварительно напряженным бетоном, чтобы использовать его в повседневной практике.

Применение в строительстве

Бетон армирован для придания ему дополнительной прочности на разрыв; без армирования многие бетонные здания были бы невозможны.

Железобетон может включать в себя множество типов конструкций и компонентов, включая плиты, стены, балки, колонны, фундаменты, рамы и многое другое.

Железобетон можно разделить на сборный и монолитный.

Основное внимание при армировании бетона уделяется системам перекрытий.Разработка и внедрение наиболее эффективной системы полов — ключ к созданию оптимальных строительных конструкций. Небольшие изменения в конструкции напольной системы могут существенно повлиять на материальные затраты, график строительства, предел прочности, эксплуатационные расходы, уровни занятости и конечное использование здания.

Поведение железобетона

Материалы

Бетон представляет собой смесь цемента (обычно портландцемента) и камня

Рекомендации по сверлению бетона

Строительство с использованием бетона, армированного возобновляемыми материалами

Ткань льняная гладкая. Предоставлено: Яна Винкельманн.

Строительный материал завтрашнего дня уже здесь. Бетон, армированный текстилем (TRC), прочен, может принимать различные формы и подходит для легких конструкций. Как следует из названия, обычные TRC армированы углеродными или стекловолоконными тканями, а не сталью.Группа исследователей из Института исследования древесины им. Фраунгофера, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, теперь заменяет эти ткани экологически чистыми натуральными волокнами. Эти альтернативы конкурируют по характеристикам с обычным бетоном, но оставляют меньший углеродный след и дешевле в производстве. Исследователи представят прототип моста из бетона, армированного натуральным волокном, на выставке BAU 2019 в Мюнхене с 14 по 19 января 2019 года.

Мосты Германии в плачевном состоянии.TÜV Rheinland утверждает, что каждый второй приходит в упадок. Железобетон легко подвергается коррозии. Окисление сказывается на арматурной стали задолго до того, как станут заметны какие-либо явные признаки повреждения. Теперь отрасль пытается оставить в прошлом трещины в бетоне и ржавую сталь. Инженеры и архитекторы выбирают армированный текстилем бетон, не подверженный коррозии строительный материал с длительным сроком службы и такими же структурными свойствами, как и железобетон. Компоненты из этого материала могут быть толщиной в несколько сантиметров.Из него можно создавать тонкие, легкие конструкции с армирующими тканями, которые принимают практически любую форму. Материал подходит не только для мостов, но и для фасадов и потолков. Дизайнеры используют его для мягкой мебели и скульптур.

Секрет этого высокоэффективного бетона в том, что он армирован углеродными, стеклянными или полимерными волокнами, а не сталью. Исследователи из Fraunhofer WKI в Брауншвейге хотят заменить эти волокна тканью на основе возобновляемого сырья — шаг, который принесет большие дивиденды для окружающей среды и климата.Они используют местные продукты, в данном случае лен, который может быть пряденым или тканым. Исследователи могут добавить к льну нити полимерного волокна, чтобы создать гибридную ткань, адаптированную к требованиям данного компонента. Ученые из Центра исследований древесного волокна HOFZET® Fraunhofer WKI используют ткацкий станок с двойной рапирой и жаккардовым приспособлением для плетения этой смеси материалов. С помощью этого ткацкого станка — единственного в своем роде в Европе — специалисты могут производить инновационные легкие композитные материалы со сложной текстильной структурой для конкретных областей применения и интегрированными функциями.Машина сочетает в себе традиционные и экологически чистые материалы, что является одновременно экономичным и технически сложным. Затем они заделываются в бетон с высокими эксплуатационными характеристиками, структурная плотность которого практически полностью защищает волокна от атмосферных воздействий. Это переплетение также модифицировано натуральными смолами.

Защита от негативного воздействия на окружающую среду

Гибридный саржа лен / карбон.Предоставлено: Яна Винкельманн.

