Монолитный жб: Монолитный железобетон: изготовление и применение

Содержание

Монолитный железобетон: изготовление и применение

Монолитный железобетон – это конструкция, которая заливается непосредственно на строительном объекте, позволяя создавать постройки любой архитектуры, с разнообразными элементами, прямыми и изогнутыми линиями. Ввиду экологичности и прекрасных эксплуатационных характеристик железобетон сегодня используется в возведении зданий разного назначения, высотности.

монолитный железобетон

монолитный железобетон

Благодаря использованию технологии монолитного железобетона удается реализовывать проекты многоэтажных домов, которые демонстрируют прекрасные показатели прочности и надежности, стойкость к нагрузкам на изгиб, требуют меньших трудозатрат, возводятся быстрее. Немаловажным преимуществом является и снижение стоимости строительства.

Особенности материала

Основное отличие железобетонного монолита заключается в том, что его изготавливают прямо на строительной площадке. В то время, как сборные изделия производят в заводских условиях в специальных формах и доставляют на объект уже готовыми.

Монолитный железобетон производят таким образом:

сначала строят арматурный каркас, потом сооружают опалубку вокруг каркаса, заливают в форму предварительно приготовленный бетон, уплотняют поверхностными и глубинными вибраторами, выжидают нужное время и продолжают строительство.

Конфигурация возводимого сооружения может быть любой, но находится в прямой зависимости от возможностей по монтажу опалубки и прочности застывшего бетона. Стоит учесть, что за способность выдерживать нагрузки разного типа и механические характеристики в ответе внутреннее армирование конструкции. Каркас готовят из толстой арматуры, в несколько рядов, прямо перед закладкой бетона.

Бетон могут готовить прямо на объекте либо транспортировать с завода (тут необходимо применение спецтехники). Во втором случае значительно повышается цена раствора, но зато можно осуществлять масштабную заливку бетоном непрерывно, что существенно улучшает эксплуатационные характеристики всего железобетонного монолита.

Достоинства и недостатки

рамная

рамная

Монолитный железобетон обладает определенными особенностями, которые объясняются как свойствами каждого из материалов по отдельности (бетон и стальная арматура), так и технологий его производства. Качество раствора (пропорции компонентов) и технологический процесс во многом влияют на прочность и плотность железобетона.

Основные преимущества монолитного железобетона:

  • Уменьшение временных и трудозатрат на возведение сооружения в сравнении со строительством его из камня или кирпича.
  • Уменьшение толщины стен (соответственно, увеличение внутренней площади помещения).
  • Возможность реализовать любую идею при создании проекта.
  • Высокий уровень прочности.
  • Сейсмоустойчивость на уровне 8 баллов без разрушения.
  • Отсутствие или уменьшение количества швов в монолите, что улучшает теплоизоляционные характеристики.
  • Стойкость к разнообразным химическим воздействиям, окислению, коррозии.
  • Длительный срок эксплуатации

Из недостатков монолитного железобетона стоит упомянуть такие, как необходимость в привлечении грузоподъемной спецтехники, дополнительных работников ввиду того, что практически все этапы производства осуществляются на строительном объекте. Стоит отметить и такие нюансы, как необходимость возводить мощный фундамент из-за большого веса монолита, обязательное выполнение гидро- и теплоизоляции, сложность в обработке бетона.

Технические характеристики

Бетон отличается прекрасной сопротивляемостью на сжатие и не любит растяжение, что с успехом компенсирует железобетонный каркас, обладающий прекрасной стойкостью на растяжение, но плохо выдерживающий сжатие. Таким образом, тандем этих двух материалов в железобетоном монолите позволяет добиться наилучших результатов, ввиду чего такая технология повсеместно используется при строительстве мало- и многоэтажных зданий.

В большой мере технические характеристики монолитной конструкции определяются характеристиками металлической арматуры (правильность вязки, количество прутов, их диаметр) и типом самого бетона.

каркас

каркас

Особенности эксплуатации монолитов из разных бетонов:

1) Легкие бетоны (к их числу относятся опилкобетон, керамзитобетон и т.д.) – актуальны для облегченных монолитов, где нужно добиться уменьшения теплопроводности.

2) Тяжелые бетоны, плотность которых составляет от 2200 до 2500 кг/м3 – выдерживают нагрузки несущих конструкций и фундамента. Классы смеси (В1, В2, В1.5) выбираются в соответствии с тем, какую прочность нужно обеспечить.

В бетон могут вводить разнообразные компоненты для улучшения тех или иных свойств – повышения уровня теплоизоляции, уровня прочности, стойкости к морозу и т.д.

Теплопроводность итоговой конструкции зависит от наполнителя – так, максимальный показатель 1.75 Вт/(м•град) демонстрирует бетон без присадок, раствор с щебнем или гравием показывает 1.51 Вт/(м•град), со шлаком, песком или силикатами обеспечивает 0.3-0.81 Вт/(м•град). Наилучшие теплоизоляционные характеристики дают специальный теплоизоляционный бетон (0.18) и смесь на основе вулканического шлака (0.2-0.5).

Качество материалов, технология, заливка монолитных железобетонных конструкций регулируется ГОСТом и требованиями СНИП: в указанных документах прописаны разные схемы и изделия, по которым осуществляется заливка бетонным раствором тех или иных элементов зданий и сооружений.

Среда применения

залитая жб конструкция

залитая жб конструкция

Монолитный железобетон используют в индивидуальном и крупном строительстве, для выполнения самых разных задач – с применением данной технологии строят коттеджи, частные одноэтажные дома, здания с большим количеством этажей, многие другие сооружения. Перед сооружением фундамента, перекрытий, стен обязательно проводят все расчеты, определяют предполагаемые нагрузки, верно выбирают стальную арматуру и состав бетона.

Что сооружают по технологии монолитного железобетона:

  • Ленточный фундамент – обычно укладывают под стены и колонны.
  • Монолитная плита под основанием всего строения – самый простой вариант. Возможны модификации с использованием коробчатых и ребристых плит.
  • Свайный фундамент – актуальный выбор для слабых грунтов.
  • Несущие внутренние и наружные конструкции.
  • Колонны разной формы сечения, использующиеся в качестве вертикальных опор со стенами или вместо них.
  • Производство ребристых, пустотных или сплошных плит монолита для перекрытий с балками.
  • Разнотипные лестничные марши – могут выполняться винтовыми, прямыми, комбинированными.
  • Широкое разнообразие декоративных архитектурных элементов – благодаря хорошей пластичности бетона можно проектировать разные колонны, фронтоны, арки.
  • Туннели – для метро, проложенные под проезжими частями, сложными мостами.
  • Мосты – монолитный железобетон идеален в строительстве таких объектов.
  • Площадки, которые будут выдерживать серьезные нагрузки – испытательные полигоны, аэродромы и другие.

Документы для приемки

Возведение железобетонных монолитов входит в перечень строительных работ и принимается в соответствии с определенными требованиями. С учетом того, что конструкция должна будет выдерживать серьезные нагрузки и несоответствие каких-то параметров установленным может повлечь обрушение зданий, все должно осуществляться в строгом соответствии с правилами и значениями ГОСТ и СНИП.

До заливки зданий из монолитного железобетона обязательно реализуют лабораторный анализ приготовленного бетонного раствора с указанием в акте показателей водонепроницаемости, морозостойкости, средней прочности, выведенной из серии образцов для контроля. Проверяют и стальную арматуру. После выдается акт освидетельствования и приемки, которые выполняются при сдаче готовых промежуточных этапов (не всего здания, этажа или стены).

В акте по приемке монолитного железобетона указывают:

  • Номера рабочих чертежей и осуществленных работ из журналов строительства и авторского надзора
  • Результаты лабораторных исследований
  • Акты приемки предварительных работ (в случае, если они проводились)
  • Геометрические размеры конструкции, данные об отклонениях от плановых
  • Соответствие конструкции СНИП и рабочему проекту
  • Непосредственно освидетельствование с указанием возможных дефектов, оценкой состояния поверхности и т.д.

Расчет монолитных железобетонных конструкций

Самым важным параметром монолитной железобетонной конструкции является величина расчетной нагрузки – речь идет о максимальном значении веса, который в состоянии выдержать плиты (ее собственная масса не считается). Величина определяется в соответствии с: толщиной перекрытия или стены, классом прочности бетона, включением в конструкцию арматурного каркаса.

Так, если пустотная монолитная плита может выдерживать нагрузку, равную 800 кг/м2, то сплошная аналогичная плита из напряженного бетона демонстрирует показатель в 1250 кг/м2. Расчеты проводятся до начала строительства, предполагают тщательные вычисления и учет всех параметров: общие нагрузки, сопротивление деформациям, степень разрушений оснований и т.д.

Если заливается фундамент, то его площадь высчитывают по формуле S > γn F/γc Ro, где:

  • γn – обозначает коэффициент надежности (1.2)
  • F – это нагрузка: вес здания, полезная нагрузка (техника, мебель, люди, отделка), для обычного жилого дома составляет 150 кг/м2
  • γc – коэффициент условий в соответствии с типом грунта: для пластичной глины равен 1.0, для крупного песка 1.2
  • Ro – условный уровень сопротивления грунта, берется из таблицы сопротивлений (там учитываются тип здания и грунта)

После определения величины выбирают значения ширины и длины в соответствии с конфигурацией здания. Глубина основания определяется по справочнику СНИП и таким ключевым параметрам: глубина фактического промерзания (произведение глубины для той или иной местности по нормативам и коэффициента отопления, для зданий отапливаемых коэффициент меньше 1, для неотапливаемых 1.1), уровень залегания грунтовых вод (выше/ниже точки промерзания на 2 метра), тип грунта.

Зная указанные данные, можно определить нужное количество арматуры, бетона и возвести прочную монолитную железобетонную конструкцию.

Принцип работы арматуры в монолитных ж/б конструкциях

Арматура в монолитном железобетоне – это стальные прутья определенного диаметра, связанные в несколько слоев по всему периметру конструкции, которые полностью заливаются бетонным раствором и призваны повысить прочность бетона и его стойкость к растяжению. Выбор диаметра стальных прутьев зависит от предполагаемых нагрузок и особенностей зданий, типа элементов и т.д.

Балки

балки

балки

Монолитные железобетонные балки устраивают для соединения отдельностоящих элементов вместо монолитных ленточных фундаментов. Такие балки опираться на фундамент могут двумя способами – лишь концами (когда зона растяжения проходит по нижней половине балки, где закладывается рабочая арматура) или на нескольких фундаментах, стоящих отдельно (зоны растяжения меняются, места укладки в соответствии с этим корректируются).

Монолитная плита

плиты перекрытия

плиты перекрытия

Представляет собой монолитное основание, когда из прутьев арматуры формируется железная сетка, ее вяжут в шахматном порядке между стержнями специальной вязальной проволокой. Часто собирают две сетки, которые располагают внизу и вверху плиты.

Диаметр арматуры и количество прутьев определяют в соответствии с предполагаемыми нагрузками, рассчитывая до начала работ.

История возникновения

Железобетон появился во второй половине девятнадцатого столетия, в 1850-1885 годах, когда Ламбо во Франции и Уилкинсон в Британии, а также Гнатт в США начали применять самые первые изделия из монолита. Далее железобетон активно эксплуатировали в Германии, США, Франции, Великобритании, России для строительства стен, путепроводов, мостов, фортификационных сооружений.

Но наибольшее распространение монолитный железобетон получил в начале двадцатого столетия, когда было создано фундаментальное учение про материал, определившее его преимущества и доказывающее прекрасную стойкость при пожарах. Сегодня монолитный железобетон используется повсеместно, что объясняется его эксплуатационными характеристиками и свойствами.

Процесс заливки бетонных конструкций

армирование

армирование

Монолитный и сборный железобетон выполняются в точном соответствии с технологией. Обязательно нужно уделить внимание каждому из этапов создания конструкции, чтобы добиться нужных параметров и свойств.

Возведение опалубки

Создание монолитной железобетонной конструкции начинается с монтажа опалубки, которая не позволит растечься жидкому раствору и будет опорой бетону на всех этапах застывания.

простая опалубка

простая опалубка

Какие бывают виды опалубки:

  • Щитовая разборная – включает несколько отдельных блоков для жесткости, может изготавливаться самостоятельно на объекте.
  • Блочная – используется для единой заливки не одной, а сразу нескольких стен без перекрытий с несущей конструкцией.
  • Пневматическая – с прочной оболочкой, пропускает воздух, ее делают для сложных полостей маленьких объемов.
  • Объемно-переставная – для монтажа монолитных перекрытий, стен в многоэтажках, сооружается с привлечением крана.
  • Скользящая – используется для создания многоэтажек, устанавливается по периметру, в процессе застывания монолита на разных уровнях постепенно поднимается вверх домкратами.
  • Несъемная – для выполнения декоративной отделки.
  • Туннельная – для заливки раствором двух стен с перекрытием.

