Проектирование бетонных и железобетонных конструкций

Одним из направлений разработки проектов строительных конструкций является проектирование бетонных и железобетонных конструкций, которые используются в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве - для зданий различного назначения; в транспортном строительстве – для метрополитенов, мостов, тоннелей, шпал; в энергетическом строительстве – для гидроэлектростанций, атомных реакторов; в гидромелиоративном строительстве – для плотин и ирригационных устройств; в горной промышленности – для шахтных сооружений и крепления подземных выработок и т. д.
Как известно, бетон – это искусственный камень, который демонстрирует высокое сопротивление сжатию и в то же время плохо работает на растяжение. Из-за того, что в определенных зонах бетонных конструкций есть растягивающие напряжения, целесообразным является введение стальных стержней – арматуры. Например, благодаря стальной арматуре прочность железобетонной балки значительно выше прочности неармированной бетонной балки аналогичных размеров. Таким образом, железобетон является сочетанием двух совместно работающих материалов – бетона и стали.
Если говорить о бетоне, то следует отметить, что на сегодняшний день в строительстве используются различные его виды. Для удобства их классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.
Большинство свойств бетона зависят от его плотности, на которую, в свою очередь, влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на пять категорий:
  • особо легкие (менее 500 кг/м3);
  • легкие (500-1800 кг/м3);
  • облегченные (1800-2200 кг/м3);
  • тяжелые (2200-2500 кг/м3); 
  • особо тяжелые (более 2500 кг/м3).
Также свойства бетона определяет такая составляющая, как вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны:
  • цементные; 
  • силикатные;
  • гипсовые;
  • шлакощелочные; 
  • полимерцементные; 
  • специальные.
В зависимости от области применения бетон бывает:
  • обычным - для железобетонных конструкций (фундаменты, колонны, балки перекрытия, мостовые конструкции);
  • гидротехническим - для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;
  • легким - для ограждающих конструкций;
  • для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий; 
  • специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).
Применение бетонов целесообразно для конструкций, изготавливаемых на заводах сборного железобетона, а также возводимых прямо на месте эксплуатации.
Следует уделить внимание и назначению и классификации арматуры. По назначению различают арматуру:
  • рабочую;
  • поперечную;
  • монтажную;
  • распределительную. 
Также принято разделять арматуру на виды:
1. по основной технологии изготовления: 
  • горячекатаная стержневая арматура; 
  • холоднотянутая проволочная арматура; 
2. по способу применения: 
  • предварительно напряжённая;
  • обычная;
3. по характеру поверхности:
  • гладкая;
  • периодического профиля; 
4. по способу упрочнения:
  • термически упрочнённая;
  • упрочнённая в холодном состоянии. 
5. жёсткая арматура в виде профильного проката:
  • двутавры; 
  • швеллеры;
  • уголки; 
6. арматурные изделия из высокопрочной проволоки в виде канатов и арматурных пучков.

Как уже было сказано выше, железобетон представляет собой сочетание бетона и стали. К его достоинствам можно отнести: сопротивление воздействию статических и динамических нагрузок, огнестойкость, возможность придания любой конструктивной формы, изготовление с использованием доступных строительных материалов, вроде песка, цемента и щебня. Есть у железобетона и недостатки, вроде повышенной тепло- и звукопроводимости, вероятности появления различных повреждений при изготовлении, транспортировке и монтаже, сложности изготовления конструкции, особенно в зимнее время и, конечно же, большой массы изделий.   

Проектирование бетонных и железобетонных конструкций является достаточно непростой инженерной задачей, включающей в себя такие этапы, как:

  • компоновка конструктивной схемы элемента (назначение форм сечения элемента, его основных габаритных размеров, а также положение в системе других конструктивных элементов);
  • формирование расчетной схемы (временный переход от фактической (действительной) конструктивной схемы к упрощенной (условной, теоретической) расчётной схеме, отражающей работу элемента под воздействием нагрузок);
  • определение нагрузок, действующих на элемент (установление состава нагрузок, схемы их приложения и величина);
  • определение внутренних усилий в сечениях элемента от действия нагрузок (статический расчет);
  • конструктивный расчет или подбор сечений (определение площади сечения арматуры, проведение расчета из условия обеспечения несущей способности, конструирование и расчет несущей способности);
  • расчёт и конструирование узлов закрепления;
  • выполнение рабочих чертежей, на основе которых происходит изготовление конструкции.
Проектирование бетонных и железобетонных конструкций необходимо для выбора подходящих строительных материалов, максимально эффективного их использования, а также рационального расходования денежных средств. Именно поэтому для осуществления такой задачи следует обращаться к специалистам.




Была ли информация для Вас полезной?
0
0
0