К положительным качествам железобетонных конструкций относятся: К недостаткам железобетонных конструкций относятся: Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются взаводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) имонолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно настроительной площадке). Главной задачей при проектировании железобетонной конструкцииявляется расчёт армирования. Армирование конструкций выполняетсястальными стержнями. Диаметр стержней и характер их расположенияопределяется расчётами. При этом соблюдается следующий принцип —арматура устанавливается в растянутые зоны бетона либо впреднапряжённые сжатые зоны. Железобетонные элементы рассчитываются по прочности, жёсткости, трещиностойкости. По характеру работы выделяют изгибаемые элементы (балки, плиты), сжатые элементы (колонны, фундаменты). При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны(см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. В железобетоннойконструкции выделяется две формы разрушения: В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок). Изгиб и армирование железобетонной балки на рисунке:
1 — верхняя (сжатая) арматура верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении Основными параметрами конструкции являются: Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнениябетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении.Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (изнеобходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаяхверхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура исжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочностьэлемента по нормальным сечениям (см. рисунок). Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок) Разрушение ж/б элемента по наклонных сечениям (схема) Рапределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас. Разрушение элемента в обоих случаях наступает вследствие разрушениябетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается внаправлении действия растягивающих напряжений для упрочнения элемента. Небольшие по высоте балки и плиты (до 150 мм) допускается проектировать без установки верхней и поперечной арматуры. Плиты армируются по такому же принципу как и балки, только ширина Bв случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения. Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт нажёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки)и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутойзоне). При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости(см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольнонапоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаеврастянутой зоны в элементе не возникает. Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается каквнецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна сцентрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (ирассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, есликроме вертикальной силы на него будет действовать значительнаягоризонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорнуюстенку). Типичное армирование колонны представлено на рисунке. Работа и армирование сжатой колонны на рисунке:
1 — продольная арматура В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, онавоспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2)обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает ихвыпучивание. Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения. Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы: — Подготовка арматуры Сущность сборных железобетонной конструкций, против монолитных,состоит в том, что конструкции изготавливаются на заводах ЖБИ, а затемдоставляются на стройплощадку и монтируются в проектное положение.Основное преимущество технологии сборного железобетона в том, чтоключевые технологические процессы происходят на заводе. Это позволяетдостичь высоких показателей по срокам изготовления и качествуконструкций. Кроме того, изготовление предварительно напряженных ЖБКвозможно, как правило, только в заводских условиях. Недостатком заводского способа изготовления является невозможностьвыпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится кразнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваютсятиповыми опалубками. Фактически, на заводах ЖБИ изготавливаются толькоконструкции, требующие массового применения. В свете этогообстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетонаприводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в своюочередь, приводит к деградации архитектуры региона. Такое явлениенаблюдалось в СССР в период массового строительства. Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической схеме изготовления. Используется несколько технологических схем: В предварительно напряженных конструкциях применяют два способасоздания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение набетон, а также два основных способа натяжения арматуры:электротермический и электротермомеханический. Для защиты железобетонных конструкций применяются специальныеполимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слойжелезобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты,механические воздействия). Для защиты железобетонного основанияприменяют различные типы защитных конструкций, позволяющихмодифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности —увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придатьдекоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическуюстойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания,классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойныепокрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия. Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка. Фосфат цинка медленно реагирует с корродирующим химикатом (например щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.
Характеристики
Основные принципы проектирования железобетонных конструкций
Изгибаемые элементы (балки, плиты)
2 — нижняя (растянутая) арматура
3 — поперечная арматура
4 — распределительная арматура
L — пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров;
H — высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально h²;
B — ширина сечения;
a — защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды;
s — шаг поперечной арматуры.
Сжатые элементы (колонны)
2 — поперечная арматура Изготовление железобетонных конструкций
— Опалубочные работы
— Армирование
— Бетонирование
— Уход за твердеющим бетоном Изготовление сборных железобетонных конструкций
Защита железобетонных конструкций полимерными материалами
