Область применения ж/б конструкций

На чем основана совместная работа бетона и арматуры

овным фактором, обеспечивающим совместную работу арматуры и бетона в конструкции и позволяющим работать железобетону как единому монолитному телу является надежное сцепление арматуры с бетоном.

Совместная работа бетона и арматуры в железобетонной конструкции становится возможной благодаря выполнению следующих условий:

– бетон и арматура имеют достаточно близкие значения коэффициента температурного расширения;

– силы сцепления, возникающие по границе контакта между бетоном и арматурой обеспечивают выполнение условия равенства деформаций арматуры и бетона e c = e s при действии усилий от нагрузок.

Совместная работа арматуры и бетона обусловлена, кроме того, правильным определением необходимого количества арматуры, размещаемой в конструкции. Это означает, что должны соблюдается требования по размещению арматурных стержней в сечении элемента и выдержан минимальный коэффициент армирования сечения, определяемый отношением площади арматуры (As) к площади бетона (Ас)

Силы сцепления, приходящиеся на единицу поверхности арматуры, обусловливают напряжения сцепления арматуры с бетоном по длине элемента. Количественно сцепление оценивают величиной соответствующих напряжений сдвига.

Можно выделить следующие факторы, влияющие на величину напряжений сцепления арматурной стали и бетона:

– трение арматуры о бетон, появляющееся в результате контракционной усадки бетона.;

– структурные и искусственно созданные неровности (шероховатость) на поверхности арматурного стержня, вызывающие механическое зацепление;

– адгезия (склеивание) или взаимное притяжение между частицами на стыке двух контактирующих материалов;

имические взаимодействия между сталью и бетоном.

Как показывают экспериментальные исследования, распределение напряжений сцепления по длине стержня не является равномерным. Это положение имеет важное значение при определении длины анкеровки арматурного стержня в конструкции.

3.Преимущества и недостатки железобетонных конструкций Большое распространение железобетона в современном строительстве вызвано прежде всего его значительными техническими и экономическими преимуществами в сравнении с другими строительными материалами.

До 70—80% массы железобетона составляют местные каменные материалы (песок, гравий или щебень). Замена стальных и деревянных конструкций железобетонными позволяет экономнее расходовать в строительстве сталь и древесину, незаменимые в других отраслях народного хозяйства.

Особенно значительный технико-экономический эффект достигается при применении сборного и предварительно напряженного железобетона, изготовляемого индустриальными методами на предприятиях и полигонах.

Железобетон обладает рядом важных технических преимуществ. Прежде всего он отличается исключительной долговечностью благодаря надежной сохранности арматуры, заключенной в бетон. Прочность же бетона со временем не только не уменьшается, но может даже увеличиться.

Железобетон хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям, что особенно важно при строительстве открытых инженерных сооружений (эстакады, мачты, трубы, мосты и др.).

Конструкции из железобетона обладают высокой огнестойкостью. Практика показала, что защитный слой бетона толщиной 1,5-2 см достаточен для обеспечения огнестойкости железобетонных конструкций при пожарах. В целях еще большего увеличения огне-, а также жаростойкости применяют специальные заполнители (базальт, диабаз, шамот, доменные шлаки и др.) и увеличивают толщину защитного слоя до 3-5 см.

Железобетонные конструкции, благодаря их монолитности и большей жесткости по сравнению с конструкциями из других материалов, отличаются весьма высокой сейсмостойкостью.

Железобетону легко могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архитектурные формы. Эксплуатационные расходы по содержанию сооружений и уходу за конструкциями весьма низки.

По затратам времени на изготовление и монтаж сборные железобетонные конструкции могут конкурировать со стальными, особенно при изготовлении железобетонных конструкций методом проката, кассетным способом, при монтаже с колес и применении других прогрессивных методов изготовления и монтажа.

К недостаткам железобетонных конструкций следует отнести:

1)относительно большой собственный вес;

2) сравнительно высокую тепло- и звукопроводность, требующую в некоторых случаях устройства специальной изоляции;

3)сложность производства работ, особенно в зимнее время, и при изготовлении предварительно напряженных конструкций, потребность в квалифицированных кадрах, специальном оборудовании, пропарочном хозяйстве; необходимость систематического контроля за правильностью расположения арматуры, дозировкой составляющих бетонной смеси, ее укладкой и другими операциями;

4) возможность появления трещин до приложения эксплуатационной нагрузки (от усадки и собственных напряжений в железобетоне по технологическим причинам), а также от действия внешних нагрузок из-за низкого сопротивления бетона растяжению.

