Железобетонные конструкции и их виды- Сборные, монолитные и сборно-монолитные ЖБИ

Принципиально, строение сборного железобетона не отличается от монолитного – армирующий стальной каркас и бетон соответствующей марки. Разницу составляет только способ изготовления и в некоторой степени – сфера применения блоков.

Железобетон – подхода

Для реализации различных по сложности задач в промышленном и гражданском строительстве существует 2 способа изготовления ЖБИ-конструкций, которые по своей сути представляют собой залитую бетоном арматурную конструкцию.

Строительство из сборного железобетона

Строительные ЖБИ-конструкции заводского производства доставляют на площадку в готовом виде. Из блоков, плит перекрытий, панелей возводят строение после подгонки и соединения конструктивных элементов. Заводы производят конструкции в соответствии определенным стандартам, отличающиеся типоразмерами.

Преимущества	Недостатки
Быстрая сборка с малыми затратами труда. Скоростные темпы возведения зданий. Возможность провести отделку фасада плиткой еще на заводе ЖБИ. Технология мало зависит от благоприятной погоды. Сборная конструкция не требует набора прочности и сооружение быстро вводят в эксплуатацию.	ЖБИ сборное строительство почти в 2 раза дороже монолитного. После сборки требуются дополнительные работы по заделке стыков и швов. Строительные работы невозможны без тяжелой спецтехники. Геометрия конструкций ограничена типоразмерами – нет выбора. ЖБИ сборный железобетон плохо справляется с динамическими нагрузками.

Монолитное строительство

Прямо на строительной площадке устанавливают арматуру в опалубку и заливают каркас бетоном. При такой технологии строительства возможна реализация проектов любой сложности и этажности.

Преимущества	Недостатки
Невысокая себестоимость материалов. Отсутствие стыков и швов. Высокая вариативность формы конструкции, ее размеров и массы. Монолитный железобетон хорошо справляется с динамическими и знакопеременными нагрузками.	Затратный по времени процесс требует высоких затрат труда, в том числе – ручного. Наличие “мокрых процессов в производстве. Строение вводят в эксплуатацию только после набора прочности бетоном.

В каждом конкретном случае проводится сравнение технико-экономических показателей. Выбор варианта, сборный железобетон или монолит, определяется показателями экономической эффективности, рассчитанными применительно к условиям конкретного строительства.

Характеристика жби

Бетон является очень прочным материалом и по истечении времени этот показатель только становится больше. Долговечным, что обуславливается наличием арматуры в слое бетона. Здания построенные с его использованием имеют большой срок службы.

Свойства

Он устойчив к температурным колебаниям, а также обладает следующими основными свойствами:

• морозоустойчивостью;
• влагонепроницаемостью;
• большой концентрацией;
• Может изготавливаться самостоятельно, например, фундамент дома;
• Огнестоек, благодаря специальным наполнителям;
• Стоек к землетрясениям;
• Принимает любую форму;
• Ценовая доступность.

Качество бетона во многом зависит от качества цемента.

К сведению: Показатели прочности железобетона во время сжатия до двадцати раз лучше, чем в процессе растяжения. Это зависит от количества использованных материалов песка и гравия.

Для арматуры, находящейся под слоем бетона, не страшны коррозийные образования.
Также качество материала во многом зависит от пористости. Пористость вычисляется исходя из отношения общего числа пор и общего объема. Любые конструкции могут иметь поры. Они образуются в процессе испарения воды, которая не вступила в контакт с цементом.

На заметку: Как правило, большой объем пористости служит показателем маленького содержания цемента в растворе.

Плотностью называется отношение массы бетона к его количеству. Чем этот показатель выше, тем прочность конструкции больше.
Железобетонное изделие хорошо проводит тепло и как результат огнестоек. Его теплопроводность ниже стальной, но выше, чем у кирпича. Так благодаря этому свойству его часто применяют для строительства промышленных цехов, где проводятся работы с большой температурой.
Железобетон может выдержать высокую температуру до 1 тыс. градусов достаточно долгое время без разрушений и трескания.

Минусы ЖБИ

К недостаткам относят высокую звуко- и теплопроводность, значительный вес и способность растрескиваться, а также то, что он обладает низким сопротивлением к растяжению. Поэтому для улучшения этого показателя конструкции армируют.

Армирование

Армированием называется повышение прочных свойств бетонных изделий с помощью стальных прутьев или проволоки. Причем увеличение прочности бетона направлено не только на растяжение, но и на внецентровое и осевое сжатие. При этом рабочей арматурой уменьшается сечение элементов и снижается вес конструкции.