Создание опалубки при возведении конструкции – один из самых простых этапов строительства. Важно правильно укрепить щиты, проверять ровность строительным уровнем, выбирать достаточно жесткие и надежные материалы, чтобы конструкция не деформировалась под воздействием веса раствора.

Приготовление раствора

После монтажа опалубки готовят раствор, который для заливки монолитного железобетона должен включать такие компоненты: часть цемента марки минимум М350, 2 части просеянного мелкого песка, 3 части наполнителя (щебень, гравий), вода в достаточном количестве для получения раствора нужной консистенции. Сначала смешивают все сухие субстанции, только после тщательного перемешивания по чуть-чуть добавляют воду.

Бетономешалка

Бетономешалка

Для улучшения характеристик раствора в него добавляют моющие средства (чайная ложка средства против жира на ведро жидкого бетона увеличит прочность, уменьшит усадку), клей ПВА (200 миллилитров на ведро для улучшения текучести и повышения адгезии материалов), жидкое стекло (для повышения термостойкости и ускорения схватывания на начальных этапах заливки).

Цементный раствор можно готовить в бетономешалке самостоятельно или заказывать нужный объем и организовывать его непрерывную подачу к объекту.

Армировка и заливка

Армировочный каркас монолитного железобетона создается из стальных ребристых прутьев разного диаметра. В формировании крупных элементов применяют стержни сечением 15-25 миллиметров, для обычных стен берут сечением до 10 миллиметров. Каркас связывают вязальной проволокой, опускают в опалубку. Арматура должна стоять на специальных фиксаторах на высоте минимум 30-50 миллиметров от поверхности бетона.

опалубка и обвязка

опалубка и обвязка

После того, как армирование завершено, заливают бетон: постепенно заполняют опалубку, подавая из желоба жидкий бетон. Небольшие объекты заливают за один раз, крупные делят на захватки (по горизонтали) и ярусы (по вертикали). Первым делом заполняют захватки одного яруса, потом последовательно заливают железобетонную конструкцию дальше.

После завершения заливки раствор уплотняется вибрационным инструментом. Сушат бетон, накрыв пленкой, чтобы вода не испарялась быстро и бетон был прочным. Первые дни желательно его периодически брызгать водой для исключения трещин.

Чем отличается фактическая плотность от реальной

При выполнении проекта нужно помнить о существовании разницы между реальным значением плотности и расчетным. Расчетная плотность высчитывается при идеальных условиях. Реальная получается в процессе заливки бетона, когда в сборной или монолитной конструкции может оставаться воздух, создавая полости внутри. От этих полостей можно и нужно избавляться, уплотняя бетон специальными инструментами и методами.

Вибропрессование позволяет существенно улучшить качество монолитного железобетонного изделия, но все равно внутри остается определенный объем воздуха (до 1%), что несколько меняет параметры плотности, но на прочности не сказывается.

Демонтаж конструкций

Для выполнения демонтажа монолитных железобетонных конструкций используют разные материалы и способы.

Методы демонтажа монолитного железобетона:

  • Взрывной – актуален в процессе сноса здания, но опасен и должен выполняться профессионалами
  • Механический – с применением спецтехники и соответствующего инструмента
  • Полумеханический – с использованием электрического и пневматического инструмента (канатная, механическая пила, алмазный бур, отбойный молоток и т.д.)
  • Мини-роботы – для небольших помещений и опасных условий
  • Электрогидравлический способ – гидроклинами, безопаснее взрыва, по воздействию идентичен
  • Комбинированный – используются разные способы, в соответствии с текущими задачами и условиями

Демонтаж выполняют после полной разборки и отключения коммуникаций. Если сносят постройку, обязательно вокруг нее возводят временное ограждение.

Монолитный железобетон используется в современном строительстве повсеместно, что объясняется прекрасными характеристиками прочности, надежности, долговечности, другими плюсами. Монолит из бетона и стальной арматуры актуален при возведении самых разных зданий и элементов. При условии правильного выполнения всех этапов, соблюдения технологии и использования в работе лишь качественных материалов железобетон монолитный демонстрирует прекрасные свойства и позволяет создавать самые разные конструкции.

Монолитный железобетон: достоинства и недостатки

Монолитный железобетон – популярный строительный материал, применяемый для возведения дорогостоящих построек. Используется при строительстве торговых центров, многоэтажных зданий и сооружений, а также применяется для домов по авторским проектам. Монолитный железобетон подразумевает заливку конструкции раствором непосредственно на площадке. Монолитные технологии обеспечивают прочность и надежность домов и уменьшают затраты на строительные работы. Помимо этого, железобетон обладает экологически чистыми компонентами, что увеличивает популярность монолитной конструкции.

Достоинства

Преимущества, присущие монолитному железобетону:

  • огнестойкость;
  • нет необходимости в применении вспомогательной техники, кранов;
  • возможность самостоятельного изготовления;
  • имеет идентичную технологию производства для различного цикла;
  • не требует большого количества рабочей силы;
  • способность противостоять коррозии и окислению;
  • высокая сопротивляемость нагрузкам;
  • быстрота возведения строительства;
  • сейсмическая устойчивость зданий и сооружений;
  • обладает продолжительным сроком службы;
  • не требует большого количества в строительной технике;
  • по истечении многих лет увеличивает свои прочностные характеристики;
  • имеет относительно невысокую стоимость строительства;
  • еще одно преимущество конструкции – это возможность применения различных форм строительных элементов.

Вернуться к оглавлению

Устойчивость к механическим нагрузкам

За счет малого количества стыковочных швов в монолитном строении, образуется достаточная устойчивость к механическим нагрузкам. Применение монолитного железобетона увеличивает прочность стен и оснований конструкции путем сочетания раствора из цемента, песка, воды и внутренней армировки.

Вернуться к оглавлению

Сопротивление окислению

Монолитная железобетонная конструкция имеет продолжительный срок службы за счет бетонного защитного слоя, который покрывает армирующую сетку. Также долговечность бетона с железной арматурой обеспечивается путем химического воздействия цементного раствора. Процесс химического воздействия обусловлен гидролитически отделяющей извести в момент твердения бетонного раствора, что дает сильную щелочную реакцию. Получившаяся щелочная реакция способна предохранить сталь от окисления.

Вернуться к оглавлению

Не поддается коррозии

Коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металла под воздействием физико-химических или химических взаимодействий с внешней средой. Коррозия бетона с железной арматурой происходит из-за разрушения застывшего цемента и влечет за собой снижение прочностных характеристик. Ржавчина металла сопровождается понижением водопроницаемости и ухудшением сцепления бетона с арматурной сеткой.

Стойкость к образованию коррозии на сооружениях и железобетонных элементах обеспечивается за счет применения специального вида цемента. Предотвратить появление коррозии возможно путем обработки бетонного покрытия специальными жидкостями или покрытием гидроизоляционным материалом.

Вернуться к оглавлению

Самоуплотняемость

За счет специального химического состава железобетон под воздействием влаги не только сохраняет свои прочностные характеристики, но и преувеличивает их. Технические характеристики позволяют железобетону самоуплотняться с течением времени.

Вернуться к оглавлению

Недостатки

Данный метод строительства имеет следующие недостатки:

Вернуться к оглавлению

Низкая воздухопроницаемость

Железобетонные конструкции обладают низкой воздухопроницаемостью, что не позволяет стенам «дышать». Такой недостаток затрудняет естественный воздухообмен и требует мощной вентиляции еще на начальном этапе строительства.

Вернуться к оглавлению

Высокая плотность

Железобетонный монолит имеет высокую плотность. Поры в бетоне получились из-за испарения излишка воды и неполного уплотнения воздуха из бетонного раствора.

Вернуться к оглавлению

Значительный вес

Конструкции из железобетона обладают тяжелым весом, что значительно сказывается на стоимости строительства. Тяжеловесные элементы требуют укладки мощного фундамента, так как не каждый грунт способен выдержать большие нагрузки. Поэтому без геологических исследований планируемой под постройку местности, не обойтись.

Вернуться к оглавлению

Изготовление опалубки при возведении конструкций

Для сооружения конструкции сложной архитектурной формы потребуется соорудить прочную опалубку. Опалубка необходима для предотвращения растекания бетонного раствора. Опалубка обеспечивает смесь опорой на этапе застывания и получения его прочностных характеристик.

Опалубка бывает следующих типов:

  • Разборная щитовая. Данная опалубка включает в себя отдельные элементы, соединительные блоки, которые обеспечивают жесткость конструкции. Возможно собственноручное изготовление.
  • Пневматическая. Опалубка пневматическая обладает прочной оболочкой с воздухопроницаемым свойством. С помощью такой опалубки делаются  небольшого объема сложные полости.
  • Блочная. Применяется для единой заливки нескольких стен с несущей конструкцией без перекрытий.
  • Скользящая. Актуально применение в монтаже зданий и сооружений с большим количеством этажей. Установленная по периметру форма после застывания поднимается с помощью домкратов вверх.
  • Объемно-переставная. Применяется для монтажа монолитных стен и перекрытий в многоэтажных зданиях и сооружениях. Монтаж и демонтаж происходит с применением автокрана.
  • Туннельная. Применяется для заливки бетонным раствором двух стен, имеющих перекрытия.
  • Несъемная. Применяется в роли декоративной отделки.

Сложности при возведении опалубки отсутствуют. Процесс монтажа заключается в выкапывании котлована и установке щитов. Важно укрепить стенки, чтобы конструкция не деформировалась от большой массы раствора. В некоторых случаях используют щиты больших размеров или увеличивают количество подпорок.

Монолитный железобетон: достоинства и недостатки

Строительство с помощью монолитного железобетона имеет свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при составлении проекта. Методика занимает лидирующие позиции среди других представителей своего класса. Минимизация шовных стыков повышает прочность конструкции. Однако это приводит проблемам, которые потребуют дополнительных затрат при строительстве.

Что собой представляет?

Строительство, использующее монолитную технологию, имеет ряд приемов, которые отличают метод от других технологий. Здание, выполненное этой техникой, бывает:

  • Монолитно-каркасное. Первоочередно, в заводских стенах изготавливается «скелет» дома, а потом по частям собирается на стройплощадке.
  • Кирпично-монолитное. Строение заливается непосредственно на месте, после установки опалубки и арматуры.

Какие преимущества у методики?

При выборе материалов, для постройки, рекомендуется изучить все их особенности или обратиться за консультацией к профессиональным строителям. К главным достоинствам монолитного железобетона относятся:

  • высокая огневая выносливость;
  • отсутствие необходимости в дополнительной технике;
  • простота использования;
  • технологическая идентичность для разных уровней строительства;
  • минимальная затрата рабочей силы;
  • устойчивость к коррозии и окислению;
  • прочность конструкции;
  • минимальные денежные расходы;
  • разнообразие строительных элементов.

Самоуплотняемость

Особенностью материала является самоуплотнение, поэтому влага не вызывает в нем разрушений.

Химический состав железобетона, разработанный специалистами, позволяет повышать свою прочность. Воздействующая на строительный материал влажность не вызывает в нем разрушений, а, наоборот, способствует еще большему уплотнению. За счет этой особенности конструкции, выполненные из монолитного железобетона, выделяются своей надежностью, которая повышается при эксплуатации.

Устойчивость и прочность

Использование цельного материала в строительстве позволяет снизить количество стыковых участков. Благодаря этому здание способно вынести повышенные механические нагрузки, которые возникают в процессе эксплуатации. Стены и основание, которые залиты монолитным раствором из цемента, песка, воды и внутреннего армирования, отличаются повышенной прочностью.

Не окисляется

После возведения армирующего каркаса, его заливают монолитной железобетонной смесью. Благодаря бетонному слою, которым ее покрывают, срок службы постройки увеличивается в несколько раз. Ингредиенты, которые используются при замешивании раствора, вызывают значительную реакцию щелочи. Протекающий процесс оберегает стальные части от возможного окисления.

Не поддается коррозии

Дефекты в скрепляющей смеси железобетона приводят коррозии металлических конструкций.

Деформация и разрушение металлических сооружений происходит из-за влияния определенных химических процессов. Состояние монолитного железобетона ухудшается при разрушении застывшей скрепляющей смеси. Это приводит к ненадежности постройки, что может вызвать аварийную ситуацию. Избежать нежелательных осложнений можно с помощью специализированной разновидности цемента.