Текстиль на основе льна заделывается в данный компонент слоями. Его жесткость варьируется, поэтому ему можно придать желаемую форму. И его можно было отлить для создания изогнутых контуров, таких как купола и округлые элементы стен. Затем жидкий бетон, специально разработанный в Центре легких и экологически чистых зданий Fraunhofer WKI (ZELUBA®), заливается на текстиль. Экологическая устойчивость была очень важна для разработчиков; они прилагали большие усилия, чтобы обойтись небольшим количеством первичного сырья.Смесь материалов состоит из очень тонких

заполнитель, вода, добавки и добавки для бетона и армирующий текстиль из льна. «Качество железобетона, изготовленного из льняной ткани, выше, чем у железобетона в мостах. Матрица, то есть структура, настолько плотная, что вредные вещества не могут проникнуть в компонент. Это приводит к гораздо более длительному сроку службы «, — говорит Ян Бинде, ученый ZELUBA®.

Композит с исключительной долговечностью

Комбинация льна и бетона в ходе испытаний доказала, что является идеальным композитом, что подтверждено испытаниями на прочность и несущую способность нового экологически чистого армированного тканью бетона.«Натуральные волокна очень хорошо сцепляются со строительным материалом, что также связано с тем, что мы можем контролировать, как текстиль закрепляется в бетоне. Удельная поверхность текстиля может изменяться», — говорит исследователь.

TRC из возобновляемых источников энергии позволяет строителям возводить легкие и наклонные мосты, по которым также могут переходить автомобили. «Железобетонный мост с пролетом в 15 метров будет иметь толщину от 35 до 40 сантиметров, в то время как его льняной аналог будет значительно тоньше — от 12 до 16 сантиметров.Это экономит много материала. Тонкие слои выполнимы », — говорит Бинде. Исследователи продолжают прилагать усилия по оптимизации инновационного строительного материала, пока не получено одобрение строительных властей.

SCRIM: инновационный метод трехмерной печати на бетоне

Предоставлено
Fraunhofer-Gesellschaft

Ссылка :
Строительство с использованием бетона, армированного возобновляемыми материалами (1 октября 2018 г.)
получено 8 ноября 2020
с https: // физ.org / news / 2018-10-бетон-возобновляемые-материалы.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Демонстрация отливки столешниц из бетона, армированного волокном,

Спасибо всем, кто принял участие в демонстрации отливки столешниц из фибробетона.Было здорово, что так много вас было здесь и задавало много действительно хороших вопросов. Нам не терпится увидеть вас на новых утренних субботних демонстрациях. Они бесплатны, поэтому, если вы хотите присоединиться к нам, зарегистрируйтесь здесь.

Для тех, кто не смог пройти на этой неделе сеанс бетонирования столешницы, мы собрали несколько фотографий и видео из класса, чтобы вы могли следить за ними.

В этой еженедельной серии демонстраций мы используем многие инновационные бетонные столешницы, доступные в интернет-магазине CHENG Concrete Exchange.До этой недели мы начали проект с создания формы столешницы для набора шкафов в нашем новом магазине в Беркли, Калифорния. Затем отлейте столешницу, используя традиционные методы заливки бетона и бетонную смесь для столешниц Charcoal CHENG Pro-Formula. В эти выходные мы используем смесь CHENG D-FRC Casting Mix, чтобы сделать тот же счетчик на 1/3 веса. Что означает D-FRC? D ecorative F iber R einforced C oncrete, при выборе названия для группы продуктов мы остановились на той, которая транспортирует смесь, это армированный фиброй бетон для декоративных сборных железобетонных конструкций.

Хорошо сконструированная форма имеет решающее значение для успеха.

Мы начали сессию с обсуждения формы, которая была построена на меламиновой основе толщиной 3/4 дюйма из 2-дюймовых бетонных форм столешницы с внутренней формой, сделанной из бетонных форм столешницы толщиной 1-1 / 2 дюйма. Литейный стол был оборудован вибратором, чтобы минимизировать воздушные карманы в бетоне во время заливки.

Начинаем, все готово к заливке.

Форма 2 дюйма была герметизирована 100% силиконовым герметиком для окон и дверей, а для раковины Elkay была сделана заглушка толщиной 2 дюйма, чтобы создать проем для подмонтированной нержавеющей стали.Для получения дополнительной информации о создании формы для этой бетонной столешницы обязательно ознакомьтесь с демонстрационным постом по изготовлению формы здесь.

Предварительная сборка внутренней формы помогает плавному ходу отливки.