Область применения ж/б конструкций

Железобетонные конструкции являются базой современного индустриального строительства. Железобетон применяют:

 

• 
  В промышленном строительстве, в том числе АЭС,ГЭС,ТЭС.
• 
  В жилищном строительстве.
• 
  В строительных сооружениях.
• 
  Мостостроении.
• 
  В сооружениях: платин, шлюзы, набережные, ГЭС.
• 
  Взлетно-посадочные полосы
• 
  Подземное строительство
• 
  Плавучие острова объемом 300…500 т.м³
• 
  В судостроении
• 
  В машиностроении

Наряду с железобетонными применяют также бетонные конструкции, в которых арматура либо совсем отсутствует, либо устраивается в очень небольших количествах и не учитывается расчетом.

5) Способы возведения железобетонных конструкций

Все железобетонные конструкции зданий и сооружений по способу возведения подразделяются следующие виды:

Сборные конструкции. Возведение здания осуществляется путем соединения на монтаже отдельных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях.

нолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем заполнения жидкой бетонной смесью специальной формы (опалубки) с последующим затвердеванием бетона и набора им прочности.

Сборно-монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем обеспечения совместной работы сборных и монолитных конструкций. Например, сборная часть может служить опалубкой для монолитной части.

Преимущества сборных железобетонных конструкций:

1. Возможность использования высокопрочного бетона, что позволяет уменьшить требуемое сечение элементов. Применение высокопрочного бетона в условиях строительной площадки затруднительно или невозможно из-за трудности укладки такого бетона в опалубку.

2. Возможность выполнения предварительного напряжения арматуры, что позволяет использовать арматуру более высокой прочности, т.е. более экономично расходуется арматура.

3. Возможность выполнения температурно-влажностной обработки. Температурно-влажностная обработка позволяет обеспечить более быстрый набор прочности по сравнению с нормальными условиями твердения (например, прочность достаточная для монтажа – 70% от проектной может быть достигнута в течении 24 часов).

4. Возможность выполнения сборных конструкций сложной формы, с пустотами, ребрами и т.д. Изготовление конструкций данной формы позволяет существенно снизить их массу по сравнению со сплошными конструкциями.

5. Меньшая стоимость изготовления, связанная с большей технологичностью процесса изготовления – наличие инвентарной опалубки с большим числом циклов оборачиваемости, наличие более совершенных грузоподъемных механизмов, механизмов для подачи бетона и т.д.

Недостатки сборных железобетонных конструкций:

1. Необходимость использования при монтаже грузоподъемных механизмов большой грузоподъемности.

2. Наличие большого числа стыков, требующих замоноличивания в условиях строительной площадки. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественных стыков, особенно из высокопрочных бетонов.

 

 

Все железобетонные конструкции зданий и сооружений по способу возведения подразделяются следующие виды:

Сборные конструкции. Возведение здания осуществляется путем соединения на монтаже отдельных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях.

Монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем заполнения жидкой бетонной смесью специальной формы (опалубки) с последующим затвердеванием бетона и набора им прочности.

Сборно-монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем обеспечения совместной работы сборных и монолитных конструкций. Например, сборная часть может служить опалубкой для монолитной части.

Преимущества сборных железобетонных конструкций:

1. Возможность использования высокопрочного бетона, что позволяет уменьшить требуемое сечение элементов. Применение высокопрочного бетона в условиях строительной площадки затруднительно или невозможно из-за трудности укладки такого бетона в опалубку.

2. Возможность выполнения предварительного напряжения арматуры, что позволяет использовать арматуру более высокой прочности, т.е. более экономично расходуется арматура.

3. Возможность выполнения температурно-влажностной обработки. Температурно-влажностная обработка позволяет обеспечить более быстрый набор прочности по сравнению с нормальными условиями твердения (например, прочность достаточная для монтажа – 70% от проектной может быть достигнута в течении 24 часов).

4. Возможность выполнения сборных конструкций сложной формы, с пустотами, ребрами и т.д. Изготовление конструкций данной формы позволяет существенно снизить их массу по сравнению со сплошными конструкциями.

5. Меньшая стоимость изготовления, связанная с большей технологичностью процесса изготовления – наличие инвентарной опалубки с большим числом циклов оборачиваемости, наличие более совершенных грузоподъемных механизмов, механизмов для подачи бетона и т.д.

