Жб - расшыфроўка “жалезабетон”
Жалезабетон (ням.: StahlbetonStahlbeton) — будаўнічы кампазіцыйны матэрыял, які складаецца з бетону і сталі[1]. Запатэнтаваны ў 1867 годзе Жозэфам Манье як матэрыял для вырабу кадак для раслін.
Развіццё тэорыі жалезабетону ў Расіі ў першай палове 20 стагоддзя звязана з імёнамі А. Ф. Лолейта, А. А. Гвоздзева, В. В. Міхайлава, М. С. Барышанскага, А. П. Васільева, В. І. Мурашова, П. Л. Пастэрнака, Я. В. Сталярова, А. Я. Берга і іншых.
У XX стагоддзі жалезабетон стаў найбольш распаўсюджаным матэрыялам у будаўніцтве (гл П’етра Нервы).
Да станоўчых якасцяў жалезабетонных канструкцый ставяцца:
Да недахопаў жалезабетонных канструкцый ставяцца:
Вылучаюць зборны жалезабетон (ж/б канструкцыі вырабляюцца ў завадскіх умовах, затым манціруюцца ў гатовае збудаванне) і маналітны жалезабетон (бетанаванне выконваецца непасрэдна на будаўнічай пляцоўцы), а таксама зборна-маналітны (зборныя канструкцыі выкарыстоўваюцца як пакідаем апалубка — спалучаюцца перавагі маналітных і зборных канструкцый).
У Расіі жалезабетонныя элементы прынята разлічваць: па 1-й і 2-й групе лімітавых станаў:
Задачы разліку жалезабетонных канструкцый па 1-й групе лімітавых станаў ўключаюць:
Арміраванне канструкцый выконваецца, як правіла, асобнымі сталёвымі стрыжнямі або сеткамі, каркасамі. Дыяметр стрыжняў і характар іх размяшчэння вызначаецца разлікамі. Пры гэтым выконваецца наступны прынцып — арматура усталёўваецца ў расцягнутыя зоны бетону альбо ў сціслыя зоны пры недастатковай трываласці апошняй, а таксама па канструктыўных меркаваннях.
Пры разліку жалезабетонных згінаемых членаў асноўнай мэтай з’яўляецца вызначэнне патрабаванай плошчы працоўнай арматуры ў адпаведнасці з зададзенымі высілкамі (прамая задача) або вызначэнне сапраўднай апорнай здольнасці элемента па зададзеным геаметрычным і трывальныя параметрах (зваротная задача).
Па характары працы вылучаюць згінаемыя элементы (бэлькі, пліты), цэнтральна і пазацэнтрана сціснутыя элементы (калоны цэнтральна і пазацэнтрана сціснутыя, расцягнутыя элементы (элементы ферм).
Пры выгіне любога элемента ў ім ўзнікае сціснутая і расцягнутая зоны (гл. малюнак), выгінальны момант і папярочная сіла. Згінаемыя жалезабетонныя элементы, як правіла, разлічваюць па трываласці наступных відаў сячэнняў:
У тыповым выпадку арміраванне бэлькі выконваецца падоўжнай і папярочнай арматурай (гл. малюнак).
Элементы канструкцыі:
Верхняя арматура можа быць расцягнутай, а ніжняя сціснутай, калі знешняя сіла будзе дзейнічаць у процілеглым кірунку.
Асноўныя параметры канструкцыі:
Арматура (2), якая ўсталёўваецца ў расцягнутую зону, служыць для ўмацавання жалезабетоннага элемента, бетон у якой у сілу сваіх уласцівасцяў хутка руйнуецца пры расцяжэнні. Арматура (1) у сціснутую зону звычайна ўсталёўваецца без разліку (з неабходнасці прыварыць да яе папярочную арматуру), у рэдкіх выпадках верхняя арматура ўмацоўваецца сціснутую зону бетону. Расцягнутая арматура і сціснутая зона бетону (і часам сціснутая арматура) забяспечваюць трываласць элемента па нармальным сячэнням (гл. малюнак).
Папярочная арматура (3) служыць для забеспячэння трываласці нахільных або прасторавых сячэнняў (гл. малюнак).
Размеркавальная арматура (4) мае канструктыўнае прызначэнне. Пры бетанаванні яна звязвае арматуру ў каркас.
