Область применения железобетонных конструкций

Особенно широкое распространение в строительстве за последний более чем двадцатилетний период получили сборные железобетонные конструкции. Монолитные конструкции, изготовляемые на строительной площадке, в значительной мере уступили место сборным железобетонным изделиям заводского изготовления. Значительно расширилась область применения предварительно напряженных железобетонных конструкций. Сборные железобетонные конструкции все более широко применяются в жилищно-гражданском, промышленном, сельскохозяйственном, транспортном и других видах строительства.

Ежегодно на изготовление железобетонных конструкций расходуется около 12 млн. т арматурной стали и металлопроката для закладных деталей.

Совместная работа бетона и арматуры возможна в результате трех факторов:

между бетоном и поверхностью стальной арматуры • возникают значительные силы сцепления и трения, препятствующие проскальзыванию арматуры в бетоне под нагрузкой. Сцепление возникает за счет силы трения между бетоном и арматурой вследствие шероховатости последней, а также за счет обжатия арматурных стержней бетоном после его усадки;

при нагружении конструкций из железобетона, а также при изменении температуры окружающей среды, а, следовательно, и температуры железобетона размеры арматуры и бетона из-за незначительного различия коэффициентов их линейного расширения изменяются примерно одинаково;

арматурная сталь в бетоне не подвергается коррозии, так как находится под защитным слоем. Свободная вода бетона содержит растворенную гидроокись кальция Са(ОН)2, которая предохраняет сталь от коррозии.

В обычных железобетонных конструкциях для хорошего сцепления арматуры с бетоном каждый арматурный стержень должен быть окружен бетоном и находиться на определенном расстоянии от другого, поэтому сечение бетона в растянутой зоне оказывается довольно значительным, что увеличивает поперечное сечение и массу конструкций. Предварительно напряженные железобетонные конструкции позволяют избежать указанных выше недостатков.

Например, если для напряженного армирования использовать сталь класса Ат-VI с расчетным сопротивлением 800 МПа, то после предварительного натяжения на половину расчетного сопротивления (400 МПа) арматура еще способна воспринимать нагрузку исходя из остающегося расчетного сопротивления, равного 400 МПа.

Таким образом, при предварительном напряжении продольной арматуры из стали класса Ат-VI ее расчетное сопротивление после предварительного натяжения будет почти в 2 раза больше, чем расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры стали класса A-I. Следовательно, и площадь поперечного сечения арматуры из стали класса Ат-VI в предварительно напряженной конструкции будет в 2 раза меньше, чем площадь арматуры из стали класса A-I в той же конструкции без напряженного армирования.

При этом кроме экономии арматуры при напряженном армировании существенно изменяется и сечение железобетонных конструкций.

Предварительное напряжение арматуры позволяет значительно повысить трещиностойкость железобетона. В зависимости от условий эксплуатации строительных конструкций к железобетону предъявляются различные требования по трещиностойкости. Наиболее высоким требованиям по этому признаку должны удовлетворять конструкции, отнесенные к первой категории. Это резервуары, напорные трубы, конструкции, работающие в суровых климатических условиях или в агрессивных средах.

В ряде случаев для таких конструкций совершенно не допускается раскрытие трещин под нагрузкой. Появление трещин предотвращается предварительным напряжением арматуры, в результате которого происходит обжатие бетона. При загружении предварительно напряженной железобетонной конструкции эксплуатационной нагрузкой в арматуре и в бетоне возникают усилия, причем в арматуре эти усилия повышают растягивающее напряжение, а в обжатом бетоне уменьшают степень его обжатия. Предварительное напряжение арматуры, а следовательно, и степень обжатия бетона можно установить таким образом, чтобы бетон под действием эксплуатационных нагрузок находился в сжатом состоянии и трещины при этом раскрываться не будут.

Наиболее рациональные области применения железобетонных конструкций в строительстве определяются в соответствии с требованиями СНиП И-21-75 и Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов ТП-101-81.

Сборные железобетонные конструкции применяются для строительства предприятий, зданий и сооружений всех отраслей народного хозяйства, за исключением, перечисленных в ТП-101-81, в труднодоступных пунктах строительства (высокогорные, пустынные и т. д.). При этом проектирование несущих железобетонных конструкций должно осуществляться преимущественно из высокопрочных бетонов (тяжелых и легких), а ограждающих конструкций — из легких и ячеистых бетонов с применением высокоэффективной и высокопрочной арматурной стали.

освещение строящихся зданий