Сборные ж б металлические деревянные конструкции

Обновлено: 05.10.2024

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Сравнение каркасных конструкций из разных материалов

Конструкции каркасные - части сооружений, воспринимающие основные нагрузки и дающие возможность применять заполняющие материалы (в основном — теплоизоляционные), не несущие нагрузки.

С конструктивной и экономической точки зрения эффективным зданием является такое, отдельные конструкции которого отвечают своему основному назначению, например если элементы здания, воспринимающие нагрузку, запроектированы из соответствующего материала с максимальным использованием его физико-механические свойств, если теплоограждающие (заполняющие) поверхности запроектированы из хороших теплоизоляционных материалов и т. д.

Это обстоятельство диктует необходимость расчленения конструкций по их основным назначениям. Это — одна из причин, породившая мысль о создании рамных конструкций, в которых все основные вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются системой стоек, вертикальных или наклонных, жестко сопряженных с балками (ригелями) — горизонтальными, наклонными, ломаными или изогнутыми — и образующих в статическом отношении монолитный скелет.

Здания, в которых главные внешние нагрузки воспринимаются рамными конструкциями, называются каркасными.

Собственно каркас состоит обычно из колонн и связывающих их балок (ригелей) (фиг. 0).

Каркасные конструкции по роду материалов, из к-рых они осуществляются, могут быть:

а) деревянными,
б) железобетонными,
в) металлическими.

Конструктивные формы каркасов очень многообразны. Простейшая форма — закрепленная стойка с консолями.

Часто встречаются однопролетные рамы (Фиг. 3), У которых ригель может быть прямым (фиг. 3, а), наклонным (фиг. 3,6), ломаным (фиг. 3,в) или криволинейным (фиг. 3,г). Подобные формы могут быть в рамных конструкциях, со многими стойками (многопролетные рамы, фиг. 4).

Рамные конструкции - применение

Рамные конструкции, поставленные одна над другой и связанные в статическом отношении в одно целое, образуют - многоярусные рамы (рис. 5).

Применение того или иного материала для рамных конструкци зависит, с одной стороны, от назначен здания, основных его размеров и условий работы каркаса (химическое воздействие, динамич. нагрузки и т. д.) и, с другой стороны, от конъюнктурных условий — стоимости материалов, степени их дефицитности, сроков возведения зданий, места и условий строительства, срока работы предприятия, района строительства и т. д.

Таким образом нельзя установить пределов, ограничивающих применение каркасов из того или другого материала. Можно толька отметить, что деревянные каркасы находят применение для зданий с низкой этажностью, с небольшими нагрузками и небольшим сроком службы (выставочные павильоны, склады, одно- и двухэтажные каркасные здания ит. д.).

Область применения железобетонных и металлических каркасов значительно разнообразнее и шире. Выбор материала для каркаса, учитывая высказанные соображения, следует производить с учетом всего комплекса факторов. В качестве сугубо условного предела для большинства многоэтажных каркасов можно принять, что при количестве этажей в 6—12 применение железобетона оказывается экономически наиболее рациональным; в некоторых случаях при условии применения для каркаса железобетона с жесткой арматурой может оказаться рациональным и выше указанного обычного предела 12—14 этажей; все же выше 20 этажей следует переходить к применению чисто металлических каркасов.

Опоры

Опоры рам бывают шарнирными или заделанными. Характером устройства опор предопределяется статической неопределимость рамы, например однопролетная рама с заделанными стойками (рис. 3, в) имеет 2x3=6 неизвестных, а уравненй статики только 3; следовательно такая рама будет статически неопределимой.

Нагрузки

В качестве нагрузок, воздействующих на рамные конструкции, принимают все факторы, вызывающие деформации и напряжения в элементах конструкции. К основным факторам, воздействующим на конструкцию, нужно отнести: собственный вес сооружения, полезные нагрузки, динамическое воздействие механизмов и подвижной нагрузки. Наряду с вертикальными нагрузками могут иметь место и горизонтальные: действие ветра, торможение и пр. Нагрузки могут передвигаться в виде равномерно распределенной нагрузки или сосредоточенной на узле конструкции. Нормы нагрузок для расчета элементов конструкций приведены в ОСТ.