Разбурэнне элемента ў абодвух выпадках надыходзіць з прычыны разбурэння бетону расцягваючымі высілкамі. Арматура усталёўваецца ў кірунку дзеяння расцягваючых высілкаў для ўмацавання элемента.
Невялікія па вышыні бэлькі і пліты (да 150 мм) дапускаецца праектаваць без ўстаноўкі верхняй і папярочнай арматуры.
Пліты арміруюцца па такім жа прынцыпе, як і бэлькі, толькі шырыня B ў выпадку пліты значна перавышае вышыню H, падоўжных стрыжняў (1 і 2) больш, яны раўнамерна размеркаваны па ўсёй шырыні перасеку.
Акрамя разліку на трываласць, для бэлек і пліт выконваецца разлік на калянасць (нармуецца прагін у сярэдзіне пралёта пры дзеянні нагрузкі) і расколінатрываласць (нармуецца шырыня раскрыцця расколін у расцягнутай зоне).
Пры сціску доўгага элемента для яго характэрная страта ўстойлівасці (гл. малюнак). Пры гэтым характар працы сціснутага элемента некалькі нагадвае працу згінаемага элемента, аднак у большасці выпадкаў расцягнутай зоны ў элеменце не ўзнікае.
Калі выгіб сціснутага элемента значны, то ен разлічваецца як пазацэнтрава сціснуты. Канструкцыя пазацэнтрава сціснутай калоны падобная з цэнтральна сціснутай, але ў сутнасці гэтыя элементы працуюць (і разлічваюцца) па-рознаму. Таксама элемент будзе пазацэнтрава сціснуты, калі, акрамя вертыкальнай сілы, на яго будзе дзейнічаць значная гарызантальная сіла (напрыклад, вецер, ціск грунту на падпорную сценку).
Тыповая арміраванне калоны прадстаўлена на малюнку.
на малюнку:
1 — падоўжная арматура
2 — папярочная арматура
У сціснутым элеменце уся падоўжная арматура (1) сціснутая, яна ўспрымае сціск разам з бетонам. Папярочная арматура (2) забяспечвае ўстойлівасць арматурных стрыжняў, прадухіляе іх выпучванне.
Масіўнымі лічацца калоны, мінімальны бок сячэння якіх больш або роўная 400 мм. Масіўныя перасеку валодаюць здольнасцю да нарошчвання трываласці бетону доўгі час, гэта значыць з улікам магчымага павелічэння нагрузак у далейшым (і нават ўзнікнення пагрозы прагрэсуючага разбурэння — тэрарыстычныя атакі, выбухі і г . д.) — яны маюць перавагу перад калонамі немасіўнымі. Т. а. імгненная эканомія сёння не мае сэнсу ў далейшым, і, акрамя гэтага, малыя сячэнні нетэхналагічныя пры вырабе. Неабходны баланс паміж эканоміяй, масай канструкцыі і г . н. жыццесцвярджальным будаўніцтвам (Sustainable construction).
Выраб жалезабетонных канструкцый ўключае ў сябе наступныя тэхналагічныя працэсы:
Сутнасць зборных жалезабетоннай канструкцый, супраць маналітных, складаецца ў тым, што канструкцыі вырабляюцца на заводах ЖБВ (жалезабетонных вырабаў), а затым дастаўляюцца на будпляцоўку і манціруюцца ў праектнае становішча. Асноўная перавага тэхналогіі зборнага жалезабетону ў тым, што ключавыя тэхналагічныя працэсы адбываюцца на заводзе. Гэта дазваляе дасягнуць высокіх паказчыкаў па тэрмінах вырабу і якасці канструкцый. Акрамя таго, выраб папярэдне напружаных ЖБК магчыма, як правіла, толькі ў завадскіх умовах.
Недахопам заводскага спосабу вырабу з’яўляецца немагчымасць выпускаць шырокі асартымент канструкцый. Асабліва гэта ставіцца да разнастайнасці формаў вырабляюцца канструкцый, якія абмяжоўваюцца тыпавымі апалубкамі. Фактычна на заводах ЖБВ вырабляюцца толькі канструкцыі, якія патрабуюць масавага прымянення. У святле гэтай акалічнасці, шырокае ўкараненне тэхналогіі зборнага жалезабетону прыводзіць да з’яўлення вялікай колькасці аднатыпных будынкаў, што, у сваю чаргу, прыводзіць да памяншэння выдаткаў на будаўніцтва. Такая з’ява назіралася ў СССР у перыяд масавага будаўніцтва.