Эта внутренняя форма будет размещена после того, как первые 1/2 дюйма бетонной смеси CHENG D-FRC будут помещены на дно 2-дюймовой бетонной формы столешницы. Он был сделан из бетонных форм столешницы толщиной 1-1 / 2 дюйма, скрепленных стандартной упаковочной лентой, чтобы удерживать форму во время транспортировки.Клей рассказал о всей сборке формы в следующем видео.

В этом видео Клей рассказывает о конструкции опалубки и отвечает на вопросы о том, как внутренняя форма будет использоваться для придания формы нижней стороне бетонной столешницы, обеспечивая при этом адекватную фиксацию для предотвращения деформации во время укладки бетона.

Добавьте CHENG D-FRC к модификатору Surecrete.

Duo-Mixer Collomix Xo55 с двумя лопастями — наш любимый инструмент, когда дело доходит до смешивания любых смесей Surecrete Xtreme GFRC или смесей для бетона D-FRC от CHENG.Две лопасти вращаются в противоположных направлениях и вытягивают материал снизу вверх с удивительной легкостью и балансом, но больше всего нас впечатлило то, как быстро мы смогли тщательно перемешать 100 фунтов плотной бетонной смеси, армированной волокном.

Тщательное перемешивание — ключ к успеху.

100 фунтов CHENG D-FRC Casting Mix смешивали с 2 галлонами модификатора Surecrete Xtreme и 2 пакетами Stone SmartColor. Добавление цвета Stone сделало бетон немного темнее и придало ему более прохладный оттенок.Чтобы увидеть изображение этого цвета, перейдите по этой ссылке к конкретному образцу цвета, который был приготовлен с использованием того же метода. Для партии такого размера мы использовали усиленный ковш для смешивания емкостью 17 галлонов от Collomix.

Во время демонстрации продукта мы также потратили некоторое время на объяснение различий между бетонными смесями CHENG D-FRC и сборными смесями серии Xtreme от Surecrete. Короче говоря, единственная разница между ними — COLOR . Смеси CHENG D-FRC производятся из серого портландцемента, а смеси Surecrete серии Xtreme — из белого цемента.

Вот снятый нами короткий видеоклип, который даст вам довольно хорошее представление о согласованности микса. Хотя используемый нами сверхмощный миксер не является полностью необходимым для этой смеси, он определенно ускоряет процесс.

Установите D-FRC перед включением вибраторов.

1/2 дюйма смеси CHENG D-FRC помещается на дно формы перед включением вибраторов стола Vibco. Консистенция бетонной смеси должна быть немного текучей, чтобы при вибрации из бетона выходило как можно больше пузырьков воздуха.

Сначала заполните дно формы.

Настольный вибратор Vibco US450T включается примерно на 5 минут после того, как бетон помещается в форму, чтобы помочь выровнять бетон в нашей форме для столешницы и вытеснить захваченный воздух из смеси. Вибратор подключен к контроллеру переменной скорости, который позволяет вам регулировать частоту и амплитуду вибраторов во время заливки бетона. Мы начали вибрировать бетонную заливку с высокой частотой / низкой амплитудой, чтобы разжижить бетон, а затем установили регулятор на настройку низкой частоты / высокой амплитуды, чтобы вытеснить воздух из смеси.Этот процесс занимает около 5 минут.

Продолжайте вибрировать, пока не выйдет весь воздух.

Когда вибраторы встряхивают литейный стол, воздух вытесняется из бетона. Когда маленькие пузырьки перестают появляться на поверхности, мы выключаем вибраторы и начинаем протирать бетонную смесь по сторонам формы, чтобы предотвратить появление нежелательных холодных стыков или швов на краевом профиле нашей бетонной столешницы.

Удалите швы и холодные стыки с помощью этой техники.

Осторожно потяните бетон вверх по стенкам формы. Не беспокойтесь, если бетон просядет обратно ко дну формы, потому что всего за несколько минут мы собираемся разместить внутреннюю форму и залить дополнительно 1-1 / 2 дюйма бетонной смеси, чтобы создать прочный профиль. по всему периметру столешницы.

Сделайте перерыв на 20-30 минут после того, как все боковые стены и выбивка раковины будут покрыты тонким слоем бетонной смеси.Это позволяет бетону немного укрепиться, не высыхая, и поможет минимизировать количество «ореолов», которое появляется на готовой поверхности столешницы.

