- •1.Сущность железобетона
- •2.Основные физико-механические свойства бетона
- •3.Деформативность бетона
- •4.Арматура для железобетонных конструкций
- •5.Железобетон
- •6.Экспериментальные основы теории сопротивления железобетона
- •7.Основные положения метода расчет по предельным состояниям
- •8.Общий способ расчета по прочности
- •9. Конструктивные особенности изгибаемых железобетонных элементов
- •10. Прочность изгибаемых железобетонных элементов по нормальным сечениям
- •10.1.Элементы прямоугольного сечения с одиночной арматурой
- •10.2.Расчет по прочности нормальных сечений с двойной арматурой.
- •10.3.Тавровые и двутавровые сечения
- •11.Прочность изгибаемых железобетонных элементов по наклонным сечениям
- •12. Конструктивные особенности и прочность сжатых и растянутых элементов
- •13. Трещиностойкость железобетонных элементов
- •15.1.Конструктивные схемы зданий
- •15.2.Конструктивные схемы многоэтажных промзданий
- •15.3.Многоэтажные гражданские здания
- •16. Плоские перекрытия многоэтажных зданий
- •17.Проектирование сборных ригелей перекрытий
- •18.Монолитные перекрытия.
- •19.Безбалочные перекрытия
- •19.1.Ребристые монолитные перекрытия, с плитами опертыми по контуру
- •20.Вертикальные несущие конструкции многоэтажных зданий
- •21.Железобетонные фундаменты
- •22.Физикомеханические свойства материалов каменных и армокаменных конструкций
- •23.Расчет каменных конструкций.
- •24.Несущие системы зданий из каменных и армокаменных конструкций
Модуль №1. Физико-механические свойства материалов бетонных и железобетонных конструкций.
1.Сущность железобетона
Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры. Может быть и другой тип армирования, например, полимерные волокна различного состава, углепластик.
Поскольку бетон хорошо работает на сжатие и в 10 и более раз хуже работает на растяжение, арматура в железобетонных конструкциях, в обязательном порядке располагается там, где возникают растягивающие напряжения.
Неармированная балка, загруженная распределенной нагрузкой, разрушится при появлении первых трещин в растянутой зоне. При этом сжатая зона бетона будет использована только на 5-7%.
Армированная балка при появлении трещин не разрушится, поскольку растягивающие усилия будут восприниматься арматурой, и она несет во много раз большую нагрузку, чем бетонная.
Арматуру располагают так же в сжатых зонах изгибаемых, внецентренно и центрально сжатых элементах, что существенно повышает их несущую способность, поскольку расчетное сопротивление стали на много превышает прочность бетона.
Железобетон стал возможен и получил широкое распространение благодаря благоприятному сочетанию физико-механических свойств бетона и стальной арматуры:
1-при твердении между бетоном и арматурой возникают значительные
силы сцепления, что обеспечивает их совместную работу;
2-плотный бетон хорошо защищает арматуру от внешних воздействий;
3-близкое значение коэффициента температурного расширения в пределах до bt= 1х10-5oC-1.
Положительные свойства железобетона:
1 – прочность и долговечность;
2 – огнестойкость;
3 -стойкость к атмосферным воздействиям;
4 - высокая сопротивляемость статическим и динамическим воздействиям;
5 - малые эксплуатационные расходы;
6 – доступность в исходных материалах по использованию практически во всех регионах страны;
7 - невысокая стоимость.
Недостатки железобетона:
1 - большая плотность;
2 - высокая звуко- и теплопроводность;
3 - трудоемкость переделок и усилений;
4 - необходимость выдержки для приобретения прочности;
5 – низкая трещиностойкость при силовых и не силовых воздействиях – усадка, температурные деформации и т.д.
По способу изготовления различают ж/бетонные конструкции монолитные, сборные и сборно-монолитные.
Монолитные конструкции - изготовляются непосредственно на строительной площадке, т.е. в специально приготовленную опалубку устанавливается арматура и затем заливается бетон.
Преимущество монолитных конструкций – малые сечения, высокая прочность, экономный расход материалов, эстетически более привлекательны.
Отрицательные свойства – трудоемкость изготовления, в зимний период – соблюдения необходимого тепловлажностного режима, например, прогрев, большой расход материалов на опалубку и подмости.
Сборный железобетон – конструкции в большинстве своем унифицированы, изготавливаются на заводах и доставляются на стройплощадку.
Преимущества – технологичность изготовления, независимость от времени года, рациональные конструктивные формы, низкая трудоемкость монтажных работ, отсутствие опалубки, высокое качество, преимущественные условия для создания предварительного напряжения.
Недостатки – больший расход материалов по сравнению с монолитным бетоном, необходимость расходов материалов по стыкованию сборных элементов, жесткие требования по унификации, более низкая эстетическая привлекательность, транспортные расходы, обязательные выполнения части работ по омоноличиванию и т.д.
Сборно-монолитные конструкции – комбинированная система; сначала укладываются сборные конструкции, являющиеся опалубкой, а затем сборные элементы обетонируются.
Преимущества – отказ от опалубки и ускорение при производстве работ, большая гибкость в достижении оптимальных форм по сравнению со сборным железобетоном, широкие возможности в достижении требуемой несущей способности.
Недостатки – доставка кроме сборных конструкций и монолитного бетона, усложняется технология производства работ.
Железобетон является основным материалом для современного индустриального строительства. Из него возводятся все виды зданий и сооружений - промышленные и жилые, одноэтажные и многоэтажные здания, общественные здания различного назначения, тонкостенные покрытия промышленных и общественных зданий больших пролетов, инженерные сооружения – силосы, бункера, резервуары, дымовые трубы, тоннели метрополитенов, мосты, гидроэлектростанции, защитные оболочки АЭС, ирригационные конструкции и т.д.