Содержание
-
Лекция 5ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИУчебные вопросы:1. Классификация железобетонных конструкций2. Факторы совместной работы бетона и стали3. Сравнительный анализ сборного и монолитного железобетона4. Предварительно напряженные железобетонные конструкции5. Особенности изготовления сборных железобетонных конструкций6. Технологические схемы и операции7. Операционный контроль качества8. Армирование ЖБК9. Виды арматурных изделий10. Маркировка арматуры11. Коррозия арматуры и меры защиты от нее12. Особенности укладки, уплотнения и твердения бетонной смеси в монолитных ЖБК
-
Основными направлениями в совершенствовании железобетонных конструкций (снижение стоимости при одновременном повышении качества) являются:
удовлетворение требований непрерывно развивающихся «Технических правил но экономному расходованию строительных материалов» (ТП-101-81); применение конструктивных решений, снижающих массу конструкций и позволяющих наиболее полно использовать: физико-механические свойства исходных материалов, местные строительные материалы, бетоны высоких классов (40 и выше), лёгкие бетоны, холодную пропитку бетонов мономерами и высокопрочную арматуру (1000 МПа и выше), механизированное и автоматизированное изготовление конструкций; повышение долговечности, надежности и технологичности конструкций, снижение их приведённых затрат, материалоёмкости, энергоёмкости, трудоемкости изготовления и монтажа; разработка новых, уточнение и упрощение существующих методов расчета конструкций, особенно пространственных, тонкостенных и с предварительным напряжением арматуры; развитие методов расчета с использованием ЭВМ и высокопроизводительных методов конструирования (САПР), технологии изготовления и возведения конструкций сборных, сборно-монолитных и монолитных; повышение качества, упрочнение и удешевление стыков сборных и сборно-монолитных конструкций; изучение физико-химических и механических процессов взаимодействия стальной арматуры с бетоном в целях наиболее эффективной борьбы с появлением и раскрытием трещин в конструкциях; совершенствование методов подбора и изготовления бетона (особенно легкого и ячеистого), с тем чтобы получать железобетон с заранее заданными свойствами; повышение сейсмической и динамической стойкости конструкций; увеличение долговечности конструкций в зданиях с агрессивными средами, а также при эксплуатации в низких и высоких температурах.
-
Железобетон это комплексный строительный материал, в котором бетон и арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают под нагрузкой как единое монолитное тело. Бетон предназначается для восприятия преимущественно сжимающих усилий, а арматура – растягивающих.
-
Схема разрушения балки
а – бетонной; б – железобетонной; 1 – нулевая (нейтральная линия), 2 – сжатая зона балки; 3 – растянутая зона балки; 4 – нормальные трещины; 5 – наклонные трещины; 6 – стальная арматура; 7 – разрушение бетона сжатой зоны.
-
Достоинства и недостатки железобетонных конструкций
К достоинствам железобетонных конструкций относятся: высокая прочность: большая долговечность; высокая степень огнестойкости; стойкость против атмосферных воздействий; малые эксплуатационные расходы на содержание; гигиеничность; экономичность ввиду повсеместной доступности сырья.
-
С учетом вышеизложенного к недостаткам железобетонных конструкций без предварительного напряжения относятся: низкая трещиностойкость вследствие слабого включения в работу арматуры в период образования трещин, быстрое их раскрытие и быстрый рост прогибов; нерациональность использования в железобетонных конструкциях без предварительного напряжения высокопрочной арматуры; невыгодность использования бетонов повышенной и высокой прочности, поэтому железобетонные конструкции без предварительного напряжения обладают большой массой, что ограничивает величину перекрываемых пролетов; большая трудоемкость при изготовлении; большая звуко - и теплопроводность.