Что такое ореолы? Ореол — это термин, который мы используем для описания вариаций цвета и тона поверхности, которые появляются на готовой поверхности бетона. Хотя весь бетон испытывает это явление, в некоторой степени мы стараемся свести к минимуму двоение в сетке или узоре, которое может быть вызвано размещением внутренней формы, пока бетонная смесь еще остается жидкой.

Заливка почти закончена, выглядит хорошо!

После того, как внутренняя опалубка была размещена, была замешана еще одна партия бетона CHENG D-FRC для заполнения стены периметра 1-1 / 2 ″ вокруг всей бетонной столешницы.

Заполните форму полностью до самого верха.

При заполнении внутренней формы важно полностью заполнить форму и никогда не допускать, чтобы уровень бетона был ниже высоты стены внешней формы. Низкие места в отливке выглядят как тонкие участки на краю столешницы, и их очень трудно исправить.

Здесь мы завершили сегодняшнюю демонстрацию, но мы возобновим этот проект бетонной столешницы на следующей неделе, когда мы продолжим травить эту столешницу с помощью Surecrete Super Concrete Renovator и герметизировать ее полиуретановым герметиком для бетона XS-327 Surecrete

.

Если вы находитесь в районе залива Сан-Франциско, мы будем рады, если вы присоединитесь к нам на одной из наших субботних утренних демонстраций, это бесплатно, поэтому, если вы хотите присоединиться к нам, зарегистрируйтесь здесь.

Если вы хотите узнать больше о литье бетонных столешниц, подумайте о посещении нашего трехдневного всеобъемлющего урока по бетонным столешницам, организованного Калифорнийским живым музеем в Бейкерсфилде, штат Калифорния. Это специальное учебное мероприятие будет охватывать многие популярные методы литья, каждый из которых будет установлен в зоопарке «Живые музеи». Для получения дополнительной информации посетите веб-страницу с подробностями обучения здесь.

Объявление о новом партнерстве

9 января 2017 г.

Окрашивание бетона и ремонт патио

24 июля 2016 г.

RF-CONCRETE: Проектирование железобетонных конструкций | Dlubal Software

Дополнительный модуль RF-CONCRETE для проектирования конструктивных элементов из железобетона состоит из двух отдельных частей:

• RF-CONCRETE Surfaces проектирует плиты, фасонные плиты, плиты, стены, плоские конструкции и оболочки для предельного и предельного состояния по пригодности к эксплуатации.
• RF-CONCRETE Members предназначен для проектирования элементов стержней железобетонных конструкций.

RF-CONCRETE выполняет железобетонное проектирование поверхностей, стержней и комплектов стержней на предельное и предельное состояние по пригодности к эксплуатации. Соответствующие удлинители позволяют проектировать в соответствии со следующими стандартами:

Опционально можно выполнить расчет огнестойкости прямоугольного и круглого сечения в соответствии с:

Дополнительный модуль RF ‑ CONCRETE также доступен в 2D-версия по хорошей цене.

1. Характеристики

   • Автоматический импорт внутренних сил из RFEM
   • Расчет предельных состояний и эксплуатационной пригодности
   • С помощью модуля расширения EC2 для RFEM можно выполнять расчет железобетонных элементов в соответствии с Еврокодом 2 (EN 1992‑1‑1: 2004) и следующие национальные приложения:

   В дополнение к национальным приложениям (NA), перечисленным выше, вы также можете определить конкретный NA, применяя определяемые пользователем предельные значения и параметры.

   • Гибкость благодаря возможностям детальной настройки основы и объема вычислений
   • Быстрый и четкий вывод результатов для обзора распределения результатов сразу после проектирования
   • Графический вывод результатов, интегрированный в RFEM, например, требуемое армирование
   • Понятно -упорядоченный вывод числовых результатов, отображаемый в таблицах, и возможность графического представления результатов в модели
   • Полная интеграция вывода данных в распечатанный отчет RFEM

2. Характеристики стержней RF-CONCRETE

   • Определение продольной, поперечной и крутильной арматуры
   • Отображение минимальной и сжатой арматуры
   • Determinat

Железобетон — прочная конструкция

Практическое правило для проектирования RC

Источник: Concrete Center

Арматура для балок Минимальное расстояние между стержнями стальной арматуры составляет

