Что такое железобетон. Железобетон это

железобетон - это... Что такое железобетон?

dic.academic.ru

Железобетонные конструкции - это... Что такое Железобетонные конструкции?

Арматура для железобетонных конструкций

Железобето́н — композитный строительный материал, представляющий собой залитую бетоном стальную арматуру. Запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для изготовления кадок для растений.

Термин «железобетон» абстрактен и употребляется обычно в выражении «теория железобетона». Если речь идёт о конкретном объекте, будет правильнее говорить «железобетонная конструкция», «ж/б конструкция», «железобетонный элемент».

История

Французский садовник Монье выращивал в теплицах пальмы, затем пересаживал саженцы в глиняные горшки и отправлял для продажи в Англию. Горшки в дороге бились, пальмы погибали. Садовник терпел большие убытки. Однажды раздосадованный Монье решил слепить кадку для пальмы из цемента. Он взял две деревянные бочки и поместил их одна в другую, а промежуток между стенками залил цементом, получив бетонную тонкостенную бочку. Для большей прочности он заключил её в каркас из железных стержней, а потом для красоты покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После затвердения новая бочка оказалась на редкость прочной, и Монье был выдан патент на изобретение. Это случилось в 1867 году, который принято считать годом изобретения железобетона как универсального несгораемого строительного материала. Окрылённый успехом, он принялся за поиски других областей применения изобретённого материала: в 1877 году Монье запатентовал железобетонные железнодорожные шпалы, в 1880-83 годах — железобетонные перекрытия, здания, балки, своды, мосты.

В XX веке железобетон является наиболее распространённым материалом в строительстве (см. Пьетро Нерви).

Характеристики

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

• невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных,
• пожаростойкость — в сравнении со сталью и деревом,
• технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции,
• химическая и биологическая стойкость — не подвержен коррозии, старению, гниению.

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

• невысокая прочность при большой массе — прочность бетона в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке).

Основные принципы проектирования железобетонных конструкций

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данную статью нельзя использовать как руководство по проектированию, она носит ознакомительный характер. Рассмотренные здесь случаи типичны, на их примере нельзя проектировать реальные конструкции. Именно поэтому здесь намеренно нет никаких формул для расчётов. Если вы не обладаете специальными знаниями, не пытайтесь возводить потенциально опасные ж/б конструкции (перекрытия или многоэтажные каркасы) — это опасно для жизни людей, которые будут под ними находиться.

Главной задачей при проектировании железобетонной конструкции является расчёт армирования. Армирование конструкций выполняется стальными стержнями. Диаметр стержней и характер их расположения определяется расчётами. При этом соблюдается следующий принцип — арматура устанавливается в растянутые зоны бетона либо в преднапряжённые сжатые зоны.

Железобетонные элементы рассчитываются по прочности, жёсткости, трещиностойкости.

По характеру работы выделяют изгибаемые элементы (балки, плиты), сжатые элементы (колонны, фундаменты).

Изгибаемые элементы (балки, плиты)

При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны (см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. В железобетонной конструкции выделяется две формы разрушения:

• по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента,
• по наклонным сечениям — от действия поперечных сил.

В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок).

Изгиб и армирование железобетонной балки

1 — верхняя (сжатая) арматура2 — нижняя (растянутая) арматура3 — поперечная арматура4 — распределительная арматура

верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении

Основными параметрами конструкции являются: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.

Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнения бетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (из необходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаях верхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура и сжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочность элемента по нормальным сечениям (см. рисунок).

Разрушение ж/б элемента по нормальным сечениям

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 разрушения бетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается в направлении 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 B в случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и 2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения.

Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт на жёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки) и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутой зоне).

Сжатые элементы (колонны)

При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольно напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.

Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку).

Типичное армирование колонны представлено на рисунке.

Работа и армирование сжатой колонны

1 — продольная арматура2 — поперечная арматура

В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы:

— Подготовка арматуры— Опалубочные работы— Армирование— Бетонирование— Уход за твердеющим бетоном

Изготовление сборных железобетонных конструкций

Сущность сборных железобетонной конструкций, против монолитных, состоит в том, что конструкции изготавливаются на заводах ЖБИ, а затем доставляются на стройплощадку и монтируются в проектное положение. Основное преимущество технологии сборного железобетона в том, что ключевые технологические процессы происходят на заводе. Это позволяет достичь высоких показателей по срокам изготовления и качеству конструкций. Кроме того, изготовление предварительно напряженных ЖБК возможно, как правило, только в заводских условиях.

