Пристрій залізобетонних монолітних конструкцій
Монолітні залізобетонні конструкції були вперше застосовані в Росії в 1802 році. Як матеріал для армування використовувалися металеві стрижні. Першим будовою, створеним з використанням даної технології, став Царскосельский палац.
Монолітні залізобетонні конструкції часто застосовуються при виробництві таких виробів, як:
- резервуари,
- стіни,
- перекриття,
- фундаменти.
Залізобетонні монолітні конструкції дозволяють будувати будівлі будь-якої складності і конфігурації. До того ж ця технологія не обмежується заводськими стандартами. Конструктор має неймовірно широке поле для творчості.
Навіщо необхідно армування? ↑
Безумовно, бетон має безліч переваг. Він має велику міцність і спокійно переносить перепади температур. Навіть вода і мороз не можуть йому зашкодити. Проте його опір розтягування знаходиться на вкрай низькому рівні. Тут в гру вступає арматура. Вона дозволяє добитися підвищеної міцності ЖМК і скоротити витрату бетону.
В теорії в якості матеріалу для армування можна використовувати все що завгодно, навіть стебла бамбука. На практиці ж застосовується всього два речовини: композит і сталь. У першому випадку – це цілий комплекс матеріалів. В основі вироби можуть лежати базальтові або вуглецеві волокна. Вони заливаються полімером. Композитна арматура має невелику вагу і не піддається корозії.
Сталь має незрівнянно більшу механічну міцність, до того ж її вартість відносно невелика. В процесі армування залізобетонних монолітних конструкцій використовуються:
- куточки,
- швелери,
- двотаврові балки,
- гладкі і рифлені стрижні.
При створенні складних будівельних об’єктів в основі монолітної залізобетонної конструкції укладаються металеві сітки.
Будівельна арматура може мати різну форму. Але в продажу найчастіше можна знайти тільки стрижневу. Рифлені сталеві стрижні найчастіше використовуються при будівництві малоповерхових будівель. Низька ціна і хороше зчеплення з бетоном роблять їх дуже привабливими для потенційних покупців.
Сталеві стрижні, які використовуються при створенні залізобетонних монолітних конструкцій, в більшості випадків мають товщину від 12 до 16 міліметрів. Вони відмінно захищають структуру від розривів. Навантаження, що створюється при стисненні, компенсує сам бетон.
Особливості армування в залежності від типу пристрою фундаменту ↑
Коли закладається фундамент будинку дуже важливо дотримуватися правила армування монолітних залізобетонних конструкцій. Це дозволить уникнути безлічі дефектів і гарантує довгий термін експлуатації об’єкта. Згідно пристрою залізобетонних монолітних конструкцій виділяють три типи фундаменту.
Плитний фундамент ↑
При його армуванні застосовується стрижнева рифлена арматура. Товщина залізобетонної монолітної конструкції (плити фундаменту) залежить від кількості поверхів і матеріалу, що використовується при будівництві. Стандартний показник 15-30 сантиметрів.
Якісне армування плитного фундаменту повинно мати два шари. Нижня і верхня решітки з’єднуються за допомогою підпірок. Вони формують зазор потрібного розміру.
Головною відмінністю професійного армування залізобетонних монолітних конструкцій – є повне приховування всіх елементів сталевого каркаса. При цьому в плитковій фундаменті арматури не зварюється між собою, а в’яжеться за допомогою дроту.
Стрічковий фундамент ↑
Пристрій даної залізобетонної монолітної конструкції складається з решітки, яка розміщується у верхній частині і бере на себе всі навантаження, пов’язані з розтягуванням.
Зварювати елементи каркаса вкрай не рекомендується – це зменшить його міцність. При цьому шар бетону, що розділяє сталеві елементи і грунт повинен бути не менше п’яти сантиметрів. Це захистить метал від корозії.
У залізобетонної монолітної конструкції дуже важливо дотримувати правильну дистанцію між поздовжніми стрижнями. Граничний показник – 400 міліметрів. Поперечні елементи використовуються тоді, коли висота каркаса перевищує 150 мм.