Недостатки  монолитного подхода

Каждый строительный материал обладает не только положительными характеристиками. При строительстве важно знать слабые его стороны. Это поможет заранее подготовиться к решению возникающих задач. К главным минусам монолитного железобетона относятся:

  • проблематичный демонтаж;
  • потребность в прочном основании;
  • высокая вероятность деформации;
  • дополнительная теплоизоляция;
  • дополнительный уход в период застывания конструкции.

Проффесиональные строители предупреждают, высокая плотность монолитного железобетона требует предварительного моделирования отверстий для инженерных проводок.

Плохо пропускает воздух

Из-за плохой пропускаемости воздуха, на первых этапах строительства необходимо продумать вентиляционную систему.

Одной из главных проблем железобетонных монолитов заключает в плохой проводимости воздуха. При условии использования строительного материала этого типа специалисты заранее продумывают вентиляцию. Она закладывается на первом этапе, поскольку из-за повышенной плотности материала будет сложно проложить дополнительный воздуховод в здании.

Большой вес

Монолитные конструкции отличаются тяжелым весом, что увеличивает финансовые затраты в подготовительный и строительный периоды. При разработке плана проводится геологическое изучение местности. Это требуется для проверки грунта на прочность, поскольку на него будет возводиться мощный фундамент. К этому процессу стоит отнестись серьезно, так как ошибка или скупость могут испортить весь проект.

Необходимость опалубки при использовании

Строительство с помощью бетона требует сооружения опалубки, которая не позволяет ему растечься и потерять форму. Особенно актуально это при возведении сложных архитектурных зданий. Конструкция поддерживает раствор в процессе застывания и формирования его прочности. В зависимости от сложности проекта, рабочие используют различные способы установления опалубки.

Заключение

Возведение железобетонного монолита пользуется популярностью из-за долговечности и повышенной прочности конструкции. Однако стоит учитывать, что здания нуждается в дополнительной вентиляции, крепком фундаменте и дополнительных строительных принадлежностях. За счет этих особенностей, проект получается, с одной стороны, долговечным, с другой — затратным.

Монолитные железобетонные конструкции: проектирование, правило армирования

Монолитные железобетонные конструкции были впервые применены в России в 1802 году. В качестве материала для армирования использовались металлические стержни. Первым строением, созданным с использованием данной технологии, стал Царскосельский дворец.

Монолитные железобетонные конструкции часто применяются при производстве таких изделий, как:

  • резервуары,
  • стены,
  • перекрытия,
  • фундаменты.

Железобетонные монолитные конструкции позволяют строить здания любой сложности и конфигурации. К тому же эта технология не ограничивается заводскими стандартами. Конструктор имеет невероятно широкое поле для творчества.

Зачем необходимо армирование?

Безусловно, бетон имеет множество преимуществ. Он обладает большой прочностью и спокойно переносит перепады температур. Даже вода и мороз не могут ему повредить. Тем не менее его сопротивление растяжениям находится на крайне низком уровне. Здесь в игру вступает арматура. Она позволяет добиться повышенной прочности ЖМК и сократить расход бетона.

В теории в качестве материала для армирования можно использовать всё что угодно, даже стебли бамбука. На практике же применяется всего два вещества: композит и сталь. В первом случае — это целый комплекс материалов. В основе изделия могут лежать базальтовые или углеродные волокна. Они заливаются полимером. Композитная арматура имеет небольшой вес и не поддаётся коррозии.

Сталь имеет несравнимо большую механическую прочность, к тому же её стоимость относительно невелика. В процессе армирования железобетонных монолитных конструкций используются:

  • уголки,
  • швеллеры,
  • двутавровые балки,
  • гладкие и рифленые стержни.

При создании сложных строительных объектов в основе монолитной железобетонной конструкции укладываются металлические сетки.

Строительная арматура может иметь разную форму. Но в продаже чаще всего можно найти только стержневую. Рифлёные стальные стержни чаще всего используются при строительстве малоэтажных зданий. Низкая цена и хорошее сцепление с бетоном делают их очень привлекательными для потенциальных покупателей.

Стальные стержни, используемые при создании железобетонных монолитных конструкций, в большинстве случаев имеют толщину от 12 до 16 миллиметров. Они отлично защищают структуру от разрывов. Нагрузку, создаваемую при сжатии, компенсирует сам бетон.

Особенности армирования в зависимости от типа устройства фундамента

Когда закладывается фундамент дома очень важно соблюдать правила армирования монолитных железобетонных конструкций. Это позволит избежать множества дефектов и гарантирует долгий срок эксплуатации объекта. Согласно устройству железобетонных монолитных конструкций выделяют три типа фундамента.

Плитный фундамент

При его армировании применяется стержневая рифлёная арматура. Толщина железобетонной монолитной конструкции (плиты фундамента) зависит от количества этажей и материала, используемого при строительстве. Стандартный показатель 15—30 сантиметров.

Важно! Если масса здания невелика, то в железобетонной монолитной конструкции допускается использование сетки с сечением стержней от 6 до 10 сантиметров.

Качественное армирование плитного фундамента должно иметь два слоя. Нижняя и верхняя решётки соединяются посредством подпорок. Они формируют зазор нужного размера.

Главным отличием профессионального армирования железобетонных монолитных конструкций — является полное сокрытие всех элементов стального каркаса. При этом в плиточном фундаменте арматура не сваривается между собой, а вяжется посредством проволоки.

Ленточный фундамент

Устройство данной железобетонной монолитной конструкции состоит из решётки, которая размещается в верхней части и берёт на себе все нагрузки, связанные с растяжением.

Сваривать элементы каркаса крайне не рекомендуется — это уменьшит его прочность. При этом слой бетона, разделяющий стальные элементы и грунт должен быть не менее пяти сантиметров. Это защитит металл от коррозии.

В железобетонной монолитной конструкции очень важно соблюдать правильную дистанцию между продольными стержнями. Граничный показатель — 400 миллиметров. Поперечные элементы используются тогда, когда высота каркаса превышает 150 мм.

Дистанция между соседними стержнями в железобетонной монолитной конструкции не может превышать 25 миллиметров. Углы и соединения дополнительно усиливаются. Это позволяет придать фундаменту большую прочность.

Свайный фундамент

Данная технология используется при возведении строения на пучинистых грунтах. Оптимальная дистанция от ростверка до грунта 100—200 мм. Зазор позволяет создать воздушную подушку, что положительно влияет на утеплённость всего дома. К тому же воздушная подушка позволяет избежать образования на первом этаже сырости.

При создании свай используется бетон марки М300 и выше. Предварительно бурятся скважины, в которые вкладывается рубероид. Он также служит опалубкой. Каркас из арматуры опускается внутрь каждого отверстия.

Конструкция каркаса состоит из продольной рифленой арматуры. Сечение стержней от 12 до 14 мм. Крепление осуществляется посредством проволоки. Минимальный диаметр сваи — 250 мм.

Стены и перекрытия

Эти элементы также требуют особых правил армирования. В принципе они сходны с нормами создания фундаментов, но есть некоторые отличия:

  1. Минимальный продольный диаметры арматуры в стене — 8 мм, максимальный шаг в длину 20 сантиметров, поперечный — 35 см. Сечение поперечной арматуры не менее 25% от сечения продольной.
  2. Перекрытия. Диаметр арматуры определяется расчётными нагрузками. Минимальный показатель восемь миллиметров. Дистанция между стержнями не больше 20 мм.
  3. При создании как стен, так и перекрытий допускается использование сетки.

Нормы армирования для стен и перекрытий отличаются из-за разной степени нагрузок, которые испытывают эти железобетонные монолитные конструкции.

Главное правило армирования

Прочность всей железобетонной монолитной конструкции зависит от связи бетона и арматуры. Необходимо чтобы бетон передавал часть нагрузки стальной арматуре без потери энергии.

Главное правило армирования гласит, что в железобетонной монолитной конструкции не должно быть нарушения связи. Максимально допустимое значение данного параметра — 0,12 миллиметра. Надёжное соединение бетона и арматуры — гарантия прочности и долговечности всего здания.

Важно! Чтобы добиться нужных показателей, необходимо точно соблюдать все нормы строительства, которые указаны в СНиПах, а также внимательно проводить расчёты.

Проектирование

Что такое проектирование?

Проектирование железобетонных монолитных конструкций — это создание чертежей на основе собранных геодезических данных, имеющихся материалов и предназначения здания. Несущую систему монолитного каркасного здания составляют перекрытия, фундамент и колонны.

Задача конструктора правильно рассчитать нагрузки на все элементы и составить оптимальный проект с учётом особенностей грунтов и климатических условий. Сам процесс создания железобетонных монолитных конструкций включает в себя:

  • компоновку;
  • расчёт конструирования второстепенной балки;
  • расчёт нагрузок;
  • расчет перекрытий по предельным состояниям первой и второй группы.

Для упрощения математических расчётов используется специальное программное обеспечение, к примеру, AutoCAD.

Проектировка и расчёт согласно СНиПам

По факту пособие по проектированию монолитных железобетонных конструкций — это и есть СНиП. Это некий свод правил и норм, который содержит стандарты строительства жилых и нежилых зданий на территории РФ. Этот документ динамически обновляется в зависимости от изменений технологий строительства и подходов к безопасности.

СП по монолитным железобетонным конструкциям разрабатывался ведущими учёными и инженерами. СНиП 52-103-2007 касается ЖМК, сделанных на основе тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры. Согласно данному документу различают такие типы несущих элементов:

  • колонные,
  • стеновые,
  • колонно-стеновые.

При использовании железобетонных монолитных конструкций допускается проектировка этажей в разной конструктивной системе несущих элементов.

При расчёте параметров несущих элементов согласно СНиПам учитывается:

  1. Определение усилия, действующего на фундамент, перекрытия и другие элементы конструкции.
  2. Амплитуда вибраций перекрытий верхних этажей.
  3. Расчёт устойчивости формы.
  4. Оценка сопротивляемости процессу разрушения и несущей способности здания.

Данный анализ позволяет не только определить параметры железобетонных монолитных конструкций, но и узнать срок эксплуатации здания.

Особое внимание при проектировании уделяется несущей железобетонной монолитной конструкции. При этом учитываются такие параметры:

  1. Возможность и скорость образования трещин.
  2. Температурно-усадочные деформации бетона при затвердевании.
  3. Прочность ЖМК при снятии опалубки.

Если правильно произвести все расчёты, то созданное изделие прослужит десятки лет даже в самых экстремальных условиях.

Когда рассчитываются параметры несущих ЖМК используются линейные и нелинейные жёсткости железобетонных элементов. Вторые назначают для сплошных упругих тел. Нелинейная жёсткость вычисляется по поперечному сечению. При этом очень важно учитывать возможность образования трещин и других деформаций.

Порядок выполнения строительных работ с ЖМК

Каждая строительная компания старается достичь наилучшей организации производственного процесса. Для этого используются СНиПы и международные стандарты. Тем не менее существует сложившийся порядок работ, который позволяет гарантировать максимальное качество будущей постройки:

  1. Вначале осуществляется расчёт по четырём основным видам нагрузки: постоянная, временная, кратковременная, особая. К примеру, при создании фундамента для агрегатов, создающих сильные вибрации, используются исключительно железобетонные монолитные конструкции.
  2. Геодезическая разведка, составление плана, а также анализ общих показателей.
  3. Определение точек возводимого строения.
  4. Армирование конструкций. Оно бывает двух типов: предварительно напряжённое и обычное.
  5. Монтаж опалубки. Опалубка позволяет создать необходимую форму для будущей железобетонной конструкции. При этом она может классифицироваться по разборности, материалу, назначению и конструкции.
  6. Бетонирование. Есть четыре основных способа заливки бетона: с лотка миксера прямо на опалубку; посредством автобетононасоса; через желоб; при помощи колокола. Для уплотнения бетона применяют вибратор.

Очень важную часть в создании прочной и надёжной железобетонной монолитной конструкции играет уход за бетоном. Всё дело в том, что этот материал может застыть только при определённых условиях. Обычно полное затвердевание бетона занимает около 15—28 суток, если не используются специальные сорта цемента. Чтобы предотвратить испарение влаги в жаркое время года ЖМК поливают водой.

Важно! При работе в холодное время года необходимо специальное оборудование вроде прогревателей. Также не удастся обойтись без утеплителей.

Как проходит монтаж?

Данная технология позволяет экономить на материалах, ведь именно компания застройщик определяет целесообразность использования тех или иных элементов конструкции. Монтаж железобетонных монолитных конструкций проходит прямо на строительной площадке и состоит из таких этапов:

  1. На площадку укладывается материал для армирования. Важно соблюдать нормативные расстояния между элементами каркаса. Это гарантирует равномерность растекания бетона.
  2. Заливается бетон. На этом этапе необходимо следить, чтобы в смесь не попали масляные вещества. Они препятствуют связыванию бетона.
  3. При необходимости устанавливается дополнительное оборудование, ускоряющее сушку.

