Виды ЖБИ и их использование

Железобетон поменял представление всего человечества о прочных сооружениях. Сейчас он – символ современной жизни, удобства и уверенности.

Сборные железобетонные конструкции — что это такое, общие сведения

Прежде чем железобетон появился в том виде, котором его знаю сейчас, прошло два столетия. Строители XIX века использовали металл с бетоном отдельно. Без отделки железо быстро подвергалось коррозии. Бетон использовался только в качестве перегородок. В конструкциях перекрытий не применялся, потому что самостоятельно не может работать на растяжение.

Открыт был железобетон случайно садоводом Жозефом Монье, но это был еще не тот железобетон.

Монье не был инженером, в его изделиях арматура была расположена не внизу конструкции, а в середине.

Бетонные конструкции исправил и усовершенствовал немецкий инженер Вайс. Изобретение железобетона позволило произвести новый виток в истории мостостроения, а также строительства зданий в целом.

Железобетон – это прочный материал из бетона (работает на сжатие), усиленный арматурой (работает на растяжение). Состав бетона рассчитывают технологи на заводах ЖБИ, однако на каждые железобетонные конструкции и изделия он разный. Армирование высчитывается в зависимости от заданной нагрузки.

Материал обладает рядом свойств:

• Прочность – способность сопротивляться разрушению определенной силы.
• Морозостойкость – несколько циклов очередного замораживания и оттаивания конструкции без её разрушения.
• Водонепроницаемость – устойчивость бетона к влаге, дождю. Особенно важный показатель для конструкций фундамента в грунте, систем водоснабжения, изделий, находящихся в воде. Определяется по методу «мокрого пятна».

Бетон бывает:

• Тяжелый — применяется для формовки изделий с предварительно напряженной и ненапряженной арматурой.
• Мелкозернистый, для тонкостенных конструкций.
• Лёгкий, ячеистый – в основном изготавливают блоки.
• Жаростойкий применяют в промышленности, при высоких температурах, в печах и др.

Почему стоит предпочесть ЖБИ другим строительным материалам

Номенклатура плит перекрытий и других изделий в Советском Союзе ограничивала проектировщиков в создании свободных планировок квартир, что делало железобетонные изделия не очень привлекательными для создания архитектурных сооружений.

На современных заводах крупнопанельного домостроения производят высококачественные сборные железобетонные элементы, детали любой формы и размеров.

Конструктивно формы бывают сборно-разборными, неразъемными, матрицами. Полет фантазии, возможностей архитекторов, конструкторов, стал гораздо свободнее с данными изделиями.

К достоинствам ЖБИ можно отнести:

• Прочность.
• Долговечность, жб конструкции имеют большой эксплуатационный срок – 150 лет. К примеру, газобетон – 60 лет, кирпич – 50 лет.
• Сейсмостойкость, т. к. железобетон хорошо работает на изгиб, растяжение и сжатие.
• Свободные планировки строений.
• Возможность возводить многоэтажные и одноэтажные здания.
• Монолитные и панельные дома возводят быстрее кирпичных, что сокращает срок строительства.

Недостатки ЖБИ:

• Затраты на транспортировку, монтаж. ЖБ изделия громоздкие, тяжелые, требуется спецтехника.
• Плохая звукоизоляция в здании.

Нормативные и расчетные характеристики конструкций из железобетона

Бетонные конструкции рассчитывают по ГОСТ 27751 по предельным состояниям 1-й, 2-й группы.

Расчет бетонных ж/б конструкций по предельным состояниям 1-й, 2-й групп проводят по напряжениям, деформациям, усилиям и перемещениям (СП 63.13330.2018).

При расчете сборных конструкций учитывается прочность стыковых и узловых соединений. Соединяются выпуски арматуры, закладные детали заливаются бетоном.

Основные нормативные значения прочности бетона (данные берутся из таблицы СП 63.13330.2018):

• Сопротивление бетона осевому растяжению R_bt,n.
• Сопротивление бетона осевому сжатию R_b.

R_b и R_bt вычисляют по следующим формулам:

Принимается прочность по стандартным испытаниям на производстве.

Главный показатель качества арматуры, принятый при проектировании, – класс по прочности на растяжение.

Наиболее распространенные виды конструкций из железобетона

Среди самых распространенных видов ЖБ конструкций выделяют следующие:

• Сборно-монолитный железобетон включает в себя сборные элементы и монолитный бетон. Основа таких зданий – каркас. В него входят колонны, ригели и плиты, замоноличенные в единое целое на месте строительства. Стены в таких зданиях не являются несущими. Преимущество такого вида конструкции – меньший вес на фундамент. При монтаже не нужна сварка закладных изделий, как в монолитном ЖБИ. Меньший расход арматуры и бетона.
• Сборный железобетон производятся на заводах, удовлетворяя требованиям ГОСТ 13015-2012. Собирают изделия на поддонах, в специальных формах. После укладки каркасов и заливки бетона, изделие проходит тепло-влажностную обработку. Что позволяет на 3–7 сутки отгружать изделие на стройку. Также применяется кассетный тип формования.
• Монолитные ЖБИ выполняются по месту строительства. Требует устройство опалубки, в которую уже устанавливается готовый каркас. Заливается конструкция бетоном. За таким бетоном нужен специальный уход (укрыв бетона, прогрев, увлажнение) и время на набор прочности.

Виды ЖБИ:

• фундаментные блоки,
• сваи,
• внутренние стеновые панели,
• наружные трехслойные панели (с утеплителем внутри),
• перегородки,
• цоколь,
• лестничные марши,
• балки,
• дорожные плиты.

Также изготавливаются изделия для различных сфер:

• Обслуживание населения (котельные): емкостные сооружения, которые используют в канализации и водоснабжении. Круглые изделия (крышки колодцев), трубы различного диаметра.
• Индустриальное строительство – панельные дома.
• Частные секторы – как правило это: фундаментные блоки, оконные перемычки, железобетонные кольца для септиков, лестничные пролеты, плиты перекрытия, ступени для крыльца.

Применение железобетонных изделий

Строительство монолитных домов выросло в несколько раз, спрос потребителей на жб изделия растет. Сегодня ЖБИ применяют для строительства фундаментов – это фундаментные блоки и железобетонные забивные сваи.

Сваи подходят для строительства любой этажности.

В свайный фундамент входят две составляющие: свайные опоры и обвязка – ростверк. Обладает повышенной несущей способностью, в отличие от ленточного.

Стены зданий возводят из жб панелей. Перекрытия выполняют из жб плит. Дороги устраивают дорожными жб плитами. Не редкость сегодня и железобетонные заборы.

На современных заводах освоено производство ПБ (плит перекрытий безопалубочных) с армированием предварительно напряженной арматурой. Плиты перекрытия бывают разной длины, с вырезами. К примеру, обычные ПК, которые производились по старым стандартам, в опалубке, бывают только определенных типоразмеров и имеют непримечательный внешний вид.

Главное достоинство железобетона — это удобство применения, как в массовом строительстве, так и частном. Каждому по силам изготовить самостоятельно бетон, нужны лишь природные материалы и цемент.