Сейчас помимо обычного армирования распространенным являются напряженные железобетонные конструкции. То есть, при производстве бетон обжимают, а арматуру растягивают. Это способствует существенному повышению трещиностойкости и снижению деформационных процессов деталей. Предварительному напряжению подвергаются, в основном, элементы с предполагаемой большой нагрузкой на растяжение.

Примером армирования может быть создание основы под половое покрытие. Основой здесь является создание металлического каркаса при стяжке.
Армированием добиваются меньших затрат бетона.

Армирование

Армирование – комплекс работ, направленных на увеличение надежности и прочности бетонных изделий в жилом и промышленном строительстве.

Безусловно, одним из лучших примеров применения армирования является создание прочного и долговечного основания для полового покрытия.

Основная работа заключается в создании металлической основы при стяжке.

С помощью армирования можно уменьшить количество используемого бетона. Основными материалами для армирования являются:

• Армирующие проволочные сетки и прутья.
• Стекловолокнистые изделия.
• Сетки из полимерных материалов.

Имея такой широкий выбор материалов, в любое время можно подобрать лучший вариант, отвечающий высокому качеству производимой конструкции.

Технология сборного железобетона

Элемент изготавливается на специализированном заводе, доставляется на объект, где устанавливается в проектное положение.

Достоинства

• малые затраты труда и времени на строительной площадке;
• сжатые сроки возведения;
• возможность отделки лицевой поверхности элемента (плитка, фактура) в заводских условиях, что исключает впоследствии отделочные процессы на объекте;
• малая зависимость от погодных условий;
• быстрое введение конструкции в работу (не требуется времени на набор прочности бетона).

Недостатки

• высокая стоимость (на 70-100 % дороже монолитного);
• наличие швов и стыков (дополнительные затраты на заделку);
• необходимость использования при строительстве тяжелых грузоподъемных механизмов;
• ограничения по размерам и массе конструкций;
• плохая работа конструкций на динамические нагрузки. Область применения:
• при сжатых сроках строительства;
• при большом количестве однотипных элементов;
• при небольшой массе элементов (до 6,0… 10,0 т);
• в случае, если технико-экономическое сравнение вариантов доказало эффективность применения сборных конструкций в конкретных условиях строительства.

Правила создания надёжных железобетонных конструкций

В процессе работы должны быть соблюдены все СНиПы и нормы строительства. Некоторые организации дополнительно ориентируются на международные стандарты, чтобы получить важное конкурентное преимущество. Тем не менее есть свод обязательных правил, которые должны соблюдаться при создании бетонных перекрытий:

• Сетка или каркас не должны создавать препятствий для равномерного распределения бетона.
• Сначала на площадку укладывается материал для армирования и только после этого осуществляется заливка.
• Необходимо избегать попадания в железобетонную конструкцию масляных веществ. Они препятствуют образованию крепкой связи между бетоном и каркасом.
• Чтобы защитить ЖБК от коррозии, бетон должен полностью скрывать элементы армирования.

Каркасное армирование используется тогда, когда фундамент и пол — единая система фиксации дома. Подобная технология применяется при постройке на грунтах с низкой степенью надёжности.

Основные виды жби

Сборка

Сборный вид — это готовые изделия, производимые на специализированных предприятиях с необходимыми для этого устройствами. Это делается для повышения эффективности и уменьшения себестоимости изделия. В настоящее время очень популярны потому, что это способствует максимальному механизированию строительства. Сборные железобетонные конструкции являются универсальными, их можно использовать для строительства в любых погодных условиях.

Важно: Однако, при создании стыков для сборных сооружений используются арматурные приспособления, что естественно влияет на общую стоимость.

Монолит

Монолитные жби. Этот вид изготавливается непосредственно в процессе строительства, т. е. происходит укладка бетона в форму (опалубка). Здесь застройщиком самостоятельно определяется количество использованных материалов, зависящих от того, какой уровень сложности объекта и какого его назначение. Данный вид отличается пространственной целостностью, что способствует маленькому расходу.

Монолитная конструкция используются при строительстве объектов с разными опалубками. Эти конструкции предусматривают использование больших арматур в блоках и армированных каркасов. Их применение способствует налаживанию механизированной подачи и укладке бетона. Такие сооружения, как бассейн, фундамент, конструкции, подвергающиеся большой динамической нагрузке, создаются только с помощью монолитных жби. Этот вид с экономической стороны выгоден.

