Железобетонное: Железобетонные конструкции — история развития и применение

Железобетонные конструкции — история развития и применение

• Главная
>
• О заводе
>
• Статьи
>
• Железобетонные конструкции — история развития и применение



  Железобетон по сравнению с другими строительными материалами появился сравнительно недавно и почти одновременно в Европе и Америке. Его история насчитывает не более 150 лет. Однако к настоящему времени он получил самое широкое распространение в строительстве, имеет свою историю и своих выдающихся деятелей. 

  Железобетонные конструкции — несущие элементы зданий и сооружений, изготовляемые из железобетона, и сочетания этих элементов.

 

  Появление железобетонных конструкций связано с большим ростом промышленности, транспорта и торговли во второй половине XIX в., когда необходимо было строительство новых фабрик, заводов, портов и многих других капитальных сооружений. К этому времени были развиты цементная промышленность и черная металлургия. Им предшествовал многовековой опыт строительства из камня, неармированного бетона, дерева и двухсотлетний опыт строительства из металла. 

  Исследования покрытий Царскосельского Дворца показали, что русские мастера еще в 1802 г. применяли армированный бетон, однако они не считали, что получили новый строительный материал, и не патентовали его. 

  Первым изделием из железобетона была лодка, построенная Ламбо во Франции в 1850 г. Первые патенты на изготовление изделий из железобетона были получены Монье в 1867… 1870 гг. В 1892 г. французский инженер Ф. Геннебик предложил монолитные железобетонные ребристые перекрытия и ряд других рациональных строительных конструкций, и все последующие арматурные чертежи вычерчены условно, будто бетон является прозрачным, а арматура хорошо видимой по всей толще бетона.

В России железобетон стали применять с 1886 г. для перекрытий по металлическим балкам. 

  В 1885 г. в Германии инж. Вайс и проф. Баушингер провели первые научные опыты по определению прочности и огнестойкости железобетонных конструкций, сохранности железа в бетоне, сил сцепления арматуры с бетоном и пр. Тогда же впервые инж. М. Кёнен высказал предположение, подтвержденное опытами, что арматура должна располагаться в тех частях конструкции, где можно ожидать растягивающие усилия. 

  В 1886 г. М. Кёнен предложил первый метод расчета железобетонных плит, который способствовал развитию интереса к новому материалу и более широкому распространению железобетона в Германии и Австро-Венгрии. 

  В 1891 г. талантливейший русский строитель проф. Н. А. Белелюбский первым провел серию испытаний железобетонных конструкций: плит, балок, арок, резервуаров, силосов для зерна, моста пролётом 17 м, которые по методике испытаний и полученным результатам во многом превосходили работы зарубежных ученых и послужили базой для широкого распространения железобетона в строительстве. В 1911 г. в России были изданы первые технические условия и нормы для железобетонных сооружений. 

  Время появления предложений Ф. Геннебика, т. е. конец XIX в., можно считать началом первого этапа в развитии железобетона, характеризуемого появлением в практике разного рода железобетонных стержневых систем. С этого времени повсеместно вошел в практику и метод расчета бетонных конструкций по допустимым напряжениям, основанный на законах сопротивления упругих материалов. На развитие железобетона в этот период большое влияние оказали труды ученых Н. М. Абрамова (по расчёту армированного железобетона) и И. Г. Малюги, А. А. Байкова, Н. А. Жидкевича, М. Беляева и др. (по разработке основ технологии бетона). 

  В 1904 г. в г. Николаеве по проекту инженеров Н. Пятницкого и А. Барышникова был построен первый в мире морской маяк из монолитного железобетона высотой 36 м, со стенами толщиной 10 см вверху и до 20 см внизу. Примерно в то же время были осуществлены безбалочные междуэтажные перекрытия склада молочных продуктов в Москве. Приоритет создания этих конструкций принадлежит русскому инженеру, впоследствии выдающемуся ученому проф. А. Ф. Лолейту. Однако в дореволюционной России не было условий для подлинного прогресса в развитии железобетона. 

