Арматура для залізобетонних конструкцій
Залізобетон - композитний будівельний матеріал, що представляє собою залиту бетоном сталеву арматуру. Запатентований в 1867 році Жозефом Моньє як матеріал для виготовлення діжок для рослин.
Термін «залізобетон» абстрактний і вживається зазвичай у виразі «теорія залізобетону». Якщо мова йде про конкретний об'єкт, буде правильніше говорити «залізобетонна конструкція», «ж / б конструкція», «залізобетонний елемент».
Французький садівник Моньє вирощував у теплицях пальми, потім пересаджував саджанці в глиняні горщики і відправляв для продажу в Англію. Горщики в дорозі билися, пальми гинули. Садівник терпів великі збитки. Одного разу розсерджений Моньє вирішив зліпити діжку для пальми з цементу. Він взяв дві дерев'яні бочки і помістив їх одна в іншу, а проміжок між стінками залив цементом, отримавши бетонну тонкостінну бочку. Для більшої міцності він уклав її в каркас із залізних стрижнів, а потім для краси покрив каркас тонким шаром рідкого цементу. Після затвердіння нова бочка виявилася на рідкість міцною, і Моньє був виданий патент на винахід. Це сталося в 1867 році, який прийнято вважати роком винаходу залізобетону як універсального вогнетривкого будівельного матеріалу. Окрилений успіхом, він взявся за пошуки інших областей застосування винайденого матеріалу: в 1877 році Моньє запатентував залізобетонні залізничні шпали, в 1880-83 роках - залізобетонні перекриття, будівлі, балки, склепіння, мости.
У XX столітті залізобетон є найбільш поширеним матеріалом в будівництві (див. П'єтро Нерви).
Характеристики
До позитивних якостей залізобетонних конструкцій відносяться:
- невисока ціна - залізобетонні конструкції значно дешевше сталевих,
- пожежостійкість - в порівнянні зі сталлю і деревом,
- технологічність - нескладно при бетонуванні одержувати будь-яку форму конструкції,
- хімічна та біологічна стійкість - не схильний до корозії, старіння, гниття.
До недоліків залізобетонних конструкцій відносяться:
- невисока міцність при великій масі - міцність бетону в середньому в 10 разів менше міцності сталі. У великих конструкціях залізобетон «несе» більше своєї маси, ніж корисного навантаження.
Виділяють збірний залізобетон (ж / б конструкції виготовляються в заводських умовах, потім монтуються в готове споруда) і монолітний залізобетон (бетонування виконується безпосередньо на будівельному майданчику).
Основні принципи проектування залізобетонних конструкцій
ПОПЕРЕДЖЕННЯ: Дану статтю можна використовувати як керівництво з проектування, вона носить ознайомлювальний характер. Розглянуті тут випадки є типовими, на їх прикладі можна проектувати реальні конструкції. Саме тому тут навмисно немає ніяких формул для розрахунків. Якщо ви не володієте спеціальними знаннями, не намагайтеся зводити потенційно небезпечні ж / б конструкції (перекриття або багатоповерхові каркаси) - це небезпечно для життя людей, які будуть під ними перебувати.
Головним завданням при проектуванні залізобетонної конструкції є розрахунок армування. Армування конструкцій виконується сталевими стрижнями. Діаметр стрижнів і характер їх розташування визначається розрахунками. При цьому дотримується наступний принцип - арматура встановлюється в розтягнуті зони бетону або в преднапряжённие стислі зони.
Залізобетонні елементи розраховуються за міцністю, жорсткості, тріщиностійкості.
За характером роботи виділяють згинальні елементи (балки, плити), стислі елементи (колони, фундаменти).
Згинальні елементи (балки, плити)
При вигині будь-якого елементу в ньому виникає стисла і розтягнута зони (див. Малюнок), що вигинає момент і поперечна сила. У залізобетонної конструкції виділяється дві форми руйнування:
- за нормальними перетинах - перетинах, перпендикулярних поздовжній осі, від дії згинального моменту,
- по похилих перетинах - від дії поперечних сил.
У типовому випадку армування балки виконується поздовжньої і поперечної арматурою (див. Малюнок).