Недостатки сборных железобетонных конструкций:

1. Необходимость использования при монтаже грузоподъемных механизмов большой грузоподъемности.

2. Наличие большого числа стыков, требующих замоноличивания в условиях строительной площадки. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественных стыков, особенно из высокопрочных бетонов.

3. Наличие большого числа сварных соединений арматуры и закладных деталей. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественного сварного соединения арматуры, особенно для малых (меньше 8мм) и больших (более 28мм) диаметров.

Преимущества монолитных железобетонных конструкций:

1. Возможность выполнения любых, в том числе нестандартных форм в условиях строительной площадки.

2. Обеспечение единой, практически непрерывной конструкции с минимальной податливостью стыков.

3. Широкие возможности по варьированию прочностных свойств железобетонной конструкции – изменение размеров, изменение класса бетона и арматуры, изменение насыщения сечения арматурой.

Недостатки монолитных железобетонных конструкций:

1. Сложность технологического процесса и его контроля. Необходимо использование опалубки с относительно невысокой оборачиваемостью, необходимость дополнительного прогрева в условиях пониженных температур, расслаивание бетонной смеси при укладке и т.д.

2. Сложность отбраковки конструкций, прочность бетона в которых не достигла проектной. По сравнению с железобетонными конструкциями, прочность которых можно оценить до установки в системе здания, монолитные конструкции к моменту достоверного определения прочности, как правило уже сопряжены с другими элементами, что не позволяет удалить их без повреждения смежных элементов.

3. Большие потери бетона при перевозке

Все железобетонные конструкции зданий и сооружений по способу возведения подразделяются следующие виды:

Сборные конструкции. Возведение здания осуществляется путем соединения на монтаже отдельных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях.

Монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем заполнения жидкой бетонной смесью специальной формы (опалубки) с последующим затвердеванием бетона и набора им прочности.

Сборно-монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем обеспечения совместной работы сборных и монолитных конструкций. Например, сборная часть может служить опалубкой для монолитной части.

Преимущества сборных железобетонных конструкций:

1. Возможность использования высокопрочного бетона, что позволяет уменьшить требуемое сечение элементов. Применение высокопрочного бетона в условиях строительной площадки затруднительно или невозможно из-за трудности укладки такого бетона в опалубку.

2. Возможность выполнения предварительного напряжения арматуры, что позволяет использовать арматуру более высокой прочности, т.е. более экономично расходуется арматура.

3. Возможность выполнения температурно-влажностной обработки. Температурно-влажностная обработка позволяет обеспечить более быстрый набор прочности по сравнению с нормальными условиями твердения (например, прочность достаточная для монтажа – 70% от проектной может быть достигнута в течении 24 часов).

4. Возможность выполнения сборных конструкций сложной формы, с пустотами, ребрами и т.д. Изготовление конструкций данной формы позволяет существенно снизить их массу по сравнению со сплошными конструкциями.

5. Меньшая стоимость изготовления, связанная с большей технологичностью процесса изготовления – наличие инвентарной опалубки с большим числом циклов оборачиваемости, наличие более совершенных грузоподъемных механизмов, механизмов для подачи бетона и т.д.

Недостатки сборных железобетонных конструкций:

1. Необходимость использования при монтаже грузоподъемных механизмов большой грузоподъемности.

2. Наличие большого числа стыков, требующих замоноличивания в условиях строительной площадки. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественных стыков, особенно из высокопрочных бетонов.

3. Наличие большого числа сварных соединений арматуры и закладных деталей. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественного сварного соединения арматуры, особенно для малых (меньше 8мм) и больших (более 28мм) диаметров.

Преимущества монолитных железобетонных конструкций:

1. Возможность выполнения любых, в том числе нестандартных форм в условиях строительной площадки.

2. Обеспечение единой, практически непрерывной конструкции с минимальной податливостью стыков.

3. Широкие возможности по варьированию прочностных свойств железобетонной конструкции – изменение размеров, изменение класса бетона и арматуры, изменение насыщения сечения арматурой.

Недостатки монолитных железобетонных конструкций:

1. Сложность технологического процесса и его контроля. Необходимо использование опалубки с относительно невысокой оборачиваемостью, необходимость дополнительного прогрева в условиях пониженных температур, расслаивание бетонной смеси при укладке и т.д.

