Железобетонные конструкции – характеристики, описание

Содержание

• 1 История
• 2 Характеристики
• 3 Основные принципы проектирования и расчёта железобетонных конструкций 3.1 Изгибаемые элементы (балки, плиты)
• 3.2 Сжатые элементы (колонны)

4 Изготовление железобетонных конструкций

4.1 Изготовление сборных железобетонных конструкций

4.2 Изготовление монолитных железобетонных конструкций
5 Защита железобетонных конструкций полимерными материалами
6 Усиление и восстановление железобетонных конструкций композитными материалами

6.1 Применение композиционных материалов для усиления железобетонных конструкций 6.1.1 История применения

6.1.2 Конструирование
6.2 Внешнее армирование железобетонных конструкций углеволокном

6.2.1 Преимущества усиления конструкций углеволокном

6.2.2 Недостатки усиления конструкций углеволокном:
7 См. также
8 Примечания
9 Литература

9.1 Справочная литература

9.2 Нормативная литература

Технология изготовления

Сборные элементы

Схема, по которой осуществляется производство железобетонных конструкций, зависит от того, какой результат мы планируем получить.

При этом методики заливки отдельных блоков и монолитных конструкций существенно различаются:

• Для производства сборных модулей нам понадобятся формы. Если нужно сделать только несколько штук (например, для формирования перекрытия), то можно собрать форму из досок и толстой фанеры. В противном случае оптимальным выбором будет покупка сборной металлической конструкции с достаточным запасом прочности.
• Изнутри обрабатываем форму машинным маслом. Деревянные конструкции также можно выстелить полиэтиленом во избежание набухания от влаги.

Промышленная формовка блоков

Далее собираем арматурный каркас, который устанавливаем в емкости на расстоянии примерно 30-50 мм от нижней плоскости. Для дистанцирования лучше всего использовать специальные стойки.

• Затем заливаем подготовленный раствор на основе цемента, песка и заполнителя. Пропорции основных компонентов определяем в зависимости от требуемой прочности бетона.
• Используя глубинный вибратор или вибростол, уплотняем материал. При этом из него удаляется лишний воздух, за счет чего плотность повышается и улучшается сцепление гидратированного цемента с арматурой и гравием.

На последнем этапе выполняется сушка изделия, причем в промышленности для этого используют специальные высокотемпературные камеры. Постоянный нагрев выше 500С способствует более быстрому набору прочности. В быту же придется выдерживать блок до использования минимум 28 суток.

Перед использованием в строительстве изделия промышленного производства обязательно проходят многоступенчатую проверку. Тесты по железобетонным конструкциям позволяют определить соответствие параметров прочности запланированным, а также выявить возможные дефекты.

Инструментальное обследование железобетонных конструкций для контроля качества

Заливка монолита

Производство монолитных конструкций является более быстрым, но в то же время – более трудоемким:

• Вначале собирается арматурный каркас, который устанавливается на определенном заранее участке и сварным способом крепится к уже возведенным элементам.
• Затем вокруг каркаса возводится опалубка, мощность которой позволяет выдерживать массу залитого раствора без деформации и разрушения.

Заливка монолита по арматуре

• В опалубку заливаем бетон, распределяя его таким образом, чтобы избежать образования «воздушных карманов». Уплотняем материал, повышая его прочность.
• Далее выполняем просушивание бетона, следя за тем, чтобы он сохранял достаточное количество жидкости для гидратации. Для этого покрываем материал полиэтиленом, периодически увлажняя поверхность.

После набора прочности желательно выполнить инструментальный контроль качества материала. Это позволит нам с уверенностью использовать его расчетную несущую способность, не опасаясь обрушения.

Во сколько обойдутся кольца

Бетонные кольца подбирают, основываясь на расчетах объема септика. Размеры бетонных колец для септика указаны на маркировке. Они характеризуются высотой, диаметром и толщиной стенок конструкции, а также типом изделия:

• КС – кольцо стеновое, подходит для возведения стен;
• ПП – плиты для перекрытий;
• ПД – плиты дорожные, устанавливаются на дне котлована.

