Жби что это такое

Виды ЖБИ и их использование

Железобетон поменял представление всего человечества о прочных сооружениях. Сейчас он – символ современной жизни, удобства и уверенности.

Сборные железобетонные конструкции — что это такое, общие сведения

Прежде чем железобетон появился в том виде, котором его знаю сейчас, прошло два столетия. Строители XIX века использовали металл с бетоном отдельно. Без отделки железо быстро подвергалось коррозии. Бетон использовался только в качестве перегородок. В конструкциях перекрытий не применялся, потому что самостоятельно не может работать на растяжение.

Открыт был железобетон случайно садоводом Жозефом Монье, но это был еще не тот железобетон.

Монье не был инженером, в его изделиях арматура была расположена не внизу конструкции, а в середине.

Бетонные конструкции исправил и усовершенствовал немецкий инженер Вайс. Изобретение железобетона позволило произвести новый виток в истории мостостроения, а также строительства зданий в целом.

Железобетон – это прочный материал из бетона (работает на сжатие), усиленный арматурой (работает на растяжение). Состав бетона рассчитывают технологи на заводах ЖБИ, однако на каждые железобетонные конструкции и изделия он разный. Армирование высчитывается в зависимости от заданной нагрузки.

Материал обладает рядом свойств:

Почему стоит предпочесть ЖБИ другим строительным материалам

Номенклатура плит перекрытий и других изделий в Советском Союзе ограничивала проектировщиков в создании свободных планировок квартир, что делало железобетонные изделия не очень привлекательными для создания архитектурных сооружений.

На современных заводах крупнопанельного домостроения производят высококачественные сборные железобетонные элементы, детали любой формы и размеров.

Конструктивно формы бывают сборно-разборными, неразъемными, матрицами. Полет фантазии, возможностей архитекторов, конструкторов, стал гораздо свободнее с данными изделиями.

К достоинствам ЖБИ можно отнести:

Нормативные и расчетные характеристики конструкций из железобетона

Бетонные конструкции рассчитывают по ГОСТ 27751 по предельным состояниям 1-й, 2-й группы.

Расчет бетонных ж/б конструкций по предельным состояниям 1-й, 2-й групп проводят по напряжениям, деформациям, усилиям и перемещениям (СП 63.13330.2018).

При расчете сборных конструкций учитывается прочность стыковых и узловых соединений. Соединяются выпуски арматуры, закладные детали заливаются бетоном.

Основные нормативные значения прочности бетона (данные берутся из таблицы СП 63.13330.2018):

Принимается прочность по стандартным испытаниям на производстве.

Главный показатель качества арматуры, принятый при проектировании, – класс по прочности на растяжение.

Наиболее распространенные виды конструкций из железобетона

Среди самых распространенных видов ЖБ конструкций выделяют следующие:

Также изготавливаются изделия для различных сфер:

Применение железобетонных изделий

Строительство монолитных домов выросло в несколько раз, спрос потребителей на жб изделия растет. Сегодня ЖБИ применяют для строительства фундаментов – это фундаментные блоки и железобетонные забивные сваи.

Сваи подходят для строительства любой этажности.

В свайный фундамент входят две составляющие: свайные опоры и обвязка – ростверк. Обладает повышенной несущей способностью, в отличие от ленточного.

Стены зданий возводят из жб панелей. Перекрытия выполняют из жб плит. Дороги устраивают дорожными жб плитами. Не редкость сегодня и железобетонные заборы.

На современных заводах освоено производство ПБ (плит перекрытий безопалубочных) с армированием предварительно напряженной арматурой. Плиты перекрытия бывают разной длины, с вырезами. К примеру, обычные ПК, которые производились по старым стандартам, в опалубке, бывают только определенных типоразмеров и имеют непримечательный внешний вид.

Главное достоинство железобетона — это удобство применения, как в массовом строительстве, так и частном. Каждому по силам изготовить самостоятельно бетон, нужны лишь природные материалы и цемент.