Характерной особенностью рамы является соединение отдельных ее стержней, осуществляемое в виде жестких сопряжений, в то время как в решетчатых системах мыслится шарнирное сопряжение их. Особенности строительных материалов и способов производства работ по возведению из них соответствующих конструкций рования из них элементов рамы и сооружения в целом.

Способность стали одинаково хорошо сопротивляться как растяжению, так и сжатию и изгибу дает возможность запроектировать конструкцию с крайним допустимым пределом Так как системы, статически определимые по сравнению со статически неопределимыми, имеют то преимущество, что усилия в элементах такой конструкции могут быть определимы с большей точностью, то в ответственных местах металлических конструкций присоединение элементов осуществляют подвижно, чтобы добиться полной ясности в распределении усилия. В противоположность металлическим конструкциям в железобетоне обычно стремятся создать возможно более жесткую связь между элементами конструкции, что приводит к многократной статической неопределимости ее. И только необходимость учета температурного влияния и осадки опор вынуждает применять принцип расчленения конструкции: устройство шарнирных или подвижных опор, температурных швов и т. д.

В связи с развитием и уточнением методов расчета статически неопределимых систем рамные конструкции, главным образом металлические и железобетонные, начинают завоевывать большое место в гражданских и инженерных сооружениях.

Схематически распределение растягивающих и сжимающих напряжений в углу рамы представлено на рис. 10. В виду того что все деревянные и металлические сооружения составляются из отдельных элементов, получение безупречной монолитной конструкции, в особенности деревянной, представляет затруднения.

Несравненно большая жесткость может быть достигнута в железобетонных рамах, углы которых могут быть выполнены до известной степени монолитно. По видимому это — одно из обстоятельств, затрудняющих например изготовление шарнирной дощатой (рис. 11) рамы.

Более широкое распространение нашли рамные деревянные конструкции, например в жилищном строительстве. Однако конструкция таких рам со статической точки зрения очень далека от тех требований, которые предъявляются вообще к рамам в отношении жесткости узловых сопряжений стержней рам. Значительно легче осуществляется, в особенности с развитием сварки, конструирование углов металлических рам. Примерное решение углов металлических рам приведено на рис. 12 и 13.

Железобетонные рамные конструкции

Большое распространение получили железобетонные рамные конструкции. Конструирование железобетонных рам подчиняется в общем тем же правилам и приемам, которые применяются при расчете и конструировании балок и колонок. Необходимо только учитывать специфические условия работы стержней рамы, подвергаемых изгибающим усилиям, вызываемым жесткостью угловых соединений.

Пример решения однопролетной железобетонной рамы приведен на рис. 16. В соответствии с напряжениями, возникающими в угловых сопряжениях стержней рамы, осуществляется армирование угла для восприятия растягивающих и сжимающих усилий (рис. 15 и 16).

Заполнение межкаркасного пространства осуществляется самым разнообразным способом различными строительными материалами и элементами. Устройство остальных элементов, примыкающих к рамам, — опор, балок, стропил, подкрановых балок, ветровых связей й т. д..

Железобетонный каркас зданий: сборный, металлический и деревянный (основные элементы)

Железобетонный каркас применяют в процессе возведения многоэтажных зданий и частных домов. Соблюдение техники строительства и использование надежных материалов придаст прочности сооружению.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы незаменимы при сооружении высотных зданий, т.к. обладают отличной прочностью. При частном строительстве допустимо выбирать материалы с менее хорошими характеристиками. В связи с этим использование стального каркаса железобетонного при частном строительстве является экономически необоснованным.

высокая несущая способность;
огнестойкость;
длительная эксплуатация;
малые эксплуатационные расходы;
надежность конструкции;
затраты на производство таких изделий намного ниже, чем на конструкции из камня или металла;
длина пролетов позволяет создавать большие помещения без дополнительных опор (перегородок, колонн).

большая плотность;
необходимость выдержки до приобретения прочности;
высокая звуко- и теплопроводность;
трудоемкость ремонтных работ, усиления конструкции;
материал может покрыться трещинами из-за усадки и силовых воздействий.