1. Максимальный размер крупного заполнителя плюс 5 мм

Или
2.Размер стержня (в зависимости от того, что больше) Максимальное количество стержней на слой для балок = (ширина балки — 2 x покрытие — 2 x диаметр звена) / (2 x диаметр стержня)

Источник: Concrete Center

Максимальное усилие на растяжение или сжатие составляет 6% площади поперечного сечения бетона
. Минимальные проценты указаны в таблице ниже, которая является таблицей 3.25 BS 8110

Расстояние между перемычками не должно превышать 0,75d. Продольные стержни не должны располагаться на расстоянии более 150 мм или d от вертикальной стойки. Срезные звенья должны соответствовать следующим требованиям:

Источник: Concrete Center

Железобетонные конструкции

Упругая реакция возникает из-за приложенных нагрузок, но пластичность может быть ниже и выше предела текучести.
Скорость ползучести зависит от состава бетона и условий окружающей среды.
Подобно стальным, бетонные многоэтажные здания могут состоять либо из портальных рам, либо из балочных рам, которые зависят от распорок или диафрагм с бетонными несущими стенами для боковой устойчивости. Однако для многоэтажных зданий к поперечной устойчивости предъявляются следующие требования:

1. Жесткие горизонтальные диафрагмы должны использоваться с основными стенами, например, при строительстве полов из железобетона.Бетонные основные стены (с минимальной толщиной 200 мм для размещения стальной арматуры и бетонирования) могут быть в виде лифтовых шахт или окружающих стен лестничных клеток.
2. Крепления следует использовать по всей высоте здания, если не используются передаточные конструкции.

Центр сдвига должен совпадать с точкой, в которой находится равнодействующая опрокидывающих сил.

Железобетон: колонное исполнение

Схема проектирования

Мы всегда будем проектировать колонны и другие элементы сжатия, в которых их вертикальные нагрузки действуют концентрично нейтральной оси элементов конструкции.В этих ситуациях эти структурные элементы подвергаются осевой нагрузке под действием прямых сжимающих напряжений.

Бетонные колонны — это структурные элементы, которые повышают прочность конструкции, выдерживают и выдерживают вертикальные нагрузки. Чтобы отличить бетонные колонны от бетонных опор и стен, больший размер поперечного сечения не должен превышать его меньший размер более чем в четыре раза.

На практике вертикальные нагрузки действуют эксцентрично по отношению к нейтральной оси элемента конструкции. Следовательно, на практике при проектировании конструкции необходимо учитывать как сжимающие напряжения, действующие концентрически по отношению к нейтральной оси конструктивного элемента, так и изгибающие напряжения, вызванные сжимающими напряжениями, действующими эксцентрично по отношению к нейтральной оси конструктивного элемента. .

Мы сосредоточимся только на сжимающих напряжениях, которые действуют концентрично нейтральной оси в расчетах схем.

Бетонные колонны считаются связанными, если вся конструкция рассчитана на сопротивление боковым нагрузкам. Связанные колонны — это колонны в системе устойчивости со сдвигающимися или несущими стенками. Свободные колонны — это колонны в системе, где единственными структурными элементами, поддерживающими общую устойчивость конструкции, являются колонны.

Колонны считаются короткими, если гибкость меньше 15 для колонн с раскосами или 10 для колонн без раскосов.

• Короткие колонны — Разрушение при раздавливании вызвано прямыми напряжениями сжатия
• Тонкие колонны — Разрушение бокового продольного изгиба и раздавливания вызывается прямыми напряжениями сжатия и изгибающими напряжениями, вызванными эксцентрическими напряжениями сжатия. Количество отказов зависит от условий фиксации концов и коэффициента гибкости, который представляет собой эффективную длину, деленную на радиус вращения.

1. Определите fy и fcu

2. Определите приложенную динамическую нагрузку и постоянную нагрузку на колонне

3.Определите площадь подпадочной нагрузки на колонну

4. Определите количество этажей, на которых опора колонны

5. Определите общие нагрузки, действующие на колонну, используя уравнение ниже

Общая нагрузка, N = (LL + DL) x коэффициент ULS x количество этажей x площадь относительной нагрузки x коэффициент упругого сдвига
, где LL = динамическая нагрузка
DL = статическая нагрузка
коэффициент ULS = 1,6 (для консервативных целей)
коэффициент упругого сдвига = 1,25

6.Определите процент армирования колонны и значение X. Например, если было выбрано армирование 3%, мы использовали бы N / 21.

