Появление железобетонных конструкций в ХIX веке стало настоящим прорывом в строительных технологиях. На сегодняшний день без них невозможно представить ни один строительный объект. В этой статье мы рассмотрим, какие существуют железобетонные конструкции, и какими характеристиками они обладают.
Общие сведения
Что такое железобетон
Бетон, как известно, отличаются высокой прочностью на сжатие, однако, его сопротивление на растяжение не велико – в 10-15 раз меньше прочности на сжатие. Поэтому неармированные бетонные конструкции используются очень редко. Чтобы устранить этот недостаток, в его структуру добавляют стальную проволоку или прутья, отлично работающие на растяжения ().
Таким образом, железобетон представляет собой материал, образованный бетоном и металлической арматурой, расположенной внутри него. В совокупности получается единая конструкция, которая обладает высокой прочностью, благодаря совокупности свойств бетона и металла.
Впервые железобетонные изделия стали патентовать в конце ХIX века. С тех пор прошло более 150 лет, и за это время, конечно же, железобетон серьезно усовершенствовался. Однако, можно с уверенностью сказать, что его «эволюционный» процесс еще не завершен.
Виды армирования
В наше время железобетонные конструкции армируются не только для увеличения прочности бетона на растяжение, но и на внецентренное и осевое сжатие, кручение и пр. Кроме того, рабочая арматура позволяет уменьшить размер сечения элементов, а также снизить вес конструкций.
Наряду с обычным армированием, на сегодняшний день широко распространены предварительно напряженные железобетонные конструкции. Их особенностью является то, что при изготовлении бетон подвергается обжатию, а сама арматура – предварительному растяжению.
Предварительное напряжение позволяет существенно повысить трещиностойкость, а также снизить деформации элементов конструкций. С предварительным напряжением обычно выполняют большепролетные железобетонные конструкции, а также другие элементы, на которые предполагается большая нагрузка на растяжение.
Особенности железобетонных конструкций
Достоинства
Среди достоинств железобетонных конструкций можно выделить:
- Долговечность – благодаря надежной сохранности арматуры, которая находится под слоем бетона, железобетон обладает исключительной долговечностью. Кроме того, материал отлично справляется с атмосферными воздействиями.
- Прочность – со временем прочность железобетона не уменьшается, а даже увеличивается.
- Возможность изготовления своими руками, к примеру, при возведении фундамента . Для этого надо лишь выполнить опалубку и изготовить металлический каркас из арматуры, после чего опалубка заливается бетонным раствором.
- Пожаростойкость – железобетон отлично противостоит огню. Причем, для повышения огнестойкости, в состав добавляют специальные заполнители, такие как базальт, шамот, доменные шлаки и др. Кроме того, повысить огнестойкость можно путем увеличения защитного слоя до 3-4 см.
- Сейсмостойкость – в отличие от других строительных материалов, железобетон, благодаря монолитности, хорошо противостоит сейсмической активности.
- Хорошие эксплуатационные качества – железобетон может принять любые архитектурные или конструктивные формы.
- Учитывая прочность и долговечность материала, его цена вполне доступная .
Недостатки
К недостаткам железобетонных конструкций относятся следующие моменты:
- Большой вес;
- Высокая тепло- и звукопроводность;
- Склонность к растрескиванию.
Совет! Чтобы утеплить железобетон, используют теплоизоляционные материалы, такие как пенополистирол и минеральная вата. Инструкция по монтажу теплоизоляции довольно простая.
Виды конструкций из железобетона
Все существующие железобетонные конструкции можно условно поделить на три типа:
| Сборные | В последнее время пользуются большой популярностью, так как их использование позволяет максимально механизировать строительство. Кроме того, изготовление ЖБИ в заводских условиях позволяет применять прогрессивную технологию приготовления раствора, а также его укладки и обработки. |
| Монолитные | Используются при возведении сооружений, которые не поддаются разделению и унификации. К таким относятся некоторые гидротехнические сооружения, тяжелые фундаменты, сооружения, выполняемые в скользящей опалубке и пр. |
| Сборно-монолитные | Как не сложно догадаться, являются сочетанием монолитного бетона и сборных элементов, которые укладываемого на объекте. Закладные детали для железобетонных конструкций позволяют соединить между собой сборно-монолитные изделия не только при помощи бетона, но и путем сварки металлических элементов. |
По области применения конструкции могут быть:
- для общественных сооружений и жилых домов;
- для промышленных строений;
- для зданий общего назначения.