Виды, где используется в строительстве

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

От типа металлической конструкции и количества этажей зависит способ возведения здания. Различают сборные, монолитные и комбинированные конструкции.

Отсутствие необходимости подогрева рабочего места зимой, что существенно экономит затраты на энергоресурсы.
Возможность оставлять железобетонные материалы на стройке, что обеспечивает непрерывность процесса сборки конструкции.
Уменьшение необходимости непрофессиональной рабочей силы.
Наличие дополнительного пространства, которое отсутствует при монолитном строительстве.
Элементы каркаса изготовляются на заводе, что позволяет обойтись без сварочных работ.
Быстрота сооружения здания.
Достижение прочности сразу после установки.

Среди недостатков — большой расход материала на опоры, ограничение в формах, которые по умолчанию установлены заводом-изготовителем, т.к. арматура не поддается сгибанию.

Сборные конструкции

Чтобы элементы каркаса было удобно транспортировать, на них устанавливаются специальные петли или проделываются отверстия. На строительной площадке детали сваривают.

Конструкция таких каркасов предполагает наличие железобетонного фундамента. На нем монтируют колонны с промежутками 6-12 м. Для фундаментных балок применяют бетон марок 200-400. Эти элементы будут служить опорой несущим стенам. Балки размещают так, чтобы уровень пола был на 3 см выше их верхней стороны. Пустое пространство заливается бетоном. Для этого подходит марка 100.

Для того чтобы пол был защищен от промерзания, а также, чтобы на нем не сказывалось влияние почвы на балки, производят гидроизоляцию. Большие конструкции возводятся при помощи колонн 1.020, приспособленных к нагрузке до 500 т, что равняется 10 этажам. Наружные стены возводят из ячеисто-бетонных блоков, уложенных в 1 ряд. Благодаря нулевой жесткости сохраняется пластичность фасада. Блоки укладывают на балки или плиту перекрытия.

При строительстве несущей конструкции из блоков маленького размера кладку можно производить в 1 или несколько слоев. На этапе конструирования подобного строения нужно убедиться, что кладка не служит опорой каркаса. Толщина стен подбирается с учетом теплоизоляционных требований. В жилых домах этот параметр должен быть равен 50 см.

Ячеисто-бетонные блоки подходят и для внутренних перегородок (между комнатами, квартирами). Эти стены являются для каждого этажа самостоящими. Во время планирования толщины перегородок и перекрытий в первую очередь учитываются требования звукоизоляции (больше 50 дБ).

Существуют нормативные документы для расчета параметра. Он зависит от используемых блоков, раствора, бетона и пр. Избавиться от посторонних звуков поможет минплита, которой заполняются пустоты. Плотность материала должна находиться в пределах 80-100 кг/м³.

Рекомендуемая толщина межкомнатных стен — 12 см, звукоизоляционный параметр — минимум 43 дБ.

Сборный каркас чаще всего применяется при возведении 2-5-этажных промышленных построек. Если строится более высокое здание, требующее больших крановых нагрузок, то целесообразно использовать стальное основание. Его составляющие (колонны, ригели и связующие элементы) бывают сплошные или решетчатые. Их изготавливают из швеллеров, уголков и прочих профилей, скрепленных при помощи сварочного аппарата.

Каркасы с опорами из камня устанавливают при возведении невысоких строений при отсутствии больших пролетов и чрезмерных нагрузок. Несущую способность повышают за счет армирования стальной сеткой, арматурой или усиливают, применяя железобетонные сердечники.

Сборно-монолитные каркасы

При применении таких каркасов можно снизить трудоемкость работ и уменьшить их срок, сохранив основные достоинства монолитных конструкций.

В этом варианте колонны и балки бетонируются в опалубке с тонкими стенками и квадратным сечением. Стыки арматуры и опалубки замоноличиваются, когда колонны и балки заливаются бетоном.

Колонны монтируются в выемку в ж/б плите, на которой размещаются панели с пустотами, сверху устанавливают пролетные элементы.
Арматурную сетку, которая расположена между панелями приваривают к армопрутьям пролетных элементов.
Заливают бетонную смесь.

