Рпс. б. Бункера из сборных железобетонных конструкций

®Ъ Ъ S @

Рис. 7. Крупнопанельный жилой дом

Рнс. 8. Покрытие из железо-бетонных оболочек -

Рис. 9. Останкинская телевн-.чионная башня из монолитного железобетона

Ф. Геннебик первым применил отогнутую арматуру для восприятия поперечных сил. Профессор Н. А. Белелюбский предложил принимать эпюру напряжений в сжатой зоне изгибаемых железобетонных элементов при расчете на прочность d виде треугольника и не учитывать работу бетона в растянутой зоне, а все растягивающие усилия передавать на арматуру.

Усилия в железобетонных конструкциях в то время определяли, исходя из их работы в упругой стадии по методам строительной механики, сечения подбирали по допускаемым напряжениям.

В 1931-1933 гг. проф. А. Ф. Лолейт разработал основные положения новой теории расчета изгибаемых и центрально-сжатых Железобетонных элементов по разрушающим нагрузкам.

В бывш. Центральном научно-исследовательском институте промышленных сооружений (ЦНИПС) под руководством проф. А. А. Гвоздева были проведены обширные экспериментальные исследования н завершена разработка этой теории, подготовлены новые технические условия и нормы проектирования железобетонных конструкций, изданные в 1938 г.

Выдающуюся роль в создании новой теории сыграли А. Ф. Лолейт, А. А. Гвоздев, Я. В. Столяров, М. Я. Штаерман, В. И. Мурашев, П. Л. Пастернак, С. А. Дмитриев, В. В. Михайлов, С. Е. Фрай-фельд и др.

В 1955 г. в СССР был введен еще более прогрессивный метод расчета по предельным состояниям. Развитию и внедрению расчета сечений по методу предельных состояний посвящены труды советских ученых: Н. С. Стрелецкого, А. А. Гвоздева, В. М. Келдыша, К. В. Сахновского, В. И. Мурашева, С. Е. Фрайфельда, П. Л. Пастернака, В. В. Михайлова, С. А. Дмитриева, С. С. Давыдова, А. М. Овечкина и др. Благодаря их трудам в нашей стране созданы самые передовые методы расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям, являющиеся дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим нагрузкам.

В настоящее время бетонные и железобетонные конструкции рассчитывают и конструируют на основании главы СНиП 11-21-75.

Расчет железобетонных конструкций по методу предельных состояний применяется в социалистических странах.

Железобетон в настоящее время является основным материалом при возведении промышленных зданий (рис. 2.3), эстакад, силосов (рис. 4.5), бункеров (рис. 6), резервуаров, дымоных труб; широко применяется в строительстве гидротехнических сооружений, электростанций, метрополитенов, горных выработок, мостов. За последние годы железобетон стал основным материалом и в конструкциях жи-4ых домов (рис. 7), общественных зданий, а также многих сельскохозяйственных зданий и сооружений.

Применение предварительно-напряженных железобетонных конструкций, особенно с появлением высокопрочных сталей и бетонов, позволило перекрывать большие пролеты зданий н сооружений. В нашей стране сооружаются предварительно-напряженные железобетонные мосты, оболочки (рис. 8), резервуары и другие уникальные конструкции.

Построенная в Москве в 1960-1965 гг, по проекту Н. В. Никитина башня Московского телевизионного центра общей высотой 537 м выполнена (до высоты 384 м) из монолитного предварительно-напряженного железобетона (рис. 9).

ВОПРОСЫ для САМОПРОВЕРКИ

1. Дайте определение железобетона.

2. Какова оснонная идея создания железобетона?

3. Что является основой совместной работы бетона и арматуры в железобетонных конструкциях?

4. Перечислите достоинства и недостатки железобетона.

5. Назовите основные виды железобетонных конструкций; дайте их краткую характеристику.

6. Назовите основные виды зданий и сооружений, выполняемых из железобетона.