-
Виды железобетонных конструкций
Сборные конструкции– конструкции, возведение которых на строительной площадке производят из заранее изготовленных элементов. Монолитные конструкции– конструкции, возведение которых осуществляют непосредственно на строительной площадке. Сборно – монолитные конструкции– комплексные конструкции, в которых сборный и монолитный железобетон, укладываемый на месте строительства, работает под нагрузкой как одно целое.
-
В основу классификации сборных железобетонных конструкций положены следующие отличительные признаки:
- вид армирования, - объемный вес, - вид бетона, - внутреннее строение, - назначение.
-
По виду армирования железобетонные конструкции подразделяются на:
- предварительно напряженные, - с обычным армированием, т. е. без предварительного напряжения.
-
По объемному весу применяемых бетонов различают конструкции, изготовленные:
- из особо тяжелых бетонов объемным весом более 2500 кг/м3; - из тяжелых бетонов объемным весом от 1800 до 2500 кг/м3; - из легких бетонов объемным весом от 500 до 1800 кг/м3; - из особо легких (теплоизоляционных) бетонов объемным весом менее 500 кг/м3.
-
По виду бетонов и применяемых в бетоне вяжущих получают конструкции: - из цементных бетонов — тяжелых на обычных плотных заполнителях, - из особо тяжелых бетонов и легких бетонов на пористых заполнителях; - из силикатных бетонов — плотных (тяжелых) или легких на пористых заполнителях на основе извести или смешанном вяжущем; - из ячеистых бетонов — на цементе, извести или смешанном вяжущем; - из специальных бетонов—жаростойких, химически стойких, декоративных, гидратных.
-
По внутреннему строению конструкции могут быть: - сплошными, - пустотелыми, - изготовленными из бетона одного вида — однослойные или двухслойные и многослойные, - изготовленными из бетона разных видов или с применением различных материалов, например теплоизоляционных.
-
В зависимости от назначения железобетонные конструкции подразделяют:
- для жилых и общественных зданий, - для промышленных зданий, - для сооружений, - общего назначения.
-
Сцепление арматуры с бетоном
Фактор 1:Сопротивление бетона усилиям смятия и среза, обусловленное выступами на поверхности арматуры Сцепление арматуры периодического профиля с бетоном.
-
Фактор 2:За счет сил трения, возникающих на поверхности арматуры благодаря обжатию стержней бетоном при его усадке; Фактор 3:Склеивание (адгезия) поверхности арматуры с бетоном. Распределение напряжений сцепления арматуры с бетоном.
-
Условия совместной работы бетона и арматуры
сцепление арматуры с бетоном, исключающее продергивание арматуры в бетоне; примерное равенство коэффициентов температурного удлинения (укорочения) бетона и арматуры способность бетона надежно предохранять арматуру от коррозии и действия огня.
-
Анкеровка арматуры в бетоне
Анкеровка обеспечивается: 1. выступами периодического профиля арматуры; 2. загибами арматуры (класс A - I); 3. стержнями поперечного направления; 4. при помощи специальных анкеров на концах стержней.
-
Собственные напряжения в железобетоне
при значительном перепаде температур возникают внутренние напряжения, происходит снижение прочности бетона, прочности сцепления арматуры с бетоном. бетон испытывает пластические деформации, арматура – только упругие, соответственно арматура воспринимает часть нагрузки и разгружает бетон, сдерживая в нем развитие деформаций ползучести, т.е. происходит перераспределение усилий; усадка и ползучесть действуют одновременно и совместно влияют на работу конструкции под нагрузкой; релаксация напряжений арматуры и бетона; в момент снятия нагрузки обратимые (упругие) деформации бетона вызывают в бетоне начальные напряжения растяжения, которые могут превышать предел прочности бетона на растяжение.
-
Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры, расположенной в конструкциях для восприятия растягивающих, а в ряде случаев сжимающих усилий.
Армирование - усиление растянутой зоны изгибаемых элементов материалами, обладающими значительно более высокой прочностью на растяжение, чем бетон, позволяет существенно повысить их несущую способность. Конструкции, полученные на основе рационального объединения бетона и стали при условии обеспечения их совместной работы, называютсяжелезобетонными.