Совет! Книга Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий – Заикин А.И. позволит детально ознакомиться с особенностями и выполнением расчета фундаментов, колонн, плит перекрытий и прочих железобетонных конструкций, применяемых при строительстве промышленных сооружений.
Как уже было сказано выше, ЖБИ также делятся на:
- Предварительно напряженные;
- Ненапряженные.
Наиболее распространенные виды конструкций из железобетона
Теперь ознакомимся с наиболее распространенными типами железобетонных конструкций, которые повсеместно применяются в строительстве.
К таким относятся:
- Фундаменты;
- Панели;
- Балки и плиты перекрытий;
Каждый из этих элементов обладает своим предназначением и конструктивными особенностями.
Фундамент
Фундаменты из железобетона устраивают под стены строений, колонны и столбы, а также под тяжелые станки и машины.
Фундаменты бываю двух типов:
- Сборными;
- Монолитными.
Кроме того, они различаются по типу конструкции на:
- Ленточные – под несущие стены;
- Ступенчатые и пирамидальные – под отдельные опоры.
Колонны
Чаще всего применяются в промышленных зданиях, в которых перекрытия подвергаются большим нагрузкам от оборудования. В этом случае выполняют каркас, состоящий из колонн, балок и прочих элементов.
Кроме того, широко распространены каркасно-панельные сборные здания, в которых колонны являются одним из основных несущих элементов. Они воспринимают на себя нагрузки и через фундамент передают их на грунт.
Панели
При возведении каркасно-панельных строений, для изготовления стен используют панели. Их площадь может составлять до 25 квадратных метров.
Также следует отметить, что существуют бескаркасные панельные здания. В этом случае всю нагрузку воспринимают на себя стены и перегородки, т.е. сами панели.
Плиты и балки
Данные конструкции относятся к изгибаемым элементам. Плитами называются плоские изделия, длина и ширина которых значительно больше толщины. Балки же являются линейными элементами, длина которых существенно больше поперечных размеров.
Плиты и балки чаще всего используют для устройства плоских перекрытий и покрытий. Как уже было сказано выше, обычно их выполняют предварительно напряженными. Кроме того, имеются и другие некоторые конструктивные особенности железобетонных изгибаемых элементов, что связано с областью их применения.
Вывод
Используют в самых разных областях строительства, поэтому они бываю разных видов. В качестве примера мы привели лишь наиболее распространенные типы конструкций. В действительности же их существует гораздо большее количество.
Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.
Появление железобетонных конструкций стало настоящим прорывом в строительстве ХХ века. Благодаря железобетону кардинально изменились наши представления о прочности, долговечности и надежности. С появле-нием этого материала современные города перестали быть плоскими и мало-этажными, в моду вошли небоскребы, символы мощи и современности новой эпохи. Этот материал резко изменил наш мир, сделав его более безопасным и доступным.
Так что же такое железобетон и железобетонные конструкции?
Железобетон - это соединение арматуры и бетона, которые вместе со-ставляют единое целое, а по совокупности физических характеристик обес-печивают максимальную прочность этому материалу.
Как известно, бетон обладает высокими характеристиками на сжатие, но в тоже время малым сопротивлением на растяжение (прочность бетона на растяже-ние в 10—15 раз мень-ше прочности на сжатие). Поэтому бетонные (неарми-рованные) конструкции практически не используются. Чтобы улучшить фи-зические показатели бетона, в его структуру добавили стальную проволоку, которая, как известно, отлично работает на растяжение. Таким образом и был создан же-лезобетон - эффективный материал, в котором сжимающие напряжения восприни-мается бетоном, а растягивающие - стальной армату-рой.
Железобетонные изделия начали патентоваться с конца ХIX века, и с тех пор этот материал прошел долгую дорогу эволюции, а это более 150 лет, но можно с уверенностью сказать, что совершенствование ЖБИ еще не закончено. Современные железобетонные конструкции армируют не только при работе на растяжение и изгиб, но также при кручении, срезе, внецентрен-ном и осевом сжатии. В этих случаях рабочую арматуру ставят для уменьше-ния размеров сечений элементов и снижения собственного веса конструк-ций, а также для обеспечения большей их надежности.
Сегодня наряду с обычным армированием делается и особенное, предварительное напряженное. Предварительное напряжение позволяет эффективно исполь-зовать более прочные арматурные стали и бетон высоких марок, что невоз-можно в обычном железобетоне. В предварительно напряженных железобе-тонных конструкциях ар-матура подвергается предварительному растяжению, а бетон — обжа-тию. Предварительное напряжение железобетонных конст-рукций значи-тельно повышает трещиностойкость и снижает деформации элементов конструкций, так как создает предварительное обжатие бетона в тех ча-стях, которые при эксплуатационной нагрузке работают на растяжение.