Глава I

ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА, АРМАТУРЫ И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

§ 1. БЕТОН

1. Бетон как материал для железобетонных конструкций. Бетон - это искусственный камневидный материал, получаемый в результате твердения смеси, состоящей из вяжущего, воды и заполнителей. Свойства составляющих колеблются в широких пределах, поэтому и характеристики бетонов весьма разнообразны.

Физико-механические свойства бетона зависят от состава смеси, вида вяжущего и заполнителей, водоцементного отношения, способов приготовления, укладки и обработки бетонной смеси, условий твердения (естественное твердение, пропаривание, автоклавная обработка), возраста бетона и др. Все эти особенности следует учитывать при выборе материалов для бетона, назначении его состава и способов приготовления.

Бетон должен обладать достаточно высокой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой и плотностью, которая обеспечивает защиту арматуры от коррозии и долговечность конструкций.

В зависимости от объемной массы различают бетоны на плотных заполнителях (тяжелый бетон), на пористых заполнителях (легкий бетон), ячеистый. Наиболее широкое применение в строительстве получили обычные тяжелые бетоны с объемной массой 2200-2500 кг/м включительно. Прочность тяжелого бетона достигает 60- 80 МПа и выше.

Бетоны с объемной массой более 2500 кг/м относятся к особо тяжелым; они используются для защиты от радиации и приготовляются с применением особых видов заполнителей с повышенной объемной массой.

Бетон на пористых заполнителях имеет объемную массу не более 2200 кг/м Прочность такого бетона обычно не превышает 40-50 МПа. Пористыми заполнителями являются керамзит, аглопорит, туф, пемза, шун-гизит и др.

Благодаря меньшей звуко- и теплопроводности бетон на пористых заполнителях широко применяется в граж-

16 < -

данском строительстве. Малая объемная масса делает особенно целесообразным применение его при строительстве инженерных сооружений.

К ячеистым бетонам относятся газобетон и пенобетон. Тепловлажностная обработка изделий из ячеистого бетона производится в автоклавах при температуре 170-200° С и давлении пара 0,8-1,2 МПа. Прочность ячеистого бетона достигает 15 МПа.

Обычный бетон при длительном воздействии высоких температур разрушается вследствие обезвоживания цементного камня, различия температурных деформаций цементного камня и заполнителей и других причин. В снязи с этим обычный бетон допускается для применении в конструкциях, подвергающихся длительному воздействию температуры не свыше 50° С.

Для конструкций, работающих при более высоких температурах, применяют жаростойкий бетон, приготовляемый на термически стойких заполнителях с малым коэффициентом температурного расширения (шамот, металлургические шлаки, хромит и др.) и глиноземистом цементе или на портландцементе с тонкомолотыми добавками (шамот, кварц, вулканические породы и др.), НЛП же па жидком стекле с кремнефтористым натрием и тонкомолотой добавкой. Такие бетоны способны выдержать длительное действие температуры до 1200° С.

Жаростойкий бетон применяют в фундаментах доменных печей, при футеровке мартеновских печей, в дымовых трубах и других сооружениях, подверженных действию высоких температур.

И последние годы в СССР и за рубежом в строительстве применяют армопластбетопиые конструкции, изготовляемые нз бетона на основе полимерных вяжущих (полмппиплацетат, поливинилхлорид и др.).

Такой бетон отличается высокой химической стойкостью и используется преимущественно в сооружениях, подвергающихся воздействию агрессивных сред (газы, масла, кислоты, щелочи и др.).

2. Прочность бетона. Структура бетона весьма неоднородна; она включает в себя пространственную решетку цементного камня, заполненную зернами песка и щебня и содержащую большое количество микропор и капилляров.

Б сжатом бетонном образце напряжения концентрируются на более жестких частицах, поэтому по плоско-

2-77В

КА.ПУЖСКАЯ im. В.Г. Белинского

ььььгв