Монолитный каркас

Монолитный каркас можно соорудить при помощи как съемной, так и несъемной опалубки. Второй тип чаще применяется для возведения невысоких частных домов. После того как опалубку заливают бетоном, она соединяется с другими элементами и выполняет роль несущей конструкции. В современном строительстве ее изготавливают из разных материалов, в т.ч. из пенопласта.

Щитовой. Опалубку такого типа создают из отдельных деталей, которые соединяются специальными крепежными элементами. Таким образом формируют емкость для заливки бетона, который станет основанием будущей постройки.
Туннельный. Опалубку приобретают в собранном виде, из-за чего такой тип конструкции подойдет не для всех монтажных работ. Купленные изделия не подлежат изменениям. Их заполняют раствором сразу после установки.

Если требуется большой объем бетона, его заказывают на предприятии. В другом случае раствор можно замесить самостоятельно.

После завершения работ по укладке бетона необходимо перейти к его уплотнению: это убережет конструкцию от образования пустот. Для выполнения задачи подойдут специальные инструменты (глубинный, а также поверхностный вибратор и пр.).

При помощи уплотнения монолитный каркас станет максимально прочным. После завершения процесса переходят к армированию конструкции. Особенности технологии позволяют реализовывать различные дизайнерские идеи.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Несмотря на то что монолитный каркас приобрел доверие строителей, его свойства постоянно улучшают: повышают прочность, снижают расход материалов. Для достижения этих целей применяют бетоны более высоких марок. Благодаря этому удается снизить расход арматуры и стоимость постройки. Каркас здания считается эффективным, если армирование превышает 3%.

по марке бетона;
по сечению железобетонных компонентов;
по проценту армирования в бетоне.

При возведении монолитного здания руководствуются способом, который предполагает заглубление коробки сооружения на 2 этажа. При помощи этого метода удается сделать конструкцию максимально надежной, т.к. нагрузки передаются высокопрочным пластовым почвам.

Несмотря на эффективность, эта технология редко применяется при возведении домов высотой до 3 этажей включительно. Причина заключается в высокой стоимости такого строения (сооружение деревянной опалубки, применение дорогостоящей техники и пр.). При обустройстве невысоких зданий чаще применяют сборные каркасы, которые обладают достаточной прочностью, при этом стоят намного дешевле.

Железобетонные фермы: стропильная, жби, бетонная (24 м, 18 м) — сфера применения

Железобетонные фермы – это специальные несущие элементы для разных типов кровли, которые применяются в каркасных сооружениях и зданиях. Основная функция фермы – создание опоры для кровли, а также равномерное распределение общей нагрузки на фундамент и колонны здания.

Фермы ЖБИ рассчитываются и производятся в условиях заводов, так как даже минимальные неточности в столь грандиозных конструкциях могут привести к непоправимым последствиям и стать причиной обрушения здания. Монтируются фермы с привлечением специальной строительной техники, так как обладают огромным весом.

Что представляют собой фермы

Железобетонная ферма – это конструкция специального назначения из бетона и соединенных между собой стержней стальной арматуры, которая предназначена для монтажа крыши и выступает каркасом для будущего здания.

Находящиеся вверху прутья называются верхним поясом, нижние стержни – нижним поясом. Элементы конструкции, которые располагаются в вертикальной плоскости, называются стойками.

Находящиеся под определенным углом части – это раскосные элементы. В свою очередь, стойки и раскосные элементы формируют решетку всей конструкции. Места соединения расположенных вертикально стоек и раскосных блоков называются узлами железобетонной балки.

Высокий уровень прочности и надежности всего здания
Железобетонный каркас создает жесткую структуру, гарантирует способность выдерживать серьезные нагрузки на протяжении долгих лет
Бетон и сталь не боятся неблагоприятных химических, климатических воздействий, не меняют характеристик под ультрафиолетом, дождем, на морозе и т.д.
Стропильный элемент полностью отвечает наиболее строгим требованиям стандартов пожарной безопасности

Благодаря современному оборудованию на заводах создают железобетонные фермы в четком соответствии с нормативными требованиями и в минимальные сроки. Вес конструкции с пролетом 18 м составляет больше 7 тонн, если же пролет 24 метра – около 12.3 тонн. Поэтому монтировать фермы можно исключительно с привлечением специальной техники.

