Какие бывают бетонные и железобетонные конструкции, а также их технические характеристики
Использование бетона в строительстве имеет давнюю историю. По данным археологических исследований, она насчитывает уже более 7 тысячи лет. Однако лишь сравнительно недавно люди научились производить и использовать улучшенные конструкции из бетона – железобетон. Первые конструкции с использованием стали для армирования и бетона появились в конце XIX века. В XXI веке практически ни одна серьезная стройка не обходится без ЖБИ.
Что такое железобетонные и бетонные изделия
Бетонными изделиями называются конструкции, где несущим «работающим» элементом является именно бетон. Такие конструкции применяют там, где они подвергаются нагрузками только на сжатие.
Железобетонные изделия – это сборная конструкция из арматуры и бетона, который обладает великолепной прочностью на сжатие, но очень плохо противостоит нагрузкам на изгиб, растяжениям, скручиваниям. Стальная арматура, напротив, имеет хорошую сопротивляемость при растяжении. ЖБИ получили все положительные характеристики двух основных составляющих, при этом отрицательные свойства в значительной степени нивелируются.
Конструирование и производство
Конструирование и изготовление железобетонных изделий выполняется в соответствии с СП 52-101-2003 (СП – свод правил). Исходя из этого нормативного документа, производят такую продукцию из конструкционного тяжелого бетона средней плотности.
При проектировании учитывают следующую характеристики:
· класс бетона по сопротивлению усилию на сжатие (B10…В100);
· класс бетона по сопротивлению усилию на растяжение в осевом направлении(Bt0,8…Bt3,2);
· марка бетона по морозостойкости (F50…F500);
· марка по водостойкости (W2 …W12).
Деформация
Главными деформационными характеристиками являются:
· расчетное сопротивление бетона сжатию и растяжению в осевом направлении;
· начальный модуль упругости бетона;
· коэффициент ползучести;
· коэффициент Пуассона для бетона (коэффициент деформации в поперечном направлении);
· коэффициенты деформации при воздействии температуры в линейном направлении.
При расчетах принято брать следующие значения:
· 0,002 – сжатие (в осевом направлении);
· 0,0001 – растяжение (в осевом направлении).
Данные значения актуальны при кратковременных нагрузках.
Если требуются значения начального модуля упругости бетона при длительных нагрузках, тогда необходимо воспользоваться таблицами из СП 52-101-2003, СП 63.13330.2012 и СП 35.13330.2011. Эти значения выбираются исходя из класса бетона по прочности на сжатие (от В1,5 до В100).
Формула расчета начального модуля упругости для бетона
ϕb,cr - коэффициент ползучести, который также берется из таблиц СП 52-101-2003, СП 63.13330.2012 и СП 35.13330.2011. Критериями выбора также является класс бетона «В» и влажность окружающей среды.
При этом многие эксперты рекомендуют не использовать коэффициенты понижения при расчетах, а брать их из таблиц.
Арматура
Существует два основных вида армирования:
· обычное;
· с предварительным напряжением.
Обычное армирование подразумевает, что усиление конструкции происходит за счет арматуры. Существенным недостатком этого вида является низкая трещиностойкость. Второй вид, напротив, обладает лучшей устойчивостью к образованию трещин. Суть этого метода заключается в предварительном натягивании арматуры, после чего ее заливают раствором.
Арматура в бетоне также является стандартной. Она бывает следующих видов и размеров:
· горячекатаная - диаметры от Ø6 мм до Ø40 мм, профили допускаются разные;
· упрочненная термомеханическая - диаметры от Ø6 мм до Ø40 мм, профили допускаются разные;
· холоднодеформированная - диаметры от Ø3 мм до Ø12 мм, профили допускаются разные.
Арматура делится на классы исходя из значений прочности на растяжение:
· класс А – горячекатаная и термомеханическая арматура;
· класс В – холоднодеформированная арматура.
При изготовлении ЖБИ выполняют анкеровку арматурой. Это необходимо, чтобы получить надежную, прочную и долговечную конструкцию.
Сам термин «анкеровка» означает, каким образом будет закреплена арматура в растворе. Стандартными являются такие ее виды:
· прямой;
· крючком;
· лапкой;
· петлей;
· с использованием стержней, которые расположены поперечно направлению арматуры.