Площадь колонны (Ac) можно оценить как

Максимальное количество армирования в железобетонных элементах (балках, колоннах или плитах) не должно превышать 4%.

7. Определите требуемую бетонную площадь

Ac_req = N / X
, где X — значение, указанное в таблице выше

8. Определите размеры бетонной колонны, имеющей размеры, b и h, что даст Ac_prov = bxh> Ac_req

9, Определите приложенный момент на колоннах

Чтобы оценить приложенный момент на колоннах, предлагается умножить осевую нагрузку от пола над колонной на:

• 25 — внутренняя часть колонны
• 5 — краевые колонны
• 2 — угловые колонны

Детальный проект

1.Найдите эффективную высоту le колонны

le = β x l
, где l = полная длина
β = значения из таблицы ниже
Конечное условие 1 = конец колонны полностью ограничен моментным соединением
Конечное условие 2 = колонка конец частично ограничен монолитным соединением
Конечное условие 3 = конец колонны просто поддерживается

Источник: (Пункт 3.8.1.6, BS 8110)

2. Определите, является ли столбец коротким.

Если ley / b <15 и lex / h <15, это короткий столбец.
Если оба отношения больше 15, это тонкий столбец.
, где lex = эффективная высота по отношению к большой оси,
ley = эффективная высота по отношению к малой оси,
Обычно усиленные колонны должны быть короткими, а не тонкими.

3. Найдите требуемую площадь стальной арматуры, Asc_req

Достаточное содержание стальной арматуры и размещение арматуры помогают противостоять растрескиванию в бетонной колонне. Следует использовать дополнительное усиление, такое как переплеты, вертикальные звенья или стяжки.Эта дополнительная арматура сопротивляется боковому продольному изгибу, вызванному сжимающими напряжениями основной арматуры. На каждую угловую планку нужно положить галстук. Расстояние от одной арматуры до другой должно быть не менее 150 мм.

Арматура у поверхности бетона более эффективна в сопротивлении силам изгибающего момента, чем арматура, размещенная в центре колонны.

Уравнение для короткой колонны со связями, которая поддерживает примерно симметричное расположение балок и где эти свойства и размеры балок не отличаются более чем на 15%, показано ниже.2)
Asc = площадь армирования

Примечание. Если Asc_req отрицательно, используйте уравнение ниже.
Asc_req = 0,4% x Ac_nominal

Примечание. Расчетный момент для тонких колонн включает дополнительный момент, вызванный эксцентриситетом геометрического сечения.

4. Найдите подходящее количество стержней арматуры и размер стержней, ______ T ______

5. Найдите площадь, обеспечиваемую спроектированными стержнями арматуры, As_provc

Железобетон: конструкция балки

Схема конструкции

Приложенные нагрузки включают в себя прямые сжимающие силы, а также сжимающие и растягивающие напряжения, вызванные провисающими изгибающими моментами балки.Индуцированные сжимающие напряжения расположены в волокнах материала выше нейтральной оси элемента, а индуцированные растягивающие напряжения расположены ниже нейтральной оси.

1. Определите fy и fcu в соответствии с требуемыми свойствами материала

2. Определите предварительные размеры балки, b и h

3. Найдите эффективную глубину, d

d = h — крышка — диаметр стержня
Бетонные крышки проектируются с учетом требований огнестойкости и прочности.

4. Найдите отношение пролета / глубины, L / d и убедитесь, что L / d меньше 20

Прогиб необходимо проверить с помощью отношения пролета / глубины.
Трещины должны быть спроектированы для SLS и соответствовать требованиям минимального необходимого армирования и расстояния.

Детальный проект

1. Найдите w

w = 1.4DL + 1.6LL

2. Найдите расчетный момент и сдвиг, M и V

Простая опора с равномерно распределенной нагрузкой

Простая опора с сосредоточенной нагрузкой

Консольная балка с равномерно распределенной нагрузкой

Фиксированные концы с равномерно распределенной нагрузкой

Неподвижные концы с сосредоточенной нагрузкой в ​​центре

t
Эффективный пролет балок, l, следует принять как эффективный пролет элемента в его состоянии простой опоры для консервативных целей.2

Максимальное количество армирования в железобетонных элементах (балках, колоннах или плитах) не должно превышать 4%.