Виды железобетонных конструкций
По методу выполнения железобетонные конструкции могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными.
Сборные железобетонные конструкции
Сборные железобетонные конструкции больше распространены, так как их применение дает возможность индустриализации и максималь-ной механиза-ции строительства. При изготовлении сборных конструк-ций в заводских ус-ловиях можно широко применять наиболее прогрес-сивную технологию при-готовления, укладки и обработки бетонной сме-си, автоматизировать произ-водство, значительно упростить строитель-ные работы.
Монолитные железобетонные конструкции
Монолитные железобетонные конструкции находят широкое приме-нение в сооружениях, трудно поддающихся членению и унификации, на-пример в некоторых гидротехнических сооружениях, тяжелых фундамен-тах, плава-тельных бассейнах, в сооружениях, выполняемых в передвиж-ной или сколь-зящей опалубке (оболочки покрытий, силосы и т.п.).
Сборно-монолитные железобетонные конструкции
Сборно-монолитные железобетонные конструкции представляют собой сочетание сборных элементов и монолитного бетона, укладывае-мого на месте строительства.
Преимущества и недостатки железобетонных изделий
Долговечность . Железобетон отличается исключительной долговечностью благода-ря надежной сохранности арматуры, заключенной в бетон. Железобе-тон хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям, что особенно важно при строительстве открытых инженерных сооруже-ний (эстакады, мачты, трубы, мосты и др.).
Прочность железобетона со временем не только не уменьшается, но может даже уве-личиться.
Пожаростойкость . Конструкции из жби обладают высокой огне-стойкостью. Практика показала, что защитный слой бетона толщиной 1,5—2 см дос-таточен для обеспечения огнестойкости железобетонных конструкций при пожарах. В целях еще большего увеличения огне-, а также жаро* стойко-сти применяют специальные заполнители (базальт, диабаз, ша-мот, доменные шлаки и др.) и увеличивают толщину защитного слоя до 3—4 см.
Сейсмостойкость . Железобетонные изделия, благодаря их монолитно-сти и боль-шей жесткости по сравнению с конструкциями из других материа-лов, отличаются весьма высокой сейсмостойкостью.
Высокие эксплуатационные качества . Железобетону легко могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архитектурные формы. Эксплуатационные расходы по содержанию сооружений и уходу за конст-рукциями из жби весьма низки. По затратам времени на изготовление и монтаж сборные железобе-тонные конструкции могут конкурировать со стальными, особенно при изготовлении железобетонных конструкций методом проката, кассет-ным способом, при монтаже с колес и применении других прогрессив-ных методов изготовления и монтажа.
Недостатки железобетонных конструкций
К недостаткам же железобетонных конструкций можно отнести относи-тельно большой собственный вес, высокую тепло- и звукопроводность, воз-можность появления трещин до приложения эксплуатацион-ной нагрузки (от усадки и собственных напряжений в железобетоне по технологическим при-чинам), а также от действия внешних нагрузок из-за низкого сопротивления бетона растяжению.
Основные физико-механические свойства бетона, арматурной стали и железобетонных изделий
Бетон для бетонных и железобетонных изделий должен обладать достаточно высокой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой и плот-ностью, которой обеспечивается сохран-ность арматуры от коррозии и долго-вечность конструкции. Иногда до-полнительно требуется обеспечить: водоне-проницаемость, водостой-кость, морозостойкость, повышенную огнестой-кость и коррозийную стойкость, малую массу, низкую тепло- и звукопровод-ность. Для предварительно напряженных конструкций применяют бетон по-вышенной прочности и плотности, ограниченной усадки и ползучести.
Физико-механические свойства бетона зависят от состава смеси, вида вяжущих и заполнителей, водовяжущего отношения, способов приго-товле-ния, укладки и обработки бетонной смеси, условий твердения (ес-тественное твердение, пропаривание, автоклавная обработка), возраста бетона и др. Все это следует учитывать при выборе материалов для бе-тона, назначения его со-става и способов приготовления. Наиболее широкое применение в строительстве получили обычные тяжелые бетоны плотностью 2200—2500 кг/м3 включительно, приготов-ляемые на обычных плотных заполнителях. Бетоны плотностью более 2500 кг/м3 отно-сятся к особо тяжелым; они используются, например, для защиты от радиации.
При плотности бетона более 1800 кг/м³ до 2200 кг/м³ бетоны отно-сят к облегченным, а при плотности 1800 кг/м³ и ниже — к легким.