Железобетонные монолитные конструкции позволяют создавать кривые линии, что делает общую архитектуру здания в разы богаче и насыщеннее.

Итоги

Железобетонные монолитные конструкции позволяют строить здания в минимальные сроки, используя современные сорта бетона. Важным этапом строительства является проектирование. Именно правильные расчёты позволяют создать прочную постройку с длительным сроком эксплуатации.

Железобетонные монолитные конструкции используются как в промышленном строительстве, так и жилищном. Сравнительно небольшая стоимость и прочность делают их незаменимыми в производственных цехах и при возведении многоэтажных зданий.

Монолитная железобетонная плита: виды и характеристики

Для возведения домов и сооружения хозяйственных построек используются различные типы фундаментов. Пользуется популярностью монолитная ЖБ плита, обеспечивающая устойчивость, прочность и долговечность строений. Плитный фундамент в строительстве используется для слабых грунтов, подверженных морозному пучению. После подготовки участка и сооружения подушки из щебня и песка монтируется опалубка. Затем укладывается слой гидроизоляции, производится армирование монолитной основы. Завершает сооружение плиты процесс заливки цемента. Каждый этап имеет свои особенности.

Монолитная ЖБ плита – особенности применения

Монолитная железобетонная основа, а также сборный фундамент из ЖБИ плит изготавливаются из тяжелых бетонных растворов, для усиления которых используют арматуру диаметром 8-12 мм. Для принятия решения о применении монолитной плиты в качестве фундаментной основы выполняются специальные расчеты.

Определяется толщина фундаментной основы, а также ее глубина залегания, зависящие от ряда факторов:

  • особенностей грунта на участке застройки;
  • глубины расположения водоносного слоя;
  • нагрузочной способности основания;
  • веса возводимого строения;
  • климатических факторов;
  • рельефных перепадов в зоне строительства;
  • характеристик используемого строительного материала.

Что такое монолитная железобетонная плита?Для слабых грунтов, подверженных морозному пучению в строительстве используют монолитный фундамент

Монолитная конструкция отличается прочностью и применяется на следующих типах почвы:

  1. Ослабленных грунтах с повышенной влажностью.
  2. Насыпных почвах с увеличенной концентрацией песка.
  3. Почвах, которые легко деформируются при замерзании.

Отличительная черта фундаментной плиты – увеличенная площадь, которая позволяет:

  • равномерно распределить на грунт вес здания;
  • предотвратить усадку частей строения;
  • демпфировать реакцию морозного пучения;
  • исключить возможность растрескивания коробки.

Монолитная конструкция применяется для строительства различных зданий:

  • современных коттеджей;
  • промышленных объектов;
  • гаражных построек;
  • дачных строений;
  • малоэтажных зданий.

Прочная конструкция фундаментного основания сохраняет целостность под воздействием массы следующих стройматериалов:

  • бетонных блоков;
  • природного камня;
  • керамического кирпича;
  • сборного железобетона;
  • деревянных каркасов;
  • оцилиндрованных бревен.

Независимо от типа материала, применяемого в заливке фундамента, монолитная ЖБ плита применяется на проблемных почвах для обеспечения устойчивости зданий.

Что такое монолитная железобетонная плита?Для обеспечения устойчивости зданий на проблемных почвах применяют монолитную ЖБ плиту

Устройство монолитной фундаментной основы

Цельная плита из армированного бетона изготавливается в соответствии с классической технологией. Фундамент монолитного типа представляет многослойную конструкцию, каждый слой которого выполняет определенную функцию.

Рассмотрим устройство фундамента, начиная с поверхности грунта:

  1. Слой геотекстильного материала. Обладает фильтрующими свойствами и ложится на спланированную поверхность почвы для разделения грунта и слоя гравийно-песчаной подушки.
  2. Демпфирующая подсыпка. Сглаживает реакцию почвенных сдвигов, планирует площадку, а также позволяет расположить дренажные трубы внутри песчано-гравийного массива.
  3. Подбетонка. Представляет залитую тонким слоем бетонную смесь, предназначенную для выравнивания поверхности и повышения нагрузочной способности фундаментной основы.
  4. Слой гидроизоляции. Предотвращает доступ содержащейся в грунте влаги к поверхности фундамента, а также сохраняет необходимое количество влаги в бетонной смеси.
  5. Листовой или гранулированный теплоизолятор. Благодаря укладке теплоизоляционного материала снижаются потери тепла, что важно для поддержания комфортного микроклимата в помещении.
  6. Опалубка стационарного или разборного типа. Конструкция сооружается по периметру будущего фундамента и предназначена для придания бетонной смеси требуемой формы и снижения потери влаги во время застывания.
  7. Арматурный каркас. Предназначен для повышения прочностных свойств монолита и предотвращения растрескивания бетона. Металлические прутки воспринимают действующие нагрузки, обеспечивая долговечность основы.
  8. Бетон марки М400 и выше. Бетонный слой воспринимает нагрузки от массы здания и равномерно передает их по всей площади опорной поверхности фундаментного основания.

Правильное расположение всех слоев фундамента повысит прочность основы, а также увеличит ресурс эксплуатации возводимого строения.

Что такое монолитная железобетонная плита?Устройство монолитной фундаментной основы

Фундамент монолитная ЖБ плита – варианты исполнения

Цельный фундамент монолитного типа сооружается в различных исполнениях, обусловленных следующими факторами:

  • уровнем заглубления;
  • технологией обустройства;
  • конструктивными особенностями.

По глубине расположения нижней плоскости фундаментной подошвы, основания делятся на следующие виды:

  1. Незаглубленные. Формирование фундамента осуществляется на уровне нулевой отметки после уборки мусора, растительности и планирования поверхности строительной площадки.
  2. Мелкозаглубленные. Фундаментная плита погружается в почву на глубину до 0,5 м. Технология формирования мелкозаглубленной плиты не предусматривает сооружение под зданием подвального помещения.
  3. Заглубленные. Фундаментная платформа заглубляется в грунт до уровня замерзания почвы. Это обеспечивает повышенный запас прочности и позволяет противодействовать силам морозного пучения.

В зависимости от способа строительства основания фундаментная конструкция формируется в различных вариантах:

  • монолитном. Цельная железобетонная плита сооружается на подготовленной площадке, с поверхности которой удалены верхний слой почвы, мусор и растительность. После сооружения опалубки по периметру фундамента производится сборка и размещение внутри опалубки арматурного каркаса с последующим бетонированием. Технология позволяет без использования грузоподъемных средств залить фундаментную плиту требуемых габаритов и расположить в ней различные инженерные коммуникации;

Что такое монолитная железобетонная плита?В различных исполнениях сооружается фундамент монолитного типа

  • сборном. Составная конструкция фундамента сооружается из готовых железобетонных панелей, произведенных на предприятиях ЖБИ. Плиты укладываются с помощью грузоподъемной техники на песчано-гравийную подсыпку. После монтажа осуществляется бетонирование стыковых участков и заливка стяжки. Стандартные размеры и прямоугольная форма готовых железобетонных панелей затрудняют сооружение фундаментных оснований нестандартной конфигурации и увеличенной толщины.

Возможны следующие варианты конструкции плиты:

  • чашеобразный. Фундамент отличается сложной геометрией, бетонируется за один прием и позволяет обустроить под зданием подвальное помещение;
  • плоский. Основа формируется в виде прямоугольного параллелепипеда и теплоизолируется, при необходимости, листовым утеплителем.

Выбор оптимального варианта монолитного фундамента осуществляется после выполнения необходимых расчетов в соответствии с проектными требованиями.

Главные характеристики фундамента монолитного типа

Тип фундамента монолитная ЖБ плита – ответственная конструкция, обладающая определенными характеристиками:

  • повышенной прочностью. Железобетонная основа сохраняет целостность, воспринимая массу здания и находящейся в нем мебели и оборудования;
  • увеличенной влагостойкостью. Правильно смонтированное железобетонное основание предотвращает насыщение стен почвенной влагой;
  • долговечностью. Конструкция обеспечивает устойчивость здания на протяжении десятилетий, компенсируя реакцию морозного пучения почвы.

Что такое монолитная железобетонная плита?Монолитная ЖБ плита отличается повышенной прочностью

Важная характеристика фундамента – габаритные размеры. Длина и ширина фундаментной конструкции соответствуют габаритам будущего здания, а толщина изменяется в широких пределах:

  • плита толщиной 0,4-0,5 м формируется для большинства зданий, сооружаемых на грунтах с нормальной влажностью;
  • при возведении строений на проблемных грунтах размер фундамента по толщине увеличивается до 1,2 м.

На характеристики плитного основания влияет марка используемой бетонной смеси, сортамент арматуры, а также вид конструкции фундаментной основы.

Монолитная конструкция фундамента – достоинства и слабые стороны

По сравнению с другими типами оснований монолитная ЖБ плита обладает серьезными преимуществами:

  • продолжительным сроком эксплуатации. Железобетонная основа способна сохранять целостность на протяжении полутора столетий;
  • простотой сооружения. Несложно быстро обустроить плиту своими силами, выполнив минимальный объем земляных работ;
  • повышенной нагрузочной способностью. Благодарю увеличенной площади опорной поверхности фундамент способен воспринимать вес тяжелых зданий;
  • экономичностью. Технология позволяет сэкономить на обустройстве пола, функцию которого выполняет бетонная плита;
  • стойкостью к сезонным колебаниям почвы. Железобетонная конструкция устойчива к реакции морозного пучения.

Что такое монолитная железобетонная плита?Для выполнения заливки бетонной плиты не требуется специальное оборудование

Для выполнения строительных мероприятий не требуется особая подготовка и специальное оборудование.

В зданиях, сооруженных на монолитной плите, пол бетонный. Как утеплить его? Этот вопрос интересует начинающих застройщиков. Существует множество вариантов, предусматривающих использование современных листовых теплоизоляторов. Технология позволяет соорудить теплоизолированную шведскую плиту. Это также одно из достоинств монолитной конструкции железобетонного фундамента.

Наряду с достоинствами фундамент имеет слабые стороны:

  • необходимость выполнения работ при положительной температуре;
  • увеличенный объем затрат на сооружение плитной основы;
  • проблематичность обустройства плиты на площадке с наклонным рельефом.

Несмотря на имеющиеся недостатки, профессиональные строители отдают предпочтение плитной конструкции благодаря ее высоким эксплуатационным характеристикам.

Технология строительства цельной плиты

Технологический процесс сооружения монолитной плиты включает подготовительные мероприятия и основные операции. Разберем главные этапы работ.

Подготовительные работы

Готовясь забетонировать фундамент ЖБ монолитной плитой, следует выполнить ряд подготовительных мероприятий:

Что такое монолитная железобетонная плита?До начала заливки бетонной плиты необходимо провести подготовительные работы

  1. Изучить характер грунта.
  2. Определить уровень водоносных слоев.
  3. Рассчитать нагрузочную способность основания.
  4. Очистить стройплощадку от мусора и растительности.
  5. Выполнить земляные работы.
  6. Разровнять поверхность почвы.
  7. Выполнить разметку.
  8. Постелить геотекстильную ткань.
  9. Уложить дренажные трубы.
  10. Сформировать песчано-щебеночную подушку.

Технология предусматривает также возможность укладки инженерных сетей при сооружении фундаментной плиты.

Рабочий процесс монтажа фундамента

Завершив подготовку, выполняйте основные операции по монтажу плиты:

  1. Смонтируйте щитовую опалубку.
  2. Постелите гидроизоляционный материал.
  3. Уложите листовой теплоизолятор.
  4. Соберите силовой каркас, для которого вяжется армирующая сетка.
  5. Подготовьте бетонный раствор в необходимом объеме.
  6. Произведите заливку фундамента в один прием.
  7. Осуществите вибрационную трамбовку бетона.
  8. Выровняйте поверхность бетонной плиты.

Обратите внимание на важные моменты:

  • для сборки арматурной решетки используйте вязальную проволоку;
  • во время твердения бетона поддерживайте постоянную влажность;
  • на залитый бетон постелите полиэтиленовую пленку, предотвращающую потерю влаги.

К демонтажу опалубки приступайте через месяц после начала бетонирования.

Заключение

Монолитная ЖБ плита – проверенная конструкция, обеспечивающая устойчивость и долговечность зданий на проблемных грунтах. При выполнении работ важно соблюдать технологические требования и использовать качественные стройматериалы. Важно определиться с вариантом исполнения плиты с учетом конструктивных особенностей здания и требований проектной документации.