Высота может составлять 290, 590, 800, 900 мм. Типовое изделие высотой 900 мм может иметь диаметр 700, 800, 1000, 1500 и 2000 мм. Средняя цена на него варьируется от 1200 до1800 рублей. Кольца с другими параметрами могут стоить от 680-1050 до 1500-2400 руб.

Кольца для септика Источник humphrey.alpvd.ru

Следует помнить, что у некоторых колец в маркировке указывается внутренний (полезный) диаметр, у других – внешний, что важно для подбора крышек. Средняя стоимость ж/б крышки или полимерного люка колеблется от 1700 до 2000 руб

При составлении сметы на септик из бетонных колец цена складывается с учетом дополнительных материалов: труб, цемента, герметика, а также стоимости работ (копки, установки колец). Окончательная средняя цена септика «под ключ» находится в промежутке от 38 000 до 69 000 руб.

Этапы строительства

Строительство бетонных опор состоит из следующих этапов:

• перед началом работ подготавливают нужные инструменты и материалы;
• очищают поверхность от строительного мусора;
• приступают к монтажу опалубки;
• проводят работы по армированию;
• далее следует залить бетонный раствор и после его высыхания провести демонтаж опалубки.

Бетонная смесь должна иметь пластичную консистенцию и после застывания быть прочной. На прочность конструкции влияют составляющие бетонного раствора и технические характеристики арматуры, которая должна иметь следующие свойства:

• прочность;
• легкость сваривания;
• малую возможность образования на изделии коррозии;
• хорошую адгезию.

Технология ленточного сборного фундамента

Как правило, ленточный сборный железобетонный фундамент используется для строительства подвального этажа, который планируется ввести в эксплуатацию. Данная конструкция состоит блоков и сборных плит, которые образуют полноценный этаж. Поскольку залить такой фундамент самостоятельно будет довольно трудно, большинство опытных строителей рекомендуют использовать именно монолиты из железобетона и цементно-песчаного раствора с вертикальными швами.

Что касается железного элемента, то монолит не состоит полностью из металла – в нем всего лишь используется арматура, которая придает конструкции дополнительную прочность и упрощает процесс сборки. Кроме того, ленточные фундаменты также обладают достаточно хорошей подвижностью, а стабилизация монолитов происходит благодаря особому армированному поясу, состоящему из подвижки и нескольких амортизирующих элементов. Такие плиты подходят для возведения коттеджей и многоэтажных построек.

Виды и сборка ЖБ конструкций

Монтируемые разновидности железобетонных изделий:

• надземные элементы здания, такие как плиты перекрытия, балки, стеновые панели и прочее;
• стены сооружения и основание;
• входные проемы в лифтовой шахте, элементы мусоропровода;
• вентблоки системы вентилирования.

Сборка металлических конструкций подразделяется на следующие виды:

• Монолитные. Каркас возводят на месте с отливкой в опалубке, с возведением стен и перегородок из пористого вида бетона.
• Сборные. Состоят из каркаса, изготовленного на заводе с предварительным напряжением арматуры. При установке элементы сваривают и бетонируют швы.
• Комплексные сборно-монолитные. Объединяют элементы двух типов.

Железобетонные конструкции принято разделять на виды, согласно их предназначению.

Согласно предназначению, их подразделяют на такие типы:

• фундаменты;
• балки;
• фермы;
• колонны;
• плиты.

Алмазное бурение бетона: преимущества и недостатки

Как мы уже выяснили ранее, перфоратор не всегда способен справиться с высверливанием идеально ровного отверстия заданного размера. Бетон, кирпич, монолит – прочные материалы, для бурения выемок в которых оптимально использовать именно алмазный инструмент. В распоряжении работников наших бригад есть установки алмазного бурения, с помощью которой можно выполнить работы:

• Без лишнего шума, вибраций, образования избыточных объёмов бетонной пыли, способной негативно сказаться на здоровье человека и животных.
• С возможностью регулировки в широком диапазоне глубины (от 1-2 мм), диаметра (до 300 мм и более) отверстий.
• С уверенностью в том, что для алмазного бурения цена соизмерима со статьёй расходов, заложенных на конкретный вид работ.