-
Современные железобетонные конструкции классифицируются по нескольким признакам:
- по способу выполнения (монолитные, сборные, сборно-монолитные), - по виду бетона, применяемого для их изготовления (из тяжёлых, лёгких, ячеистых, жаростойких и др. бетонов), - по виду напряжённого состояния (обычные и предварительно напряжённые).
-
В зависимости от назначения в строительстве жилых, общественных, промышленных и с.-х. зданий и сооружений различают следующие наиболее распространённые сборные Ж. к.: - для фундаментов и подземных частей зданий и сооружений (фундаментные блоки и плиты, панели и блоки стен подвалов); - для каркасов зданий(колонны, ригели, прогоны, подкрановые балки, стропильные и подстропильные балки, фермы); - для наружных и внутренних стен(стеновые и перегородочные панели и блоки); - для междуэтажных перекрытий и покрытий зданий(панели, плиты и настилы); - для лестниц(лестничные марши и площадки); - для санитарно-технических устройств(отопительные панели, блоки вентиляционные и мусоропроводов, санитарно-технические кабины).
-
Технологический процесс производства железобетонных изделий складывается из ряда последовательно выполняемых операций:
- приготовления бетонной смеси, - изготовления арматуры (арматурных каркасов, сеток, гнутых стержней и т. д.), - армирования изделий, - формования изделий (укладка бетонной смеси и её уплотнение), - тепловлажностной обработки, обеспечивающей необходимую прочность бетона, - отделки лицевой поверхности изделий.
-
В современной технологии сборного железобетона можно выделить три основных способа организации производственного процесса:
- агрегатно-поточный способ изготовления изделий в перемещаемых формах; - конвейерный способ производства; - стендовый способ в неперемещаемых (стационарных) формах.
-
Стендовый способ производства ЖБИ
характерен тем, что изделие в процессе производства (от начала его формования до момента распалубливания) остается неподвижным, а оборудование (например, бетоноукладчик, вибратор) передвигается от одного изготовляемого изделия к другому. Стендовый способ позволяет изготовлять крупногабаритные конструкции и быстро организовывать производство железобетонных изделий. Однако он требует больших производственных площадей при малой механизации процессов производства, что приводит к большим затратам труда.
-
Поточно-агрегатный способ производства ЖБИ
применяется на крупных полигонах, характерен тем, что изделия в процессе изготовления перемещаются одно за другим через ряд постов, оборудованных различными агрегатами или устройствами. Длительность пребывания изделий на отдельных постах различная: от нескольких минут при вибрировании изделий на виброплощадке до нескольких часов в пропарочной камере.
-
Конвейерный способ
При этом способе технологическая линия работает по принципу пульсирующего конвейера, т. е. формы с изделиями перемещаются от поста к посту через строго определённое время, необходимое для выполнения самой длительной операции. применяют на заводах большой мощности при выпуске однотипных изделий ограниченной номенклатуры.
