Область применения трубобетона

Общая характеристика трубобетонных конструкций

Трубобетонный элемент представляет собой комплексную конструкцию из стальных труб круглого, квадратного, прямоугольного или другого вида замкнутого сечения и бетонного ядра.

Специфика работы бетона в стальной трубе позволяет увеличить его прочность на осевое сжатие до 93 % при круглых и до 80 % при прямоугольных сечениях и, следовательно, увеличить несущую способность (НС) конструкции в целом.

Кроме того, результаты исследований работы трубобетонных элементов и конструкций из них отечественными и зарубежными учеными доказали высокую эффективность применения трубобетона; были выявлены следующие достоинства и положительные особенности:

- прочность бетона в трубе повышается почти в 2 раза;

- расход стали на изготовление трубы близок к расходу арматуры на ЖБК; в то время как вес конструкции по сравнению с ЖБК уменьшается в 2 – 3 раза, трудозатраты на изготовление – в 4 – 5 раз; общая стоимость конструкций из трубобетона снижается в 2 – 3 раза;

- стоимость по сравнению с металлическими конструкциями ниже на 40% , а расход стали – в 2-3 раза;

- трубобетонные конструкции обладают повышенной коррозионной и огнестойкостью, а также эстетичностью;

-бетонное ядро повышает местную устойчивость трубы и предохраняет её от случайных вмятин при транспортировке и монтаже;

- трубобетонные элементы имеют меньшую гибкость, равноустойчивы, имеют большую сопротивляемость кручению;

- отличаются повышенной надежностью работы под нагрузкой ввиду отсутствия хрупкого разрушения и появления наружных трещин; деформации ползучести в два раза ниже, чем у железобетона.

Область применения трубобетона

Свидетельством высокой эффективности ТБК являются оригинальные по инженерному замыслу сооружения, воздвигнутые в разные годы и в разных странах с применением трубобетона.

Конструктивно, его применение пошло по двум направлениям:

- железобетон с трубобетонной арматурой;

- трубобетон (монотрубные системы).

В 1936 году под руководством академика Г.П. Передерия сооружен мост через реку Нева в Ленинграде пролетом 101 м (рисунок 1.а, б).

а)		б)
а – общий вид; б – поперечное сечение верхнего пояса Рисунок 1 – Трубобетонный мост через р. Неву в Ленинграде

Железнодорожный мост через р. Исеть вблизи г. Каменск – Уральск, на Урале (рисунок 2а). Пролетное строение представляет собой две сквозные серповидные арочные фермы пролетом 140 м, стрелой подъема 21.91 м, высота ферм на среднем участке – от ¼ до ¾ пролета, на концевых участках пояса сближаются к опорным узлам, расстояние между фермами 7 м (1/20 пролета), длина панелей ферм 6,083 м. Надарочные стойки выполнены из трубобетона диаметром 529х8 мм (рисунок 2б).

а)
б)
Рисунок 2 – Трубобетонный мост через р. Исеть

Рациональной областью применения трубобетона явились конструкции опор линий электропередачи (ЛЭП).

В практике строительства применяются сжатые элементы каркасов промышленных и гражданских зданий из традиционного трубобетона и из гнутосварных профилей прямоугольного сечения, заполненных бетоном.

За последние годы к конструкциям из трубобетона возрос интерес в ряде стран дальнего зарубежья: Франция, Канада, Италия, США, Япония и Корея.

Трубобетон широко используется в качестве колонн небоскребов и на станциях метро, мостовых опорах на скоростных автострадах и монорельсовых дорог, а также на объектах гражданского и промышленного строительства (рисунок 3).

Рисунок 3 – Ферма с трубобетонным сжатым поясом   При изготовлении трубобетона используются круглые цилиндрические, а также призматические (прямоугольные или квадратные) трубы. В некоторых случаях бетонное ядро дополнительно армируется гибкой или жесткой арматурой (рисунок 4). Наряду с применением трубобетона в строительстве выявляется другая область его применения – машиностроение.

а – гибкой арматурой; б – жесткой арматуры в виде трубы; в – то же, уголком; г – то же, двутавром Рисунок 4 – Сечение трубобетонных элементов с дополнительным армированием