Монолитный элемент с целостной структурой, который создается только в заводских условиях.
Составная конструкция – включает несколько частей, которые собираются непосредственно на объекте.

Основные виды ферм

В современном строительстве используют фермы двух типов – стропильные и подстропильные. В работе с фермами самым важным этапом считается проектирование – правильные расчеты обеспечат качество монтажа и способность конструкции выдерживать установленные нагрузки, а вот просчеты в проекте нередко приводят к обрушению зданий.

Стропильные конструкции

Стропильная ферма железобетонная – самый сложный вариант. На рынке можно найти и стропильные конструкции, сделанные из металла, бруса (дерева), которые пользуются большей популярностью. Железобетонные конструкции обычно используют лишь там, где другой материал не подходит ввиду недостаточности характеристик и показателей по устойчивости, защите.

Для стропильных конструкций из дерева основным параметром является площадь, на которой планируется размещать объект. Для обеспечения прочности и жесткости строения, исключения риска его обвала под своим весом, важно верно рассчитать площадь, определить устойчивость ферм. Деревянные фермы нужно правильно крепить – для этой задачи обычно привлекают специалистов, не рискуя реализовывать самостоятельно.

Железобетонные фермы – самые надежные и долговечные в сравнении с другими вариантами. Они обладают огромным весом, поэтому используются достаточно редко – в конструкциях с огромными площадями, в регионах со специфическим климатом, в промышленных зданиях и т.д.

Подстропильные конструкции

Эти конструкции применяются не так часто, как стропильные. Они актуальны в строительстве мансард при условии, что величина колонн превышает размер несущей конструкции. В данном случае основой фермы выступает подстропильная балка, длина которой составляет от 12 до 24 метров.

Этот тип ферм выполняется с арматурой пучковой формы, что значительно уменьшает вес, повышает надежность всей конструкции. Фермы устанавливают непосредственно на колонны стропильного типа, соединяют выбранными инструментами. Для железобетонных и металлических конструкций понадобится дополнительно обустроить сварные соединения.

Данные типы ферм применяют там, где внутри здания идут поперечные несущие стены или же все стены поперечные. Только балки подстропильные могут использоваться в возведении мансардных крыш. Стойки вводят непосредственно под ноги (колонны) и тогда конструкция дает меньше давления на здание, оставаясь устойчивой и надежной по максимуму.

Размеры ЖБ ферм

Изготовление бетонных и железобетонных изделий осуществляется в соответствии с ГОСТами, принятыми в стране. Естественно, что железобетонные фермы не являются исключением. В соответствии с установленными нормативами определяются основные размеры элементов, выполняется маркировка.

Самые распространенные размеры – 18/24/36 метров. Максимально допустимый вес элемента, в соответствии с ГОСТом, может составлять 6-50 тонн. В Москве и регионах можно найти железобетонные фермы любых размеров и параметров.

Маркировка дает практически все главные характеристики и показатели ферм – размеры, тип, конструктивные особенности, свойства. Маркировка включает несколько наборов букв и цифр, которые расшифровываются по ГОСТу 23009.

1 группа значений – номер типоразмера, тип изделия, длина (с округлением до метров).
2 группа значений – числовой индекс несущей способности, указывается класс арматуры (если она предварительно напряжена), тип бетона (указывается лишь для изделий из легких типов бетона).
3 группа значений – есть не всегда, указывает на стойкость к сейсмическим толчкам, агрессивным средам, говорит про наличие закладных, дополнительных отверстий и т.д.

Сфера применения

Железобетонные фермы, как и конструкции из других материалов, применяются в возведении разнообразных объектов – пролетов мостов, установки крыши разного типа сооружений, гидротехнических затворов, опор для линий электропередачи.

Ввиду того, что конструкции отличаются целым рядом выгодных преимуществ (защита от трещин, стойкость к морозу и агрессивным воздействиям, прочность и надежность, долговечность и высокая несущая способность), фермы актуальны в самых разных зданиях. Они могут поддерживать кровли, перекрывать пролеты, колонны, служить для создания промежуточных опор для установки последующих конструкций.

Бывает, что фермы используют и в открытом виде – в строительстве промышленных сооружений, участков. Жилое строительство не использует железобетонные фермы вообще.

