Железобетонные конструкции

Железобетон представляет собой рациональное сочетание двух различных по своим механическим свойствам материалов – железа (стали) и бетона, работающих в конструкциях совместно, как одно монолитное целое. Работа стали и бетона в одной конструкции возможна благодаря почти одинаковому коэффициенту температурного удлинения, а также взаимному сцеплению.

Бетон, как всякий камень, сопротивляется растяжению в 10-15 раз меньше, чем сжатию. Поэтому даже при малых нагрузках в нижней зоне изгибаемого элемента (балки) в бетоне появляются трещины, которые с увеличением нагрузки быстро развиваются. Это приводит к разрушению. Для восприятия растягивающих усилий в нижней зоне бетонной балки укладывают стальные стержни (арматура), благодаря чему резко возрастает ее несущая способность

Сталь, находясь в толще бетона, не подвергается коррозии и надежно защищена от воздействия огня.

По способу выполнения железобетонные конструкции делятся на:

а) монолитные – возводимые в опалубке непосредственно на строительной площадке;

б) сборные – собираемые из отдельных элементов, изготовленных на заводе;

в) сборно-монолитные – представляющие целесообразное сочетание сбор-ных железобетонных элементов и монолитного бетона или железобетона.

Наиболее широкое распространение в промышленном строительстве получили сборные железобетонные конструкции, так как они позволяют максимально механизировать монтажные работы, значительно улучшить качество и сократить сроки строительства, достичь экономии материалов. В сейсмических районах целесообразнее использовать сборно-монолитные конструкции.

Кроме классификации по виду бетона, объемной массе и способам выполнения, железобетонные конструкции различают по виду армирования.

Арматурой в железобетоне служит горячекатаная сталь диаметром от 6 до 40 мм и холоднотянутая проволока диаметром от 3 до 8 мм. Для железобетонных конструкций употребляют стали круглые, гладкие и периодического профиля Последняя важна в качестве рабочей арматуры, так как у нее лучше сцепление с бетоном.

По виду армирование подразделяют на предварительно напряженное и обычное. Недостаток железобетона с обычным армированием заключается в том, что в растянутой зоне бетона образуются трещины, которые сокращают срок службы конструкции, а также не позволяют использовать арматурную сталь и бетон высоких марок. Это решается приме­нением предварительно напряжен­ных конструкций (натяжение арма­туры до бетонирования конструкций), что позволяет значительно увеличивать пролеты, перекрывае­мые железобетонными элементами. Это играет большую роль при про­ектировании производственных зда­ний, так как позво­ляет рациональнее использовать производственные площади. Кро­ме того, масса конструкций снижа­ется примерно на 20%.

Схема изготовления предвари­тельно напряженных конструкций состоит в следующем: нижнюю ра­бочую арматуру натягивают при помощи гидравлических домкратов. Затем бетонируют и выдерживают ее до тех пор, пока она не достигнет 70% проектной прочности. Потом арматуру освобождают, и она, стре­мясь вернуться в первоначальное состояние, обжимает бетон. Существуют и другие способы изго­товления предварительно напряженного сборного железобетона.

Железобетон – основной строительный материал при возведе­нии производственных зданий благодаря его основным достоинствам: огнестойкости, высокой прочности, сейсмостойкости, долго­вечности, возможности придавать конструкции любую форму. До 80% материалов, необходимых для его изготовления – местные. К его недостаткам относится значительная объемная масса, боль­шая теплопроводность, звукопроводность, трудоемкость изготовле­ния. Меняя материал заполнителя бетона, можно влиять на эти свойства. Наличие перечисленных недостатков не является препят­ствием к широкому внедрению бетона во всех видах строительства, особенно промышленного.

Из железобетона в промышленном строительстве изготавливают фундаменты, колонны, балки, плиты перекрытий и покрытий, стеновые панели, оконные переплеты и другие элементы.