Вигин і армування залізобетонної балки
1 - верхня (стисла) арматура
2 - нижня (розтягнута) арматура
3 - поперечна арматура
4 - розподільна арматура
верхня арматура може бути розтягнутої, а нижня стислій, якщо зовнішня сила буде діяти в протилежний від напрямку
Основними параметрами конструкції є:
L - проліт балки або плити, відстань між двома опорами. Зазвичай становить від 3 до 25 метрів;
H - висота перетину. Зі збільшенням висоти міцність балки росте пропорційно h²;
B - ширина перерізу;
a - захисний шар бетону. Служить для захисту арматури від впливу зовнішнього середовища;
s - крок поперечної арматури.
Арматура (2), що встановлюється в розтягнуту зону, служить для зміцнення бетону, який в силу своїх властивостей швидко руйнується при розтягуванні. Арматура (1) в стислу зону встановлюється зазвичай без розрахунку (з необхідності приварити до неї поперечну арматуру), в окремих випадках верхня арматура зміцнює стислу зону бетону. Розтягнута арматура і стисла зона бетону (і іноді стисла арматура) забезпечують міцність елемента за нормальними перетинах (див. Малюнок).
Руйнування ж / б елемента за нормальними перетинах
Поперечна арматура (3) служить для забезпечення міцності похилих перерізів (див. Малюнок)
Руйнування ж / б елемента по похилих перетинах (схема)
Рапределітельная арматура (4) має конструктивне призначення. При бетонуванні вона пов'язує арматуру в каркас.
Руйнування елемента в обох випадках настає внаслідок руйнування бетону розтягують напруженнями. Арматура встановлюється в напрямку дії розтягуючих напружень для зміцнення елемента.
Невеликі по висоті балки і плити (до 150 мм) допускається проектувати без установки верхньої і поперечної арматури.
Плити армуються за таким же принципом як і балки, тільки ширина B в разі плити значно перевищує висоту H, поздовжніх стрижнів (1 і 2) більше, вони рівномірно розподілені по всій ширині перерізу.
Крім розрахунку на міцність для балок і плит виконується розрахунок на жорсткість (нормується прогин в середині прольоту при дії навантаження) і тріщиностійкість (нормується ширина розкриття тріщин в розтягнутій зоні).
Стислі елементи (колони)
При стисненні довгого елемента для нього характерна втрата стійкості (див. Малюнок). При цьому характер роботи стисненого елемента нескольно нагадує роботу згинаного елемента, однак в більшості випадків розтягнутої зони в елементі не виникає.
Якщо вигин стисненого елемента значний, то він розраховується як позацентрово стиснутий. Конструкція внецентренно стислій колони подібна до центрально стислій, але по суті ці елементи працюють (і розраховуються) по-різному. Також елемент буде внецентренно стиснутий, якщо крім вертикальної сили на нього буде діяти значна горизонтальна сила (наприклад вітер, тиск грунту на підпірну стінку).
Типове армування колони представлено на малюнку.
Робота і армування стислій колони
1 - поздовжня арматура
2 - поперечна арматура
У стислому елементі вся поздовжня арматура (1) стиснута, вона сприймає стиснення поряд з бетоном. Поперечна арматура (2) забезпечує стійкість арматурних стержнів, запобігає їх випинання.
Центрально стислі колони проектуються квадратного перетину.
Виготовлення залізобетонних конструкцій
Виготовлення залізобетонних конструкцій включає в себе наступні технологічні процеси:
- Підготовка арматури
- Опалубні роботи
- Армування
- Бетонування
- Догляд за твердеющим бетоном
Виготовлення збірних залізобетонних конструкцій
Сутність збірних залізобетонної конструкцій, проти монолітних, полягає в тому, що конструкції виготовляються на заводах ЗБВ, а потім доставляються на будмайданчик і монтуються в проектне положення. Основна перевага технології збірного залізобетону в тому, що ключові технологічні процеси відбуваються на заводі. Це дозволяє досягти високих показників по термінах виготовлення і якості конструкцій. Крім того, виготовлення попередньо напружених ЗБК можливо, як правило, тільки в заводських умовах.