Что такое бетон — определение, виды и их применение

Виды ленточных фундаментов и их характеристики

Что такое арматура — описание сортамента для строительства

Какие бывают фундаменты — виды и классификация

Источник

Что такое железобетон?

Железобетон – искусственный строительный материал, в котором соединены в монолитное целое стальная арматура и бетон. В современном строительстве этот «союз» имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно – ведь железобетон обладает большими техническими и экономическими преимуществами по сравнению с другими материалами.

Железобетон – искусственный строительный материал, в котором соединены в монолитное целое стальная арматура и бетон. В современном строительстве этот «союз» имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно – ведь железобетон обладает большими техническими и экономическими преимуществами по сравнению с другими материалами.

Сооружения из железобетона огнестойки и долговечны, не требуют специальных защитных мер от разрушающих атмосферных воздействий. Прочность бетона со временем увеличивается, а арматура не поддаётся коррозии, будучи защищенной окружающим её бетоном. Железобетон обладает высокой несущей способностью, хорошо воспринимает и статические, и динамические (в т.ч. сейсмические) нагрузки.

Термин «железобетон» нередко употребляется как собирательное название железобетонных конструкций и изделий (ЖБИ). Из железобетона относительно легко создавать сооружения и конструкции самых разнообразных форм, достигающих большой архитектурной выразительности.

Из чего изготавливают ЖБИ

Цемент и вода являются активными составляющими бетона – в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Однако, крупный заполнитель (щебень горных пород или известняка) и мелкий заполнитель (кварцевый, он же речной песок) существенно влияют на структуру и свойства бетона.

В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий, балок, в подошвах фундаментных блоков. Монтажная арматура создает объемный скелет изделия, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель.

Одной из разновидностей железобетона является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления материалов из напряженного железобетона арматура замоноличивается в бетоне в частично растянутом виде.

Дело в том, что плиты перекрытий и несущие балки в конструкции работают на изгиб. Во-первых, они воспринимают нагрузку конструкции пола (в том числе и собственный вес); во-вторых – нагрузку от бытовых предметов, размещенных на этаже; в третьих – нагрузку, передающуюся от стен на каркас здания. В результате, нижние слои плиты перекрытия или несущей балки находятся в слегка растянутом виде, что отрицательно сказывается на их надёжности.

Если же нижние слои панели или балки в процессе изготовления были искусственно сжаты («напряжённый» железобетон), то под бытовой и конструкционной нагрузкой они будут находиться в нейтральном состоянии. В этом случае напряжение в них будет минимальным, а, значит, и минимальны будут проблемы, связанные с эксплуатацией конструкции.

Как изготавливают ЖБИ

Плиты перекрытий (пустотные и ребристые), перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, плиты дорожных покрытий, детали колодцев и столбы освещения – всё это изделия из железобетона. Очевидно, что каждое изделие имеет характерную для него систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления.

Плиты перекрытия и перемычки, работающие на изгиб, изготавливают из предварительно напряжённого железобетона. В подготовленную форму на специальные упоры устанавливают арматурные стержни, натягивают их механическим способом (с помощью домкратов) или термомеханически (посредством разогрева электрическим током) и закрепляют в натянутом положении на бортоснастке формы.

Заливка бетонной смеси с последующим виброуплотнением может осуществляться на стендах (с введением пустотообразователей) или на конвейерных линиях, в том числе и способами проката или роликового формования. После этого изделия в формах отправляют на тепловую обработку в специальные камеры. Цель тепловой обработки – ускорение твердения бетона, и через 8-12 часов пропаривания при температуре среды 80-95 C изделие набирает 65-75% своей марочной прочности, эквивалентной 28 суткам твердения в естественных условиях. После того, как изделие затвердело, напряжённые арматурные стержни освобождают от крепления на стенках формы. Стержни частично сжимаются по длине, и напряжение от них передается бетону в изделии – в прилегающих к арматурным стержням областях бетона формируется напряжённое состояние.