  Впервые идея предварительного напряжения элементов, работающих на растяжение, была выдвинута и осуществлена в 1861 г. русским артиллерийским инж. А. В. Гадолиным применительно к изготовлению стальных стволов артиллерийских орудий. 

  Вопрос о применении предварительно напряженной арматуры в железобетонных конструкциях был поднят в 1928 г. в работах Э. Фрейссипэ, а затем в работах немецких инженеров Ф. Дишингера, Е. Хойера, У. Финстервальдера и др., послуживших началом практическому применению предварительно напряженных железобетонных конструкций. 

  После революции железобетонное строительство в России получило невиданный в мире размах. Необходимость максимально экономить материал и снижать стоимость железобетонных конструкций вынуждала советскую школу учитывать все наиболее передовое в европейской и американской практике и широко развивать собственные теоретические и экспериментальные исследования в области железобетона. В этих целях, вскоре после революции, был создан ряд научно-исследовательских институтов и лабораторий для теоретического и экспериментального изучения физико-механических свойств бетона и железобетона. В строительных и транспортных вузах были организованы кафедры строительных конструкций. Все это позволило в короткий срок подготовить высококвалифицированных специалистов по железобетону. Это, в свою очередь, способствовало значительному расширению применения железобетона в гидротехническом и жилищно-гражданском строительстве. 

  В 1925… 1932 гг. советские ученые В. М. Келдыш, А. Ф. Лолейт, А. А. Гвоздев. П. Л. Пастернак и другие на базе широких экспериментальных работ разработали общие методы расчета статически неопределимых стержневых систем (арок и рам), которые позволили запроектировать и построить много уникальных для своего времени общественных и промышленных зданий из железобетона: Центральный телеграф, Дом «Известий», здания министерств легкой промышленности и земледелия в Москве, почтамт и Дом промышленности в Харькове, Дома Советов в Ленинграде, Минске, Киеве и ряд других крупных сооружении.

 

  В гидротехническом строительстве впервые железобетон был применен при строительстве Волховской ГЭС (1921… 1926 гг.), крупнейшей по тому времени. Плотина сооружалась на железобетонных кессонах, транспортируемых к месту установки на плаву. Главное здание станции железобетонное каркасное, с железобетонными аркадами, поддерживающими путь 130-тонного мостового крана. Так же широко железобетон был применен в главной подстанции и во всех вторичных подстанциях. Волховстрой явился первой большой практической школой советских специалистов по железобетону. Вслед за Волховской ГЭС были построены ДнепроГЭС (1927… 1932 гг.), Нижне-Свирская ГЭС (1928… 1934 гг.), в которых бетон и железобетон применялись еще более широко. 

  Примерно в 1928 г. железобетон стал широко использоваться в строительстве тонкостенных пространственных конструкций: разнообразных оболочках, складах, шатрах, сводах и куполах. Советский ученый В. 3. Власов первым разработал общий практический метод расчета оболочек, значительно опередив зарубежную науку в этой области.

В 1937 г. вышла в свет первая в мире «Инструкция по расчету и проектированию тонкостенных покрытий и перекрытий», составленная на основе теоретических и экспериментальных работ, проведенных под руководством А. А. Гвоздева. 

  Первый тонкостенный купол значительного диаметра (28 м) был построен в 1929 г. в Москве для планетария, а самый большой в то время гладкий купол диаметром 55,5 м был сооружен в 1934 г. над зрительным залом театра в Новосибирске. Конструкцию купола разработал инж. Б. Ф. Матери по идее и под руководством П. Л. Пастернака. 

  Применение в строительстве рамных и тонкостенных пространственных систем с использованием их жесткости и монолитности следует считать вторым этапом в развитии железобетона. 

  В 1936 г. в СССР впервые был применен предварительно напряженный железобетон для изготовления опор канатной сети на закавказских железных дорогах. Широкому внедрению предварительно напряженных железобетонных конструкций во многом способствовали работы ученых В. В. Михайлова, А. А. Гвоздева, С. А. Дмитриева и др. 

  Огромную работу по изучению и созданию теории и практики железобетонных конструкций и по разработке наиболее прогрессивных решений проводят Научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ) и многие другие научно-исследовательские и проектные институты. 

