Železobetonové konstrukce - komplexní analýza stavebního

Železobetonové konstrukce v moderních konstrukcích jsou bez nadsázky klíčovou součástí téměř jakékoliv konstrukce. Pro takové výrobky je charakteristická extrémně široká rozmanitost, která jim umožňuje použít při řešení nejrůznějších úkolů.

Níže uvádíme hlavní rysy dílů z železobetonu, popisujeme jemnosti jejich výroby a také zvážíme hlavní výhody a nevýhody tohoto druhu materiálu.

Klasifikace produktu

Základním dokumentem regulujícím použití těchto výrobků je SNiP na železobetonových konstrukcích (2.03.01-84). Tento standard, stejně jako další dokumenty, které upravují některé aspekty použití železobetonu ve stavebnictví, určují jeho složení a klíčové požadavky na výkonnost.

Podle těchto standardů je železobeton složen z cementu nebo podobného pojiva, hustého plniva a kovové výztuže. Tato kombinace umožňuje kombinovat masivnost a trvanlivost skutečného betonu s dostatečnou pevností v ohybu a tlaku, kterou vlastní ocel.

Pro usnadnění orientace v rozmanitosti železobetonových konstrukcí existuje několik možností jejich klasifikace. Jádrem každé možnosti je jedna nebo druhá základní funkce.

 Takže podle principu výstavby železobetonových výrobků jsou rozděleny do:

• Prefabrikované - sestávají z jednotlivých prvků vyráběných ve výrobním závodě a shromažďovaných v jediném systému v zařízení.
• Monolitické - se usazují nalitím přímo na místě. Pro výrobu monolitických konstrukcí se nejčastěji používá bednění různých forem.

Dávejte pozor! Rovněž se někdy vyznačuje mezilehlý, prefabrikovaný-monolitický typ výrobků, který kombinuje obě popsané technologie.

Konfigurační klasifikace obvykle zahrnuje následující odrůdy:

• Blokovat - nejběžnější a snadno vyrobitelné. Jsou to korpulentní nebo duté bloky pravidelného geometrického tvaru.
• Lineární - typ blokových modulů prodloužených délkou. Lineární struktury obvykle zahrnují trámy, piloty, sloupy, vazníky atd.
• Ploché - desky a podlahy různých velikostí a sil. Stejně jako bloky mohou být duté pro snížení hmotnosti s mírným poklesem pevnosti.
• Prostorové produkty - podnosy, trubky, kroužky pro studny atd. Hlavním rysem těchto modulů je přítomnost vnitřní funkční dutiny.

Samozřejmě zde je pouze přehled hlavních typů výrobků. SNiP na železobetonových konstrukcích obsahuje podrobnější klasifikaci s přesnými vlastnostmi, a proto při navrhování se odborníci odvolávají na tento standard.

Hlavní komponenty a výroba

Binder

Výroba železobetonových konstrukcí zahrnuje použití čtyř hlavních komponent: pojiva, plniva, výztuže a vody. Navíc ke zlepšení kvality materiálu v surovinách se často přidávají modifikátory - látky, které optimalizují složení, zlepšují tažnost, urychlují vytvrzování apod.

Binder je jednou z nejdůležitějších součástí:

• Portlandský cement se běžně používá jako pojivo, které po hydrataci vytvrzuje (interakce s vodou). Je charakterizována vysokou pevností a poměrně rozumnou cenou.

Dávejte pozor! Samostatná skupina se skládá z takzvaných nezmenšených cementů, jejichž objem se při hydrataci nemění. S jejich pomocí obvykle provádějí opravy železobetonových konstrukcí.

• Pro výrobu betonů, které se používají při hromadné výstavbě, se obvykle používá cement M400 nebo M500. Tyto typy materiálů jsou obvykle orientovány na výpočet poměrů jiných složek směsi pro výrobu w / w produktů.

• V některých případech však návrh vyžaduje vyšší mechanické vlastnosti. V tomto případě může být použita vyšší kvalita cementu (M600 - M800). Nicméně je třeba si uvědomit, že použití takových kompozic výrazně zvyšuje náklady na konstrukci. Navíc po ztuhnutí jsou tyto produkty méně zpracovatelné.