Недоліком заводського способу виготовлення є неможливість випускати широкий асортимент конструкцій. Особливо це відноситься до різноманітності форм виготовляються конструкцій, які обмежуються типовими опалубки. Фактично, на заводах ЗБВ виготовляються тільки конструкції, що вимагають масового застосування. У світлі цієї обставини, широке впровадження технології збірного залізобетону призводить до появи великої кількості однотипних будівель, що, в свою чергу, призводить до деградації архітектури регіону. Таке явище спостерігалося в СРСР під час масового будівництва.
Велика увага на заводі ЗБВ приділяється технологічній схемі виготовлення. Використовується кілька технологічних схем:
- Конвеєрна технологія. Елементи виготовляють у формах, які переміщуються від одного агрегату до іншого. Технологічні процеси виконуються послідовно, у міру переміщення форми.
- Поточно-агрегатна технологія Технологічні операції проводять у відповідних відділеннях заводу, а форма з виробом переміщається від одного агрегату до іншого кранами.
- Стендова технологія. Вироби в процесі виготовлення залишаються нерухомими, а агрегати переміщаються уздовж нерухомих форм.
У попередньо напружених конструкціях застосовують два способи створення попереднього напруження: натяг на упори і натяг на бетон, а також два основних способи натягу арматури: електротермічний і електротермомеханіческій.
Виготовлення монолітних залізобетонних конструкцій
Захист залізобетонних конструкцій полімерними матеріалами
Для захисту залізобетонних конструкцій застосовуються спеціальні полімерні склади, що дозволяють ізолювати поверхневий шар залізобетону від негативних впливів зовнішнього середовища (хімічні агенти, механічні дії). Для захисту залізобетонної основи застосовують різні типи захисних конструкцій, що дозволяють модифікувати експлуатаційні властивості мінеральної поверхні - збільшити зносостійкість, зменшити пилеотделеніе, надати декоративні властивості (колір і ступінь блиску), поліпшити хімічну стійкість. Полімерні покриття, що наносяться на залізобетонні підстави, класифікують за типами: знепилюючі просочення, тонкошарові покриття, наливні підлоги. високонаполенние покриття.
Інший метод захисту залізобетонних конструкцій полягає в покритті арматури фосфатом цинку. [1] Фосфат цинку повільно реагує з корродіруют хімікатом (наприклад лугом) утворюючи стійке апатитового покриття.
Примітки
Дивитися що таке "Бетонування" в інших словниках:
бетонування - бетонування Словник російських синонімів. бетонування ім. кол під синонімів: 2 • бетонування (1) • ... Словник синонімів
бетонування - Розподіл, укладання і ущільнення бетонної суміші зі створенням необхідних умов її твердіння [Термінологічний словник з будівництва на 12 мовах (ВНІІІС Держбуду СРСР)] Тематики будівництво в цілому EN concreting DE BetonierenBetonierung ... Довідник технічного перекладача
Бетонування - процес транспортування, укладання і ущільнення бетонної суміші в формі або опалубці: роздільне - технологічний прийом, що полягає в нагнітанні цементно піщаного розчину, переважно активованого, в межзерновое простір ... ... Енциклопедія термінів, визначень і пояснень будівельних матеріалів
бетонування - бетонування, бетонування, бетонування, бетонування, бетонування, бетонування, бетонування, бетонування, бетонуванням, бетонування, бетонуванні, бетонування (Джерело: «Повна акцентуйовані парадигма по А. А. ... ... Форми слів
Бетонування - розподіл, укладання і ущільнення бетонної суміші зі створенням необхідних умов її твердіння (Болгарська мова; Б'лгарскі) бетоніране (Чеська мова; Čeština) betonování (Німецька мова; Deutsch) Betonieren; Betonierung (Угорська мова; Magyar) ... ... Будівельний словник
бетонування - бетон ювання, я ... Російський орфографічний словник
бетонування - (2 с), Пр. про бетони / ровании ... Орфографічний словник російської мови
бетонування - см. бетонувати; я; ср ... Словник багатьох виразів