Облегчение веса бетона достигается применением пористых заполни-телей. Ячеистый бе-тон представляет собой смесь вяжущих, воды, тонко-молотого заполнителя и парообразующих веществ. Бетоны на пористых заполнителях и ячеистые бе-тоны по сравнению с тяжелыми бетонами отличаются не только меньшей собственной мас-сой, но и пониженной звуко- и теплопроводностью. Однако они склон-ны к повышенной деформативности под нагрузкой, отличаются более высокой усадкой и ползучестью, а сцепление их с арматурой хуже, чем обычных бетонов. Для этих бетонов в ряде случаев требуется антикоррозий-ная обмазка арматуры.
Бетон для сооружений, работающих в особых условиях, должен от-ве-чать соответствующим специфическим требованиям. Так, для гидротехнических сооружений (гидротехнический бетон), кроме достаточной прочности, бетон должен обладать повышенными водонепрони-цаемостью, водостойкостью, морозостойкостью, а для мас-сивных частей со-оружений — малым тепловыделением при твердении (низкой экзотермично-стью).
Обычный бетон при длительном воздействии высоких температур раз-рушается вследствие обезвоживания цементного камня, его сильной усадки и снижения прочности, различия температурных деформаций цементного камня и заполнителей и других причин. В связи с этим обыч-ный бетон на цементном вяжущем допускается для применения в кон-струкциях, подвер-гающихся длительному воздействию температуры не свыше 50°С.
Для экс-плуатации конструкций при более высоких температурах следует применять жаростойкие бетоны. Бетон для конструкций, подвергающихся действию аг-рессивной сре-ды, должен обладать достаточной коррозийной стойкостью. Для защиты бетона от проникания агрессивных веществ поверхность конст-рукций торкретируют, затирают, покрывают жидким стеклом, плен-ками из пластмасс, битумными материалами, лаками и красками или облицовывают керамическими кислотоупорными плитками и т.п.
Улучшение свойств бетона было достигнуто введе-нием в его состав полимеров. Такие бетоны, называемые пластбетона-ми или полимербето-нами. В качестве полимерных вяжущих применяют различные виды термо-пластов, каучуков и термореактивных смол. Бетоны на полимерминеральных вяжущих обладают повышенной стойкостью к агрессивным средам, однако их коррозийная стойкость избирательна и зависит от вида полимера.
К числу других положительных свойств бетонов с добавками тер-мопластов и каучуков следует отнести повышенные ударную вязкость и сопротивляе-мость истиранию. Такие бетоны применяются для облицовки резервуаров, труб, каналов, для покрытий дорог и аэро-дромов и др.
Для бетонных и железобетонных конструкций из обычных тяжелых бето-нов предусмотрены следующие классы по прочности на сжатие: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60.
Для железобетонных конструкций из тяжелого бетона не допуска-ется бетон класса ниже В7,5. При многократно повторяющейся нагрузке рекомендуется бетон класса не ниже В15. Для железобетонных сжатых стержневых элемен-тов следует принять бетон класса не ниже В15, а при больших нагрузках (на-пример, для колонн нижних этажей многоэтаж-ных зданий или при значи-тельных крановых нагрузках) — не ниже В25.
Марка бетона по средней плотности отвечает средней плотности бетона в высушенном состоянии в кг/м3. Для легких бетонов на порис-тых заполните-лях марки бетона по плотности лежат в пределах Д 800— Д 2000 с интерва-лом 100. При плотности выше 2000 до 2200 кг/м³ бето-ны относят к облег-ченным, а при более 2200 кг/м³ — к тяжелым.
Марка бетона по морозостойкостихарактеризует количество цик-лов попе-ременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, ко-торое выдерживают образцы. Для тяжелого бетона уста-новлены следующие марки по морозостойкости: Р50; Р75; Р100; ИЗО; Р200; Р300; Р400; Р500.
Марка бетона по водонепроницаемости зависит от степени водоне-прони-цаемости бетона. С повышением марок величины коэффициентов фильтра-ции Кф уменьшаются. Установлены следующие марки бетона по водонепро-ницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12.
Виды и механические свойства стальной арматуры ЖБИ
Как уже отмечалось выше, свои уникальные качества железобетон об-рел благодаря применению арматуры, поэтому от ее качества, количества и заполнения напрямую зависят свойства железобетонных конструкций.
По технологии изготовления стальную арматуру подразделяют на стержневую горячекатаную и проволочную холоднотянутую. В зависимости от характера поверхности арматура может быть глад-кой или периодического профиля, т.е. с насечкой (для улучшения сцепления с бетоном). Механиче-ские свойства арматурных сталей зависят от технологии изготовления арма-туры и химического состава стали.
