Сжатые и изгибаемые железобетонные элементы

Железобетон представляет собой уникальный материал, за счет сочетания свойств бетона и железа он хорошо работает и на сжатие, и на растяжение.

Сжатые железобетонные элементы

Производство зданий из бетона в промышленных масштабах началось еще в прошлом веке, когда производственная база была выстроена настолько полно, чтобы обеспечивать строительные площадки. Технология производства работ оттачивалась год от года, и сегодня продолжаются изыскания, эксперименты и опыты, позволяющие шире рассматривать возможности железобетона.

Это один самых востребованных материалов сегодня и ни одна строительная площадка не может обойтись без него. Одним из главных достоинств железобетона является то, что из него могут быть изготовлены все детали несущего каркаса здания, как сживаемые, так и изгибаемые элементы. В отличие от зданий из мелкоразмерных элементов, которые хорошо работают только на сжатие, а при растяжении рассыпаются на части, железобетон может применяться как в стенах, так и перекрытиях.

К сжатым железобетонным элементам относятся колонны, верхний пояс безраскосной фермы и стены, воспринимающие вертикальную нагрузку от вышележащих элементов.

Свойства железобетона при работе на сжатие:

• М 100, средняя прочность бетона на сжатие 10Мпа или 98,2 кгс/см2;
• М 200, средняя прочность бетона на сжатие 20Мпа или 196,5 кгс/см2;
• М 400, средняя прочность бетона на сжатие 37Мпа или 392,9 кгс/см2;
• М 800, средняя прочность бетона на сжатие 75Мпа или 785,8 кгс/см2.

При расчетах сжатые элементы делятся на центрально-сжатые и внецентренно- сжатые элементы. В первом случае сжимающие усилия приложены строго по оси элемента, во втором случае сжимающие усилия действуют с эксцентриситетом.

Рисунок 1. Пример внецентренно-сжатого железобетонного элемента. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Изгибаемые железобетонные элементы

Наравне со сжатыми, изгибаемые элементы столь же часто выполняют из железобетона. По этому принципу можно сравнивать железобетон и металл, оба материала работают на сжатие и изгиб и позволяют выполнить каркас единым.

На изгиб в железобетонном каркасе работают плиты перекрытия, балки, фундаментные балки, подкрановые балки, перемычки, ригели.

По способу производства элементы могут быть сборными (изготавливаются на заводе и доставляются на строительную площадку) или монолитными (бетон заливается в опалубку с установленной арматурой непосредственно на строительной площадке). Также практикую сборно-монолитные варианты, они предполагают, что часть конструкций устанавливается заранее и служит опалубкой для заливки раствора бетона. Свойства железобетона на растяжение:

• класс бетона по прочности Bt 0,4, средняя прочность 5,2 кгс/см2, ближайшая марка бетона по прочности Р5;
• класс бетона по прочности Bt 0,8, средняя прочность 10,5 кгс/см2, ближайшая марка бетона по прочности Р10;
• класс бетона по прочности Bt 1,2, средняя прочность 15,7 кгс/см2, ближайшая марка бетона по прочности Р15;
• класс бетона по прочности Bt 2,0, средняя прочность 26,2 кгс/см2, ближайшая марка бетона по прочности Р25;
• класс бетона по прочности Bt 4,0, средняя прочность 52,4 кгс/см2, ближайшая марка бетона по прочности Р50.

Рисунок 2. Пример растянутого железобетонного элемента. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Чтобы определить свойства бетона проводится ряд кратковременных разрушающих испытаний на контрольных образцах. Прочность на сжатие измеряется в трех видах, а именно кубиковая прочность, призменная прочность и прочность бетона в цилиндрах. Прочность на растяжение также делится на три вида – прочность при осевом растяжении образцов-восьмерок, прочность на растяжение при раскалывании образцов-цилиндров и прочность на растяжение при изгибе-образцов прим.

Объединение двух материалов позволяет рационально использовать достоинства каждого. Бетон принимает на себя сжимающие усилия, а арматура растягивающие. За счет этого достигается экономия дорогостоящего металла. Безусловно, железобетонные конструкции одни из самых массивных и тяжелых. При тех же показателях прочности элементы их дерева и металла будут намного компактнее в сечении. Но стоимость железобетонных конструкций в раз меньше, чем металлических, а срок службы выше, чем у деревянных.