Изделия цилиндрической формы (стойки, кольца и т.п.) изготавливают методом центрифугирования. Предварительно в полуформу, размещённую на стенде центрифуги, укладываются арматурные стержни (при необходимости их натягивают), на которые навивается металлическая проволока – формируется каркас изделия. С помощью ложкового бетонораздатчика по всей длине полуформы распределяется бетонная смесь, одну полуформу накрывают сверху другой и включают центрифугу. На первом этапе, бетонная смесь, за счёт центробежных сил, распределяется у внешней ограждающей поверхности цилиндрической формы. На втором этапе, за счёт изменяющейся частоты вращения центрифуги, происходит уплотнение бетонной смеси и формование изделия. Далее изделия (в полуформах или распалубленные) отправляют на тепловую обработку.

Что нельзя делать при монтаже ЖБИ

Любое строительное изделие, в том числе и ЖБИ, рассчитано на определенные нагрузки, превышение которых нежелательно или недопустимо. Для изделий, работающих на изгиб, строительными нормами и правилами установлены нормативно-допустимые нагрузки. Оговоримся сразу, что величина этих нагрузок обеспечивает весьма и весьма значительный запас надёжности и, при корректном монтаже конструкции, разрушение изделия практически исключено.

Каждая строительная конструкция (в том числе и плиты перекрытия) рассчитана на определенные схемы монтажа. Эти схемы известны строителям, а их нарушение может привести к нежелательным последствиям. Очень часто возникает необходимость сделать отверстие в панели перекрытия, и если при его формировании будет нарушена целостность арматурного каркаса панели или, что не менее важно, будут разрезаны арматурные стержни, обеспечивающие несущую способность этой панели, то положительный эффект «преднапряжения» будет практически полностью устранён. Подобная поврежденная панель не будет соответствовать шкале нормативно-допустимых нагрузок.

Если же сделать отверстие в панели все-таки надо, то необходимо предусмотреть консольное закрепление разрезаемых панелей на промежуточную опору (например, на внутреннюю несущую стену или на перемычку) и выполнить обвязку из металлического профиля по периметру вырезанной части плиты с закреплением (резьбовом или сваркой) на этом профиле концов арматурных стержней.

Источник

Описание железобетона и области его применения

В строительстве все чаще используются материалы альтернативные природным ресурсам. Одним из вариантов является железобетон. ЖБИ ーчто это такое, как классифицируется и где используется? Ответы скрываются в этой статье.

Что такое железобетон — определение

Железобетон ー это композитный материал, в состав которого входит раствор на цементной основе и арматура из стального сплава. Готовые конструкции изготавливают в 3 этапа:

Смесь замешивают из связующего, очищенного песка, щебня или гравия, функциональных добавок и технической воды. Разборка ограждений на строительном участке возможна через 10-14 дней. В результате получают долговечный монолит высокой прочности.

Область применения железобетона

Область применения железобетона распространяется на возведения различного рода сооружений. Это могут быть фундамент, стены и перекрытия домов различной этажности и назначение:

Также материал используют для строительства инженерных сооружений:

Актуален армированный бетон для прокладки тоннелей, дорог, шахт.

Преимущества

Широкое распространение армированного бетона обосновано высокими техническими показателями, которые важны в строительстве. Прежде всегоーэто суммарная прочность, свойственная металлу, бетону с минеральными наполнителями. Для последнего также характерен набор прочности со временем в отличие от любых других материалов.

Экономическая целесообразность использования материала заключается в том, что большую часть состава железобетона занимают песок и дробленые горные породы. Они же способствуют продлению срока службы конструкций.

Кроме того, у строительного композита наблюдаются следующие достоинства:

Если необходимо возвести конструкции с максимальной устойчивостью к высоким температурам, то в качестве наполнителя используют шамот, вулканические породы или доменные шлаки.

Для придания любой произвольной или объемной формы достаточно соорудить нужную опалубку. С помощью готовых элементов на строительство в целом уходит заметно меньше времени, если сравнить с брусом или кладкой (кирпич, блоки).