Классификация ЖБ ферм

По форме конструкции железобетонные фермы бывают раскосными, безраскосными (они же арочные), полигональными. Часто упоминается и такая классификация: типовые, раскосные/безраскосные. Типовых вариантов достаточно много, тут все зависит от числа этажей и величины пролетов.

Безраскосная ферма используется в случае, когда кровля имеет уклон небольшой. Также данный тип ферм актуален для здания с системами коммуникаций, шаг составляет 6/12 метров.
Объекты без отопления, с крышей из асбестоцементных листов, предполагают использование безраскосных ферм, с пролетом 9/18 метров.
Сегментные безраскосные и раскосные фермы всегда применяют для создания скатных кровель.

При создании ферм учитывают такие самые важные характеристики: реакция материалов на низкие/высокие температуры, плотность и прочность бетона в смеси, марка стали, реакция на коррозию. В частных домах конструкции не используются, так как самостоятельно их установить невозможно, да и вес элементов такой, что ни один малоэтажный дом не выдержит.

Общий вес системы включает массу стропильной фермы и покрытия кровли.
Основные нагрузки учитывают: сильный ветер, осадки, снег. Есть также периодические – землетрясения и другие форс-мажорные обстоятельства.
Каркас фермы включает массу армированных стальных элементов, что обеспечивает максимальную устойчивость.
С целью уменьшения веса изделия могут использоваться легкие бетоны, что на качестве не сказывается никак.
Перед заливкой стальная арматура покрывается специальными пропитками, исключающими раннюю коррозию, что делает кровлю стойкой ко влаге, снегу, морозу, ультрафиолету, перепадам температуры.
Контур фермы включает два пояса для формирования прочного изгиба, а решетка состоит из раскосов и стоек.
Фермы могут быть полигональными и сегментными, все они отличаются по уклону и форме пояса.

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

Проще всего производятся безраскосные арочные конструкции – узлы ферм легко армируются, незаполненное пространства закрывают отводами (для проводки, систем коммуникации). Чаще всего такие изделия применяются для обустройства кровли плоской, скатной, с малым уклоном.

Для заливки железобетонных ферм используют бетон В30-В60, который демонстрирует высокий уровень прочности. Из готового бетонного раствора формируют большие каркасные конструкции или детали сборных элементов. Потом их транспортируют на место проведения работ с использованием специальной техники. Для этой цели пригоняют фермовозы – специальные машины, перевозящие фермы в готовом виде на объект.

Ввиду того, что ферма представляет собой несущий элемент крыши, до проведения установки осуществляют массу расчетов, все четко проектируют. Ведь даже при малейших погрешностях огромный вес фермы может стать причиной разрушения всего здания.

Как правило, для проектирования и реализации расчетов привлекают архитекторов, инженеров, проектировщиков, монтажников.

Установка железобетонных ферм выполняется также профессионалами – своими руками тут ничего не удастся реализовать. Только при условии верно выполненных расчетов и правильного монтажа ферм можно гарантировать прочность, надежность, долговечность конструкции.

Сборные конструкции

в строительстве, конструкции, собираемые (монтируемые) из готовых элементов, не требующих дополнит. обработки (обрезки, подгонки и пр.) на месте строительства. Элементы С. к. изготовляют из различных материалов (сталь, бетон, железобетон, дерево, асбестоцемент, алюминиевые сплавы, пластмассы и др.) на специализированных заводах строительной индустрии или строительных полигонах. В СССР развитие производства С. к. и расширение областей их применения являются основным направлением индустриализации строительства (См. Индустриализация строительства). Использование С. к. позволяет наиболее трудоёмкие работы выполнять на промышленных предприятиях, оснащенных высокопроизводительным оборудованием для изготовления сборных элементов. Монтаж С. к. на строительной площадке, а также погрузочно-разгрузочные работы при их транспортировании осуществляются монтажными механизмами (кранами, погрузчиками) с минимальными затратами ручного труда. Эти условия применения С. к. обеспечивают значительное снижение трудоёмкости и стоимости строительства, сокращение сроков возведения зданий и сооружений и повышение качества работ.