5. Расчет прямоугольных балок на сдвиг

Напряжение сдвига в балках
Обычно сила сдвига и напряжение сдвига должны быть получены от поверхности опоры.

Арматура на сдвиг

Арматура на сдвиг должна быть спроектирована для ULS и должна быть представлена ​​в виде вертикальных звеньев или изогнутых стержней. Сдвиговые силы передаются на вертикальные звенья, которые действуют на диагональные бетонные стойки при сжатии.Следовательно, в балках связи будут действовать на растяжение, а бетон на сжатие.
Усиление сдвига требуется, чтобы противостоять следующему режиму разрушения, вызванному сдвигом:

• Наклонные растягивающие трещины на балке
• Разрушение при наклонном растяжении, вызванное сдвигом

a. Если v <0,5vc, необходимо предоставить минимум ссылок.
г. Если 0,5vc г. Если vc + vr

Напряжение сдвига в бетоне, vc

5. Определите, не превышает ли максимальное отклонение допустимой отклонения

Допустимый предел = L / 250

Железобетон: конструкция перекрытия

Рассматриваемые типы подвесных плит (плиты, поддерживаемые балками, колоннами или стенами)

• Полнотелые плиты
  • Эти плиты изготовлены из твердого бетона с арматурой, устойчивой к растяжению.Плиты могут быть монолитными или профилированными металлическими. Верхнее армирование может быть стальной сеткой для повышения огнестойкости. Нижняя арматура может быть металлическим настилом для усиления натяжения.
• Ребристые плиты
  • Эти плиты могут обеспечить такую ​​же конструкционную прочность, что и сплошные плиты, при меньшем количестве бетона. Ребристые плиты могут представлять собой ряд ребер из монолитного бетона, отлитых монолитно с пустотами, образованными съемными каркасами. Ребристые плиты также могут быть пустотными с постоянными пустотелыми пластинами.
• Плоские плиты
  • Эти плиты с плоскими перекрытиями не требуют поддержки балок. Капли часто используются для образования толстой части жесткости между колоннами и плитой.
• Вафельные плиты
  • Эти плиты сплошные и плоские с пустотелыми пластинами в перекрытиях. Существуют серии бетонных балок шириной 1 м, которые можно проектировать на изгиб с моментом.

Никакие плиты не должны быть толщиной менее 125 мм из-за требований огнестойкости.

Двусторонние перекрытия могут составлять 90% толщины односторонних перекрытий

1. Найдите w

w = 1.4DL + 1.6LL

2. Найдите расчетный момент и сдвиг, M и V

Найдите уравнения M и V выше (см. Расчет балки).

3. Расчет плиты на изгиб методом односторонней плиты

Найдите K и z

Найдите процент армирования в бетонной зоне (Ast / bd =%)

Арматурные стержни должны быть спроектированы с учетом минимальной допустимой площади и должны быть построены в обоих направлениях плиты.Стальная арматура помогает противостоять растрескиванию и распределять сосредоточенные нагрузки по плите.

Максимальное количество армирования в железобетонных элементах (балках, колоннах или плитах) не должно превышать 4%.

4. Найдите количество стержней и размер стержней, ____ T ______.

5. Найдите Аспров.

6. Расчетная плита на сдвиг.

Здесь приведены правила для каждой константы в уравнении напряжения сдвига бетона ниже.

Минимально необходимое количество стали = 0,13%.

7. Проверить сдвиг при штамповке

Силы сдвига при штамповке (усилия сдвига по периметру колонн) обычно являются критическим расчетным случаем для фундаментов из плоских плит. Эффективный сдвиг — это поперечная сила, которая принимает на себя моментные силы, возникающие между плитой и колонной, и поперечную силу в области, поддерживаемой колонной.

• Эффективные ножницы
  • Внутренние колонны -> Veff = 1,15V
  • Угловые колонны -> Veff = 1.2
    • Uo — периметр колонны, касающийся плиты
  • Силы сдвига следует проверять на определенных периметрах плиты, охватывающей колонну. Сдвиговые силы следует проверять, начиная с первого периметра 1,5d вокруг торца колонны. Затем необходимо проверить поперечные силы с интервалом 0,75d по периметру.

  .

  No related posts.