В качестве арматуры железобетонных конструкций наибольшее при-менение нашла стержневая горячекатаная сталь периодического про-филя. Форма периодического профиля (с насечкой) улучшает сцепление арматуры с бетоном, что уменьшает ширину раскрытия трещин в бето-не при растяжении и позво-ляет избежать ряда конструктивных мер по анкеровке арматуры. Стержневая арматура подразделяется на классы: горячекатаная классов А-1, А-И, А-Ш, А-1У, А-У и А-VI, термически и термомеханичеки упрочненную классов Ат-Ш, Ат-1У, Ат-У, Ат-У1, Ат-УН, упрочненная вытяжкой класса А-Шв.
Для армирования железобетонных конструкций широко применяют обыкновенную арматурную проволоку класса Вр-1 (рифленую) диамет-ром 3-5мм, получаемую холодным волочением. Способом холодного волочения из-готовляется также высокопроч-ная арматурная проволока классов В-И и Вр-П - гладкая и периодичес-кого профиля диаметром 3-8 мм с условным пределом текучести проволоки В-И - 1500-1100 МПа и Вр-И - 1500—1000 МПа.
Арматуру железобетонных конструкций выбирают с учетом ее назначения, класса и вида бетона, условий изготовления арматурных из-делий и среды эксплуатации (опасность коррозии) и т.п. В качестве ос-новной рабочей арматуры обычных железобетонных конструкций пре-имущественно следует применять сталь классов А-Ш и Вр-1. В предва-рительно напряженных кон-струкциях в качестве напрягаемой арматуры применяют преимущественно высокопрочную сталь классов В-И, Вр-Н, А-VI, Ат-У1, А-У, Ат-У- и Ат-УЦ.
Железобетонные изделия (ЖБИ) широко используются во всех сферах строительства, от жилищного до инженерного. Для возведения сборных железобетонных конструкций применяются предварительно изготовленные ЖБИ, производство которых ведется литьевым способом в заводских условиях.
В данной статье рассмотрены бетонные и железобетонные изделия, их сфера применения, классификация, разновидности и маркировка. Также мы расскажем, как выполняется монтаж железобетонных конструкций с применением крановой техники.
Общие сведения о ЖБИ
Железобетонные изделия представляют собой сборные строительные элементы повышенной прочности, которая достигается за счет совместной работы металла и бетона. Бетон, как материал, отличается повышенным сопротивлением к сжимающим нагрузкам, однако он обладает сильной уязвимостью к нагрузкам на изгиб и растяжение, устойчивость к которым почти в 15 раз меньше, чем к сжимающей деформации.
Данные нагрузки принимает на себя и компенсирует стальная арматура, посредством которой выполняется усиление железобетонных конструкций. Металл имеет высокий предел прочности при растяжении, в результате чего изделия из железобетона, армированыне арматурой, одинаково устойчивы к нагрузкам разного характера.
Совместная работа стали и бетона достигается за счет прочного сцепления двух материалов между собой, при этом они имеют практически одинаковый коэффициент температурного расширения, что гарантирует монолитность железобетона. Дополнительным плюсом является то, что бетон защищает заложенную в него арматуру от коррозии.
Все разновидности ЖБИ, в зависимости от способа армирования, классифицируются на два типа:
- железобетонные конструкции с обычным армированиям;
- предварительно напряженные железобетонные конструкции.
ЖБИ с обычным армированием усиливаются исключительно за счет арматуры. Однако данная технология усиления не обеспечивает трещиностойкость конструкций в фазе максимального растяжения бетона, поскольку его растяжимость составляет 2 мм/п.м, тогда как у стали — 5 мм/п.м. В дальнейшем в появившиеся трещины может попадать влага, что приведет к коррозии арматурного каркаса.
Чтобы железобетонные конструкции получили устойчивость к образованию трещин применяется технология преднапряжения арматуры. Ее суть заключается в том, что размещенная в опалубке арматура натягивается с помощью гидравлического домкрата (второй край стержней фиксируется на упоре), после чего опалубка заполняется бетоном, выжидается его частичное отвердевание и прутья отпускаются. В результате со стягиванием прутьев уплотняется сцепившийся с ними бетон, что повышает плотность, жесткость и деформационную устойчивость ЖБИ.
Железобетонные изделия преднарпяженного типа превосходят конструкции с обычным армированием по прочности, трещиностойкости и долговечности. Поэтому современная промышленность ориентирована на увеличение объемов их производства.