  На основе глубокого изучения физических и упругопластических свойств железобетона, а также экспериментальных данных А. Ф. Лолейт, А. А. Гвоздев и другие (1931… 1934 гг. ) создали теорию расчета железобетона по разрушающим усилиям. Она была положена в основу норм (ОСТ 90003-38), по которым рассчитывали все промышленные и гражданские здания и сооружения. 

  Широкую индустриализацию железобетонного строительства, развитие предварительно напряженных конструкций, внедрение высокопрочных материалов и разработку нового метода расчета железобетонных конструкций следует считать началом третьего этапа в развитии железобетонных конструкций. Выдающимся примером третьего этапа может служить построенная в 1965 г. башня Большого московского телецентра общей высотой 522 м. Нижняя часть до высоты 385 м выполнена из монолитного предварительно напряженного железобетона. Диаметр башни внизу 18,0 м, а вверху — 8,5 м при толщине стенки соответственно 46 и 30 см. На отметке 65 м ствол башни переходит в коническое основание диаметром по низу 61 м. На высоте 360 м расположены ресторан на 420 человек и смотровые площадки на 600… 700 человек. Нижняя часть конического основания выполнена в виде опорных конструкций (ног) высотой 17,3 м. На отметке 42 м оболочка конического основания имеет диафрагмовое кольцо, воспринимающее усилие от анкеровки канатов предварительно напряженной арматуры. 

  Советские ученые и инженеры осуществляли плодотворные научные и конструкторские исследования по всем направлениям теории и практики железобетона. Накопленный опыт и мощная строительная индустрия являются прочным фундаментом, обеспечивающим дальнейший прогресс железобетонных конструкций в нашей стране.

Устройство железобетонных монолитных перекрытий, плюсы и минусы / ГарантСтройГрупп

Монолитное железобетонное перекрытие — это перекрытие, которое изготавливается непосредственно на строительной площадке. Для этого используются такие строительные материалы, как опалубка, арматура и бетон.

Технология изготовления состоит из пяти этапов:

1. Установка опалубки (см. отдельная статья):

Для устройства опалубки монолитного железобетонного перекрытия необходимы такие элементы как треноги, стойки телескопичкские, ригели (могут быть заменены на обычный деревянный брус 100*100м), унивилки и фанера ламинированная.

2. Устройство арматурного каркаса (см. отдельная статья)

Монолитная железобетонная плита перекрытия армируется двойной сеткой (верхняя и нижняя) с использованием поддерживающих каркасов (змейки или лягушки). Класс арматуры для верхней и нижней сеток применяется А-III (А400), а диаметр следует подбирать в соответствии с проектом, но для частного домостроения и небольших пролетах (до 6м) Ø12 с шагом 200мм будет вполне достаточно.

3. Бетонирование (см. отдельная статья)

Марку бетона для монолитной плиты перекрытия, как и для прочих несущих конструкций следует применять, руководствуясь проектными решениями. Обычно это М300, но мы бы рекомендовали применять М350. Бетонирование может вестись двумя методами: кран-бадья и при помощи автобетононасоса (см. тут). Бетонную смесь необходимо уплотнять глубинным вибратором.

4. Уход за бетоном (см. тут)

При необходимости уложенную бетонную смесь следует греть при низких температурах (см. тут) во избежание замерзания бетона или поливать водой при жаркой погоде что бы не допустить появления трещин на поверхности плиты

5. Снятие опалубки

Срок снятия опалубки регламентируется различными актами. В частности, СНиП 3.03.01-87 содержит пункт, согласно которому снятие опалубки с несущих и ограждающих конструкций (а именно к ним относятся перекрытия) может осуществляться при наборе бетоном 70 % от марочной прочности. При надлежащем обосновании, данный показатель может быть снижен до 50 % (отсутствие нагрузок, например).

В целом, в зависимости от марки бетона, набор им 70 % прочности может занять от 2 до 16 дней. Скорость набора прочности так же зависит от температуры: чем холоднее, тем медленнее будет идти данный процесс.

