Основные принципы проектирования железобетонных конструкций

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.

В России железобетонные элементы принято рассчитывать: по 1-ой и 2-ой группе предельных состояний.

— по несущей способности (прочность, устойчивость, усталостное разрушение);

— по пригодности к нормальной эксплуатации (трещиностойкость, чрезмерные прогибы и перемещения).

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

Сборные железобетонные конструкции

Сборные железобетонные детали отличаются высоким качеством и долговечностью, не требуют специального ухода во время эксплуатации; их использование ускоряет строительство, уменьшает ею трудоемкость, сокращает расход леса, так как отпадает необходимость в устройстве подмостей, опалубки, и металла (по сравнению со стальными конструкциями); упрощает производство работ в зимний период. Однако сборные железобетонные изделия отличаются значительным весом и размерами, что требует специализированного транспорта при их перевозке и грузоподъемных средств при монтаже. Снижение веса сборных железобетонных деталей - важная научно-техническая задача.

Сборные железобетонные изделия классифицируют по виду армирования, плотности и виду бетона, внутреннему строению, назначению и области применения.

По виду армирования различают изделия с обычным армированием и предварительно напряженным. В строительстве пока широко используют изделия с обычным армированием, но с каждым годом расширяется применение предварительно напряженных изделий.

Армирование бетона стальными стержнями, сетками и каркасами не предохраняет конструкции, работающие на изгиб или растяжение, от образования трещин, так как предельная растяжимость бетона в 5-б раз меньше, чем стали. Поэтому в обычном железобетоне задолго до разрушения появляются трещины и возникает опасность коррозии арматуры под действием влаги и газов. Это часто не позволяет использовать полностью несущую способность арматуры, делает нерациональным применение арматуры из высокопрочной проволоки.

В предварительно напряженном железобетоне арматуру предварительно растягивают, а после изготовления конструкции и затвердения бетона ее освобождают от натяжения. При этом арматура сокращается и вызывает сжатие бетона. В результате предельная растяжимость бетона в конструкции под действием эксплуатационной нагрузки как бы увеличивается, так как деформации от предварительного сжатия суммируются с деформациями растяжения. Предварительное напряжение арматуры не только предупреждает появление трещин в бетоне растянутой зоны конструкции, но позволяет сократить расход арматуры, используя высокопрочные сталь и бетон, снизить вес железобетонных конструкций, повысить их трещиностойкость и долговечность.

В зависимости от проектных требований железобетонные изделия изготовляют из бетонов разной плотности: тяжелого, облегченного, легкого и особо легкого. Для элементов каркаса зданий используют детали из тяжелого бетона, для ограждающих конструкции - из легкого бетона. Для изготовления железобетонных изделий используют различные виды бетона: цементные тяжелые и легкие бетоны, силикатные, ячеистые, химически стойкие, декоративные и другие виды бетонов. Разнообразие применяемых в строительстве бетонов позволяет выпускать сборные железобетонные изделия и конструкции самого различного назначения.

По внутреннему строению железобетонные изделия могут быть сплошными, пустотелыми и комбинированными, включающими элементы из других материалов. Изделия могут состоять из одного вида бетона-однослойные, из различных видов бетона - многослойные. В, последнем случае иногда также применяют сочетание бетона с другими материалами, например теплоизоляционными или отделочными,

Железобетонные изделия одного вида могут включать несколько типоразмеров, например стеновой блок может быть основной, угловой, подоконный ц т.д. Изделия одного типоразмера в зависимости от армирования, различия в закладных деталях и монтажных отверстиях подразделяются на марки.

По назначению сборные железобетонные изделия делят на изделия: для жилых, общественных, промышленных зданий, для сооружений сельскохозяйственного и гидротехнического строительства. Они должны быть типовыми, что позволяет организовать их массовое производство, и унифицированными, что обеспечивает возможность их применения в зданиях и сооружениях различного назначения.

Изделия должны иметь максимальную степень заводской готовности. Комбинированные или составные изделия должны выпускаться в закопченном, собранном и полностью укомплектованном виде, например панели ограждающих конструкций поставляют на строительную площадку со вставленными оконными блоками, с готовой наружной отделкой и внутренней поверхностью стен, подготовленной под оклейку обоями.

Высокая степень готовности достигается при применении объемных элементов, каждый из которых представляет собой готовую комнату, часть квартиры или санитарный узел. На заводах в специальных машинах формуют объемные элементы, затем выполняют отделочные работы, устанавливают окна и двери, производят монтаж электро- и саннтарно-технического оборудования. Работы на строительной площадке сводятся к установке блоков и соединению инженерных сетей.

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.