Недостатками таких конструкций являются трудоемкость изготовления опалубки, возможность производить работы только в теплую погоду и зависимость от скорости затвердевания смеси.

Комбинированный тип

Сборно-монолитные также укладываются непосредственно при строительстве. Здесь детали могут соединяться между собой с помощью бетона, а также и свариванием металлических частей. Важным моментом при применении данных технологий является взаимодействие связующих частей. Для повышения качества допускаются различные формы и габариты этих элементов.

К сведению: В качестве опалубки для данного вида конструкции используются железобетонные изделия сборного типа. Причем пространственную твердость обеспечит цельное заливание и позволит снизить затраты материалов.

• Плиты перекрытия используют в строительстве при устройстве потолков, стен или перегородок. Представлены прямоугольной плитой с проёмами для дверей и окон. В потолочных плитах проемов нет. Плита это плоское изделие, в котором значение длины и ширины больше показателя толщины.
• Фермы используются как перекрытия при строительстве очень больших инженерных сооружений. Выполнены в виде плоского прямоугольника, имеющего решетки.
• Балка и ригель это несущие элементы боковых, верхних и центральных мест строящегося здания. Балка это линейный элемент. Подразделяются на односкатные, двускатные и с прямым углом.
• Стойки используют под осветительные и электрические линии, выполняющие функцию обеспечения безопасного расстояния электрических проводов. Бывают концевыми, угловыми, анкерными, промежуточными. Также стойка бывает одноцепной и многоцепной.
• Сваи используют для строительства объектов различного характера на слабых несущих почвах Не подвергаются коррозийным образованиям и действию химических веществ. Им не страшна влажность и мерзлая почва. Благодаря сваям основание здания является устойчивым и прочным.
• Колонны используются в промышленных объектах, там где перекрытия подвергаются большим нагрузкам от оборудования. Для этого выполняется основа из нескольких перекрывающих элементов и колонн.
• Объемные блоки тоже используют в промышленности. Имеются также тонкостенные элементы для объектов жилого и общественного назначения, представленные, имеющими дополнительное заполнение тепло- и звукоизоляционным материалом.

Технология монолитного железобетона

Элемент изготавливается на объекте в проектном положении. На строительную площадку материалы доставляются по графикам.

Достоинства

• низкая стоимость;
• отсутствие швов и стыков (монолитная конструкция);
• возможность придания конструкции любой формы, а также возведение элементов любых размеров и массы;
• хорошая работа монолитных конструкций на динамические и знакопеременные нагрузки.

Недостатки

• высокие затраты труда и времени на строительной площадке;
• наличие «мокрых» процессов;
• длительные сроки введения конструкции в работу (необходимо время для набора прочности бетона).

Область применения:

• при больших массивных конструкциях (большие фундаменты, фундаментные плиты, массивные колонны и т.п.);
• при возведении конструкций сложной формы (криволинейных, переменного сечения и т.п.);
• при больших динамических нагрузках (фундаменты под технологическое оборудование, покрытие посадочных полос аэродромов);
• в случаях, когда технико-экономическое сравнение вариантов доказало эффективность применения монолитных конструкций в конкретных условиях строительства.

Рациональный выбор той или иной технологической схемы возведения железобетонной конструкции определяется:

• видом возводимой конструкции, ее параметрами (размеры, масса, форма, назначение);
• удаленностью объекта строительства от заводов ЖБК;
• техническими возможностями исполнителя (необходимая техника, кадры);
• климатическими условиями (при отрицательных температурах велики затраты на прогрев монолитных конструкций);
• заданными ограничениями (по срокам или по стоимости).

Особенности материала

Сборный железобетон производится на специальных заводах в виде крупногабаритных элементов. Последние транспортируются на строительную площадку в готовом виде и собираются в одно целое. Первое преимущество такого способа очевидно: на площадке происходит только сборка, так как все производственные стадии – подготовка формы, армирование, отвердение бетона, были осуществлены на заводской площадке.

Типичные представители сборных конструкций – стеновые панели, плиты, коллекторное оборудование, ограждения, фермы и прочее.

Сборно-монолитный железобетон – комбинация каркаса и монолита. В зависимости от типа и этапа работы они могут собираться как на заводской, так и на строительной площадке. Это, например, лестничные пролеты или блоки фундамента.

Преимущества

Преимущества такого метода весьма ощутимы.