Алмазное бурение отверстий в бетоне настоящая находка для заказчиков, желающих проложить основные или дополнительных инженерные коммуникации быстро и качественно, без необходимости тратить массу времени на ликвидацию последствий проделывания отверстий с помощью промышленного перфоратора.

Последовательность строительства фундамента

Стройка забора начинается с расчистки территории, по углам прямоугольника выставляются колышки, производится расчёт площади. Правильно выполненные математические действия экономят средства на покупку вспомогательных материалов. По периметру роют траншею глубиной 50 см, засыпают щебнем и песком, укладывают металлическую арматуру и устанавливают деревянную опалубку. Из цемента, песка и щебня готовится бетонный раствор в соотношении:

• Цемент – 1 часть;
• Песок – 2 части;
• Щебень – 4 части;
• Вода.

Воды используют столько, чтобы готовый бетон представлял собой сметанообразную массу.

Защита изделий из сборного железобетона

Воздействие агрессивных химических компонентов на железобетон. Когда изделия из железобетона изготовлены, в процессе эксплуатации они могут поддаваться воздействию внешних факторов. Поэтому, чтобы продлить срок службы материалов, следует защитить изделия. Для этого применяют специальные растворы на основе полимера. Такие смеси образуют на поверхности изделия прозрачную пленку, которая выполняет защитную функцию от различных влияний окружающей среды. Негативно воздействовать на поверхность из железобетона могут погодные явления, химические вещества и механические воздействия. Полимерные смеси бывают:

• тонкослойные;
• высоконаполненные;
• обеспыливающие;
• наливные.

Защита поверхностей полимерными составами является не единственным методом, используют обработку арматуры фосфатом цинка. Такой состав оказывает качественную апатитную обработку.

Устройство септической системы

В первую очередь специалист обязан определить уровень грунтовых вод. Это будет нужная глубина, на которую устанавливается септик. Затем выполняются земляные работы.

Земляные работы

Их выполнение может быть произведено вручную или механизированным способом. Стенки ямы должны быть гладкими и уплотненными, чтобы при их бетонировании не было обсыпания грунта. Параллельно устанавливаются трубы, для отвода воды в почву. Глубина прокладки труб должна быть не ниже уровня промерзания грунта. Если невозможно выполнить это условие, трубопровод нужно утеплить.

На дно котлована стелется полиэтиленовая пленка. Она служит дополнительным утеплителем и уменьшает объем расхода смеси из бетона. Пленку лучше укладывать в несколько слоев.

Независимо от формы и размеров будущего септика стены котлована должны быть ровными и плотными Источник beton-house.com

Технология сборного железобетона

Элемент изготавливается на специализированном заводе, доставляется на объект, где устанавливается в проектное положение.

Достоинства

•  малые затраты труда и времени на строительной площадке;
•  сжатые сроки возведения;
• возможность отделки лицевой поверхности элемента (плитка, фактура) в заводских условиях, что исключает впоследствии отделочные процессы на объекте;
•  малая зависимость от погодных условий;
• быстрое введение конструкции в работу (не требуется времени на набор прочности бетона).

Недостатки

• высокая стоимость (на 70-100 % дороже монолитного);
• наличие швов и стыков (дополнительные затраты на заделку);
• необходимость использования при строительстве тяжелых грузоподъемных механизмов;
• ограничения по размерам и массе конструкций;
•  плохая работа конструкций на динамические нагрузки. Область применения:
•  при сжатых сроках строительства;
• при большом количестве однотипных элементов;
•  при небольшой массе элементов (до 6,0… 10,0 т);
•  в случае, если технико-экономическое сравнение вариантов доказало эффективность применения сборных конструкций в конкретных условиях строительства.

Виды и сборка ЖБ конструкций

Монтируемые разновидности железобетонных изделий:

• надземные элементы здания, такие как плиты перекрытия, балки, стеновые панели и прочее;
• стены сооружения и основание;
• входные проемы в лифтовой шахте, элементы мусоропровода;
• вентблоки системы вентилирования.