Дистанція між сусідніми стрижнями в залізобетонної монолітної конструкції не може перевищувати 25 міліметрів. Кути і з’єднання додатково посилюються. Це дозволяє надати фундаменту велику міцність.
Фундамент палі ↑
Дана технологія використовується при зведенні будівлі на рухливих грунтах. Оптимальна дистанція від ростверку до грунту 100-200 мм. Зазор дозволяє створити повітряну подушку, що позитивно впливає на утепленій всього будинку. До того ж повітряна подушка дозволяє уникнути утворення на першому поверсі вогкості.
При створенні паль використовується бетон марки М300 і вище. Попередньо буряться свердловини, в які вкладається руберойд. Він також служить опалубкою. Каркас з арматури опускається всередину кожного отвору.
Конструкція каркаса складається з поздовжньої рифленою арматури. Перетин стрижнів від 12 до 14 мм. Кріплення здійснюється за допомогою дроту. Мінімальний діаметр палі – 250 мм.
Стіни і перекриття ↑
Ці елементи також вимагають особливих правил армування. В принципі вони схожі з нормами створення фундаментів, але є деякі відмінності:
- Мінімальний поздовжній діаметри арматури в стіні – 8 мм, максимальний крок в довжину 20 сантиметрів, поперечний – 35 см. Перетин поперечної арматури не менше 25% від перерізу поздовжньої.
- Перекриття. Діаметр арматури визначається розрахунковими навантаженнями. Мінімальний показник вісім міліметрів. Дистанція між стрижнями максимум 20 мм.
- При створенні як стін, так і перекриттів допускається використання сітки.
Норми армування для стін і перекриттів відрізняються через різного ступеня навантажень, які відчувають ці залізобетонні монолітні конструкції.
Головне правило армування ↑
Міцність всієї залізобетонної монолітної конструкції залежить від зв’язку бетону та арматури. Необхідно щоб бетон передавав частину навантаження сталевої арматури без втрати енергії.
Головне правило армування говорить, що в залізобетонної монолітної конструкції не повинно бути порушення зв’язку. Максимально допустиме значення даного параметра – 0,12 міліметра. Надійне з’єднання бетону і арматури – гарантія міцності і довговічності всієї будівлі.
проектування ↑
Що таке проектування? ↑
Проектування залізобетонних монолітних конструкцій – це створення креслень на основі зібраних геодезичних даних, наявних матеріалів та призначення будівлі. Несучу систему монолітного каркасного будинку складають перекриття, фундамент і колони.
Завдання конструктора правильно розрахувати навантаження на всі елементи і скласти оптимальний проект з урахуванням особливостей грунтів і кліматичних умов. Сам процес створення залізобетонних монолітних конструкцій включає в себе:
- компоновку;
- розрахунок конструювання другорядної балки;
- розрахунок навантажень;
- розрахунок перекриттів за граничними станами першої і другої групи.
Для спрощення математичних розрахунків використовується спеціальне програмне забезпечення, наприклад, AutoCAD.
Проектування і розрахунок згідно СНіП ↑
За фактом посібник з проектування монолітних залізобетонних конструкцій – це і є СНиП. Це якийсь звід правил і норм, який містить стандарти будівництва житлових і нежитлових будівель на території РФ. Цей документ динамічно оновлюється в залежності від змін технологій будівництва та підходів до безпеки.
СП по монолітним залізобетонним конструкціям розроблявся провідними вченими і інженерами. СНиП 52-103-2007 стосується ЖМК, зроблених на основі важкого бетону без попереднього напруження арматури. Відповідно до даного документа розрізняють такі типи несучих елементів:
- колонні,
- стінові,
- колонно-стінові.
При використанні залізобетонних монолітних конструкцій допускається проектування поверхів в різній конструктивної системі несучих елементів.
При розрахунку параметрів несучих елементів згідно СНіП враховується:
- Визначення зусилля, що діє на фундамент, перекриття та інші елементи конструкції.