Filler

Druhou nejdůležitější složkou je plnivo. A pokud je možno použít různé materiály pro výrobu betonu bez vnitřní výztuže, až po pěnové polymery, pak při výrobě železobetonových konstrukcí se obvykle používají pouze ty látky, které zajistí vysokou hustotu a pevnost.

Mohou být rozděleny do několika skupin, které jsou uvedeny v následující tabulce:

Při výběru plniva se obvykle řídí těmito pravidly:

• Pro výrobu betonu M400 a pod štěrkem se používá pro odolnější materiály - drcený kámen.
• Jak drcený kámen, tak štěrk jsou podrobeny frakcionaci před vstupem do kompozice - separace podle velikosti částic. Použití materiálů jedné frakce pomáhá zlepšit jednotnost kompozice a zlepšit její vlastnosti.
• Při výpočtu mechanických charakteristik je třeba vzít v úvahu, že pevnost kamenného kameniva by měla být asi 1,5 - 2krát vyšší než pevnost cementové směsi.

Rám kotvy

Konečně důležitým prvkem je výztužná klec:

• Pro zlepšení mechanických vlastností materiálu se používají ocelové výztuže - drát, tyče, trubky nebo jiné prvky spojené v rámech určitého tvaru. Konfigurace rámu je určena obrysy a rozměry samotné konstrukce, stejně jako konstrukční požadavky na pevnost.
• Pokyny umožňují svařované spojení prvků rámu a jejich vázání pomocí speciálního drátu. Druhá metoda je méně spolehlivá, ale je snadněji implementována nezávisle, protože je široce využívána v soukromé výstavbě.

• Podle vlastností záložky je výztuž rozdělena na napjatou a nepružnou. Výztuž výztuže se nazývá jeho předpětí pomocí speciálních zařízení: po polymeraci betonu zůstává tato konstrukce pružná a její schopnost kompenzovat zatížení se mnohonásobně zvyšuje.

Výrobní technologie

Prefabrikované předměty

Schéma, podle které se výroba železobetonových konstrukcí provádí, závisí na tom, jaký výsledek plánujeme získat.

Současně se metody odlévání jednotlivých bloků a monolitických konstrukcí liší:

• Pro výrobu prefabrikovaných modulů potřebujeme formy. Pokud potřebujete udělat jen několik kusů (například k překrytí), pak můžete sestavit formulář z desek a tlusté překližky. V opačném případě by nejlepší volbou bylo koupit prefabrikovanou kovovou konstrukci s přiměřenou bezpečností.
• Zevnitř zpracováváme formulář se strojním olejem. Dřevěné konstrukce mohou být také lemovány polyethylenem, aby se zabránilo otoku vlhkosti.

• Dále sbírejte vyztužovací klec, který je umístěn v nádrži ve vzdálenosti přibližně 30-50 mm od spodní roviny. Pro distancování je nejlepší použít speciální stojany.

Dávejte pozor! Nezapomeňte na hypotéky pro montáž a přepravu modulů pomocí jeřábu!

• Naléváme připravené roztoky na bázi cementu, písku a kameniva. Podíl hlavních složek se určuje v závislosti na požadované pevnosti betonu.
• Pomocí hlubokého vibrátoru nebo vibračního stolu materiál zhutněte. Současně je z něj odstraněn přebytečný vzduch, díky němuž se zvyšuje hustota a zlepší se přilnavost hydratovaného cementu k vyztužení a štěrkům.

V posledním stupni se produkt vysuší a v tomto oboru se používají speciální komory s vysokou teplotou. Trvalé vytápění nad 500 ° C přispívá k rychlejšímu nastavení síly. V každodenním životě je nutné blok odolat před použitím minimálně 28 dní.

Před použitím v konstrukci průmyslových výrobků musí projít vícestupňovou zkouškou. Zkoušky na železobetonových konstrukcích umožňují stanovit soulad pevnostních parametrů s plánovanými, stejně jako zjišťovat případné závady.

Monolitická výplň

Výroba monolitických konstrukcí je rychlejší, ale zároveň náročnější na práci:

• Nejprve je sestavena výztužná klec, která je instalována na předem stanovenou část a je svařena s již postavenými prvky.
• Pak se kolem rámu stane bednění, jehož síla mu umožňuje odolat hmotnosti naplněného roztoku bez deformace a zničení.