С. к. целесообразны лишь при большой повторяемости сборных элементов и минимальном количестве их типоразмеров. В соответствии с этим в сборном строительстве предусматривается применение в основном унифицированных (типовых) изделий с преобладанием в общем объёме продукции крупноразмерных элементов.

Конструкции, монтируемые из готовых элементов, при соответствующем выполнении соединений (См. Соединения) могут быть сборно-разборными, что весьма эффективно при возведении различных временных сооружений, особенно в труднодоступных районах. В СССР наиболее массовым видом С. к. являются сборные Железобетонные конструкции и изделия. См. также Стальные конструкции, Деревянные конструкции, Полносборное строительство.

Лит.: Дыховичный Ю. А., Конструирование и расчёт жилых и общественных зданий повышенной этажности. Опыт московского строительства, М., 1970; Справочник проектировщика. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства, М., 1974.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Полезное

Смотреть что такое "Сборные конструкции" в других словарях:

СБОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ — строительные конструкции (железобетонные, металлические, деревянные и др.), монтируемые на строительной площадке при возведении зданий и сооружений из укрупненных элементов заводского изготовления … Большой Энциклопедический словарь

сборные конструкции — строительные конструкции (железобетонные, металлические, деревянные и др.), монтируемые на строительной площадке при возведении зданий и сооружений из укрупнённых элементов заводского изготовления. * * * СБОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ СБОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ,… … Энциклопедический словарь

СБОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ — в строительстве конструкции здания и сооружений, собираемые (монтируемые) из предварительно изготовл. на з дах и полигонах элементов. С. к. выполняются из ж. б., бетона, металла, древесины и т. д. С. к. целесообразны лишь при большой… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Сборные конструкции — готовые элементы строительной конструкции кровля, полы, стены и пр. (Архитектура: иллюстрированный справочник, 2005) … Архитектурный словарь

Конструкции сборные — – бетонные или бетонные конструкции, изготавливаемые в виде отдельных элементов и монтируемые на месте возведения здания или сооружения. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Конструкции крупноблочные — Конструкции крупноблочные – сборные конструкции из крупноразмерных бетонных блоков (сплошных, пустотелых, со щелевидными или круглыми пустотами), из которых монтируются фундаменты. наружные и внутренние стены. [Терминологический словарь… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

КОНСТРУКЦИИ СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ — сборные конструкции с разъёмными соединениями, позволяющими осуществлять разборку конструкций и повторный многократный монтаж их на новом месте (Болгарский язык; Български) сглобяемо разглобяеми конструкции (Чешский язык; Čeština) demontabilní… … Строительный словарь

конструкции сборно-разборные — Сборные конструкции с разъёмными соединениями, позволяющими осуществлять разборку конструкций и повторный многократный монтаж их на новом месте [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные … Справочник технического переводчика

Конструкции ЖБИ — Термины рубрики: Конструкции ЖБИ Вут Газосиликатные изделия Диагностика Жби Конструкции бетонные жаростойкие … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Конструкции сборные железобетонные — Конструкции сборные железобетонные – строительные конструкции заводского изготовления, которые монтируются непосредственно на строительной площадке. [Словарь архитектурно строительных терминов] Конструкции сборные железобетонные –… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Железобетонные конструкции

Железобето́н — композитный строительный материал, представляющий собой залитую бетоном стальную арматуру. Запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для изготовления кадок для растений.

Термин «железобетон» абстрактен и употребляется обычно в выражении «теория железобетона». Если речь идёт о конкретном объекте, будет правильнее говорить «железобетонная конструкция», «ж/б конструкция», «железобетонный элемент».

Содержание

История

Французский садовник Монье выращивал в теплицах пальмы, затем пересаживал саженцы в глиняные горшки и отправлял для продажи в Англию. Горшки в дороге бились, пальмы погибали. Садовник терпел большие убытки. Однажды раздосадованный Монье решил слепить кадку для пальмы из цемента. Он взял две деревянные бочки и поместил их одна в другую, а промежуток между стенками залил цементом, получив бетонную тонкостенную бочку. Для большей прочности он заключил её в каркас из железных стержней, а потом для красоты покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После затвердения новая бочка оказалась на редкость прочной, и Монье был выдан патент на изобретение. Это случилось в 1867 году, который принято считать годом изобретения железобетона как универсального несгораемого строительного материала. Окрылённый успехом, он принялся за поиски других областей применения изобретённого материала: в 1877 году Монье запатентовал железобетонные железнодорожные шпалы, в 1880-83 годах — железобетонные перекрытия, здания, балки, своды, мосты.

