Строительные лаги  Справочник 

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Примеры расчета железобетонных конструкций

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стальных стержней, работающих в конструкции совместно в результате сил сцепления.

Известно, что бетон хорошо сопротивляется сжатию и значительно слабее растяжению (в 10-20 раз меньше, чем при сжатии), а стальные стержни имеют высокую прочность как при растяжении, так и при сжатии. Основная идея железобетона и состоит в том, чтобы рационально использовать лучшие свойства составляющих материалов при их совместной работе. Поэтому стальные стержни (арматуру) располагают так, чтобы возникающие в железобетонном элементе растягивающие усилия воспринимались в большей степени арматурой. В изгибаемых элементах, например в плитах, балках, настилах и др., основную йгматуру размещают в нижней, растянутой зоне сечения (рис. 1.1, а), а в верхней, сжатой зоне ее либо совсем не ставят, либо ставят небольшое количество, необходимое для конструктивной связи стержней в единые каркасы и сетки. В элементах, работающих на сжатие, например в колоннах (рис. 1.1, б), включение в бетон небольшого количества арматуры также значительно (в 1,5-1,8 раза) повышает их несущую способность. Возникающие в колоннах растягивающие напряжения от поперечных деформаций воспринимаются хомутами или поперечными стержнями; последние служат также для связи продольных стержней в плоские или пространственные каркасы. В растянутых элементах (рис. 1.1, в) действующие усилия воспринимаются арматурой.

В изгибаемых и внецентренно-нагруженных элементах в местах действия поперечных сил возникают главные растягивающие Ор. р напряжения, которые уже не moivt восприниматься продольной арматурой растянутой зоны. Если такие места не заармировать, то появятся наклонные трещины примерно под углом 45°. Для воспринятия главных растягивающих напряжений и предотвращения образования трещин в балках, например, ставят хомуты или поперечные стержни, а при необходимости и нижнюю продольную арматуру отгибают под углом 45-60° вверх с заделкой в сжатой зоне бетона (рис. 1.1, г). Таким обра-

зом, соединенные бетон и стальные стержни создают качественно новый материал - железобетон (или точнее сталебетон), область применения которого практически не ограничена.

Основу совместной работы бетона и арматуры составляет благоприятное природное сочетание их некоторых ван<ных физико-механических свойств, а именно:

1) сталь и бетон имеют близкие по значению коэффициенты линейного расширения - для бетона 0,00001- 0.000015, для стали 0,000012, поэтому при температурных изменениях (до 100° С) дополнительные напряжения в зоне контакта арматуры с бетоном не возникают и сцепление не нарушается, оба материала работают совместно;

2) бетон при твердении дает некоторую усадку, благодаря чему его сцепление с арматурой еще больше увеличивается;

3) плотный тяжелый бетон является хорошей защитой арматуры от коррозии и огня.

Благодаря многочисленным положительным свгствам железобетона - долговечности, огнестойкости, i .сокой прочности и жесткости, плотности, гигиеничности и сравнительно небольшим эксплуатационным расходам конструкции из него широко применяют во всех областях строительства. Предварительное напряжение железобетона дает возможность повьгсить трещи постой кость и жесткость конструкций и тем самым еще более расширить область их использования, особенно для большепролетных конструкций покрытий и перекрытий.

Ркс. 1. Схемы каркасов поперечника одноэтажных промышленных вдаикй

2. Классификация и области применения железобетонных конструкций

Все железобетонные конструкции можно разделить на несколько видов:

а) по назначению - на конструкции для жилищного, общественного, промышленного, сельскохозяйственного и мелиоративного, транспортного, энергетического строительства и др.;

б) по материалу - из тяжелого бетона, из бетона на пористых заполнителях и из ячеистого бетона;

в) по способу выполнения - монолитные, возводимые непосредственно на объекте строительства; сборные, изготовляемые на заводах и полигонах; сборно-монолитные, возводимые из сборных элементов с добетонированием отдельных участков на месте строительства;

г) по способу армирования - с обычным армированием (каркасами, сетками и отдельными стержнями) и прг зарительным напряжением арматуры из высоко-прочн! x стержней, проволоки или арматурных канатов.