Сборка металлических конструкций подразделяется на следующие виды:

• Монолитные. Каркас возводят на месте с отливкой в опалубке, с возведением стен и перегородок из пористого вида бетона.
• Сборные. Состоят из каркаса, изготовленного на заводе с предварительным напряжением арматуры. При установке элементы сваривают и бетонируют швы.
• Комплексные сборно-монолитные. Объединяют элементы двух типов.

Железобетонные конструкции принято разделять на виды, согласно их предназначению. Согласно предназначению, их подразделяют на такие типы:

• фундаменты;
• балки;
• фермы;
• колонны;
• плиты.

Фундаментные балки: использование при заложении основания

Фундаментные балки – это длинные железобетонные бруски с тавровым или трапециевидным сечением. Материал, из которого сделаны изделия, характеризуется высокой прочностью, потому в некоторых видах строительства они просто незаменимы. Благодаря качеству бетона (марки М200 и М300) и арматуры, такие ЖБИ обеспечивают высокую несущую способность здания.

Использование и функции

Данные типы конструкций преимущественно используют при сооружении стен для промышленных зданий, так как они способны выдержать вес бетонной стены высотой до 25 м, либо кирпичных стен высотой 15 м. Сооружение таких зданий подразумевает использование технологии каркасного строительства.

Методика возведения представляет собой устройство отдельно стоящих фундаментов для внутренних и наружных стен. Именно для их строительства применяют железобетонные фундаментные балки, которые скрепляют каркас всего основания. Применение данного материала увеличивает жесткость конструкции и скорость ее сооружения.

Фундаментные балки обладают следующими неоспоримыми преимуществами:

• прочность;
• морозостойкость;
• длительный срок службы;
• отличная влаго- и теплоизоляция;
• устойчивость к коррозии.

Так возведение промышленных зданий требует прочной опоры, то необходимо выполнение расчетов статического и, возможно, динамического давления на фундамент.

Из-за повышенных требований к устойчивости для постройки зданий с использованием фундаментных балок необходима разработка проекта со всеми требующимися чертежами. Применяются балки также и для сооружения зданий в районах с высокой сейсмической активностью.

По маркировке

Фундаментные балки классифицируются по размеру и форме:

• 1БФ – поперечное сечение изделия имеет форму трапеции с основанием длиной 20 см.
• 2БФ – сечение имеет Т-образное верхнее основание.
• 3БФ – является укрупненной версией типоразмера 2БФ, верхнее основание изделия равно 40 см.
• 4БФ – самый габаритный тип бетонных брусьев с тавровым сечением, имеющий 52-сантиметровую грань.
• 5БФ – усредненный вариант трапециевидных балок, которые имеют 32-сантиметровую основу и высоту 30 см.

6БФ – особая серия изделий, высота которых равна 60 см.

Достоинства и недостатки

Говоря об этой разновидности материалов, нельзя упустить из виду анализ их сильных и слабых сторон. Как мы знаем, железобетон в капитальном строительстве весьма востребован, потому вполне логично, что у него есть вполне объективные достоинства.

Среди них:

Длительный срок службы. ГОСТ на железобетонные конструкции, используемые в строительстве, подразумевает деление на три категории долговечности: первая — свыше 100 лет, вторая – 50-100 лет и третья — от 30 лет.

Относительно невысокая стоимость

Если принимать во внимание исключительно финансовую составляющую, то железобетонная конструкция выйдет значительно более дешевой, нежели стальная с аналогичными эксплуатационными показателями.

Высокая термостойкость. Принимая во внимание низкую теплопроводность бетона, можно с уверенностью утверждать, что такое сооружение будет куда более огнестойким, чем изделие из стальных балок.

Сопротивление воздействию химических и биологических факторов

Инертный бетон надежно изхолирует стальной каркас от внешней среды, благодаря чему конструкция на несколько порядков медленнее разрушается вследствие коррозии. Да и бактериальные поражения бетона встречаются только в исключительных условиях (постоянная высокая влажность при высокой температуре).