-
Технологические схемы производства железобетонных изделий на полигонах стендовым (а) и поточно-агрегатным (б) способами: 1 - стенд; 2 - место для подготовки форм и укладки арматуры; 3 - формовочный агрегат; 4 - пропарочные камеры; 5 - место распалубливания изделий; 6 - склад готовой продукции
-
Типовой цех для производства предварительно напряженных конструкций для промышленного строительства со стационарно-поточной (стендовой) технологией
а - технологическая схема, б - план; 1 - бунтодержатель передвижной, 2 - кран мостовой электрический грузоподъемностью 15 т, 3 - бетонораздатчик, 4 - лебедка, 5 - оборудование для протаскивания арматуры, 6 - бадья для бетона на самоходной тележке, 7 - гидродомкрат малогабаритный, 8 - машина для упрочнения стержней, 9 - установка для сварки стержневых плетей, 10 - самоходная тележка для транспортирования готовых деталей
-
Универсальный стенд СМ-535
1 - гидродомкрат, 2 - механизм для транспортирования пакетов проволоки, 3 - натяжное устройство, 4 - гребенчатый зажим, 5- конвейер для протаскивания проволоки, 6 - бетоноукладчик, 7 - упорное устройство, 8 - кран, 9 - бухта с проволокой, 10 - устройство для сборки пакетов, 11 - зажимное устройство для закрепления проволок в гребенчатом зажиме, 12 - приспособление для резки проволоки
-
Переносная силовая форма с предварительно напряженной стержневой арматурой для четырехпустотного настила
а - общий вид, б - деталь зажима стержневой арматуры: 1 - корпус зажима, 2 - арматура, 3 - гайка зажима, 4 - клин
-
Общий вид установки для изготовления многопустотных настилов
1 - съемные борта формы, 2 - пустотообразователи (вибровкладыши), 3 - бетоноукладчик
-
Общий вид установки для изготовления крупных пустотелых блоков
-
Установка для изготовления труб методом центрифугирования
1 - питатель, 2 - бункер, 3 - ограждение, 4 - центробежный станок, 5 - ось тельфера, 6 - форма на станке
-
Схема производства фундаментных блоков стаканного типа
В стационарно-поточном (стендовом) производстве фундаментов с уплотнением смеси вибровкладышами неразъемную скользящую опалубку закрепляют на стенде, и бетонную смесь загружают примерно до уровня низа гнезда 1. Затем устанавливают стаканный вибровкладыш, заполняют форму 2 бетонной смесью доверху и уплотняют ее, после чего извлекают вибровкладыш 3 и снимают опалубку 4.
-
Установка для производства круглопустотных блоков
1 - петля поддона, 2 - поддон, 3 - петли боковой опалубки, 4 - неразъемная форма, 5 - пакет вкладышей
-
Установка СА-2 для производства щелевидных блоков
.Собранную бортовую оснастку с прикрепленным к ней поддоном, имеющим прорези для пропуска вибровкладышей, размещают на виброраме установки, после чего в нее снизу подъемным механизмом вводят пакет вибровкладышей. Уложенную в форму бетоноукладчиком с объемной дозировкой бетонную смесь интенсивно уплотняют на виброплощадке вибровкладышами и вибропригрузом. отформованное изделие накрывают плоским поддоном, а затем специальной траверсой снимают с установки, поворачивают на 180º и устанавливают на вагонетку. После освобождения от бортовой оснастки и поддона с прорезями изделие на поддоне отправляют к месту твердения.
-
Универсальный механизированный стенд для производства предварительно напряженных железобетонных конструкций
1 - передаточная тележка ДТ-199, 2 - механизированный стенд ДС-33, 3 - укладчик покрывала стенда ДТ-200, 4 - формовочная установка ДВ-57, 5 - арматурно-намоточный агрегат 6407С
-
Операционный контроль качества железобетонных изделий
Контроль качества готовых железобетонных изделий включает в себя: контроль за внешним видом, формой и размерами изделия, толщиной защитного слоя, прочностью, жесткостью, трещиностойкостью.
-
Основной метод контроля прочности бетона — испытание контрольных образцов на сжатие.
Из неразрушающих испытаний качества бетона наиболее широко распространены: ультразвуковой импульсный метод; склерометрический метод, обеспечивают в 95% случаев определение прочности бетона с максимальными отклонениями от действительной прочности до ±15%. К склерометрическим испытаниям прочности бетонаотносят испытания методом упругого отскока и испытание методом пластических деформаций.
