Сущность и идея железобетона

Железобетон представляет собой комплексный строительный ма­териал, состоящий из бетона и стали (отдельных стержней или арма­турных изделий: сеток, каркасов), которые под нагрузкой работают со­вместно как единое целое.

Основная идея образования железобетона состоит в том, чтобы в железобетонных конструкциях использовать бетон преимущественно в работе на сжатие, а арматуру — на растяжение.

Совместная работа бетона и арматуры обеспечивается сле­дующими факторами:

• силами сцепления арматуры с бетоном, которые возникают по по­верхности их контакта при твердении бетонной смеси;

• близкими по значению коэффициентами линейного расширения бетона

• надежной защитой арматуры от внешних воздействий слоем бето­на.

Достоинства железобетона:

• долговечность;

• огнестойкость: стальные конструкции начинают деформиро­ваться при температуре t° = 550-600 С, в железобетонных конст­рукциях при наружной температуре t° = 1000°С слой бетона тол­щиной 2,5 см обеспечивает защиту стали в течение 1-го часа, а толщиной 5 см - в течении 2-х часов;

• экономия стали примерно в 2,5-3,5 раза по сравнению со стальными конструкциями;

• высокая способность сопротивляться статическим и динами­ческим нагрузкам;

• высокая прочность, жёсткость, монолитность, сейсмостой­кость;

• возможность выполнения конструкций любой формы;

• незначительные эксплуатационные расходы на содержание зданий и сооружений (по сравнению с металлическими и дере­вянными конструкциями);

• хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям;

• широкая распространенность крупного и мелкого заполните­лей, необходимых для приготовления бетона;

• высокая гигиеничность, способность задерживать радиоак­тивные излучения.

Все эти факторы делают железобетон доступным к применению практически на всей территории страны. Затраты электроэнергии на производство железобетонных конструкций значительно ниже по срав­нению со стальными и каменными конструкциями.

Недостатки железобетона:

• большая плотность (2500 кг/м³) и массивность конструкций;

• трудность выполнения монолитных и сборно-монолитных конструкций в зимнее время;

• высокая трудоёмкость выполнения конструкций, требующая большого количества квалифицированной рабочей силы;

• необходимость выдержки конструкции в опалубке до приоб­ретения бетоном требуемой прочности, высокие расходы на неё (до 30% стоимости от конструкции);

• трудоёмкость проверки уложенной арматуры в выполненных конструкциях;

• трудность переделок, ремонта и усилений конструкций;

• наличие трещин в растянутых зонах бетона от силовых воз­действий, а также вследствие усадки;

• высокая звуко- и теплопроводность (для тяжелого бетона).

Область применения железобетона

Железобетон применяют в самых разнообразных отраслях строи­тельства, находя в каждой из них подходящие области применения. Из железобетона проектируют и строят многие здания и сооружения про­мышленного, гражданского и транспортного назначения:

• промышленные одно- и многоэтажные здания;

• жилые дома, гражданские и общественные здания различного на­значения;

• сельскохозяйственные постройки;

• различные инженерные сооружения: мосты, путепроводы, тоннели, эстакады, метрополитены, дымовые трубы, телевизионные и водона­порные башни, резервуары, силосы, водопропускные трубы, каналы, плотины, покрытия дорог и аэродромов и т.д.

Стоит также иметь в виду, что из железобетона выполняют многие конструкции, в которых большая масса не является недостатком, на­пример, в гидротехнических сооружениях (бетонные плотины, стенки шлюзов), подпорных стенках, фундаментах.