Недостатком заводского способа изготовления является невозможность выпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится к разнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически, на заводах ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к деградации архитектуры региона. Такое явление наблюдалось в СССР в период массового строительства.

Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической схеме изготовления. Используется несколько технологических схем:

• Конвейерная технология. Элементы изготовляют в формах, которые перемещаются от одного агрегата к другому. Технологические процессы выполняются последовательно, по мере перемещения формы.

• Поточно-агрегатная технология Технологические операции производят в соответствующих отделениях завода, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами.

• Стендовая технология. Изделия в процессе изготовления остаются неподвижными, а агрегаты перемещаются вдоль неподвижных форм.

В предварительно напряженных конструкциях применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение на бетон, а также два основных способа натяжения арматуры: электротермический и электротермомеханический.

Изготовление монолитных железобетонных конструкций

Защита железобетонных конструкций полимерными материалами

Для защиты железобетонных конструкций применяются специальные полимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слой железобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты, механические воздействия). Для защиты железобетонного основания применяют различные типы защитных конструкций, позволяющих модифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности — увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придать декоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическую стойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания, классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия.

Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка.[1] Фосфат цинка медленно реагирует с корродирующим химикатом (например щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.

Примечания

1. ↑ "Effect of zinc phosphate chemical conversion coating on corrosion behaviour of mild steel in alkaline medium: protection of rebars in reinforced concrete" Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (2008) 045009 скачать бесплатно

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

ЖЕЛЕЗОБЕТОН - это... Что такое ЖЕЛЕЗОБЕТОН?

dic.academic.ru

Железобетон Википедия

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.

История[ | код]

• В 1802 г. при строительстве Царскосельского дворца российские зодчие использовали металлические стержни для армирования перекрытия, выполненного из известкового бетона.
• В 1829 г. английский инженер Фокс реализовал армированное металлом бетонное перекрытие.
• В 1849 г. во Франции Ламбо построил лодку из армоцемента.
• В 1854 г. У. Б. Уилкинсон в Англии получил патент на огнестойкое железобетонное перекрытие.
• В 1861 г. во Франции Ф. Куанье[en] опубликовал книгу о 10-летнем опыте применения железобетона, а в 1864 году он построил церковь из железобетона.
• В 1865 г. У. Б. Уилкинсон построил в Англии дом из железобетона.
• В 1867 г. Ж. Монье, которого часто считают «автором» железобетона, получил патент на кадки из армоцемента.
• В 1868 г. Ж. Монье построил железобетонный бассейн, а с 1873 по 1885 гг. получил патенты на железобетонный мост, железобетонные шпалы, железобетонные перекрытия, балки, своды и железобетонные трубы.
• В 1875 г. Ж. Монье построил перекинутый через ров замка маркиза де Тилиэра во французском городке Шазле первый пешеходный железобетонный мост длиной 16 м и шириной 4 м[3].
• В 1877 г. первая книга по железобетону опубликована Т. Хайэттом[en] в США.
• В 1884 г. профессор механики И. Баушингер и инженер Г. А. Вайс[de] выполнили в Германии первые широко поставленные исследования для изучения особенностей работы железобетонных конструкций[3].
• С 1884 по 1887 гг. в Москве осуществлялось применение железобетона при устройстве плоских перекрытий, сводов, резервуаров. В это же время проводились испытания конструкций, были реализованы железобетонные перекрытия по металлическим балкам.
• В 1886 г. в США П. Джексон подал заявку на патент на использование преднапряжения арматуры при строительстве мостов.
• В 1886—1887 гг. инженер М. Кёнен

ru-wiki.ru

Что такое железобетон

Для обеспечения рабочих процессов в современном строительстве основным из используемых материалов является железобетон.

Без применения этого материала, к примеру, возведение многоэтажных домов становится невозможным. Давайте, прежде всего, разберемся, что же такое железобетон.

Из чего состоит этот материал

Понятие "железобетон", согласно толковому словарю, представляет собой сочетание, в которое входит стальная арматура а3 (или другой марки) и бетон, соединенные воедино и совместно работающие в одной строительной конструкции.

Под совместной работой подразумевается, что в конструкциях из одного материала распределение нагрузок осуществляется в соответствии с входящими в этот материал компонентами. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но значительно хуже изгибу и растяжению. По этой причине стальная арматура распределяется таким образом, чтобы она принимала на себя значительную часть изгибающей или растягивающей нагрузки.