-
Испытание методом упругого отскока
СКЛЕРОМЕТР: 1 - ударник, 2 - боек, 3 - пружина, 4 - указатель, 5 - шкала, 6 - корпус, 7 – направляющая пружина
-
Испытания методом пластических деформаций
Ударные молотки с эталонным стержнем— эталонные молотки. После удара сравнивают величину отпечатка на бетоне с величиной отпечатка на эталонном стержне 6; по их отношению судят о прочности бетона. ЭТАЛОННЫЙ МОЛОТОК 1 - головка, 2 — стакан, 3 — корпус, 4 — пружина, 5 — шарик, 6 — эталонный стержень
-
Ударные молотки с заданной массой и энергией удара— шариковые молотки и маятниковые приборы. ШАРИКОВЫЙ МОЛОТОК: 1 - шарик, 2 - ударник, 3 - боек, 4 - корпус, 5 - пружина
-
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ШТАМП: 1 - штамп, 2 - бетон изделия, 3 - силовая скоба, 4 - индикатор усилия, 5 - опорный винт, 6 - кассета, 7 - бумага (белая и копировальная), 8 - гидравлический домкрат
-
Монтажная арматура
Монтажная арматура применяется диаметром 10—12 мм и служит для прикрепления хомутов или поперечных стержней. Площадь рабочей арматуры в балках определяется расчетом и колеблется в пределах от 0,5 до 3% от площади поперечного сечения бетона балки.
-
Виды арматуры
По материалу: - стальная; - стеклопластиковая; - углепластиковая. По назначению: - рабочая – это арматура, которая определяется расчетом и обеспечивает прочность конструкции; - конструктивная – это арматура, которая также обеспечивает прочность конструктивных элементов и узлов, но расчетом не определяется, а устанавливается из практики проектирования и эксплуатации конструкций; - арматура косвенного армирования – это арматура, устанавливаемая в сжатых элементах в основном в местах больших локальных напряжений, для сдерживания поперечных деформаций; - монтажная – арматура, служащая для обеспечения проектного положения рабочей и равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей арматуры.
-
По способу изготовления: - стержневая, горячекатаная (d = 6…40 мм); проволочная, холоднотянутая (d = 3…6 мм). По виду поверхности: - гладкая; - периодического профиля (рифленая). По способу применения: - напрягаемая, подвергнутая предварительному натяжению до эксплуатации; - ненапрягаемая. По изгибной жесткости: - гибкая (стержневая и проволочная); - жесткая (из прокатных профилей). По способу упрочнения: - термически упрочненная, т.е. подвергнутая термической обработке; - упрочненная в холодном состоянии – вытяжкой или волочением.
-
Арматурные сварные изделия
Сварные сетки: - рулонные; - плоские. Максимальная ширина сетки – 3800 мм; длина ограничивается массой сетки не более 900…1300 кг и не более 9000 мм.
-
СВАРНЫЕ КАРКАСЫ - плоские; - пространственные. Соотношение диаметров свариваемых поперечных и продольных стержней должно быть не менее 1/3…1/4
-
Арматурные проволочные изделия
Наиболее эффективная напрягаемая арматура – канат. Периодический профиль каната обеспечивает надежное сцепление с бетоном, а большая длина позволяет избежать стыков.
-
Арматурные пучки состоят из отдельных параллельно расположенных проволок или канатов. Проволоки (14, 18 или 24 шт.) или канаты располагают по окружности с зазорами и обматывают мягкой проволокой.
-
Соединения арматуры
контактная сварка «встык» дуговая ванная сварка сварка с накладками «внахлестку» без сварки
-
Методы натяжения арматуры:
Электротермический– необходимое относительное удлинение арматуры получают электрическим нагревом арматуры до соответствующей температуры. Механический– необходимое относительное удлинение арматуры получают вытяжкой арматуры натяжными механизмами (гидравлические и винтовые домкраты, лебедки, тарировочные ключи, намоточные машины и т.д.). Электротермомеханический – совокупность механического и электротермического методов. Физико-химический– заключается в самонапряжении конструкции вследствие использования энергии расширяющегося цемента.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.