- Амплітуда вібрацій перекриттів верхніх поверхів.
- Розрахунок стійкості форми.
- Оцінка опірності процесу руйнування і несучої здатності будівлі.
Даний аналіз дозволяє не тільки визначити параметри залізобетонних монолітних конструкцій, а й дізнатися термін експлуатації будівлі.
Особлива увага при проектуванні приділяється несучої залізобетонної монолітної конструкції. При цьому враховуються такі параметри:
- Можливість і швидкість утворення тріщин.
- Температурно-усадочні деформації бетону при твердінні.
- Міцність ЖМК при знятті опалубки.
Якщо правильно провести всі розрахунки, то створене виріб прослужить десятки років навіть в самих екстремальних умовах.
Коли розраховуються параметри несучих ЖМК використовуються лінійні і нелінійні жорсткості залізобетонних елементів. Другі призначають для суцільних пружних тел. Нелінійна жорсткість обчислюється за поперечним перерізом. При цьому дуже важливо враховувати можливість утворення тріщин і інших деформацій.
Порядок виконання будівельних робіт з ЖМК ↑
Кожна будівельна компанія намагається досягти найкращої організації виробничого процесу. Для цього використовуються БНіП та міжнародні стандарти. Проте існує сформований порядок робіт, який дозволяє гарантувати максимальну якість майбутньої споруди:
- Спочатку здійснюється розрахунок за чотирма основними видами навантаження: постійна, тимчасова, короткочасна, особлива. Наприклад, при створенні фундаменту для агрегатів, що створюють сильні вібрації, використовуються виключно залізобетонні монолітні конструкції.
- Геодезична розвідка, складання плану, а також аналіз загальних показників.
- Визначення точок споруджуваного будови.
- Армування конструкцій. Воно буває двох типів: попередньо напружений і звичайне.
- Монтаж опалубки. Опалубка дозволяє створити необхідну форму для майбутньої залізобетонної конструкції. При цьому вона може класифікуватися по розбірні, матеріалу, призначенням і конструкції.
- Бетонування. Є чотири основні способи заливки бетону: з лотка міксера прямо на опалубку; за допомогою автобетононасосу; через жолоб; за допомогою дзвони. Для ущільнення бетону застосовують вібратор.
Дуже важливу частину в створенні міцної і надійної залізобетонної монолітної конструкції грає догляд за бетоном. Вся справа в тому, що цей матеріал може застигнути тільки при певних умовах. Зазвичай повне затвердіння бетону займає близько 15-28 діб, якщо не використовуються спеціальні сорти цементу. Щоб запобігти випаровування вологи в жарку пору року ЖМК поливають водою.
Як проходить монтаж? ↑
Дана технологія дозволяє економити на матеріалах, адже саме компанія забудовник визначає доцільність використання тих чи інших елементів конструкції. Монтаж залізобетонних монолітних конструкцій проходить прямо на будівельному майданчику і складається з таких етапів:
- На майданчик укладається матеріал для армування. Важливо дотримуватися нормативні відстані між елементами каркаса. Це гарантує рівномірність розтікання бетону.
- Заливається бетон. На цьому етапі необхідно стежити, щоб в суміш не потрапили масляні речовини. Вони перешкоджають зв’язуванню бетону.
- При необхідності встановлюється додаткове обладнання, що прискорює сушку.
Залізобетонні монолітні конструкції дозволяють створювати криві лінії, що робить загальну архітектуру будинку в рази багатше і більш насиченим.
підсумки ↑
Залізобетонні монолітні конструкції дозволяють будувати будівлі в мінімальні терміни, використовуючи сучасні сорти бетону. Важливим етапом будівництва є проектування. Саме правильні розрахунки дозволяють створити міцну споруду з тривалим терміном експлуатації.
Залізобетонні монолітні конструкції використовуються як в промисловому будівництві, так і житловому. Порівняно невелика вартість і міцність роблять їх незамінними в виробничих цехах і при зведенні багатоповерхових будівель.