Возведенное сооружение будет достаточно прочным и долговечным

• Хорошая сопротивляемость нагрузкам – статическим и динамическим. Это преимущество обусловлено оптимальной комбинацией свойств бетона и стальной арматуры.
• Технологичность – при необходимости и наличии необходимых ресурсов из железобетона можно изготовить практически любую архитектурную форму. В частном строительстве возможна также заливка конструкций своими руками: конечно, трудозатраты будут существенными, но отнюдь не запредельными.

Впрочем, железобетонные конструкции обладают и рядом недостатков:

• Во-первых, как ни парадоксально, минусом считается малая прочность при значительной массе. По этому показателю железобетон серьезно уступает стальным фермам и балкам, поскольку изделие несет значительно меньшей полезной нагрузки на единицу массы.
• Во-вторых, эксплуатационные качества материала (теплопроводность, звукоизоляция и т.д.) делают невозможным использование его в жилищном строительстве без дополнительной отделки.

Материал требует обязательной теплоизоляции

Впрочем, эти минусы не являются фатальными, и потому данная разновидность стройматериалов будет повсеместно использоваться, по-видимому, еще довольно долго. Тем более что сопоставимых по характеристикам альтернатив пока не предвидится.

Технология установки

К процессу установки приступают лишь после окончания подготовки строительной площадки и доставки всех комплектующих для монтажа. Затем производится анализ грунта, разрабатывается схема и проводится заземление. Лишь после этого производят сборку конструкции и основных частей:

1. Для монтажа ж/б опор требуется спецтехника: стреловые и установочные краны. Подтягивание стоек производится трактором. Также необходимо подготовить котлован, его размер может быть больше этого же показателя опоры не более чем на 20%.
2. Если планируется монтаж двухстоечных или портальных стоек, то установка производится последовательно: вначале одна, а затем вторая опора. После этого требуется монтаж траверс, крестовых связок и крепление их нижних окончаний. Когда установка произведена, конструкцию временно крепят оттяжками, затем ставятся ригеля.

Особенности ЖБИ

Использование железобетонных конструкций сегодня актуально во всех сферах строительстваИсточник 1beton.info

Слово «железобетон» на сегодняшний день стало именем нарицательным, и когда его произносят, не всегда подразумевают строительный материал, но под этим непременно кроется определение какой-либо прочности и незыблемости. И в самом деле, если учитывать качества, которыми обладают монолитные и сборные железобетонные конструкции, такое сравнение не лишено смысла.

Армирование бетона

Армирование бетона позволяет укрепить его структуру, и сделать ее более устойчивой к большим нагрузкамИсточник vseoarmature.ru

Создание любых конструкций из железобетона предусматривает армирование стальными прутьями того или иного сечения, о чем упоминается уже в определении самого строительного материала. Для этой цели используется стальная проволока сечением 6 мм, но это чаще всего идет как вспомогательный элемент для общего каркаса. В основном армирование монолитных, сборных и монолитно-сборных конструкций производится стальным прутком диаметром от 10 до 16 мм. При этом используют разную арматуру, то есть, она может быть либо гладкой, либо рифленой (AIII). 

Для монолитных и сборных конструкций армирующие каркасы соединяются при помощи вязальной проволокиИсточник dom-s-ymom.org

Армирующие каркасы собираются «мягким» способом, то есть, на соединении не используется сварка, так как такой метод себя не оправдал – он не выдерживает внутреннего напряжения и деформации, которой подвергаются различные бетонные конструкции. Соединения производятся при помощи:

• Вязальной проволоки. Это самый распространенный метод в строительстве и его внедряют либо вручную, либо при помощи каких-то приспособлений, как то: вязального крючка, шуруповерта или специального пистолета.
• Скрепок. Этот метод достаточно быстрый, так как там нет вязального узла, но его нельзя назвать распространенным.
• Пластмассовых хомутиков. На первый взгляд методика заслуживает внимания, как не подверженная воздействию коррозии, но из-за невысокой прочности на разрыв не пользуется популярностью у профессионалов.
• Клипсов. Своеобразные фиксаторы, соединяющие арматуру, используется крайне редко.