1.1 Классификация ЖБИ
Технология производства, эксплуатации и требования к качеству ЖБИ приведены в нормативном стандарте СНиП №2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», согласно которому классификация изделий выполняется по следующим факторам:
- способ армирования;
- тип и объемный вес бетона;
- внутреннее строение (сплошные и пустотелые);
- назначение.
Разновидности ЖБИ по типу армирования были рассмотрены в предыдущем разделе. В зависимости от объемного веса бетона все ЖБИ классифицируются на:
- железобетонные конструкции из особотяжелых бетонов — вес более 2500 кг/м 3 ;
- из тяжелых бетонов — вес 1800—2500 кг/м 3 ;
- их легких бетонов ячеистого типа — вес 500-1800 кг/м 3 ;
- железобетонные конструкции теплоизоляционного типа из особолегких бетонов — вес до 500 кг/м 3 .
ЖБИ одного вида нередко выпускаются в разной форме и типоразмерах, к примеру стеновые блоки угловые, U-образные и подоконные.Отметим, что бетонный раствор, которым выполняется бетонирование конструкций заводского производства, отличается от обычного товарного бетона меньшей фракцией щебня (3-10 мм), который обеспечивает равномерное заполнение литьевой формы.
1.2 Технология производства ЖБИ (видео)
2 Основные виды железобетонных конструкций и их маркировка
Номенклатура ЖБИ включает более 20 различных позиций, рассмотрим условные обозначение основных из них:
- балки — Б (подкрановые — БК, стропильные — БС, обвязочные — БО);
- колонные — К;
- лестничные ступени — ЛМ, площадки — ЛП;
- опорные подушки — ОП;
- перемычки — ПР;
- ригели — Р;
- сваи — С;
- шпалы — Ш;
- фермы стропильные — ФС, подстропильные — ФП;
- трубы безнапорные — ТФ, напорные — БТ.
По параметру функционального назначения бетонные и железобетонные конструкции делятся на 4 основные группы:
- ЖБИ для жилищного строительства.
- ЖБИ для промышленных зданий.
- ЖБИ для инженерных сооружений.
- ЖБИ общестроительного назначения.
В группу ЖБИ для строительства жилых зданий входят плиты перекрытий, сваи, стеновые панели, фундаментные блоки, лотки , перемычки и балки. Данный класс ЖБИ допускается изготавливать из бетонов марки М150 и выше, а для свай — не менее М200.
Широко распространено использование плит и блоков для сборных фундаментов. Плиты выпускаются в размерах от 120*80*40 см до 320*120*50 см, стандартный размер блоков — 300*60*60 см. Вес одного элемента сборных фундаментов, в соответствии с требованиями СНиП, не должен превышать 3 тонны.
В многоэтажном строительстве практикуется использование сборных каркасов зданий. Каркасы состоят из колонн , балок покрытий, подстропильных балок, ригелей и прогонов. Для изготовления элементов каркаса используется бетон марки М200 и выше. После сборки несущие конструкции обшиваются стеновыми панелями.
Плиты перекрытий производятся в прямоугольной форме с круглыми либо овальными пустотами, на крупногабаритных конструкциях предусматриваются ребра жесткости. Плиты могут изготавливаться как из тяжелых бетонов, так и из бетона с пористыми заполнителями.
2.1 Технические характеристики и особенности выбора ЖБИ
Проектирование железобетонных конструкций осуществляется с учетом характеристик бетона, используемого для их производства. Основным свойством бетона является прочность на сжатие, которая и определяет его марку . Данная характеристика указывается в маркировке ЖБИ литерой «М», всего существует 16 марок прочности от М50 до М800. Числовая номенклатура указывает, какую нагрузку (в килограммах) способен выдержать 1 см 2 бетона.
Также железобетонные и каменные конструкции имеют такие характеристики как устойчивость к растяжению (маркировка BT) и устойчивость на изгиб (BTb), которые определяются свойствами заложенного в ЖБИ армокаркаса. Требования к свойствам арматуры для армирования ЖБИ приведены в стандарте ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций».
Также важной характеристикой, которую необходимо учитывать при выборе ЖБИ, является класс его морозостойкости. Именно данный параметр определяет долговечность конструкции, так как он указывает на максимальное число циклов замораживания/размораживания, которые может выдержать конкретная марка бетона. Морозостойкость указывается номенклатурой F, которая может варьироваться в пределах F15-F200.
Отметим и такой показатель как степень водонепроницаемости (W), от нее зависит максимальное давление воды, которое способно выдерживать железобетонное изделия сохраняя герметичность своих стенок.