Кроме роли несущего нагрузку элемента, бетон выполняет функцию защиты от коррозии арматуры. Соответственно, и толщина бетонной защиты тоже регламентируется нормативной документацией. В СП 63.13330 нет жесткого ограничения по максимальной толщине защитного слоя. Но есть рекомендации, согласно которым она не должна превышать 15%÷20% от минимально допустимой.
Основным критерием для определения значения минимального защитного слоя бетона для арматуры, приняты условия, в которых железобетонное изделие будет эксплуатироваться.
· 20 мм – для закрытых помещений с нормальной или пониженной влажностью.
· 25 мм – для закрытых помещений с повышенной влажностью.
· 30 мм – на открытом пространстве.
· 40 мм – в земле (с бетонной подготовкой).
· 70 мм – в земле (без бетонной подготовки).
Кроме этого, важно знать, что толщина слоя раствора должна быть не менее диметра арматуры и минимум 10 мм. Более подробную информацию можно найти в СП 28.13330.20212.
Как узнать вес
Когда в расчетах говорят о весе бетонных изделий, имеют в виду удельный вес. Удельный вес – это суммарная масса всех элементов, из которых состоит изделие, в объеме 1 м3. Конечно, невозможно точно знать, сколько точно будет весить тот или иной 1 м3 бетона. На это влияет слишком много факторов. Объемный вес никогда не будет точным даже при строгом соблюдении технологии изготовления как отдельных компонентов, так и всего изделия в целом.
Однако в нормативной литературе можно найти приблизительный удельный вес 1 м3, указанный по маркам бетона (М) в жидком и сухом состоянии. При расчетах берут именно их.
Виды ЖБИ
В наше время разработано и массово производится большое количество типовых бетонных и железобетонных конструкций. Рассмотрим самые распространенные ЖБИ, предназначенные для строительства.
1. Панели. Изготавливаются в виде плоской прямоугольной формы. Допускается наличие проемов (окон, дверей) и выступов (подоконников). Транспортируют их в вертикальном положении с уклоном в 100. Чтобы избежать повреждений, между панелями устанавливают подкладки.
2. Фермы. Это плоская решетчатая конструкция. Их применяют для потолочных перекрытий в больших по площади общественных зданиях (производственных цехах, концертных залах, торговых павильонах и т.д.). Транспортируют их также в вертикальном положении. Изготавливают из тяжелого, легкого и конструкционного бетонов.
3. Балки и ригеля. Такие конструкции могут быть односкатными, двускатными и прямоугольными. Применяют при обустройстве фундаментов, покрытий и перекрытий.
4. Сваи. Используют для возведения зданий на слабых неустойчивых грунтах. Эти бетонные конструкции должны обладать повышенной прочностью, морозостойкостью и водостойкостью.
5. Стойки. Как правило, служат для поддержки линий электропередач и ламп.
6. Колонны. Используют в виде несущих, нередко – декоративных конструкций в зданиях общественного и промышленного назначения.
7. Объемные блоки. Представляют собой почти готовые элементы (комнаты, боксы) зданий с дверными проемами и окнами.
Лучшее место для покупки и доставки
Строительство – ответственный и довольно сложный вид деятельности. Чем больше здание или сооружение, чем больше нагрузок, а также негативных факторов, на него влияет, тем прочнее должна быть конструкция.
Важнейшим фактором являются предварительные расчеты при проектировании и качество поставляемых материалов. Например, нестандартное фальсифицированное изделие, может быть причиной разрушения всей конструкции. Ведь человек, который производил расчеты, закладывал одни характеристики, а фактически получены другие.
Другая ситуация: на строительном участке рассчитывают на доставку бетона, определенного объема и марки. Поставщик привозит меньший объем или другую марку. Не нужно быть большим специалистом, чтобы понять, что будет в этом случае и какие убытки понесут строители.
Надежный, добросовестный поставщик – один из важнейших факторов успешного строительства. Именно таковым является компания «МосКерам». На нашем сайте представлен большой выбор строительных материалов и изделий. Все они имеют сертификаты качества и происхождения. Кроме этого, мы работаем напрямую с изготовителями, что дает возможность устанавливать оптимальные цены.