• Nalijeme beton do bednění a rozdělujeme jej tak, aby se zabránilo vzniku "vzduchových kapes". Kondenzujeme materiál, zvyšujeme jeho trvanlivost.
• Dále provádějte sušení betonu a ujistěte se, že uchovává dostatečné množství tekutiny pro hydrataci. Za tímto účelem pokryjte materiál polyethylenem a pravidelně navlhčete povrch.

Dávejte pozor! Sušení by mělo probíhat při pozitivních teplotách. Pokud je plánováno naplnění monolitu v zimním období, pak do konstrukce jsou přidány elektricky vodivé kabely pro ohřev směsi nebo je instalováno izolační bednění.

Po sérii je žádoucí provádět instrumentální kontrolu kvality materiálu. To nám umožní spolehlivě vypočítat vypočtenou únosnou kapacitu bez obav z kolapsu.

Silné a slabé stránky

Když hovoříme o tomto typu materiálu, neměli bychom ztratit z dohledu analýzu jejich silných a slabých stránek. Jak víme, železobeton v investiční výstavbě je velmi náročný, proto je logické, že má zcela objektivní zásluhy.

Mezi ně patří:

• Dlouhá životnost. GOST pro železobetonové konstrukce používané ve stavebnictví znamená rozdělení na tři kategorie trvanlivosti: první je starší 100 let, druhá 50-100 let a třetí 30 let.

Dávejte pozor! Regulační dokumenty omezené na minimální přípustnou životnost konstrukce. S dodržováním pravidel provozu, včasné prevence a opravy lze toto období opakovaně zvyšovat.

• Relativně nízké náklady. Pokud vezmeme v úvahu pouze finanční složku, železobetonová konstrukce bude mnohem levnější než ocelářská konstrukce se stejnými ukazateli výkonnosti.
• Vysoká odolnost vůči teplotám. Vzhledem k nízké tepelné vodivosti betonu je bezpečné říci, že taková konstrukce bude mnohem odolnější než ocelové nosníky.
• Odolnost proti chemickým a biologickým faktorům. Inertní beton spolehlivě izoluje ocelový rám od vnějšího prostředí, díky čemuž je struktura několikrát zpomalena kvůli korozi. Ano, bakteriální léze betonu se vyskytují pouze ve výjimečných podmínkách (konstantní vysoká vlhkost při vysoké teplotě).

• Dobrá odolnost proti zatížení - statické a dynamické. Tato výhoda je důsledkem optimální kombinace betonových a ocelových výztužných vlastností.
• Vyrobitelnost - v případě potřeby a dostupnost potřebných zdrojů železobetonu můžete vytvořit téměř jakoukoli architektonickou podobu. V soukromé výstavbě je také možné vyplňovat struktury vlastními silami. Samozřejmě, náklady na pracovní sílu budou podstatné, ale vůbec ne transcendentální.

Avšak železobetonové konstrukce mají řadu nevýhod:

• Za prvé, paradoxně, mínus je považován za malou sílu s významnou hmotností. Podle tohoto ukazatele je železobeton vážně horší než ocelové vazníky a nosníky, protože výrobek nese podstatně menší užitečné zatížení na jednotku hmotnosti.
• Za druhé, výkon materiálu (tepelná vodivost, zvuková izolace atd.) Znemožňuje jeho použití v obytné konstrukci bez dodatečné úpravy.

Tyto nevýhody však nejsou smrtelné, a proto se tento druh stavebních materiálů bude zřejmě po dlouhou dobu široce využívat. Kromě toho se ještě neočekává, že jsou srovnatelné v charakteristikách.

Závěr

Při výrobě železobetonových konstrukcí podle SNiP je třeba věnovat pozornost všem nuancům, počínaje složením roztoku a ukončením způsobu vytvrzování. Pouze v tomto případě budovaná konstrukce bude mít všechny pozitivní vlastnosti charakteristické pro popsaný materiál.

Video v tomto článku obsahuje další informace o tomto problému, takže pro začátečníky (a nejen to!), Důrazně doporučujeme, abyste si je přečetli.