В большинстве случаев, практически любой бетон обретает достаточно прочности для выполнения дальнейших работ на 21- 28 день. Впрочем, дожидаться этого момента для снятия опалубки не обязательно. Что касается перекрытий, то оптимальным считается срок снятия опалубки в 3-5 дней. При этом нагружать перекрытия настоятельно рекомендуется не раньше, чем через 21 день.

При выполнении строительства в зимний период, стандартные нормативы не действуют. В этом случае, необходимы расчеты на месте, исходя из которых и определяется срок снятия опалубки.

Преимущества монолитного перекрытия

• Монолитные перекрытия подходят для дома любой конфигурации независимо от ширины пролетов (можно использовать различные нестандартные формы). В то время как сборные железобетонные плиты выпускаются определенных типовых размеров, то есть с определенной шириной и длиной , поэтому и здание необходимо проектировать согласно этим размерам.

• Монолитное перекрытие толщиной 15 см практически полностью подавляет воздушный шум.А в деревянном перекрытии прокладка звукоизоляции является обязательной его частью.

• Монолитные перекрытия по праву можно назвать самыми прочными и долговечными. Конечно если технология возведения полностью соблюдена.

• Монолитные перекрытия дают возможность делать выносы для балконов, терасс любой формы без установки дополнительных опор, что невозможно достичь с помощью сборных ж/б плит.

• Нижняя поверхность монолитных перекрытий является гладкой и для ее оформления достаточно незначительного слоя штукатурки — в сборных же высока вероятность появления трещин на стыке плит, да и плиты порой бывают не идеальных и не одинаковых размеров от стандарта.
• Под монолитное перекрытие не нужно заливать армопояс, поскольку часть перекрытия опирающаяся на стены по сути им и является.

Недостатки монолитного перекрытия

• К недостаткам можно отнести разве что относительную дороговизну в сравнении со сборным железобетоном. И конечно монолитное перекрытие намного дороже деревянного.

Вернуться назад

Железобетон | Определение, свойства, преимущества и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Что такое железобетон? Использование, преимущества и преимущества

🕑 Время чтения: 1 минута

Железобетон представляет собой сочетание традиционного цементного бетона с арматура (стальной стержень). Эта комбинация сделана для использования компрессионного прочность бетона и прочность стали на растяжение одновременно, следовательно, работайте вместе, чтобы противостоять многим типам нагрузки. Термин усиленный используется потому что сталь укрепляет бетон и делает его еще прочнее строительный материал.

Этот строительный материал должен быть тщательно спроектирован. Если он недостаточно армирован, бетон может быть слабым и подвержен разрушению. Наряду со многими преимуществами железобетон имеет и некоторые недостатки. Железобетон можно формовать и формировать способами, которые невозможны для некоторых других материалов, предоставляя возможности для инновационного и визуально интригующего дизайна.

Железобетон является популярным строительным материалом, поскольку он очень прочен, с ним легко работать, он легко адаптируется, универсален, долговечен и доступен по цене. Он обычно используется для устройства фундаментов крыш зданий, при строительстве автомобильных дорог, сборных конструкций, плавучих конструкций и гидроэнергетических туннелей, оросительных каналов, водостоков и всех других мыслимых конструкций.

Содержание:

• Преимущества железобетонного бетона
  • 1. Прочность
  • 2. Экономичная
  • 3. Универсальность
  • 4. Длина
  • 5. Пожарная сопротивление
  • 6. Прогла 8. Простота строительства
  • 9. Возможность потреблять и перерабатывать отходы
  • 10. Многорежимное применение
• Недостатки железобетона
• Применение железобетона

Преимущества железобетона

1. Прочность

Железобетон обладает очень хорошей прочностью как на растяжение, так и на сжатие. Это делает бетон востребованным строительным материалом.

Рис. 1: Прочность бетона

2. Экономичность

Компоненты бетона широко доступны во всем мире и недороги. Точно так же себестоимость производства бетона очень низкая. Есть общая экономия за счет использования железобетона, потому что стоимость его обслуживания низкий из-за долговечность железобетона.