Каркас железобетонной конструкции представляет собой хомуты и стальные стержни. Количество таких стержней, их форма, а также марка стали, используемая при их производстве и взаиморасположение - все это находится в зависимости от дальнейшего использования железобетонных изделий, то есть, от того, где им придется работать.

Немного истории

Искусство строительства домов до XIX века знало только кирпичные, каменные, деревянные стены и организацию перекрытий по деревянным балкам. В те же времена применялось фасонное железо или чугун, а уже в XX веке стали использоваться цельные стальные или железобетонные однородные конструкции. До их изобретения строителями возводились жилые строения не более шести этажей в высоту. Сегодня же строительные масштабы ограничивает разве что человеческий здравый смысл.

Полезно: Знаменитый практик архитектуры Ле Корбюзье авторские грандиозные сооружения возводил не без использования железобетона, но будучи теоретиком, он рассматривал и ту роль, которую играет железобетон в современном строительстве. Он отмечал тот факт, что ранее стены зданий служили для него несущими элементами, от которых целиком и полностью зависела планировка здания, сегодня же, с применением железобетона стало возможным не только делать планировку свободной, но и фасад освобождать от нагрузки. Подробнее вы можете узнать, перейдя на www.navigator-beton.ru/.

Таким образом, этот материал открыл широкие возможности для архитекторов и строителей, которые могут воплощать в реальность все свои самые смелые фантазии и идеи.

www.stroypraym.ru

Железобетон - Бетоны

Железобетон

Железобетон — это сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединенных и работающих как единое целое.

Бетон хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Это затрудняет его применение в ряде строительных конструкций —плитах перекрытий, прогонах, балках. В сечениях таких конструкций возникают не только сжимающие, но и растягивающие напряжения (рис. 34,а). Если в растянутую зону поместить стальную арматуру (рис. 34,6), несущая способность конструкции увеличится в 10…20 раз. Сталь значительно превосходит бетон по прочности не только на растяжение, но и на сжатие. Поэтому армируют и элементы, работающие на сжатие, например колонны.

Рис. 34. Балка прямоугольного сечения под нагрузкой:а — бетонная, б — железобетонная; 1 — сжатая зона, 2 — нейтральный слой, 3 — растянутая зона, 4 — арматура, 5 — трещины

Материалы в железобетоне работают совместно благодаря прочному сцеплению бетона с арматурой и близости значений температурных коэффициентов расширения обоих компонентов. Кроме того, плотный бетон (с достаточным содержанием цемента) защищает стальную арматуру от коррозии, а также от непосредственного действия огня при пожаре. Это делает железобетонные конструкции весьма стойкими и долговечными.

Из железобетона выполняют разнообразные строительные конструкции и изделия. Их классифицируют по способу производства, виду применяемого бетона, виду напряженного состояния.

По способу производства различают монолитные, сборные и сборно-монолитные конструкции. Монолитные конструкции изготовляют непосредственно на месте строительства, укладывая бетонную смесь в опалубку. Сборные изделия и конструкции производят в виде крупноразмерных элементов на специализированных заводах, транспортируют к месту строительства и затем монтируют в сооружение. Сборно-монолитные конструкции представляют собой сочетание сборных элементов с монолитным бетоном.

По виду применяемого бетона различают конструкции из тяжелого бетона, легкого бетона на пористых заполнителях. Кроме того, изготовляют конструкции из ячеистого бетона, специальных бетонов, например жаростойкого.

В зависимости от вида напряженного состояния конструкции могут быть обычными и предварительно напряженными. В обычных железобетонных конструкциях стальная арматура и бетон не испытывают заметных напряжений до начала приложения к конструкции расчетных нагрузок. После на-гружения внешними силами в бетоне растянутой зоны железобетонных элементов образуются трещины. Растягивающие напряжения воспринимает стальная арматура, обеспечивая заданную несущую способность конструкции. Поэтому в ряде случаев допускается небольшое раскрытие трещин в бетоне, не препятствующее нормальной эксплуатации конструкций.

На практике необходимо предотвращать образование трещин. Это относится к конструкциям резервуаров для хранения жидкостей и газов, к частям сооружений, подверженных агрессивному влиянию окружающей среды. Кроме того, экономически целесообразно использовать в железобетонных конструкциях высокопрочную арматурную сталь. Чтобы сократить расход стали и увеличить несущую способность изделий, применяют предварительное напряжение железобетона.

