Железобетонные конструкции: характеристики, виды и применение

Железобето́н (нем. Stahlbeton ) — строительный композиционный материал, состоящий из бетона и стали[1]. Запатентован в 1867 году Жозефом Монье[2] как материал для изготовления кадок для растений.

Методы расчета железобетонных изделий

  • Метод, предусматривающий расчет соответствующих сечений по допускаемым напряжениям. В этом методе принят ряд допущений, суть которых сводится к тому, что площадь сечения арматуры заменяется площадью сечения бетона. При этом бетон рассматривается как упругий материал, что не позволяет определить настоящее напряжение в материалах и правильно рассчитать запас прочности изделия, приводит к перерасходу материалов, в частности арматуры. Тем более неэффективен, в связи с развитием новых видов бетона и сталей высокой прочности.
  • Метод, предусматривающий расчет по разрушающим усилиям (по предельным состояниям), основан на установлении предельных состояний конструкции с введением системы расчетных коэффициентов, учитывающих максимально неблагоприятные сочетания нагрузок и наименьшие показатели прочности материалов. Этот метод позволяет несколько сэкономить ресурсы при производстве железобетонных изделий.

Значения нагрузок, соответствующих различным видам воздействия на изделие, а также показатели сопротивления различных марок стали для арматуры и марок бетона устанавливаются СНиП. Выделяют несколько видов нагрузок:

  • постоянные – от действия несущих и ограждающих конструкций зданий, воздействия грунтов;
  • длительные – от воздействия оборудования, стационарно установленного в помещениях, действия нагрузки в складских помещениях, временных нагрузках в жилых домах;
  • кратковременные нагрузки – нагрузки, которые действуют на изделия и элементы непродолжительное время, например, при изготовлении, транспортировке и монтаже железобетонных изделий;
  • особые нагрузки – сейсмические, взрывные, вызванные подвижками грунта и прочими аварийными состояниями, влияющими на изделие.

Таким образом, при проектировании железобетонных изделий необходимо, прежде всего, определиться с условиями их эксплуатации, рассчитать суммарные действия нагрузок в соответствии со СниП и определить состав бетонной смеси и качества стали арматуры. Правильный расчет может не только продлить срок службы железобетонных конструкций, но и сократить стоимость их производства.

Читайте также:  Какой секатор лучше выбрать для обрезки кустов и деревьев на даче?

Армирование конструкций

Большинство сборных конструкций, и тем более, монолитных, для повышения их прочностных характеристик подвергаются внутреннему армированию. Но прежде чем рассмотреть тот или иной ГОСТ на железобетон, представим вашему вниманию список материалов, применяемых в качестве арматуры, стандарты на них, и их основные требования.

Армирование монолитной конструкции

Арматура и проволока

ГОСТ 10884, принятый ещё в 1994 году, по которому производится гладкая и периодическая арматура, многократно подвергался редактированию, и действует только до конца 2017 г. Далее он будет заменён на ГОСТ 34028*2016, который начнёт действовать с г.

Арматура классифицируется по механическим свойствам и эксплуатационным характеристикам. В первом случае – это класс прочности, выражающий значение предела текучести стали. Во втором – это разделение на арматуру С (свариваемую) и К (коррозионно стойкую).

В стандарте приведены основные размеры и параметры, технические требования к изготовлению и профилированию, маркировка, методы контроля качества. Правила транспортировки, приёмки и хранения.

Проволока для армирования железобетона, производится из холоднотянутой низкоуглеродной стали по ГОСТ 6727-80, который действует и сегодня. В нём представлены технические требования к её изготовлению, методы испытаний, правила маркировки и приёмки.

Внимание! Проволока общего назначения, которую применяют для вязки арматуры, изготавливается по ГОСТ 3282-74.

Сварные изделия из арматуры

Стандарт 10922*2012 регламентирует изготовление армирующих и закладных изделий для железобетонных конструкций, а так же их механические соединения. Согласно этого ГОСТа должны производиться все виды соединений арматуры, выполняемые в процессе изготовления монолитных и сборных конструкций и их монтажа: механические, сварка, вязка.

В нём же установлены общие технические требования к изделиям из арматурных стержней и проволоки диаметром от 3 мм. ГОСТ не распространяется только на закладные детали, не имеющие стержней для анкеровки.

В документе определено 4 типа изделий:

  1. Отдельные стержни с подготовленными соединениями на концах.

Отдельные стержни арматуры с подготовленными соединениями

  1. Сетки арматурные.
Армирование конструкций

Сварная сетка для ЖБК

Армирование конструкций
  1. Каркасы из арматуры.
Армирование конструкций

Каркас для железобетонной конструкции

Армирование конструкций
  1. Закладные детали с анкерными стержнями.
Армирование конструкций

Закладные элементы с анкерными стержнями

Армирование конструкций

Сетки, которые чаще всего применяются при заливке плитных конструкций своими руками, бывают плоскими и рулонными, с прямоугольными и квадратными ячейками, с расположением рабочей арматуры в одном или двух направлениях. Рулонные сетки изготавливают из проволоки диаметром до 5 мм. Технические условия на изготовление сеток и их классификация, определены в отдельном стандарте 23279*2012.

