Железобетонные конструкции

1.

Железобетонные конструкции

2.

Железобетон
сочетание 2-х различных по своим
физико-механическим
свойствам
материалов: - стали (арматура) и бетона,
работающих после затвердения как
единое монолитное целое.
Бетон хорошо работает на сжатие и
гораздо
хуже
на
растяжение.
Сопротивляемость растяжению в 10 -15
раз хуже, чем сжатию.

3.

Арматура также имеет высокую прочность
на сжатие, поэтому она используется и для
увеличения несущей способности сжатых
бетонных элементов. Применение
арматуры в этих элементах позволяет
сократить размеры сечения (рис. 9.1, в).

4.

Совместная работа бетона и арматуры
бетон при твердении плотно сцепляется
с арматурой, этим достигается
совместная работа под нагрузкой;
бетон и арматура имеют близкие по
значению коэффициенты линейного
расширения;
(бетон – α = 0,000015),(арматура – α =
0,000012)
арматура защищена в бетоне от коррозии
и непосредственного воздействия огня.

5.

Преимущества и недостатки
железобетонных конструкций

6.

Преимущества
Долговечны и экономичны.
70% массы железобетона составляют местные
материалы - песок, гравий, щебень и вода.
3. Прочны - прочность бетона во времени возрастает, а
арматура,
защищенная бетоном, не подвергается коррозии.
4. Огнестойки, хорошо сопротивляются атмосферным
воздействиям,
динамическим и статическим нагрузкам,
задерживают радиоактивное
излучение.
5. Железобетону легко придать нужные
конструктивные и архитектурные формы.
6. Эксплуатационные расходы по уходу за
железобетонными
конструкциями небольшие.
1.
2.

7.

Недостатки
1. Большая плотность – ρ = 2500
кг/куб.м. (для тяжёлого бетона).
2. Сложность производства работ
(особенно зимой на открытом
воздухе).
3. Высокая звуко- и теплопроводность.

8.

Классификация
железобетонных
конструкций

9.

Железобетонные конструкции
квалифицируются по следующим признакам:
по назначению - на конструкции для
строительства жилых, общественных
зданий, объектов сельского хозяйства,
промышленности и сооружений транспорта;
по материалу - из тяжёлого и лёгкого бетона
(лёгкий бетон с ρ < 1800кг/куб.м.);
по способу выполнения - монолитные,
сборные и сборно-монолитные;
по способу армирования - с обычным
армированием и предварительно
напряжённые.

10.

Монолитные железобетонные
конструкции
Железобетонные конструкции, возводимые
на строительной площадке, называются
монолитными. Для возведения монолитных
конструкций требуется установка
подмостей и опалубки. Бетон выдерживают
в опалубке, пока он не затвердеет.
Строительство из монолитного
железобетона сегодня одна из наиболее
перспективных технологий возведения
жилых и общественных зданий.

11.

Сборные железобетонные
конструкции
Изготавливают на специализированных
предприятиях. На строительной
площадке их монтируют и соединяют
между собой при помощи анкеровки или
сварки закладных частей. Применение
сборных конструкций обеспечивает
высокую индустриализацию
строительства.

12.

Использовании сборномонолитных конструкций
При использовании сборно-монолитных
конструкций вначале укладывают
сборные железобетонные элементы,
выполняющие роль опалубки, а затем
производят бетонирование. Такой способ
возведения позволяет отказаться от
опалубки, электросварочных работ,
снизить энергоемкость строительства и
сократить сроки строительства.

13.

Бетон

14.

Физико-механические свойства бетона.
Бетон - это искусственный камень,
полученный в результате твердения смеси
вяжущего, воды и заполнителей. При
затворении
смеси
водой
начинается
химическая реакция соединения минералов
цемента с водой, в результате образуется гель
пористая
студенистая
масса.
При
перемешивании гель обволакивает отдельные
зёрна заполнителей и, твердея, связывает эти
зёрна,
превращая
смесь
в
твёрдый
монолитный материал - бетон.