2. Сложность отбраковки конструкций, прочность бетона в которых не достигла проектной. По сравнению с железобетонными конструкциями, прочность которых можно оценить до установки в системе здания, монолитные конструкции к моменту достоверного определения прочности, как правило уже сопряжены с другими элементами, что не позволяет удалить их без повреждения смежных элементов.

3. Большие потери бетона при перевозке

4. Большие потери арматуры при разрезке на изделия в условиях строительной площадки.

Преимущества сборно-монолитных конструкций:

1. Снижение сложности опалубочных работ.

2. Возможность использования сборных частей с предварительным напряжением арматуры.

Недостатки сборно-монолитных конструкций:

Все железобетонные конструкции зданий и сооружений по способу возведения подразделяются следующие виды:

Сборные конструкции. Возведение здания осуществляется путем соединения на монтаже отдельных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях.

Монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем заполнения жидкой бетонной смесью специальной формы (опалубки) с последующим затвердеванием бетона и набора им прочности.

Сборно-монолитные конструкции. Возведение здания осуществляется путем обеспечения совместной работы сборных и монолитных конструкций. Например, сборная часть может служить опалубкой для монолитной части.

Преимущества сборных железобетонных конструкций:

1. Возможность использования высокопрочного бетона, что позволяет уменьшить требуемое сечение элементов. Применение высокопрочного бетона в условиях строительной площадки затруднительно или невозможно из-за трудности укладки такого бетона в опалубку.

2. Возможность выполнения предварительного напряжения арматуры, что позволяет использовать арматуру более высокой прочности, т.е. более экономично расходуется арматура.

3. Возможность выполнения температурно-влажностной обработки. Температурно-влажностная обработка позволяет обеспечить более быстрый набор прочности по сравнению с нормальными условиями твердения (например, прочность достаточная для монтажа – 70% от проектной может быть достигнута в течении 24 часов).

4. Возможность выполнения сборных конструкций сложной формы, с пустотами, ребрами и т.д. Изготовление конструкций данной формы позволяет существенно снизить их массу по сравнению со сплошными конструкциями.

5. Меньшая стоимость изготовления, связанная с большей технологичностью процесса изготовления – наличие инвентарной опалубки с большим числом циклов оборачиваемости, наличие более совершенных грузоподъемных механизмов, механизмов для подачи бетона и т.д.

 

Недостатки сборных железобетонных конструкций:

1. Необходимость использования при монтаже грузоподъемных механизмов большой грузоподъемности.

2. Наличие большого числа стыков, требующих замоноличивания в условиях строительной площадки. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественных стыков, особенно из высокопрочных бетонов.

3. Наличие большого числа сварных соединений арматуры и закладных деталей. В условиях строительной площадки затруднительно выполнение качественного сварного соединения арматуры, особенно для малых (меньше 8мм) и больших (более 28мм) диаметров.

Преимущества монолитных железобетонных конструкций:

1. Возможность выполнения любых, в том числе нестандартных форм в условиях строительной площадки.

2. Обеспечение единой, практически непрерывной конструкции с минимальной податливостью стыков.

3. Широкие возможности по варьированию прочностных свойств железобетонной конструкции – изменение размеров, изменение класса бетона и арматуры, изменение насыщения сечения арматурой.

Недостатки монолитных железобетонных конструкций:

1. Сложность технологического процесса и его контроля. Необходимо использование опалубки с относительно невысокой оборачиваемостью, необходимость дополнительного прогрева в условиях пониженных температур, расслаивание бетонной смеси при укладке и т.д.

2. Сложность отбраковки конструкций, прочность бетона в которых не достигла проектной. По сравнению с железобетонными конструкциями, прочность которых можно оценить до установки в системе здания, монолитные конструкции к моменту достоверного определения прочности, как правило уже сопряжены с другими элементами, что не позволяет удалить их без повреждения смежных элементов.

3. Большие потери бетона при перевозке

4. Большие потери арматуры при разрезке на изделия в условиях строительной площадки.

Преимущества сборно-монолитных конструкций:

1. Снижение сложности опалубочных работ.

2. Возможность использования сборных частей с предварительным напряжением арматуры.

Недостатки сборно-монолитных конструкций:

1. Сложность контроля зоны сопряжения сборной и монолитной части конструкции. Так как зона сопряжения перекрытия монолитным бетоном с одной стороны и сборным бетоном с другой стороны, то осуществить визуальный контроль данной зоны невозможно.

2. Трудность обеспечения качественного сопряжения сборной и монолитной части в условиях пониженных температур вследствие замерзания свободной воды в зоне контакта.

6

7