При покупке ЖБИ необходимо руководствоваться вся вышеуказанными характеристиками и выбирать изделия, подходящие по характеристикам для эксплуатации в вашем регионе. Таким образом вы получите долговечный стройматериал и сэкономите деньги в будущем, поскольку ремонт железобетонных конструкций — занятие не дешевое.
Обращайте внимание на наличие явных дефектов — выступов арматуры из плоскости бетона, неправильного расположения монтажных петель, трещин на поверхности. Такие ЖБИ применять нельзя. В случае обнаружения сетки микротрещин на уже эксплуатируемой конструкции их можно заделать специальным ремонтным раствором либо смесь из цемента и ПВА клея. Крупные повреждения заделываются обычной цементно-песчаной смесью.
Для получения более детальной информации о ЖБИ рекомендуем изучить учебное пособие «Технология бетонных и железобетонных изделий» авторства Ю.М Баженова. В книге детально рассмотрено проектирование и расчет железобетонных конструкций, технология их производства и правила монтажа.
Строительство современных объектов не обходится без конструкций из железобетона. У таких сооружений много плюсов. Железный остов со всех сторон защищен бетоном, который имеет длительный срок работы и не боится ни дождя, ни снега, ни жары, ни мороза. Железо плюс бетон – отличный тандем! Железобетонные изделия консолидируют как при растяжении, сжатии и сгибании, так и во время скручивания, срезания. Металлокаркас помогает добиться устойчивости, прочности и твердости сооружения, служит для уменьшения размеров и веса устройства. Применяя различные технологии, изготавливают монолитные, сборные, сборно-монолитные бетонные и железобетонные конструкции с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой.
Железобетонная конструкция нашла применение в строительстве жилых зданий, производственных сооружений и инженерных построек. Наиболее часто применяют сборный железобетон, но встречается монолитный и сборно-монолитный. Чтобы получить изделие наименьшей массы, насколько это позволяет технология, снизить расходы на оплату труда и материалы, для железобетонных конструкций применяют качественный бетонный раствор и арматуру высокой прочности.
Основные виды железобетонного изделия применяются в строительстве, где температурный режим не превышает пятидесяти градусов по Цельсию и не опускается до минус семидесяти градусов. Железобетонными конструкциями пользуются чаще стальных или каменных в случае возведения следующих объектов:
- аэродромы;
- атомные реакторы;
- бункера;
- дымовые трубы большой высоты;
- различные массивные сооружения;
- здания складского назначения;
- дороги;
- фундаменты;
- морские сооружения;
- заводские постройки.
Часто ЖБИ являются основой конструкций промышленных объектов и жилых домов. В железобетонных конструкциях следующие преимущества:
- прочность, которая со временем только увеличивается;
- долговечность;
- стойкость к воздействию огня;
- относительно допустимая цена;
- возможность собственноручного изготовления;
- стойкость к сейсмической активности;
- возможность железобетона принимать различные архитектурные формы.
К недостаткам относятся:
- образование трещин;
- большой вес;
- требуется дополнительное утепление;
- теплопроводность.
Основные виды конструкций
По типу изготовления различают:
- Сборные. Имеют большую популярность за счет максимально механизированного строительства.
- Монолитные. Применяют в строительстве монолитных сооружений, например, гидротехнических построек, тяжелых фундаментов.
- Сборно-монолитные. Сборно-монолитные элементы соединяются как бетоном, так и сваркой.
По сфере использования бывают:
- для жилых домов;
- для промышленных построек;
- для общественных зданий и сооружений.
Изделия из железобетона могут быть: ненапряженные и . Наиболее популярные ЖБИ, которые используют для строительства:
- панелей;
- фундаментов;
- балок;
- плит перекрытий.
Панели
Распространенным видом железобетонных конструкций являются панели, которые используются в строительстве зданий и сооружений жилищного и промышленного назначения. Панель имеет плоскую прямоугольную форму, в которой могут быть проемы для дверей и окон, также — выступы для подоконников.
При перевозке панелей их устанавливают в вертикальном положении под наклоном в десять градусов. Транспортируя сразу несколько панелей, нужно исключить их соприкосновение, поэтому между ними прокладывают подкладки.
Фермы
Железобетонные фермы используют для перекрытий в производственных сооружениях и культурных зданиях. Имеют вид плоской прямоугольной конструкции с решетками. При транспортировке изделий им придают вертикальное положение.