Фундаменты. Монолитная железобетонная плита — преимущества, применение, этапы монтажа

Данный тип фундамента считается одним из самых надежных и практичных. Он представляет собой сплошную монолитную плиту из армированного железобетона, которая возводится под всей площадью будущего строения. Монолитное плитное основание является практически универсальным, отличается высокой несущей способностью, равномерным распределением нагрузок и способностью выдерживать без деформации смещение грунта.

Характеристики

  • Грунт: любой, в том числе со слабыми несущими характеристиками.

    Противопоказание — ярко выраженный уклон.
  • Материал (вес) стен: любой.
  • Несущая способность: 6,0 МПа.
  • Гидроизоляция: обмазочная битумная и двойная наплавляемая рулонная. Если вода не агрессивна к бетону, то допускается выполнение только отсечной двойной гидроизоляции сверху фундаментной плиты.
  • Арматурный каркас: арматура AIII(d10-d20), шаг 150х150-:-200х200 мм.
  • Класс бетона B25, толщина 300 мм.

*Видео с канала Youtube ForumHouseTV

Применение

Остановить свой выбор на таком фундаменте стоит, в случае:

  • Болотистой местности, наличия в непосредственной близости водоема или русла реки, высоком уровне подземных вод.
  • Большого веса строения. Например, если дом строится из полнотелого кирпича с использованием монолитных ж/б перекрытий.
  • Сложной геометрии здания с неравномерным распределением нагрузок. Например, наличия отдельных «крыльев» здания для гаража, бассейна.

Важно. Фундамент типа «плита» нельзя устраивать на участках с выраженным уклоном и пластичными грунтами. Это может привезти к «оползанию» строения.

Преимущества

Высокая несущая способность – главное достоинство конструкции данного типа. Благодаря большой площади опирания фундамент способен обеспечить устойчивость даже очень тяжелого строения на слабых и пучинистых грунтах. При колебаниях почвы монолитная ж/б плита плавно «дрейфует» на песчано-гравийной подушке, обеспечивая высокую надежность и целостность сооружения.

Стойкость к сильным деформациям и прогибам.

Вариативность конфигурации дома – подобное основание может быть возведено для коттеджей любой геометрической формы.

Этапы монтажа фундамента

1. Земляные работы. Экскаватором или вручную разрабатывается котлован. В случае присутствия в нем воды, выполняются работы по водоотведению (осушению) котлована. Глубина разработки зависит от рельефа участка, толщины песчаной и щебеночной подготовок, уровня пола первого этажа относительно земли.

Обычно глубина котлована составляет около 1 м: 150-200 мм – щебеночная подготовка, 250-400 мм песчаная подготовка, 100 мм – подбетонка, 30 мм – защитная стяжка гидроизоляции, 100 мм – утеплитель (он также может быть сверху плиты), 300 мм – сама фундаментная плита.

2. Устройство песчано-гравийной подушки с обязательной трамбовкой. Нижним слоем по всему периметру котлована укладывается гравийный щебень, как правило, фракции 20-40. Сверху песчаный слой. Трамбовка выполняется виброплитой. В «домашних» условиях ее можно заменить на самодельную «т-образную» перевернутую конструкцию в виде деревянной доски с ручкой. Дополнительно песок можно пролить водой. Это позволит утрамбовать его до плотности 96-98%.

3. Сплошная бетонная не армированная подготовка (подбетонка). Толщина 80-100 мм. Представляет из себя неармированную стяжку. Выполняется из бетона низких марок (B7.5-B.15). Периметр подбетонки должен на 0,5-1м выходить за периметр фундаментной плиты.

4. Устройство гидроизоляции. Рулонный материал (гидростеклоизол) типа Техноэласт ЭПП укладывается с нахлестом не менее 10 см в два слоя. После монтажа фундаментной плиты края гидростеклоизола заворачиваются на плиту с нахлестом не мене 0,5 м. Боковые поверхности будущей фундаментной плиты и нахлесты гидростеклоизола обрабатываются обмазочной гидроизоляцией (горячий битум).

5. Защитная стяжка гидроизоляции. Чтобы при армировании плиты не повредить гидроизоляцию ее защищают цементно-песчаной стяжкой 30 мм.

6. Армирование плиты выполняется из рефленой арматуры (А3) различного сечения, (чаще всего 12-14 мм), которая связывается в пространственный каркас. Арматурный каркас представляет из себя два слоя (нижнее армирование и верхнее армирование) с шагом сетки 15-20 см. Усиление каркаса выполняется за счет более частого шага сетки или увеличения диаметра арматуры. Защитный слой бетона (расстояние между арматурой и поверхностью бетона) должен быть не менее 2 см. Для соблюдения данного требования нижний слой арматуры выставляется на специальных пластиковых подставках (фиксаторы). Нахлест стержней арматуры составляет не менее 40 диаметров.

7. Выставление опалубки. Выполняется из досок толщиной не менее 30 мм, дополнительно примерно каждые 1,5 метра выставляются подпорки (один конец в землю, другой в опалубку). Высота опалубки должна на 7-10 см превышать верхнюю отметку фундаментной плиты.

8. Бетонирование. Выполняется из бетона марки не ниже М300 (B22.5). В процессе укладки бетон обязательно трамбуется с помощью вибротрамбовки или в «домашних» условиях с помощью ручного «взбалтывания», например, арматурой. Если температура на улице превышает 25С, рекомендует проливать бетон водой в течение суток.

Особенности

При устройстве монолитной ж/б плиты следует помнить о том, что:

  • нельзя проводить работы на промороженных грунтах;
  • заливка бетона должна осуществляться единовременно (перерыв между заливками бетонных «автомиксеров» не более 2 часов) – в противном случае уменьшается несущая способность фундамента.

При соблюдении всех условий получается надежная монолитная фундаментная плита.

Недостатки

Одним из минусов такого фундамента является достаточно высокая стоимость. Однако стоит учесть, что, несмотря на более высокие расходы, при устройстве монолитных фундаментных плит не требуется узкоспециализированное оборудование, а за счет простоты конструкции меньше вероятность ошибки при производстве работ.

Монолитный железобетонный фундамент — обзор и особенности технологии

Монолитный железобетонный фундамент – это основание дома, представляющее собой деревянную опалубку с установленными в нее армирующими элементами, впоследствии залитую бетоном. В отличие от сборного железобетонного фундамента, состоящего из специальных железобетонных блоков или свай, его установка не требует специализированной техники типа строительных кранов и без особых сложностей производится небольшой группой рабочих при наличии только бетономешалки.

Сходства и отличия с другими типами фундаментов

Выбор основания для дома – ответственный шаг, поскольку от этого зависит долговечность постройки и комфорт его обитателей. Поэтому перед принятием решения стоит сравнить преимущества и недостатки различных видов и типов железобетонных фундаментов.

Монолитный фундамент - плита. Монолитный фундамент - плита.

Монолитный фундамент – плита.

К аргументам за обустройство монолитного основания можно отнести:

  1. Универсальность. Допускается его возведение практически на любых типах грунтов: болотистых, торфяных, песчаных, почвах, склонных к сезонному пучению, а также на участках с небольшой глубиной залегания подземных вод.
  2. Очень высокая несущая способность. Монолитные фундаменты могут выдерживать намного большие нагрузки, чем ленточные или построенные по сборно-монолитной технологии. На таком основании разрешено строительство зданий любой этажности из материалов, обладающих большим удельным весом: кирпича, газосиликата, бетона.
  3. Максимальная долговечность по сравнению с железобетонными ленточными или блочными конструкциями вследствие цельности конструкции.
  4. Возведение в рекордно краткие сроки благодаря минимальным объемам земляных работ: железобетонная плита обычно закладывается на небольшую глубину.

Как и основания ленточного типа либо сделанные из ФБС, обустройство монолитного фундамента из железобетона не требует строительного образования или специализированных навыков. Однако у него есть существенный недостаток: слишком высокая стоимость, связанная с большими количествами бетона и арматуры, необходимыми для проведения работ.

Также монолитный железобетонный фундамент по сравнению с ленточным или блочным более подвержен сезонным смещениям почвы, обусловленным ее расширением или сужением. Это означает, что в условиях сурового климата и резких перепадов температур монолит может начать разрушаться намного быстрее.

Вас также наверняка заинтересуют статьи про существующие виды и типы монолитных фундаментов, а также подробный разбор плюсов и минусов данной технологии.

 

Возведение монолитного железобетонного фундамента

Чтобы дом был крепким, а уж через год не пришлось бы делать капитальный ремонт фундамента, монолитное основание из железобетона делают по следующему алгоритму:

  1. Расчет фундамента. Одним из основных показателей является толщина плиты, от которой зависит прочность и несущая способность основания. При расчете этого показателя учитываются характеристики почвы и вес возводимой постройки. Согласно строительным нормативам, при строительстве зданий из дерева, пенобетона либо других материалов с небольшой удельной плотностью толщина плитного фундамента должна составлять не менее 20 см. В случае кирпичного дома или коттеджа этот параметр увеличивают до 25 см. Если на участке пучинистая либо болотистая почва, или же наблюдается тенденция к образованию плывунов, толщину плиты желательно делать не менее 30 см во избежание преждевременного разрушения основания. При создании чертежа монолитного железобетонного фундамента очень важно предусмотреть, чтобы расстояние между элементами каркаса, состоящего из металлической арматуры, было равно не менее 7 см. Сам же арматурный каркас должен быть погружен в бетон не менее чем на 5 см. Массу дома рассчитывают, исходя из специальных таблиц удельного веса различных стройматериалов.
    Чертеж монолитного фундамента с расчетом габаритов.Чертеж монолитного фундамента с расчетом габаритов.
  2. Подготовка территории. Для этого необходимо полностью удалить с участка всю растительность и максимально точно сделать его разметку, чтобы выделить те места, в которых будет выкопана траншея. Для этих целей идеально подходят деревянные колышки или тонкие металлические прутья, которые вкапывают в землю на глубину примерно 15-20 см. Разметку периметра фундамента производят посредством рулетки либо специальную не растягивающуюся нить во избежание ошибок измерения. Во время этой процедуры очень важно проверить длины параллельных сторон будущего основания: она должны быть строго равны. Чтобы углы строения имели правильную форму, перед началом строительства рекомендуется также проверить равенство диагоналей периметра фундамента.
  3. Подготовка котлована. Его габариты должны быть больше рассчитанной теоретически ширины несущей конструкции примерно на 50 см. Это обеспечит правильный монтаж опалубки и обустройство дренажной засыпки. Глубину котлована также увеличивают примерно на 20-25 см по сравнению с проектной, чтобы сделать специальную «подушку» из песка или щебня. Рыть небольшой котлован вручную даже предпочтительнее, поскольку это позволяет сэкономить цемент благодаря ручной коррекции, сделать стенки траншеи более гладкими и ровными и обойтись меньшим объемом извлеченной почвы по сравнению с применением спецтехники.Подготовка котлована под монолитную плиту.Подготовка котлована под монолитную плиту.

    Подготовка котлована под монолитную плиту.

  4. Создание песчано-щебневой «подушки». Толщина слоя в среднем составляет 30 см, однако в почвах с низкой плотностью ее часто увеличивают до 45 см. Сначала следует насыпать песок, полить его водой из шланга и утрамбовать, а затем положить сверху слой щебня.
  5. Изготовление опалубки и «подбетонки». Опалубку под монолитный железобетонный фундамент делают из обрезных деревянных досок толщиной более 3 см. Их сбивают с помощью гвоздей и соединяют в щиты, скрепляя небольшими деревянными брусками. Готовые щиты устанавливают по периметру основания и закрепляют посредством откосов. Повысить долговечность опалубки также поможет дополнительная подсыпка почвой. Изнутри ее покрывают клеенкой, чтобы избежать просачивания бетона через небольшие отверстия. Сразу после этого делают «подбетонку» – гидроизоляционный слой. Для этого по периметру фундамента выстилают тонкий слой геотекстиля, который заливают тонким слоем бетона (толщина не более 2 см). Дождитесь полного затвердевания бетона и пропитайте его гидроизоляционным составом (состоит из дизельного топлива и битума в соотношении 6:4). Это предотвратит впитывание влаги и бетонного молочка из основного железобетонного массива основания.Смонтированная опалубка под МФ.Смонтированная опалубка под МФ.

    Смонтированная опалубка под МФ.