Минусы материала

Наряду с существенными достоинствами, имеются и недостатки:

Технические характеристики железобетона

Производство железобетона строго регламентируется государственными стандартами или техническими условиями. К ним относятся ГОСТы 13015-2012 и 8829-94, СП 52-103-2007,СНиП 52-01-2003. На основании сводов допустимое растяжение составляет 0,15 мм/м, а сжимаемость 2 мм/м. Показатели прочности зависят от класса используемого раствора.

В таблице указана информация о тяжелых бетонах:

Морозостойкость определяется маркой цемента и присадками, а также плотностью: тяжелые ーF50-500, легкиеーF25-500, пористые и ячеистые ーF15-100. По водонепроницаемости материал соответствует W2-12.

Плотность, удельный и объемный вес

Плотность строительных конструкций определяется маркой используемого раствора и природой твердого наполнителя. Плотность железобетона кг/м3 указана в таблице.

Объемная масса отражается в плотности материала. Удельный вес железобетона определяется маркой бетона. В таблице рассмотрены востребованные варианты (в кг).

Материалы для изготовления железобетона

Из чего состоит железобетон? Основой для производства монолита выступают бетон и железная арматура. В первый входят связующий компонент, твердый наполнитель и пластификаторы. Добавки выбирают в зависимости от назначения материала: морозостойкие, гидрофобизаторы, антисептики и прочие.

Что входит в состав, какие используются арматура и бетон

Что такое железобетон по составу? Основное связующее ーцемент. Аналоги используют редко, так как минеральный клинкер отвечает высоким требованиям лучше других. Для затворения всегда применяется техническая вода. Наполнитель выбирают в соответствии с требуемыми показателями прочности, веса железобетона в 1 м3 или пожарной безопасности. Это могут быть горные породы, вулканические или шлак из доменной печи.

Относительно природы арматуры для композита используют несколько вариантов:

Для укрепления бетона используют металлическую сетку или каркасы, собранные методом сварки или связывания заготовок.

Арматуру различают по назначению: для компенсации нагрузок, их распределения, соединения отдельных элементов и монтажа готовых конструкций. Продольные стержни отвечают за растяжение, а поперечные – за сжатие материала.

Виды железобетонных конструкций

Готовые элементы могут быть изготовлены разными по размеру и форме. Существует классификация железобетонных конструкций по типу производства. Монолитные актуальны для возведения гидротехнических и фундаментальных сооружений.

Сборные ЖБИ удобны в работе из-за компактности и относительной легкости. Однако строительство отличается трудоемкостью из-за использования дополнительной арматуры для связывания отдельных элементов. Если строение не ответственное, то достаточно бетонного раствора. Третий вариант ー комбинированный.

Какие бывают по технологии изготовления

Производство железобетона ведется по трем технологиям. Агрегатно-поточный способ подразумевает использование готовых форм, которые последовательно смазывают, и заполняют с армированием. Конвейерный метод отличается большей механизацией процесса, но расчет идет только на типовые панели. Для стендового варианта применяются стационарные формы.

Что нельзя делать при монтаже ЖБИ

Первое, что важно учесть ーрегламентированная нагрузка. Превышение показателей приведет к разрушению ЖБИ. При выборе заготовок стоит учесть, что изготовители заранее указывают нормы с запасом прочности.

Нужно принимать во внимание назначение готовых элементов. Имеются ограничения по схемам монтажа. Последствия нарушения приведут к появлению трещин и разломов.

За несущие способности в железобетоне отвечает армирование. Поэтому в ответственных конструкциях нарушение цельности одного из элементов каркаса исключено. Разрыв стержней или сетки существенно снизит выносливость заготовок

Описание и сфера применения штукатурки — что это такое

Что такое бетон — определение, виды и их применение

Что такое керамзитобетон — марки и характеристики

Виды ленточных фундаментов и их характеристики

Источник

Железобетонные изделия

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».

Содержание

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:

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

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:

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

1 — верхняя (сжатая) арматура
2 — нижняя (растянутая) арматура
3 — поперечная арматура
4 — 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).

Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок)

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.

1 — продольная арматура
2 — 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:

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.

Источник