Фермы из железобетона имеют высокую прочность, жесткость, отличаются противопожарными свойствами и морозостойкостью. Производятся изделия из тяжелого, легкого или конструкционного бетона, в основном это аглопоритобетон и керамзитобетон. Применяя железобетонную ферму, следует тщательно подойти к ее установке. Проводят точный расчет несущей способности постройки. Проверяют качество элементов, размеры и готовят место опоры.
Балки и ригели
Балки и ригели нашли применение в строительстве фундаментов и покрытий, они выступают в роли несущих элементов для монтажа крановых механизмов. Балки производят односкатными, 2-скатными или прямоугольными. В процессе транспортировки балки ригели устанавливают в транспортное средство вертикально. Для опоры балок и используют подкладки, установленные под нижнюю плоскость изделий . В зависимости от длины конструкции определяется расстояние между подкладками. Сбоку балок и ригелей проводят крепление по всей их высоте. Перевозка балок допускается только в вертикальном положении, горизонтальная транспортировка запрещена, так как существует риск разрушения изделий. Транспортируя одновременно несколько элементов, между ними прокладывают разделители толщиной больше десяти сантиметров.
Сваи
Железобетонную конструкцию в виде свай используют для оснований промышленных и жилых сооружений. Сваи применяют для возведения конструкций на неустойчивых грунтах. При транспортировке свай им придают горизонтальное положение, обеспечивая опирание на специальные подкладки. Разрешается укладка свай на транспортное средство при перевозке ярусами.
Отличаются высокой устойчивостью к воздействию химических веществ и коррозии, обладают водонепроницаемостью и морозостойкостью. Сваи легко монтируются при наличии специального оборудования и способны обеспечить возводимому сооружению долговечность, высокую прочность и надежность.
Стойки для опор ЛЭП. Железобетонные стойки или стойки линий электропередач представляют собой опорный элемент для светильников и линий электропередач. При транспортировке разрешается перевозить стойки вместе одной группой, обеспечивая горизонтальное положение. При перевозке следует подготовить опору для стоек в виде специальной подкладки.
Главным назначением железобетонных стоек является возможность надежного удержания электропроводов на требуемом расстоянии от поверхности земли или воды. Надежность и прочность опор достигается путем применения в конструкции изделий арматурного каркаса и специального типа бетонного раствора. По отдельности каждая стойка линий электропередач различается по назначению и конструкции. Выделяют концевые, промежуточные, угловые и анкерные опоры из железобетона. Также изготавливают одноцепные и многоцепные.
Колонны
Представляет собой несущий элемент жилых, культурных, промышленных и бытовых сооружений. Колонны изготавливают прямоугольной формы и двухветвевой, которая предназначена для тяжелой крановой нагрузки. Перевозят элементы штабелем, где первый ряд колонн кладут на грузовое место транспортного средства, а последующие ряды укладывают на предыдущий, застеленный специальными подкладками.
Нашли применение при возведении общественных и жилых сооружениях. Представляют собой почти готовые строительные элементы с полой тонкостенной прямоугольной призмой и с проемами для дверей и окон.
Объемные блоки могут иметь изоляционные и утеплительные панели. При перевозке объемных блоков им придают вертикальное положение, при этом обеспечивая опирание элементов по четырем углам на грузовую платформу. Объемные блоки, выполненные из железобетона, имеют чувствительность к динамическим перегрузам, которые образуются в процессе перевозки. Эти строительные изделия из железобетона имеют особенность смещать центр тяжести от геометрического центра в поперечном и в продольном направлении. Чтобы избежать смещения блока в процессе перевозки, на грузовой площадке устанавливают специальные упорные выступы.
Санитарно-технические кабины
Санитарно-технические кабины используются при возведении зданий общественного и жилого назначений. Представлены объемными элементами с большой массой и габаритами. При перевозке шахты лифтов и санитарно-технических кабин разрешается вертикальное положение с опорой на грузовую площадку с двумя прокладками. Шахты лифтов, имеющие высоту до 140 сантиметров можно перевозить в 2 яруса по высоте, при этом устанавливая деревянные подкладки между рядами в высоту больше 10 сантиметров.
Вывод
Железобетонные конструкции применяют в строительстве различных зданий и сооружений, и не только. Разновидности ЖБИ (панели, объемные блоки, фермы, сантехнические кабины) за счет своих габаритов, масс и условий, которые нужно соблюдать в процессе перевозки, требуют узкой специализации подвижного состава.
Транспортировка балок, колонн, опор и стоек линий электропередач, ригелей и свай имеет схожие требования к перевозочному процессу, поэтому схемы подвижного состава для их перевозки могут совпадать.