• Самая высокая скорость возведения капитальных сооружений: все элементы здания прибывают в готовом виде, а монтаж занимает куда меньше времени, чем изготовление на месте.
• Типовые размеры элементов исключают технические и проектные ошибки, отсутствуют работы по подгонке блоков.
• Эта же особенность позволяет механизировать процесс монтажа в куда большей степени, чем это возможно при работе с нестандартными элементами. Значительно повышает прочность материала предварительное натяжение арматуры. Для этого в форме перед заливкой бетона стержни, канаты, прутки растягивают до величины, не превышающей предела упругости, и в таком виде заливают бетоном. После того как бетон достигает нужной твердости, нагрузку снимают. Арматура стремится вернуться в первоначальное состояние и обжимает сцепленный со сталью бетон. Таким образом, получают блок, в котором каркас растянут, а бетон сжат.
• Такое изделие относят к наиболее прочным вариантам материала. Однако осуществить такой процесс возможно только в заводских условиях.
• Затраты по сравнению с монтажом из монолитного железобетона намного ниже, так как на сборку затрачивается меньше рабочего времени и нет нужды привлекать дополнительную спецтехнику – бетономешалки, бетоноукладчик и прочее.

Недостатки

Недостатки, однако, также очевидны и связаны с особенностями сборки.

• Чем большее количество элементов необходимо соединить, тем больше швов получают в готовых стенах и перекрытиях. Это сказывается на общей прочности, а, главное, создает почву для образования холодовых мостиков.
• Так как блоки изготавливаются по типоразмерам, большого разнообразия элементов ожидать трудно. Проекты зданий из стеновых панелей всегда ограничены по сравнению с объектами, сооруженными монолитным способом.

Области применения

Технологии возведения сооружений из сборных ЖБИ конструкций и монолитное строительство различаются и областями применения.

Строительство из сборного железобетона	Монолитное строительство
Сжатые сроки строительства. Большое количество однотипных унифицированных элементов в конструкции здания. Относительно небольшая масса строительных деталей (максимум, 10,0 т).	Возведение массивных конструкций (фундаменты и фундаментные плиты, колонны и др.). Сложная форма конструкции (переменное сечение, криволинейная и т.п.). Сооружение под высокие динамические нагрузки (фундаменты под оборудование, аэродромное покрытие).

Выбор оптимальной технологической схемы возведения сооружения из ЖБИ конструкций основывается на анализе конкретного объекта:

• вида конструкции, ее параметров – размеров, массы , формы, назначения;
• удаленности строительного объекта от производителей ЖБИ;
• технических возможностей исполнителя (необходимой техники, кадров);
• климатических условий (оценка возможности использовать прогрев монолитных конструкций);

ограничений по срокам, стоимости возведения объекта.

Технические характеристики

Характеристики сборного железобетона зависят от типа его составляющих – арматуры и бетона. В зависимости от назначения сооружения подбираются и разные материалы.

Материалы

В качества арматуры используются прутки, сетки, канаты и стержни из горячекатаной стали. Диаметр составляет диапазон от 15 до 90 мм:

• низколегированные марки – 25ГС, 15ГС2, 30Г2, используют для относительно легких сооружений;
• сверхпрочные – 30ГСХТ, 25ШЦГС, Ст50 применяют для плит, выдерживающих большие нагрузки.

Бетон также подбирается по назначению готового элемента:

• сверхтяжелый – с плотностью выше 2700 кг/куб м. Используется для блоков несущих конструкций – лестниц, свай, балок, фундамента;
• тяжелый – с плотностью от 1800 кг/куб м, используется при сооружении стен и перекрытий;
• легкий и сверхлегкий — с плотностью выше 600 кг/куб. м и ниже 600 кг/куб м, используется при сооружении легких или декоративных построек и архитектурных элементов.

Выделяют также специальные марки, например, морозостойкий бетон – F100–F800.

Рабочие характеристики плит

Рабочие характеристики плит – расчетное напряжение сжатия, предельный изгибающий момент, допустимое напряжение и так далее зависят от сочетания применяемых бетонов и арматуры, а также условий производства: блоки напряженного бетона по прочности и стойкости к сжатию превосходят все остальные варианты. Плиты, используемые для сооружения всех элементов конструкционной схемы, разделяют на 5 групп.

• Сплошные однослойные с толщиной в 12 см.
• Сплошные с толщиной в 16 см.
• Плиты с круглыми пустотами диаметром в 16 см.
• Плиты с пустотами, диаметр которых составляет 14 см.
• Многопустотные изделия толщиной в 22 см и шириной в 1 м. Такие плиты отличаются лучшими теплоизоляционными свойствами и меньше весят.
• Выделяют также П-образные или ребристые плиты. Они используются для перекрытий и обладают почти такой же прочностью, как сплошные, но более удобны при прокладке коммуникаций или устройстве плавающих полов.