Инструменты и материалы для производства

Оборудование для промышленного изготовления сборных железобетонных блоков описано в таблице:

Перечень материалов для изготовления продукции из железобетона для последующей сборки сведен в таблице:

https://youtube.com/watch?v=RJlUi7aLjt0

Армирование конструкций

Большинство сборных конструкций, и тем более, монолитных, для повышения их прочностных характеристик подвергаются внутреннему армированию. Но прежде чем рассмотреть тот или иной ГОСТ на железобетон, представим вашему вниманию список материалов, применяемых в качестве арматуры, стандарты на них, и их основные требования.

Армирование монолитной конструкции

Арматура и проволока

ГОСТ 10884, принятый ещё в 1994 году, по которому производится гладкая и периодическая арматура, многократно подвергался редактированию, и действует только до конца 2021 г. Далее он будет заменён на ГОСТ 34028*2016, который начнёт действовать с 01.01.2018 г.

Арматура классифицируется по механическим свойствам и эксплуатационным характеристикам. В первом случае – это класс прочности, выражающий значение предела текучести стали. Во втором – это разделение на арматуру С (свариваемую) и К (коррозионно стойкую).

В стандарте приведены основные размеры и параметры, технические требования к изготовлению и профилированию, маркировка, методы контроля качества. Правила транспортировки, приёмки и хранения.

Проволока для армирования железобетона, производится из холоднотянутой низкоуглеродной стали по ГОСТ 6727-80, который действует и сегодня. В нём представлены технические требования к её изготовлению, методы испытаний, правила маркировки и приёмки.

Сварные изделия из арматуры

Стандарт 10922*2012 регламентирует изготовление армирующих и закладных изделий для железобетонных конструкций, а так же их механические соединения. Согласно этого ГОСТа должны производиться все виды соединений арматуры, выполняемые в процессе изготовления монолитных и сборных конструкций и их монтажа: механические, сварка, вязка.

В нём же установлены общие технические требования к изделиям из арматурных стержней и проволоки диаметром от 3 мм. ГОСТ не распространяется только на закладные детали, не имеющие стержней для анкеровки.

В документе определено 4 типа изделий:

1. Отдельные стержни с подготовленными соединениями на концах.

Отдельные стержни арматуры с подготовленными соединениями

1. Сетки арматурные.

Сварная сетка для ЖБК

1. Каркасы из арматуры.

Каркас для железобетонной конструкции

1. Закладные детали с анкерными стержнями.

Закладные элементы с анкерными стержнями

Сетки, которые чаще всего применяются при заливке плитных конструкций своими руками, бывают плоскими и рулонными, с прямоугольными и квадратными ячейками, с расположением рабочей арматуры в одном или двух направлениях. Рулонные сетки изготавливают из проволоки диаметром до 5 мм. Технические условия на изготовление сеток и их классификация, определены в отдельном стандарте 23279*2012.

Каркасы могут быль плоскими и пространственными, из стержней одинакового или разного диаметра. В пространственных каркасах стержни располагаются в разных плоскостях. Закладные детали могут быть открытыми и закрытыми, с различным расположением анкерных стержней относительно плоского элемента.

В зависимости от расположения анкерных стержней относительно плоского элемента, различают закладные изделия с перпендикулярным, наклонным, параллельным или смешанным расположением анкерных стержней. Типы таких деталей приведены в специальном приложении.

Сварные соединения арматуры, осуществляемые как в заводских условиях, так и на объекте, должны конструктивно соответствовать требованиям стандарта 14098.

Регламенты и существующие нормативные документы

Работу над сооружением начинают с составления ПРР — проекта производства, выполняемого на объектах строительства с соответствием действующих стандартов, с учетом безопасности рабочих и конструкции в целом, а также технических условий. Основные документы по соблюдению технических норм установки ЖБ изделий:

• ГOCT 10922—90. Содержит информацию технических условий изготовления составных частей и метод их сваривания.
• ГOCT 14098—91. Определяет типы элементов, их размеры и выполнение соединения деталей.
• CHиП З.0З.01—87. В нем изложена информация об основных материалах и технологическом процессе возведения несущих и ограждающих конструкций.

или cкачать в PDF (957.6 KB)

или cкачать в PDF (1.1 MB)

или cкачать в PDF (869.5 KB)