15.

Прочность бетона
Прочность - это способность
бетона противостоять внешним
нагрузкам.

16.

Прочность бетона зависит от следующих факторов:
Прочность зависит от характера силового воздействия
(сжатие, растяжение, срез), от формы и размеров
испытываемых образцов. В связи с этим различают
несколько характеристик прочности.
Наибольшую прочность бетон имеет при сжатии,
поэтому она является эталоном для определения класса
бетона по прочности на сжатие.

17.

Кубиковая прочность
Это предел прочности бетонного образца, имеющего форму куба
с размером ребра 15 см, выдержанный в течение 28 суток при
t°20°С и относительной влажности 90 – 100%. По кубиковой
прочности устанавливается класс бетона по прочности на сжатие,
который обозначается буквой В.
Нормами установлены следующие классы по прочности на
сжатие для тяжёлых бетонов: В 3,5, В 5, В 7,5, В 10, В 12,5, В 15, В 20,
В 25, В 30, В 35, В 40, В 50, В 60.

18.

Призменная прочность
Это прочность на сжатие образцов, имеющих
форму призмы, с отношением высоты к стороне
основания h/а > 4. Призменная прочность меньше
кубиковой –= 0,75 В.
Железобетонные конструкции по форме
отличаются от куба, поэтому в расчётах в качестве
основной характеристики прочности бетона на
сжатие используется призменная прочность.

19.

Прочность на растяжение
У бетона она минимальная. Для
конструкций, в которых прочность на
растяжение имеет основное значение и
специально контролируется на
производстве, устанавливают класс по
прочности на осевое растяжение - Bt.
Который характеризует предел
прочности бетона осевому растяжению.
Для тяжёлых бетонов – Bt 0,8; Bt 1,2; Bt
1,6; Bt 2; Bt 2,4; Bt 2,8; Bt 3,2.

20.

Прочность бетона в 1,5-2 раза выше,
чем прочность при растяжении
Кубиковая прочность – B
Призменная прочность - 0,7/0,8 B
Осевое растяжение
- 0,05/ 0,1 B
срез
- 0,15 /0,3 B
скалывание - 0,1/ 0,2 B

21.

Для железобетонных конструкций не
допускается применение тяжелого бетона
класса по прочности на сжатие ниже В7,5.
Рекомендуется принимать класс бетона по
прочности на сжатие:
для железобетонных сжатых стержневых
элементов из тяжелого бетона не ниже В15;
для сильно нагруженных сжатых стержневых
элементов – не ниже В25;

22.

для изгибаемых элементов без
предварительного напряжения В15...В20;
для предварительно напряженных конструкций
класс бетона должен быть не ниже В20;
для замоноличивания стыков элементов
сборных железобетонных конструкций класс бетона
устанавливается в зависимости от условий работы
соединяемых элементов, но не ниже В7,5.

23.

Арматура

24.

Арматура
Это гибкие или жесткие стальные
стержни, размещённые в бетоне в
соответствии с расчетом и
конструктивными требованиями.
Арматуру классифицируют по
функциональному назначению,
технологии изготовления и профилю
поверхности.

25.

По назначению
Арматура делится на рабочую, которая
устанавливается по расчету, конструктивную и
монтажную, которую ставят по конструктивным
и технологическим соображениям. Монтажная
арматура обеспечивает проектное положение
рабочей арматуры, служит для создания
пространственного каркаса, а также
воспринимает неучтённые расчетом усилия от
усадки бетона.

26.

По технологии производства
В зависимости от технологии изготовления
арматура делится на горячекатаную
стержневую (получаемую способом проката) и
холоднодеформированную проволочную
(получаемую путём холодной вытяжки
прокатных стержней).
По форме поверхности арматура может
быть периодического профиля и гладкая,
(рис.10.2).

27.