  6. Создают арматурный каркас. Он состоит из 2 контуров: верхнего и нижнего. В качестве вертикальных элементов конструкции используются рифленые горячекатные металлические прутья марки А3. Обязательно проследите за тем, чтобы соотношение их диаметра к общей толщине фундамента было не менее чем 1:20 (для бетонного основания толщиной 200 см подойдет арматура диаметром 10 мм и т. п.) Расстояние между прутьями составляет примерно 20-25 см. Верхний и нижний контуры скрепляют специальными металлическими прутьями-перемычками, относящимися к классу арматуры А1. Каркас рекомендуется обязательно приподнять над поверхностью «подбетонки» с помощью специальных подставок типа «грибок». Горизонтальные и вертикальные прутья соединяют с помощью вязальной проволоки, изготовленной из стали высшей марки. Ее диаметр должен быть равен 2 мм. Использовать сварку в этом случае строго запрещено, поскольку жестко закрепленный арматурный каркас полностью утрачивает эластичность и способность «подстраиваться» под меняющиеся характеристики грунта.
    Армирование МФ.Армирование МФ.
  7. На заключительном этапе фундамент заливают бетоном. Эта операция выполняется в один заход, после чего рекомендуется уплотнить материал посредством глубинного вибратора. В конце бетон накрывают ветошью, которую смачивают водой, и поверх нее клеенкой. Периодическое увлажнение фундамента следует выполнять каждый день на протяжении 28-30 дней. После этого можно продолжать строительство.

Выше процесс создания монолитного ж/б фундамента описан достаточно кратко и не учитывает многих нюансов. В случае, если Вы планируете самостоятельно изготавливать данную конструкцию, или же заинтересованы проконтролировать качество работы подрядчиков, читайте статью «Монолитный фундамент своими руками: пошаговое руководство».

Монолитный железобетонный фундамент – прекрасный выбор для индивидуального строительства благодаря усиленной прочности, надежности и устойчивости к механическим повреждениям.

Вконтакте

Facebook

Twitter

LiveJournal

Одноклассники

Мой мир

Армирование МФ.Армирование МФ. Загрузка…

проектирование, маркировка и этапы строительства

Монолитный железобетонный фундамент сегодня является наиболее распространенным решением при строительстве частных домов. За многие десятилетия эксплуатации он хорошо зарекомендовал себя, так как достаточно прост в устройстве, не требует использования специального оборудования и особо сложных устройств.

Технологии

Чтобы конструкция была прочной и надежной, необходимо соблюдать технологию.Он предусматривает создание проекта фундамента, рытье траншей, установку опалубки, укладку арматуры и работы по гидроизоляции. В основном ленточный фундамент представляет собой монолитную полосу из бетонного раствора, на которой возводятся несущие стены дома. Такое основание актуально, если предлагается построить частный дом из материалов с внушительной массой, среди которых следует отметить:

  • шлакоблоков;
  • кирпич;
  • бетон;
  • камень.

Проект фундамента может быть создан для зданий, генплан которых представляет собой подвал, цокольный этаж или подземный гараж. Такую основу можно использовать и в том случае, если в доме будет мансарда или тяжелое перекрытие. Обычно такой тип строительства выбирают для регионов, где грунт преимущественно неоднородный. В целом ленточное основание подходит практически для всех типов грунтов, кроме торфяников и просадочных грунтов.

Разновидности монолитного ленточного фундамента

Ленточный монолитный железобетонный фундамент представлен несколькими разновидностями, которые можно классифицировать по нескольким факторам, в том числе по глубине залегания залежи.Для массивных построек из тяжелых строительных материалов применяется заглубленный фундамент, который располагается на глубине от 250 до 300 мм.

Укладывать такой фундамент необходимо ниже уровня промерзания грунта. Еще один вид ленточного фундамента — неглубокая конструкция, которая подходит для каркасных легких конструкций. Глубина в этом случае может равняться пределу от 550 до 600 мм.

Подготовка материалов

Ленточный монолитный железобетонный фундамент возводится после подготовки некоторых инструментов и материалов.Среди последних следует отметить:

  • рубероид;
  • проволока стальная;
  • арматура;
  • саморезы или гвозди;
  • щебень и песок;
  • бетон.

Монолитный железобетонный ленточный фундамент можно заполнить самоподготовленным бетоном. Для этого потребуется цемент марки М-400 и выше. Для раствора необходимо приготовить также щебень средней фракции, песок и гравий.

Чертеж

Проектирование фундамента может осуществляться на основании Данных, которые диктуют глубину залегания оснований в зависимости от грунта.Например, в случае каменистого грунта глубина составляет 200 мм, а нагрузка на грунт составит 20 кН / м 2 . Эти цифры актуальны для хозяйственных построек, бань и сараев. Нагрузка увеличится до 30 кН / м 2 , а глубина насыпи составит 300 мм, если это одноэтажный загородный дом с мансардой. Параметры будут составлять 50 кН / м , 2, и 500 мм соответственно, если вы планируете строительство двухэтажного коттеджа.

Трехэтажный особняк будет иметь фундамент, углубленный на 650 мм, а нагрузка составит 70 кН / м. 2 .Если это территория с преобладанием глины или плотной глины, то глубина сваи под хозпостройку составит 300 мм. Одноэтажный дом отдыха или двухэтажный коттедж заглубляется в подвальную площадь на 350 мм и 600 мм соответственно. Трехэтажный особняк будет иметь фундамент на высоте 850 мм.

Реализуя проектирование фундамента, можно столкнуться с тем случаем, когда территория представляет собой мягкий песок или зольную супесю. В первом случае глубина фундамента хозпостройки составит 450 мм, во втором — 400 мм.Если планируется построить одноэтажный дачный дом, то на мягком песке его основание следует заделать на 650 мм. Мутный грунт в случае сарая или бани требует основания, которое углубляют на 650 мм. Торфяники требуют другого типа фундамента.

Расчет нагрузки на фундамент

Нагрузка на фундамент рассчитывается по нескольким параметрам. Для этого нужно знать площадь стен, рассчитанную путем умножения высоты постройки на периметр дома.Объем стен рассчитывается путем умножения площади на толщину. Также важно определить вес стен, умножив удельный вес материала на объем.

Определить площадь сторон фундамента можно методом умножения периметра на толщину. Удельная нагрузка на фундамент будет равна цифре, которая будет получена путем деления веса стен на площадь всех сторон фундамента.

Ориентир

Строя ленточный фундамент для дома, на первом этапе необходимо осуществить разметку.Участок перед его очисткой от мусора и посторонних предметов, с поверхности снимается верхний плодородный слой почвы, толщина которого равняется пределу от 120 до 150 мм.

Если не позаботиться об удалении органических остатков, это может вызвать возникновение процессов биологического разложения, которые нежелательны для подвалов. На участке необходимо разметить углы при помощи колышков. Плавность их установки следует уточнить, проверив диагонали.При необходимости колышки можно переставить. Между ними протягивается прочный шнур, с помощью которого можно контролировать углы и определять направление подвала.

Перед тем, как приступить к возведению ленточного фундамента под дом, для обозначения углов можно использовать подготовленные деревянные детали в виде прямоугольников. Один из них устанавливается в нужной точке и фиксируется. На него следует приклеить два шнура, взяв за основу расстояние ширины желоба за основание. Протяните шнуры до следующего места, где будет располагаться второй угол.К этому элементу прикрепляются натянутые шнуры. Это позволит разметить 4 угла.

Если несущие стены располагаются неподвижно и внутри здания, важно выполнить их разметку по той же технологии. Как только все углы обнажены, вы должны проверить диагонали квадрата или прямоугольника. Они должны быть равны, это будет свидетельствовать о правильной установке углов. Перед тем как сделать фундамент, важно разметить территорию. По ходу шнура можно сделать присыпку с сухой известью, это даст возможность понять направление ленты и выявить ошибки.После того, как внутренние стены и очертание завершены, нужно положить фундамент под террасу, веранду или крыльцо.

Подготовка траншеи

Если вы задумались, как сделать фундамент, то необходимо вырыть траншею по размеченным линиям, углубляясь в грунт согласно проектным параметрам. Начинайте рытье котлована с нижнего угла фундамента, это обеспечит разную глубину траншеи по всей длине.

Стены при выкапывании почвы следует стараться сделать вертикальными и ровными. Когда грунт проливается, в уязвимых местах устанавливают временные опоры. При работе над траншеей следует производить периодические замеры уклона и глубины. Если фундамент должен располагаться на склоне, дно траншеи должно иметь одинаковую глубину по периметру. Иногда в доме бывает камин, печь

или другой кирпич.

Бетон и железобетон — Объясните это Stuff

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 17 ноября 2019 г.

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень
конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет. Но хотя
камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не
работать с ним очень просто.Это тяжело, тяжело транспортировать и
обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть
кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня —
вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить в любом месте, просто нажав на нее
в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?
Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем
бетон . Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие
люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг.
века, бетон — великий, невоспетый герой современности, материал
Мир.От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете
это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой
мосты, самые длинные
шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в
ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но
что это и как именно работает? Рассмотрим подробнее!

Фото: Бетон — сила практически любого современного здания
и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.
Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона.
блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Что такое бетон?

Таблица: Бетонный рецепт: ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus ,
означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы
объедините три его ингредиента, а именно:

  1. Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня,
    переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое.
    ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов.
  2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
  3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые
ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид
материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из
что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он
прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о
композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий
материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий
дополнительная прочность («арматура»).

Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: более светлый заполнитель (камни различной формы и размера, которые действуют как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе возле моего дома.

Как образуется бетон из ингредиентов, не похожих на конечный продукт?
Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное
образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не
простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны
увлажнение бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания — это «питание»
химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, стекающая с вашего
бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из
который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну,
искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду
постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через
в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти
лет
после этого.

Интересный факт, от
Недавние научные исследования бетона показывают, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и
совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют
некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло
(научно известное как аморфное твердое тело). Бетон содержит довольно
немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что
пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента
кристаллы и песок и гравий между ними.И это в
поворот, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься
(во всяком случае, немного).

Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее
вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных
видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше
быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид.
Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым
способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от
тускло-серая штука, из-за которой у бетонных парковок плохая репутация.Другая
вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый
губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет
бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без
смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией
материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, а не медленно,
бетономешалка, это называется торкрет-бетон. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий
стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).

Почему бетон — такой популярный строительный материал?

По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это
нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и доступных
ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды
формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкости), и оба
огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина так
широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в
сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес
Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные
другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, наложенному сверху. К сожалению,
очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее при растяжении
чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы согнете или растянете его, если вы не
укрепить его сталью внутри, так что это
в горизонтальных балках мало толку.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он
на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности
свинец, третий как
плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только
немного плотнее стекла.

Хотя бетон часто смешивают на месте и превращают
формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном
«модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка
все можно сделать таким образом. Гигантский, современный
сегментные мосты, для
например, часто быстро и недорого собирают из идентичных
бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную
место расположения.Благодаря этому их строить быстрее и проще, чем если бы
весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в
например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях.
Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе
сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.

Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял великолепие бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно и недорого в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый) и затем переносится шнековым шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий Томаса Эдисона, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями.
для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на
напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали.
арматурные стержни (связанные вместе в клетку).
Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней,
получаем новый композитный материал железобетон
(также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в
либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию
(обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу
и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный
бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон
становится матрицей, а стальные стержни или проволока обеспечивают
армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от
арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными
или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без
любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать
все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь
потому что он расширяется и сжимается в жару и холод примерно на столько же
сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который
окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные.
пластиков.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя.
Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон.
с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры).
Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность:
бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено
ВМС США.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция
материал, чем обычный материал, он все еще хрупкий и склонен к
трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на
стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон
выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный
бетон, находящийся в постоянном сжатии с помощью предварительного напряжения , (также
называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную
бетонные, как они есть, мы сначала натягиваем (натягиваем) их. Как
бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным.
В качестве альтернативы арматура из железобетона может
подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как пост-напряжение
(последующее натяжение). В любом случае, держать бетон в сжатии — это
хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от
распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что
можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше,
более тонкие предметы для перевозки того же груза по сравнению с обычными,
железобетон.

«Бетонный рак»

Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте,
особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть
бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из
бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько
десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались?
Есть несколько объяснений.Старые, римского типа, пуццолановые
бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше
современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому
даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью
распространение. Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое
Вот почему внутри есть стальная арматура. Но, как мы
уже видел, он все еще может треснуть, если он не подвергается предварительному напряжению.