Предварительно напряженными называют железобетонные конструкции, в которых бетон заранее, до приложения внешней нагрузки, подвергнут интенсивному обжатию. Поэтому в таких конструкциях под воздействием эксплуатационных нагрузок растягивающие напряжения либо совсем не возникают, либо появляются настолько небольшие, что трещины не образуются. Предварительное напряжение также позволяет свести к минимуму раскрытие трещин в конструкциях.

Сжимающие напряжения в конструкциях создают путем натяжения арматуры. Для этой цели применяют высокопрочную арматурную сталь в виде стержней, проволоки, канатов или пучков. Вначале арматуру растягивают до напряжений, не превосходящих предела упругости стали. Далее укладывают бетон, который, затвердевая, прочно сцепляется с арматурой. После того, как бетон достигнет проектной прочности, снимают нагрузку. В результате стержни стремятся вернуться к первоначальной (до натяжения) длине и обжимают прочно сцепленный с ними бетон. Таким образом, после передачи предварительного напряжения бетон оказывается сжатым, а арматура — растянутой.

Применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение арматуры на упоры и натяжение на бетон. В первом случае арматуру помещают в форму, один конец ее закрепляют в упоре, а другой натягивают домкратом или другим приспособлением до заданного напряжения (рис. 35, а). Затем производят бетонирование. После приобретения бетоном заданной прочности арматуру освобождают из упора; происходит так называемый отпуск натяжения. В результате усилие натяжения арматуры передается на бетон (рис. 35,6).

Стержневую арматуру можно натягивать на упоры не только механическим, но и электротермическим способом. Для этого разогревают стержни до температуры 300…500 °С, пропуская через них электрический ток, заводят в форму и закрепляют в упорах. В процессе остывания длина стержней сокращается, что приводит к возникновению в арматуре необходимого натяжения.

При натяжении на бетон сначала изготовляют бетонную или слабоармированную железобетонную конструкцию, в которой предусмотрены каналы или пазы для напрягаемой арматуры (рис. 35, в). После того как бетон наберет необходимую прочность, в каналы вводят арматуру и натягивают ее непосредственно на бетон конструкции (рис. 35,г). Затем под давлением вводят в каналы цементное тесто или мелкозернистый бетон, которые после затвердевания создают необходимое сцепление арматуры с основным массивом бетона в конструкции.

Рис. 35. Способы создания предварительного напряжения: а — принципиальная схема натяжения на упоры, б, г — готовые элементы, в — принципиальная схема натяжения на бетон; 1 — форма, 2 —арматура, 3 — упоры, 4 — домкрат, 5 — анкер, 6 — канал, 7 — инъекционный раствор для омоноличиванпя элемента

Защитный слой бетона создают размещением арматуры на некотором удалении от поверхности конструкций. Он обеспечивает совместную работу арматуры с бетоном на всех стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации конструкций, предохраняет арматуру от агрессивной среды, высокой температуры. Толщину защитного слоя бетона назначают в зависимости от вида и диаметра арматуры, размера сечения конструкции, вида и класса бетона, условий эксплуатации. В частности, при изготовлении обычных (ненапрягаемых) конструкций или с натяжением арматуры на упоры толщину защитного слоя принимают не менее диаметра стержня (каната). В плитах и стенках толщиной до 100 мм защитный слой должен быть не менее 10 мм; при большей толщине плит, стенок и в балках защитный слой составляет 15…20 мм; в сборных фундаментах — не менее 30 мм.

Железобетонные изделия и конструкции значительно превосходят бетонные по несущей способности и другим механическим свойствам. Особенно эффективны предварительно напряженные конструкции. В сравнении с обычными они обладают более высокой тре-щиностойкостью, лучше сопротивляются динамическим нагрузкам, хорошо противостоят коррозионным воздействиям.

Читать далее:Бетон для монолитных конструкцииПроизводственные факторы, определяющие качество бетонаОпределение состава бетонаСтруктура и свойства тяжелого бетонаДобавки к бетону и строительному растворВодаМелкий заполнительХарактеристика заполнителейБетон и железобетонОсновные положения техники безопасности

stroy-server.ru

ЖЕЛЕЗОБЕТОН - это... Что такое ЖЕЛЕЗОБЕТОН?

dic.academic.ru

• 
  Фгр это
• 
  Ходоуменьшитель мтз 82
• 
  Профиль резьбы
• 
  Лущильники назначение и виды лущильников
• 
  Режимы работы электродвигателей
• 
  Ящики деревянные гост
• 
  Асинхронный двигатель двухскоростной
• 
  Предпосевная обработка почвы
• 
  Габариты пожарной машины
• 
  Схема производства
• 
  Работа по охране труда