Армирование конструкций

Каркасы могут быль плоскими и пространственными, из стержней одинакового или разного диаметра. В пространственных каркасах стержни располагаются в разных плоскостях. Закладные детали могут быть открытыми и закрытыми, с различным расположением анкерных стержней относительно плоского элемента.

Читайте также:  5 лучших монтажных пил по металлу и рекомендации по выбору

В зависимости от расположения анкерных стержней относительно плоского элемента, различают закладные изделия с перпендикулярным, наклонным, параллельным или смешанным расположением анкерных стержней. Типы таких деталей приведены в специальном приложении.

Разновидности железобетонных конструкций

Один из важных критериев для классификации железобетонных конструкций – способ изготовления. С учетом этого выделяют:

  • Монолитные железобетонные конструкции. Они изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Для этого сначала сооружают опалубку, затем производят армирование, после чего осуществляют заливку бетоном. Основным преимуществом монолитных конструкций считают их пространственную целостность. Кроме того, изготовление непосредственно на строительной площадке обеспечивает более низкую материалоемкость и более гибкую смету.
  • Сборные железобетонные конструкции (СЖК). Это уже готовые отдельные изделия (плиты, фундаменты, балки, колонны и пр.), которые были изготовлены в заводских условиях и доставлены на строительную площадку.

Применение сборных ЖБИ тоже имеет свои плюсы:

Разновидности железобетонных конструкций
  • Железобетонные изделия производят на предприятии, где для этого есть специализированное оборудование и условия автоматизации труда.
  • Работы по возведению объекта можно производить в любое время вне зависимости от погодных условий.
  • Возможность заблаговременно рассчитать и заказать необходимое количество изделий.
  • Быстрый монтаж, для которого необходим только кран.
  • Возможность хранения СЖК на открытых площадках.
  • Упрощенный контроль качества работ.

Существуют также сборно-монолитные железобетонные конструкции, которые состоят из целого комплекса элементов и сочетают плюсы сборных и монолитных. Их применение позволяет строить здания не только качественно, но и быстро. Там, где удобнее смонтировать отдельные конструкции, используют сборные элементы, а в труднодоступных местах сооружают опалубку и заливают бетон.

Технология возведения монолитного каркаса

Под такие каркасы могут использоваться как плитные фундаменты, так и ленточные или столбчатые с ростверком. Заливаются в опалубке в этом случае не только межэтажные перекрытия, но и колонны. По такой технологии в большинстве случаев возводятся не слишком большие одно- или двухэтажные жилые здания.

Читайте также:  Ремонт бензокосы своими руками — основные поломки их устранение

Включает в себя методика строительства домов на монолитном железобетонном каркасе обычно следующие шаги:

  • возведение фундамента по стандартной методике;
  • заливку колонн;
  • заливку межэтажных перекрытий.

Элементы в монолитных железобетонных каркасах одноэтажных зданий соединяются между собой жестко. Никаких шарнирных связей в таких конструкциях не используется. Соединение колонн с перекрытиями и фундаментом в данном случае производится посредством арматуры с последующим замоноличиванием цементным раствором.

Колонны в таких зданиях заливают обычно в опалубках, имеющих квадратное или прямоугольное сечение. Это делает более удобным в последующем возведение стен. Под перекрытия опалубку в таких домах монтируют на специальных телескопических заводских стойках, расположенных с небольшим шагом друг от друга. Также в данном случае могут использоваться опоры из бревен достаточно большого сечения.

Арматурный каркас в железобетонных конструкциях остовов изготавливается из толстых стальных прутьев. При его сборке может использоваться как сварка, так и обычная вязальная проволока.

Выводы

Железобетонные конструкции изготавливаются из железа и различных видов бетона. Такие конструкции могут применяться при строительстве почти любых зданий, сооружений и строением, в том числе объектов специального назначения (мосты, автодорожная инфраструктура, аэродромы и т.д.). Проектирование бетонных и железобетонных конструкций заключается в расчете прочности и сроков службы, применению их в основных решениях объекта.

Заказать расчет и проектирование бетонных и железобетонных конструкций можно в компании Смарт Вэй. Подробнее об условиях сотрудничества можно узнать на консультации по телефонам, указанным на сайте.

Получите  расчет стоимости этой услуги с помощью нашего калькулятора цен — здесь

При подготовке статьи использованы следующие материалы:

  • Градостроительный кодекс РФ (скачать);
  • Федеральный закон № 384-ФЗ (скачать);
  • Постановление Правительства РФ № 87 (скачать);
  • СП Бетонные и железобетонные конструкции (скачать);
  • ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций (скачать);
  • ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований (скачать).