Железобетонная долговечность, устойчивость, низкие требования к обслуживанию и энергоэффективность, бетонные конструкции снижают эксплуатационные расходы, связанные с эксплуатационным потреблением энергии, техническим обслуживанием и восстановлением после стихийных бедствий.

Рис. 2: Экономичный бетон

3. Универсальность

Можно укладывать бетон в различные формы опалубки или конфигурации опалубки для формирования желаемого формы, форма, поверхность, текстура и размеры в строительная площадка. Это связано с тем, что свежий бетон текучий и находится в жидком состоянии. состояние. Поэтому он больше подходит для архитектурных требований.

Рис. 3: Универсальность бетона

4. Долговечность

Железобетонные конструкции долговечны, если они спроектированы и уложены надлежащим образом. На материал не влияют погодные условия, такие как осадки и снег, и они могут прослужить до 100 лет.

Благодаря низкой проницаемости бетон может противостоять химическим веществам, растворенным в воде, таким как сульфаты, хлориды и углекислый газ, которые могут вызвать коррозию бетона, без серьезного разрушения.

Вот почему железобетон идеально подходит для подводных и погруженных в воду применений, таких как строительные конструкции, трубопроводы, дамбы, каналы, облицовка и прибрежные сооружения.

Рис. 4: Высокопрочный бетон в агрессивной среде

5. Огнестойкость

Природа бетона не позволяет ему загореться или сгореть. Он может выдерживать жару в течение 2–6 часов, что дает достаточно времени для спасательных работ в случай пожара. Здания из железобетона более огнестойкие, чем другие часто используемые строительные материалы, такие как сталь и дерево. Подходит для огнеупорная сталь, используемая при высоких температурах и взрывных работах.

Рис. 5: Огнестойкость бетона

6. Пластичность

Стальная арматура придает железобетонным конструкциям пластичность. Пластичность позволяет бетону проявлять признаки разрушения, такие как растрескивание и прогиб, если железобетонный элемент подвергается перегрузке. Это позволяет инженерам рассмотреть подходящие меры для предотвращения дальнейшего повреждения бетона.

Рис. 6: Пластичность бетона

7. Сейсмостойкость

Правильно спроектированные железобетонные конструкции чрезвычайно устойчивы к землетрясениям.

8. Простота конструкции

По сравнению с использованием стали в конструкции, усиленной бетон требует менее квалифицированной рабочей силы для возведения конструкции.

9. Способность потреблять и перерабатывать отходы

Некоторые промышленные отходы и побочные продукты, такие как летучая зола, шлак, также известный как GGBFS или молотый гранулированный доменный шлак, отходы стекла и даже шины наземной техники могут быть переработаны в качестве заменителя цемента или заполнителя или дополнительных материалов. Как В результате производство бетона снижает воздействие на окружающую среду из-за промышленных отходов и улучшает характеристики бетона и, следовательно, качество структура не нарушается.

Бетон может быть переработан как заполнитель для использования в качестве подстилающего слоя в дорожном полотне и автостоянках, для габионов стены, в качестве каменной наброски для защиты береговой линии или в других целях или в виде гранулированного материала, тем самым уменьшая количество материала, который вывозится на свалку, и потребность в первичных материалах в новом строительстве.

Рис. 7: Переработка бетона

10.

Многорежимное применение

Одно из основных преимуществ конкретным является его способность использоваться в различных прикладных методологиях. Бетон наносится вручную, заливается, перекачивается, распыляется, заливается раствором, а также используется для передовых приложений, таких как торкретирование и туннели.

Недостатки железобетона

• Железобетонные конструкции тяжелее других, таких как стальные, деревянные и стеклянные конструкции.
• Бетонные здания нуждаются в массивной опалубке, центровке, опалубке для ремонта. В результате это требует много места на площадке и трудозатрат.
• Бетону требуется время, чтобы набрать полную прочность. Таким образом, его нельзя использовать сразу после строительства, в отличие от стальных конструкций.
• Основными этапами использования железобетона являются смешивание, заливка и отверждение. Все это влияет на конечную прочность.