Современный бетон не выдерживает испытания, неофициально известного как рак бетона
или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.Во-первых, щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в
заполнители, из которых изготовлен бетон. Это делает новые
кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше
комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому
бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол»)
с поверхности, впуская воду извне.
На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в
также может быть щелочным из-за используемых солей
обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода
который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая
они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяясь и вызывая смертельный исход
слабые места в конструкции.Грязные коричневые пятна, которые вы видите на
бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через
трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь
бетон через трещины зимой может промерзать, а значит,
расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды.
проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.

Работа: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях,
образуя более крупные кристаллы, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2).Вода течет по трещинам (3),
ржавчину арматурного стержня (4), которая может разрушиться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду
вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещин нет
обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может подниматься по ним
простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Растущее беспокойство по поводу окружающей среды и изменения климата в
В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном:
после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место
крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что
процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также,
очень важно из-за огромного количества цемента и
бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами.
разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых,
из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве
цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция
превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода.
Бетон основан на цементе, поэтому он не является экологически безопасным.
материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они
быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, Монтана, США,
был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена ​​Бюро мелиорации США.

Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется
производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше
экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что индустриальный
Революция, человечество получает большую часть энергии от сжигания угля,
который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и
Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с
уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода
диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее
эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает
их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить
количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов,
например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это
разработка бетона без карбоната кальция.
Вместо этого карбонат получают путем барботирования диоксида углерода из
электростанция через морскую воду.Это общая экологическая
выгода, так как он уменьшает выбросы вредных отходов CO2 от энергии
растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид
улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем
заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых
чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей
(включая переработанный бетон из старых снесенных зданий)
возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

  • ~ 7000 до н.э .: поселение эпохи неолита в
    В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки.
  • ~ 5600 г. до н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах
    Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на
    Лепенски Вир, в Сербии,
    на берегу реки Дунай.
  • ~ 3000 гг. До н. Э .: Египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в
    пирамиды.
  • ~ 200 г. до н. Э .: римляне использовали бетон, называемый пуццоланой (иногда
    называемый пуццолановым цементом), основанный на вулканическом пепле, полученном из
    Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как
    Колизей и Пантеон в Риме.
  • 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретное Средневековье: знание
    бетона полностью потеряно после падения Римской империи.

Повторное открытие

  • 1750-е годы:
    Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство
    изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue
    Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для
    Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия.
  • 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который
    напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия.
    Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона.
  • 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
  • 1867: француз
    Джозеф Монье
    патенты на железобетон для использования
    в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке
    тот же год.
  • ~ 1850-е: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование
    бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в
    Париж, Франция.
  • 1884: Англичанин, архитектор из Америки.
    Эрнест Лесли Рэнсом
    запатентовала скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому
    делая его сильнее.
  • 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный
    процесс строительства зданий из железобетона, ведущий
    к его широкому распространению.
  • 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не
    коммерчески развита.

Современная эпоха

Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в
Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны.
которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. Согласно с
Книга Джонатана Липмана о здании, Райт
Идея пришла в голову, когда он увидел официанта, несущего поднос на руке.
Фотография любезно предоставлена ​​архивом Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

  • 1891: первая улица в США с бетонным покрытием.
    находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы
    этот день.
  • 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею
    для серийного бетонного дома, но идея не прижилась.
  • 1913 г .: Первая партия товарного бетона доставлена ​​на грузовике.
    на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд.
  • 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго.
    Мейсон Скофилд.
  • 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в
    коммерчески успешный строительный материал.
  • 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера,
    самая большая бетонная конструкция из когда-либо построенных до того момента.
  • 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовый
    Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.
  • 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит
    знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Летного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди.
    Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — здание CBS.
  • 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
  • 2010-е гг .: Влияние бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность.
    Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически
    сократить срок службы бетонных зданий.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Инженерное дело
Архитектура
  • Ээро Сааринен: Формируя будущее Ээро Сааринен и др.Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20 века.
  • Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
  • Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с упором на недавние проекты.

Статьи

  • Бетон, материал столетней давности, получил новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
  • Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
  • Тим Боулер, Битва за обуздание нашего аппетита к бетону. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
  • Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме был бетон долговечности.BBC News, 4 июля 2017 г. Минеральный алюминиевый тоберморит, похоже, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
  • Эксперты предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем снизить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
  • Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
  • Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 г. В связи с разрушительным землетрясением 2011 г. японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
  • Ученые разрабатывают эко-бетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
  • Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье отдавал предпочтение бетонным зданиям; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
  • Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2018) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

.

Железобетонные спортивные сооружения с тонким корпусом

Несколько образцов спортивных куполов до монолитного метода

Kingdome — Сиэтл, Вашингтон

  • Архитектор: Naramore, Skilling and Praeger
  • Инженер: Джек Кристиансен
  • Описание: Футбол, футбол, бейсбольный стадион
  • Диаметр: 660 ’; Высота: 250 ’
  • Вместимость: 59000 для бейсбола; 66000 на футбол
  • Владелец: King County, Вашингтон
  • Стоимость: 67 миллионов долларов * Дата открытия: 27 марта 1976 г.
  • Снесено: 26 марта 2000 г.

Бетонный многоцелевой стадион стоимостью 67 миллионов долларов, кресла Kingdome были спроектированы для футбола и открылись футбольным матчем 9 апреля 1976 года.Первые бейсбольные распродажи в истории Kingdome произошли только в ночь открытия 1990 года, в 14-м сезоне команды, и всего трижды команда привлекла 2 миллиона болельщиков.

В Kingdome четыре потолочные плитки упали за несколько часов до того, как ворота должны были открыться для игры Mariners в 1994 году. Это вынудило Mariners сыграть свои последние 15 игр сезона, прежде чем забастовка закончилась, на выезде. Ремонт крыши обошелся в 70 миллионов долларов.

Kingdome принимал Матч всех звезд в 1979 году.Гейлорд Перри выиграл там 300-ю игру в своей карьере в 1982 году, и Рэнди Джонсон (1990) и Крис Босио (1993) не попали ни в одну игру. История бейсбола вошла в историю, когда Кен Гриффи-старший и Кен Гриффи-младший вместе начали игру на одном поле, что стало первым случаем, когда отец и сын вышли на поле вместе как игроки.

Ссылка: www.ballparks.com

Якима-Вэлли SunDome — Якима, Вашингтон

  • Инженер: Джек Кристиансен
  • Диаметр: 270 ’; Высота: 90 ’
  • Запущен: 1970-е — Используется до сих пор
  • Вместимость: 5602 для бейсбола; 6 698 — бокс; От 3 831 до 7926 на концерты; 4850 за родео; 7 782 по борьбе; 5686 для манежа

Помещение часто арендуют для других мероприятий, например, для конгрессов.Он арендует 3000 долларов или 10% билетов, в зависимости от того, что больше, за представление. Кроме того, SunDome вмещает 300 выставочных стендов 10 × 10 футов и 4 выставочных стенда.

Актовый зал Университета Иллинойса — Урбана, Иллинойс

  • Архитектор: Макс Абрамовиц
  • Инженер: Эдвард Коэн, генеральный директор Amman & Whitney Consulting Engineers
  • Описание: Диаметр 400’, ребристый, армированный, бетонный купол
  • Вместимость: 16000 постоянных мест
  • Завершено: Лето 2000

Актовый зал Университета Иллинойса буквально оживает после наступления темноты, с его огромным белым куполом, сияющим в ночном небе, яркость которого символична для суперзвезд, которые выступают под его уникальной крышей.От рок-шоу до Бродвея и семейных шоу до баскетбола Fighting Illini и многого другого — Assembly Hall принимал у себя ведущих представителей шоу-бизнеса, а также проводил многочисленные университетские и общественные мероприятия.

Исполнители и мероприятия, организованные в Актовом зале, включают The Rolling Stones, Гарт Брукс, Элвис Пресли, U2, Фрэнк Синатру, «Отверженные», Боб Хоуп, Михаил Барышников, Aerosmith, Реба Макинтайр, Тина Тернер, «Кошки», Билл Косби, Посвящение в университет Иллинойса, The Harlem Globetrotters, Брюс Спрингстин, «Улица Сезам в прямом эфире!» и бесчисленное множество других.

Актовый зал

открылся 2 марта 1963 года и продолжает привлекать внимание своим дизайном и строительством. В свое время это был один из двух куполов с опорными краями в мире. Крыша поддерживается 614 милями стальной проволоки толщиной в четверть дюйма, обернутой у основания купола под интенсивным давлением.

Архитектор Макс Абрамовиц, выдающийся выпускник Иллинойского университета. Его фирма также спроектировала Здания Организации Объединенных Наций, большую часть Центра исполнительских искусств Линкольна и собственный Центр исполнительских искусств Краннерта при университете Иллинойса.

По вместимости Актовый зал находится в одном ряду с большими аренами крупных городов. В нем почти 16 000 постоянных мест, но когда переносные стулья размещаются на полу для круглого выступления, их потенциал может достигать 17 200, в зависимости от размера сцены. Самая большая арена Иллинойса за пределами United Center в Чикаго, Assembly Hall, продолжает представлять самых горячих и захватывающих исполнителей и события в мире!

Ссылка:
http: //www.uofiassemblyhall.com

Hershey Park Arena — Херши, Пенсильвания

  • Архитектор / Инженер: Антон Тедеско
  • Владелец: Hershey’s
  • Описание: Бочкообразный свод железобетонный. Первый тонкий корпус, построенный в США.
  • Ширина: 232 ’; Длина: 362 ’; Высота: 100 ’
  • Вместимость: 7228 постоянных мест
  • Начато: Начало 1936 г.
  • Завершено: 19 декабря 1936 г.

В 1996 году Томас К.Стивенс, операционный директор Арены, получил некоторые проекты и планы стадионов с монолитным куполом. Г-н Стивенс был впечатлен и написал это рекомендательное письмо, основываясь на своем опыте работы со старейшим в стране стадионом из тонкостенного бетона:

«Когда Hersheypark Arena была построена в 1936 году, она считалась одним из лучших зданий своего времени. Теперь, 60 лет спустя, он выдержал испытание временем. Арена представляет собой монолитную железобетонную конструкцию овальной формы, которая прослужит долго.Hersheypark Arena, рассчитанная на 7350 мест, была домом для хоккея с момента постройки. В этом уникальном сооружении на протяжении многих лет проходило множество мероприятий, с одной выдающейся особенностью — неплохое место в доме.

«Идея ледового сооружения« Монолитный купол »улучшила концепцию проекта. Проникновение воды в бетон и компенсационные швы — наша самая большая проблема при обслуживании зданий. Этих проблем не существует с этим дизайном. Любой, кто хочет построить ледовую арену, должен быть впечатлен дизайном, энергосбережением, безопасностью и уникальной открытостью этих конструкций.После постройки вы можете рассчитывать на то, что у вас будет отличное сооружение на долгие годы.

С уважением,
Thomas C. Stephens

Pallazzo Dello Sport (Большой дворец спорта) — Рим, Италия

  • Инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Описание: Диаметр 330 футов, ребристый, железобетонный купол
  • Стоимость: 2 миллиарда лир
  • Построен: с 1958 по 1960 год для летних Олимпийских игр 1960 года

Palazzo Dello Sport (Большой дворец спорта) — Рим, Италия

  • Инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Диаметр: 194 ’; Высота: 69 ’
  • Вместимость: 5,000
  • Стоимость: 265 миллионов лир
  • Построен: с 1956 по 1957 год для летних Олимпийских игр 1960 года

Thompson Arena, Дартмутский колледж — Ганновер, Нью-Гэмпшир

  • Архитектор / инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Описание: Высота 64 фута, железобетон, цилиндрический свод
  • Вместимость: 3500 мест с индивидуальной спинкой, 5 раздевалок, 2 тренировочных зала, сложное, подвесное табло
  • Стоимость: 4 доллара.4 миллиона
  • Строительство: 1973-1976

Руперт С. Томпсон Арена — одно из лучших в стране многофункциональных спортивных сооружений. Строительство началось в 1973 году, и первый хоккейный матч был проведен в ноябре 1975 года, когда Дартмут и олимпийская сборная США завершили матч со счетом 3: 3.

Официальная церемония вручения награды за 4,4 миллиона долларов была проведена утром во время игры на зимнем карнавале в Дартмуте против Корнелла в 1976 году, когда Big Green одержали драматическую победу со счетом 9: 7.Самая большая публика в истории хоккея Дартмута была зафиксирована 12 января 1980 года, когда 5017 зрителей наблюдали за поражением Биг Грин от Йеля 7-3.

При строительстве Арены было задействовано 9 500 ярдов сборного и монолитного бетона, 600 тонн армированной стали и контрфорсы, которые являются уникальными конструктивными особенностями.