С развитием строительной индустрии широкое распространение получили сборные железобетонные конструкции, которые в наибольшей степени отвечают требованиям максимальной индустриализации строительства. Монолитный железобетон в настоящее время применяется в особых случаях, например в индивидуальных с нетиповыми пролетами зданиях, в зданиях, возводимых в подвижной опалубке, и при достаточном технико-экономическом обосновании. Сборно-монолитные конструкции выгодны для большепролетных и других конструкций, когда добетонирование участков и замоноличивание стыков конструкций повышает общую пространственную прочность и жесткость здания или сооружения, в результате чего достигается и экономический эффект. На основные виды сборных конструкций имеются каталоги с указанием номенклатуры изделий, выпускаемых заводами для того или иного вида строительства.

3. Развитие производства железобетона

Железобетон, несмотря на некоторые недостатки (большую собственную массу изделий, высокую тепло- и звукопроводность, возможность появления трещин при изготовлении и эксплуатации конструкций и др.), которые мало-

значительны в сравнении с его многочисленными достоинствами, является основой современного капитального строительства. Массовое примйение, как отмечено выше, имеют сборные железобетонные конструкции, которые не только отвечают требованиям индустриализации строительства, но и позволяют улучшить качество конструкций при их полной заводской готовности; монтировать здания круглый год и снизить трудоемкость и стоимость их возведения.

За короткий срок - с 1950 г. - в СССР была создана новая отрасль стройиндустрии - производство заводского сборного железобетона. По уровню производства сборного железобетона СССР занимает первое место в мире. Если в 1950 г. в нашей стране было изготовлено 1,3 млн. м, а в 1953 г. - 2,1 млн. м"* сборного железобетона, то уже в 1962 г. - 45,7 млн. м", а в 1975 г. - 114 млн. м, в том числе более йЬ% првдварительро-напря-женного. В десятой пятилетке намечено при некотором сокращении общего объема сборного железобетона увеличить на 25-30% применение более эффективных конструкций из предварительно-напряженного, легкого и высокопрочного железобетона.

В современном строительстве из сборного железобетона возводят одноэтажные (рис. 1-3) и многоэтажные промышленные здания, жилые крупнопанельные дома (рис. 4), мосты и эстакады, стойки ЛЭП, сельскохозяйственные строения, объекты подземные и наземные в гидротехническом и мелиоративном строительстве, коллекторы, тоннели и станции метрополитенов, сооружения связи и многие другие.

В «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 годы», утвержденных XXV съездом КПСС, предусмотрены дальнейшее ускорение научно-технического прогресса, рост производительности труда, улучшение качества работ во всех звеньях народного хозяйства. Важной задачей в области строительства является снижение его материалоемкости. Этого можно достигнуть применением новых эффективных материалов и облегченных конструкций, лучшим использованием материальных ресурсов в строительстве.

По данным НИИЭС, в 1970 г. масса всех использованных материалов на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ составила 23,4 тыс. т, а в 1975 г. она уменьшается до 22,6 тыс. т, т. е. снижается на 3,5%. Тенденции к умень-

рис. 2. Внутренний вид промышленного здания с мостовыми кранами

Рис. 3. Одноэтажное промышленное здание без мостовых Kpau.ie покрытия"""" "f подстропильная ферма; 3 патл-л

щепию магсриалоемкости капитального строительства иа 5 5,5% имеются и на десятую пятилетку. Значительна доля уменьшения массы зданий и сооружений достигается совершенствованием сборных железобетонных конструкций, применением предварительно-напряженного, легкого, высокопрочного сборного железобетона. Следует подчеркнуть, что при огромных масш1абах капитального строительства в нашей стране уменьшение массы конструкций зданий и сооружений только на 1% позволит на уровне 1980 г. сократить расход сборного железобетона на 1,5 млн. м, цемента - на 1,5 млн. т, стеновых материалов - до 2 млн. м, металлопроката - до 1 млн. т и т. д.

Поэтому уже на стадии проектных решений необходимо добиваться экономически эффективных конструктивных разработок, основанных с учетом максимальной унификации конструкций и изделий повышенной степени их заводской готовности; следует проводить выбор экономичных вариантов сочетания сборных и монолитных конструкций, обеспечивающих сокращение трудоемкости их изготовления и монтажа, а также уменьшение стоимости зданий и сооружений. Целесообразно более широко применять объемные пространственные конструкции (например, блок-комнаты, блок-квартиры), тонкостенные конструкции из высокопрочных бетонов, эффективные конструкции из бетонов на легких пористых заполнителях.

Рис. 4. Многоэтажное каркасное крупнопанельное здание в стадии строительства

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69