На поверхности арматуры периодического
профиля имеются часто расположенные выступы,
которые обеспечивают надёжное сцепление с
бетоном без устройства дополнительной
анкеровки на концах стержней.
Вся стержневая арматура является гибкой.
Жесткая арматура применяется в виде фасонного
прокатного профиля: двутавров, швеллеров,
уголков.

28.

Арматурная сталь в соответствии с
ее механическими свойствами
подразделяется на классы. Стержневая
арматура обозначается буквой А и цифрой,
которая показывает предел текучести
стали в МПа. Кроме арматуры А240, вся
стержневая арматура имеет
периодический профиль. Арматура А240
имеет гладкую поверхность.

29.

А240 (A-I) диаметром 6 – 40 мм; ГОСТ 5781-82*.
А300 (A-II) диаметром 6 – 40 мм; ГОСТ 5781-82*.
А400 (A-III) диаметром 6 – 40 мм; ГОСТ 5781-82*.
А500 диаметром 10 – 40 мм; ГОСТ Р 52544-2006.
А600 (A-IV) диаметром 10 – 40 мм; ГОСТ 10188480*.
А800 (A-V), А1000 (A-VI) диаметром 10 – 32 мм
по ГОСТ 101884-80*.

30.

Холоднодеформированная
проволочная арматура
Обозначается буквами В и Вр. Она
подразделяется на обыкновенную
холоднодеформированную проволоку класса
В500 (Вр-I) диаметром 3 – 12мм (ГОСТ Р 52544-2006) и
высокопрочную холоднодеформированную
проволоку периодического профиля класса
Вр1200 – Вр1500 (Вр-II) диаметром 3 – 8 мм
(ГОСТ 7348-81*).

31.

В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры
применяют в основном сталь классов А400, А500 и В500.
В качестве напрягаемой рабочей арматуры применяют
сталь классов: А600 – А1000, Вр1200 – Вр1500, канаты 7- и
19 - проволочные классов К1400, К1500.
В качестве конструктивной арматуры применяют
сталь классов А240, А300, В500. Для монтажных петель
используют сталь класса А240, имеющую удлинение при
разрыве до 25% (мягкая, пластичная сталь).

32.

Железобетон

33.

Защитный слой бетона
В конструкциях арматура должна
располагаться на некотором расстоянии от
наружной поверхности, которое называется
защитным слоем. Его назначение:
обеспечить совместную работу арматуры с
бетоном на всех стадиях изготовления,
монтажа и эксплуатации конструкции;
защитить арматуру от коррозии и от
воздействия высоких температур.

34.

Толщина защитного слоя
Назначается в зависимости от
назначения конструкций, размеров
поперечного сечения, условий
эксплуатации, диаметра и типа
арматуры. Толщине защитного слоя
должна быть не менее диаметра стержня
и не менее значений, указанных в
таблице 10.1

35.

Таблица 10.1
Минимальное значение толщины защитного слоя бетона
рабочей арматуры
(табл.8.1 СП 52-101-2003, пункт 7.3.2 СНиП 52-01-2003)
Условия эксплуатации конструкций зданий
1. Плиты, полки ребристых плит, толщиной до 100 мм
2. В закрытых помещениях при при нормальной и повышенной
влажности
3. В закрытых помещениях при повышенной влажности (при
отсутствии дополнительных защитных мероприятий)
4. На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных
мероприятий)
5. В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий),
в фундаментах при наличии бетонной подготовки
Толщина защитного слоя
бетона, мм,
не менее
10
20
25
30
40
Для сборных элементов минимальное значение толщины защитного слоя бетона рабочей
арматуры, указанные в таблице, уменьшают на 5 мм.
Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона
принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

36.

Виды арматурных изделий :
арматурные изделия: отдельные
арматурные стержни, плоские и
рулонные арматурные сетки,
пространственные арматурные каркасы;
закладные детали;
приспособления для фиксации арматуры и
закладных деталей;
приспособления для строповки элементов
сборных конструкций.