Помещение включает в себя пять просторных, покрытых коврами, раздевалок для университетских, субвузовских и приезжих команд, а также две полностью оборудованные тренировочные комнаты, офисы, зал William Smoyer ’67, где проводятся хоккейные приемы Friends of Dartmouth, а также складские помещения и помещения. площадки для заточки коньков.

Ссылка: http://www.dartmouth.edu/~mhockey/thompson.html

Leverone Field House, Дартмутский колледж — Ганновер, Нью-Гэмпшир

  • Архитектор / инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Строитель: Кэмпбелл и Олдрич
  • Описание: 91 800 квадратных метров, железобетонный свод
  • .

  • Характеристики: крытый трек; тренажерный зал; крытая тренировочная площадка для футбола, лакросса, футбола, гольфа, регби
  • Выполнено: 1962-1963

Norfolk SCOPE Arena & Conference Hall — Норфолк, Вирджиния

  • Архитектор / инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Диаметр: 440 ’; Высота: 110 ’
  • Вместимость: 85000 квадратных футов.12 600 мест для спортивных мероприятий; 13 800 мест для собраний; Ресторан на 150 мест
  • Стоимость: 28,1 миллиона долларов
  • Строительство: 1970-1972

Открытый в 1972 году, Norfolk Scope проводит множество мероприятий, в том числе Ringling Bros и Barnum and Bailey Circus, съезды, концерты и семейные шоу. Scope гордится тем, что является домом для Норфолкских адмиралов АХЛ и футбольной команды Norfolk Nighthawks Arena. Объем состоит из гибкой главной арены, модульных выставочных залов и конференц-залов, которые могут вместить как небольшие, так и большие группы для частных встреч, выставок или конференций.

Ссылка: http://www.norfolkcvb.com/meeting/scope.cfm

Waikiki Shell — Гонолулу, Гавайи

  • Вместимость: Мест 2400 с лужайкой еще для 6000
  • Строительство: 1952-1956

На фоне всемирно известной Даймонд-Хэд и пляжа Вайкики через дорогу отель Waikiki Shell является уникальным местом для проведения концертов на открытом воздухе и других крупных мероприятий. Отель Waikiki Shell находится в нескольких минутах ходьбы от отелей, что делает его идеальным местом для проведения конференций, встреч и приемов.

Тропический климат Гавайев делает Waikiki Shell идеальным местом для незабываемой вечеринки на лужайке после обеда или вечернего концерта. Организаторам мероприятий следует учесть, что в отеле Waikiki Shell есть недавно отремонтированная кухня для обслуживания мероприятий. Здесь есть две погрузочные площадки, раздевалки, большая сцена, великолепная акустика, профессиональное световое и звуковое оборудование, а также электрические службы для крупных телепрограмм.

Ссылка: www.blaisdellcenter.com

Kresge Auditorium, MIT — Кембридж, Массачусетс

  • Архитектор: Ээро Сааринен
  • Описание: Крытый павильон и школьная аудитория
  • Вместимость: 3943 места
  • Строительство: 1950-1955
  • Строительная система: Геодезический купол, медная кровля

Открытый амфитеатр был построен в 1940-х годах как оркестровый корпус на берегу Зеленого озера.«Американская архитектура и строительство вряд ли будут прежними после завершения строительства нового центра Массачусетского технологического института», — заметил в 1955 году критик Architectural Forum. словарный запас кампуса.

В 1950-х годах Массачусетский технологический институт был в разгаре послевоенного строительного бума, лишь немногим менее амбициозного, чем тот, который он предпринял полвека спустя. Сааринену было поручено спроектировать две постройки на обширной неурегулированной границе Западного кампуса, новую аудиторию и новую часовню.

Сааринен разработал трехугольный купол, чтобы объединить архитектурный ландшафт института, копируя два фирменных купола Массачусетского технологического института, которые находятся у ворот в восточную половину кампуса. Возвышающийся на 50 футов над землей в своем апогее 1200-тонный купол Кресге составляет одну восьмую бетонной сферы, опираясь в трех точках на бетонные и стальные опоры. Конструктивно куполообразная крыша фактически свободно плавает от кирпичного основания аудитории, которую она защищает. Поскольку здесь нет колонн, каждое место в Kresge Auditorium имеет беспрепятственный вид на сцену.Нижний уровень включает в себя Маленький театр на 200 мест, зеленую комнату, раздевалку, холлы, офисы и зоны обслуживания.

Ссылки: www.greatbuildings.com, www.interlochen.k12.mi.us/arts_festival, http://web.mit.edu/evolving/projects/kresge

Комплекс Национального Конгресса Бразилиа — Центральная Бразилия

  • Архитектор: Оскар Нимейер
  • Описание: Вогнутый и выпуклый купол
  • Строительство: 1958
  • Видение: Построить город будущего

Это правительственное сооружение — уникальное архитектурное сооружение или мечта о футуристическом городе.Бразилиа и сегодня остается одним из самых интересных мест в мире. Он включает в себя Дворец Конгресса (здание Капитолия), верхние части залов Национального сената и Палаты депутатов, а также различные офисы. Вокруг него две чаши, одна обращена вверх, а другая — вниз. Он красивый и абстрактный, и быстро стал одним из самых узнаваемых символов города.

Ссылка: www.viagensimagens.com

Ангар для самолетов AFB PRIDE Ellsworth — Рапид-Сити, Южная Дакота

  • Архитектор: Антон Тедеско
  • Описание: Мега-утилитарное сооружение пролетом 300 футов
  • Строительство: 1947-1949

Ангар PRIDE воплощает в себе дух персонала базы; его аббревиатура PRIDE расшифровывается как «Профессиональные результаты в ежедневных усилиях».

Строительство ангара началось 6 июля 1947 года в рамках подготовки огромных бомбардировщиков B-36 Peacemaker. Завершенный 24 октября 1949 года, он считался одним из крупнейших в мире монолитных (без видимых внутренних опор) сооружений. Его внешний вид является историческим, напоминая о начале эпохи холодной войны и периоде значительного развития авиабазы ​​Эллсуорт.

Бетонный каркас, залитый поверх каркасной конструкции, имеет толщину 7 дюймов в основании и 5 дюймов в центре.Есть 13 ребер, каждое по 5 футов в высоту и на расстоянии около 20 футов друг от друга. Ребра, поддерживающие крышу, поддерживаются пьедесталами, которые расположены примерно на 2 фута под землей. Площадь здания составляет 125 649 квадратных футов, что достаточно для двух B-36 или шести B-29 Superfortress.

Ссылка: www.globalsecurity.org/wmd/facility/ellsworth.htm

Ангар для самолетов авиабазы ​​Лоринг — Известняк, Мэн

  • Архитектор: Антон Тедеско
  • Описание: Параболическая арочная конструкция, пролет 340 футов
  • Строительство: Начало 1948 г.

Высота конструкции у пружин 16 футов, а у макушки — 74 фута.Оболочка состоит из железобетонной плиты толщиной от 5 дюймов до 7 дюймов, усиленной ребром 20 дюймов 5 футов, утолщенным на глубину 7 футов возле упоров. Ребра жесткости расположены на расстоянии 25 футов друг от друга, и Строительный шов расположен в центре чередующихся ребер, разделяя общую длину 300 футов на 6 секций.

Ссылка: www.arche.pus.edu/thinshells/module

Warner Auditorium, Университет Андерсона — Андерсон, Индиана

  • Описание: Штаб-квартира Международной Церкви Бога Конвенция
  • Аудитория: Названа в честь Дэниела Уорнера
  • Вместимость: Самый большой зал 2207; Наименьшая комната 15; Банкетный зал 400

Университет Андерсона расположен недалеко от основных торговых и деловых районов, недалеко от муниципального аэропорта Андерсона, к северо-востоку от Индианаполиса и в нескольких часах езды от Чикаго.

Ссылка: www.madtourism.com/tm/anderson.html

Neal S. Blaisdell Center Arena — Гонолулу, Гавайи

  • Описание: Многофункциональная арена
  • Диаметр открытого пола: 190 ’
  • Высота потолка: 42 фута над центром, 60 футов над планкой лоджии
  • Вместимость: Зависит от события: сценические шоу с рассаживанием по кругу могут вместить до 8 800 человек; дополнительные мероприятия в суде могут вместить 7700 человек.

Арена представляет собой круглую площадку для выступлений с беспрепятственным обзором, подходящую для проведения концертов, спортивных мероприятий, встреч, конференций, потребительских шоу, семейных шоу и других специальных мероприятий.На верхнем уровне установлены постоянные мягкие театральные стулья. На нижнем уровне есть переносные мягкие сиденья и стояки для сидений, которые можно перенастроить или снять.

Ссылка: www.blaisdellcenter.com

.

Анализ продольного изгиба железобетонных куполов — таблица Excel

Теория устойчивости, использованная в таблице:

Все расчеты в этой таблице производятся в соответствии с теорией из книги Л. Коллара и Э. Дулацки «Устойчивость гильз для инженеров».

Первый фактор, который учитывают Коллар и Дулацска, состоит в том, что материалы оболочек эластичны максимум только до определенного предела; после этого они становятся пластичными («физическая нелинейность»). Из-за сложности проблем продольного изгиба оболочки было сделано всего несколько попыток теоретически оценить влияние пластического поведения.Следовательно, они используют простой приближенный метод, который корректирует результаты теории упругой устойчивости, принимая во внимание эффекты пластического поведения материала.

Ползучесть материалов также существенно снижает критическую нагрузку на оболочки. В связи с трудностями, аналогичными тем, которые связаны с пластичностью, они учитывают это лишь приблизительно.

Трещины, возникающие в бетоне, значительно снижают жесткость железобетонных оболочек по сравнению с участком без трещин, поэтому они также снижают интенсивность критической нагрузки.Коллар и Дулакска показывают, как можно учесть этот эффект жесткости трещин (вместе с усиливающим эффектом).

Также кратко рассматривается экспериментальное определение критической нагрузки.

Наконец, исследуются все обстоятельства (поведение оболочки после потери устойчивости и т. Д.), Определяющие подходящую величину коэффициента запаса прочности.

Деформационные свойства материала железобетонных оболочек, необходимые для анализа продольного изгиба, не могут быть определены так же просто, как для других материалов, поскольку деформация зависит от трещин, арматуры и ползучести бетона, так что она становится нелинейной функцией нагрузки.

В целом железобетон отличается от упругого однородного материала по следующим параметрам:

  1. Зона сжатого бетона сползает;
  2. Бетон и арматура обладают упругопластическими свойствами;
  3. Зона растяжения трещин в бетоне, жесткость поперечного сечения падает, а положение, количество и качество арматуры играет важную роль.

О таблице:

Эту таблицу можно использовать как в английских единицах, так и в единицах СИ.

Ввод:

Я выделил синим цветом ячейки, требующие ввода. Их:

  • Количество слоев арматуры
  • Отношение эксцентриситета сжимающей силы, относящейся к начальному дефекту, к начальной амплитуде дефекта, c.

Примечание: c всегда будет 0,67 для куполов.

  • Переменная a. Эта переменная отражает влияние точности метода эрекции.

Используйте a = 1 для железобетонных оболочек с жесткой опалубкой, а для раздвижной опалубки можно взять a = 6.

Выход:

Фактор безопасности k выделен желтым цветом в конце таблицы.

Примечание. Критические нагрузки нескольких возведенных больших железобетонных куполов были определены в книге Коллара и Дулацки. Данные показали, что большинство конструкций имеют коэффициент запаса прочности больше двух.Два купола показали коэффициент безопасности несколько ниже, чем два, а один показал коэффициент безопасности ниже одного. Эта последняя структура фактически рухнула. В целом, по их утверждению, коэффициент запаса прочности от 2,5 до 3,5 представляется реалистичным для оболочек с уменьшающейся несущей способностью после продольного изгиба.

Ссылка на электронную таблицу:

Щелкните ссылку ниже, и вы сможете загрузить электронную таблицу. Я написал электронную таблицу в Open Office, но связанная версия сохранена в формате Excel.Его можно открыть в любой программе.

АНАЛИЗ ИЗВЕРСТИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КУПОК — Таблица Excel, Нанетт Саут Кларк

Примечание. Это интеллектуальная собственность Nanette South Clark, которой бесплатно делятся. Обращайтесь к этой таблице с должным уважением.

Точность результатов, полученных с использованием этой таблицы, никоим образом не гарантируется.

Пожалуйста, проверьте все расчеты.Если вы обнаружите ошибку или у вас есть предложения по улучшению, напишите мне по адресу [email protected] Спасибо!

.

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x