Сплошные и плиты с меньшими пустотами применяют при повышенных нагрузках, поэтому для их изготовления используют только тяжелые бетоны. Для легких и декоративных конструкций используют многопустотные или сплошные плиты с меньшей толщиной.

Стоит отметить, что плиты являются элементами сборно-монолитного и сборного строительства. Однако в документации они также именуются монолитными конструкциями.

С линейными и блочными элементами в малом строительстве сталкиваются реже, за исключением колонн, ригелей и свай для фундамента. Эти элементы изготавливаются из тяжелого и сверхтяжелого бетона, так как должны выдерживать вес постройки.

О том, производят ли из сборного железобетона одноэтажные промышленные здания, дома, колодцы, читайте далее.

Стоимость

Цена материал формируется за счет множества факторов.

• Тип арматуры – сверхпрочные сплавы, без сомнений, увеличивают стоимость. В любом случае выше цена изделия из напряженного бетона.
• Марка бетона определяет не только прочность и специальные свойства изделия, но и его стоимость. Так, сваи из морозостойкого бетона обойдутся не менее чем в 2040 р, а из просто тяжелого бетона – 1883 р.
• Тип плиты – сплошная или пустотная. Многопустотное изделие стоит от 2700 до 5800 р., а монолитное – от 9800 до 21300 р. Блок фундаментный стоит от 580 до 3000 р.
• Пространственные конструкции стоят дороже. Так, цена на кольца для канализационного водопроводного колодца из сборного железобетона в зависимости от марки бетона и размера — 280–6800 р. за шт.
• Лестничные марши – сборно-монолитная конструкция, стоят от 7400 до 21600 р.

При выборе материалов для строительства необходимо учесть и транспортировку. Груз этот очень тяжелый, и перемещение на дальние расстояния может значительно увеличить стоимость работ.

О том, как применение сборного железобетона сказывается на цене строительства, рассказывает следующий видеосюжет:

Монтаж сборного железобетона

Сборка железобетонных конструкций требует выполнения ряда условий:

• необходимо монтажное оборудование большой грузоподъемности, так как вес элементов очень велик. В отдельных случаях требуются специальные монтажные агрегаты;
• сборные конструкции нуждаются в устройстве стыков, что требует высокой точности при соединении, особых способов строповки и перемещения;
• в случае монтажа сборно-монолитных сооружений необходимо создать условия для набора прочности материала;
• конструкции заметно отличаются размерами и прочностью бетона, что требует разных условий хранения, складирования и транспортировки.

Игнорирование этих требований может привести к значительному снижению качества. В целом схема сборки готовых железобетонных конструкций выглядит следующим образом.

• Доставка сборного железобетона и разгрузка в месте, удобном для последующего использования.
• Подготовка к монтажу – включает в себя зачистку выпусков арматуры, очистку поверхностей, закладных деталей. Возможна предварительная сборка с целью монтажа в дальнейшем более крупных элементов.
• Возведение временных подмостей, опор, эстакад, мостиков и прочего в зависимости от характера монтажа.
• Проверка и подготовка техники – консольные, стреловые краны, монтажные агрегаты.
• Строповка и перемещение элементов в положение, указанное проектом.
• Стыковка конструкций – соединяют материал сваркой выпусков арматуры. Затем швы между конструкциями заливают соответствующей маркой бетона. Перекрытия заливают стяжкой, бетон при этом необходимо уплотнить при помощи механических вибробалок.
• Обеспечение условий для набора прочности бетона.

После сборки каждой конструкции специальная комиссия проводит освидетельствование и составляет акт приема.

Существует еще одна особенность, связанная со строением железобетона. Если арматуру предварительно не вытягивали, то под действием нагрузки в бетоне готового блока могут появиться трещины.

Дело в том, что растягивающее напряжение воспринимает металлический каркас, а сталь удлиняется значительно больше, чем бетон. В результате последний может давать трещины. Если они не превышают нормируемую величину, конструкция признается годной к использованию.

Сборный и сборно-монолитный железобетон позволяет сократить возведение любого сооружения – здания, туннеля, дороги, до минимума. А стандартные размеры и характеристики облегчают монтаж конструкций. Выбор технологии производства сборного железобетона поможет сократить стоимость продукции.

Про рециклинг сборного железобетона подробнее расскажет специалист в следующем видео:

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...