В XX веке железобетон является наиболее распространённым материалом в строительстве (см. Пьетро Нерви).

Характеристики

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных,
пожаростойкость — в сравнении со сталью и деревом,
технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции,
химическая и биологическая стойкость — не подвержен коррозии, старению, гниению.

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

невысокая прочность при большой массе — прочность бетона в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке).

Основные принципы проектирования железобетонных конструкций

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данную статью нельзя использовать как руководство по проектированию, она носит ознакомительный характер. Рассмотренные здесь случаи типичны, на их примере нельзя проектировать реальные конструкции. Именно поэтому здесь намеренно нет никаких формул для расчётов. Если вы не обладаете специальными знаниями, не пытайтесь возводить потенциально опасные ж/б конструкции (перекрытия или многоэтажные каркасы) — это опасно для жизни людей, которые будут под ними находиться.

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.

Железобетонные элементы рассчитываются по прочности, жёсткости, трещиностойкости.

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

Изгибаемые элементы (балки, плиты)

При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны (см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. В железобетонной конструкции выделяется две формы разрушения:

по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента,
по наклонным сечениям — от действия поперечных сил.

В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок).

1 — верхняя (сжатая) арматура
2 — нижняя (растянутая) арматура
3 — поперечная арматура
4 — распределительная арматура

верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении

Основными параметрами конструкции являются:
L — пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров;
H — высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально h²;
B — ширина сечения;
a — защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды;
s — шаг поперечной арматуры.

Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнения бетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (из необходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаях верхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура и сжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочность элемента по нормальным сечениям (см. рисунок).

Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок)

Рапределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас.

Разрушение элемента в обоих случаях наступает вследствие разрушения бетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается в направлении действия растягивающих напряжений для упрочнения элемента.

Небольшие по высоте балки и плиты (до 150 мм) допускается проектировать без установки верхней и поперечной арматуры.

Плиты армируются по такому же принципу как и балки, только ширина B в случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и 2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения.

Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт на жёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки) и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутой зоне).

Сжатые элементы (колонны)

При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольно напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.

Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку).

Типичное армирование колонны представлено на рисунке.

1 — продольная арматура
2 — поперечная арматура

В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы:

— Подготовка арматуры
— Опалубочные работы
— Армирование
— Бетонирование
— Уход за твердеющим бетоном

Изготовление сборных железобетонных конструкций

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. Кроме того, изготовление предварительно напряженных ЖБК возможно, как правило, только в заводских условиях.

Недостатком заводского способа изготовления является невозможность выпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится к разнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически, на заводах ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к деградации архитектуры региона. Такое явление наблюдалось в СССР в период массового строительства.

Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической схеме изготовления. Используется несколько технологических схем:

Конвейерная технология. Элементы изготовляют в формах, которые перемещаются от одного агрегата к другому. Технологические процессы выполняются последовательно, по мере перемещения формы.

Поточно-агрегатная технология Технологические операции производят в соответствующих отделениях завода, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами.

Стендовая технология. Изделия в процессе изготовления остаются неподвижными, а агрегаты перемещаются вдоль неподвижных форм.

В предварительно напряженных конструкциях применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение на бетон, а также два основных способа натяжения арматуры: электротермический и электротермомеханический.

Изготовление монолитных железобетонных конструкций

Защита железобетонных конструкций полимерными материалами

Для защиты железобетонных конструкций применяются специальные полимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слой железобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты, механические воздействия). Для защиты железобетонного основания применяют различные типы защитных конструкций, позволяющих модифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности — увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придать декоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическую стойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания, классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия.

Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка. [1] Фосфат цинка медленно реагирует с корродирующим химикатом (например щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.

Читайте также: