Железобетонные конструкции
Железобетон представляет собой искусственный материал, в котором под нагрузкой совместно работают бетон и арматура (в основном стальная), рационально расположенная в растянутых и наиболее сжатых зонах конструкций. Бетон (искусственный камень) обладает большой прочностью при сжатии, достигающей 150 МПа. Однако сопротивление бетона растяжению в 10 — 20 раз меньше, чем при сжатии, что практически не позволяет применять его в качестве растянутых и изгибаемых несущих конструкций. Поэтому растягивающие усилия передаются арматуре, которая в виде стержней вводится в растянутые зоны конструкций.
Достоинства и недостатки железобетона
Железобетон обладает многими преимуществами перед другими материалами несущих конструкций зданий и сооружений. Во-первых, при правильном подборе вида и состава бетона, а также при соблюдении эксплуатационных требований железобетон будет более долговечным и стойким, поскольку хорошо сопротивляется агрессивным воздействиям окружающей среды. Содержание железобетонных конструкций не требует больших расходов, поскольку арматурная сталь предохраняется бетоном от коррозии, а с течением времени прочность бетона несколько увеличивается.
Железобетон хорошо сопротивляется динамическим ударным и вибрационным воздействиям. Он обладает повышенной огнестойкостью вследствие того, что при пожаре снижение несущей способности конструкций происходит постепенно. Кроме того, железобетон позволяет совмещать ограждающие и несущие функции конструкций, обеспечивает единство архитектурной выразительности и эффективности конструкций.
К основному недостатку железобетона относятся сравнительно большая масса конструкций, а также наличие собственных напряжений, вызываемых усадкой бетона и температурно-влажностными воздействиями окружающей среды. Сравнительно большие трудности в строительстве создаются в связи с организацией и проведением контроля качества материалов, а также текущим контролем арматурных и бетонных работ.
Способы изготовления и возведения железобетонных конструкций
Железобетонные конструкции могут быть сборными, изготовляемыми на заводах, монолитными, осуществляемыми в проектном положении, и сборно-монолитными, представляющими собой сочетание сборных элементов fast-grupp.ru и монолитного бетона, укладываемого на месте строительства.
Формование сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций производится на механизированных и автоматизированных предприятиях следующими способами:
- агрегатным путем формования изделий на виброплощадке, центрифуге или специальных установках-агрегатах с последующим погружением их в камеры тепловой обработки;
- конвейерным или поточно-агрегатным при выполнении процессов формования и тепловой обработки путем перемещения всех форм по замкнутому конвейерному кольцу;
- стендовым при формовании предварительно напряженных изделий в стационарных формах, которые одновременно используются для тепловой обработки бетона;
- кассетным способом, позволяющим формовать стеновые и другие плоские элементы в вертикальном положении в стационарных формах-кассетах.
Наиболее экономичными являются роторно-конвейерные технологические линии с высокоэффективными щелевыми камерами тепловой обработки непрерывного действия. Перспективным является безопалубочное формование предварительно напряженных изделий на длинных стендах экструзионным способом. Оно позволяет снижать трудозатраты в два раза, а также уменьшать расход стали и цемента.
Бетонирование монолитных конструкций производится в стационарной, переставной или скользящей опалубке, собираемой из унифицированных щитов многократного использования, после установки и укрепления арматурных каркасов, сеток и стержней.
Подача бетонной смеси к месту опалубки монолитных конструкций и ее распределение производятся грузоподъемными кранами, трубчатыми подъемниками, ленточными конвейерами, трубопроводами с помощью пневмонагнетателей или бетононасосов, бетоноукладчиками со скользящими формами, торкретированием и т. д. Уплотнение бетонной смеси производится внутренними, глубинными или поверхностными вибраторами.
Во избежание расслоения бетона нельзя сбрасывать бетонную смесь с высоты. Требуется обеспечить непрерывное бетонирование армированных конструкций в пределах температурных и осадочных швов. В других случаях должны быть приняты меры по обеспечению плотности и прочности сопряжений между старым и новым бетонами в рабочих швах бетонирования. С этой целью для продолжения бетонных работ поверхность старого бетона очищается, увлажняется и покрывается слоем цементно-песчанного раствора.
Напрягаемая арматура (стержневая, проволочная и канатная) натягивается на упоры силовых форм и длиных сгендов или на затвердевший бетон. Арматура натягивается механическим, элекротермическим и электромеханическим способом, а также способом самонапряжения, основанного на использовании энергии расширяющегося цемента при его твердении.
При механическом способе арматура натягивается гидравлическими домкратами и грузовыми устройствами с системой блоков и рычагов. Гидравлические домкраты применяются при формовании конструкций в силовых формах и при натяжении арматуры на бетон. На длинных стендах натяжение арматуры производится грузовыми устройствами.
При электротермическом натяжении арматурные стержни с анкерами на концах нагреваются электрическим током до требуемого удлинения. Продолжительность нагрева составляет от 1 до 10 мин при максимальной температуре до 350...500 град. С.
Электротермомеханический способ натяжения арматуры состоит в том, что нагретые электрическим током канаты и проволоки с помощью специальной машины навиваются на упоры. При этом механическим способом создается примерно 50% предварительных напряжений.
Перспективным является метод непрерывного армирования сборных изделий путем натяжения проволочной и канатной арматуры намоточными агрегатами. Этот метод дает возможность полностью автоматизировать арматурные работы и экономить высокопрочную сталь.
С использованием: Кудзис А. П. Железобетонные и каменные конструкции: Учебник для строительных спец. вузов. В 2-х частях. Ч. 1. Материалы, конструирование, теория и расчет. Москва, Высшая школа, 1988.