Вялікую ўвагу на заводзе ЖБВ надаецца тэхналагічнай схеме вырабу. Выкарыстоўваецца некалькі тэхналагічных схем:
У канвеернай і струменева-агрэгатноай тэхналогіях выкарыстоўваецца апалубачны метад фармавання.
Для вырабу папярэдне напружаных канструкцый ужываюць два спосабу стварэння папярэдняга напружання: нацяжэнне на ўпоры і нацяжэнне на бетон, а таксама два асноўных спосабу нацяжэння арматуры: электратэрмічны і электратэрмамеханічны. Разнавіднасцю стэндавай тэхналогіі з’яўляецца тэхналогія па метадзе безапалубачнага фармавання (БАФ) з выкарыстаннем папярэдняга напружання. Абсталяванне лініі безапалубачнай вытворчасці ўключае:
Ўжываюць фармуючыя машыны безапалубачнага фармавання тэхналогіі сліпфармавання, вібрапрэсавання і тэхналогіі экструзіі.
Пры вырабе маналітных жалезабетонных канструкцый варта ўлічваць, што фізіка-механічныя характарыстыкі арматуры адносна стабільныя, а вось тыя ж характарыстыкі бетону змяняюцца ў часе. Неабходна заўсёды знаходзіць кампраміс паміж запасамі пры канструяванні і праектаванні (выбар формаў і сячэнняў — выбар паміж надзейнасцю, «жыццём», але цяжарам масіўных канструкцый і паміж вытанчанасцю, ажурную, лёгкасцю, але «мёртвасцю» канструкцый з вялікім модулем паверхні), коштам і якасцю зыходных матэрыялаў, выдаткамі на выраб маналітных жалезабетонных канструкцый, узмацненнем аператыўнага кантролю работнікамі ІТР на ўсіх этапах, прызначэннем мерапрыемстваў па догляду за бетонам, абаронай яго ў часе (стварэннем умоў для нарошчвання ў часе яго характарыстык, што можа спатрэбіцца да моманту пачатку эксплуатацыі для супраціву прагрэсавальнага разбурэння), кантролем дынамікі набору асноўных трывальных і дефарматыўных характарыстык бетону.[3][4] То ёсць вельмі шмат залежыць ад таго, з чыіх пазіцый праектуюць канструкцыі і тэхналогію, выконваюць і кантралююць працы, і што ставіцца ў раздзел кута: надзейнасць і даўгавечнасць, эканамічнасць, тэхналагічнасць выканання, бяспека эксплуатацыі, магчымасць далейшага прымянення шляхам узмацненняў і рэканструкцый, так званы рацыянальны падыход, то ёсць праектаванне ад зваротнага (спачатку думаем, як наступныя пакаленні будуць усё гэта разбіраць і зноўку выкарыстоўваць)[5].
Для абароны жалезабетонных канструкцый прымяняюцца спецыяльныя палімерныя склады, якія дазваляюць ізаляваць павярхоўны пласт жалезабетону ад негатыўных уплываў знешняга асяроддзя (хімічныя агенты, механічныя ўздзеяння). Для абароны жалезабетоннага аснавання ўжываюць розныя тыпы ахоўных канструкцый, якія дазваляюць мадыфікаваць эксплуатацыйныя ўласцівасці мінеральнай паверхні — павялічыць зносаўстойлівасць, паменшыць пылааддзяленне, надаць дэкаратыўныя ўласцівасці (колер і ступень бляску), палепшыць хімічную стойкасць. Палімерныя пакрыцця, якія наносяцца на жалезабетонныя падставы, класіфікуюць па тыпах: абяспыліваючыя прапіткі, тонкапластовых пакрыцця, наліўныя падлогі, высоканаполенные пакрыцця.
Іншы метад абароны жалезабетонных канструкцый заключаецца ў пакрыцці арматуры фасфатам цынку.[6] Фасфат цынку павольна рэагуе з каразіруючым хімікатам (напрыклад, шчолаччу) утвараючы ўстойлівае апатытнае пакрыццё.
Для абароны жалезабетонных канструкцый ад уздзеяння вады і агрэсіўных асяроддзяў таксама ўжываецца пранікальная гідраізаляцыя, якая мадыфікуе структуру бетону, павялічваючы яго воданепранікальнасць, што прадухіляе разбурэнне бетонных канструкцый і карозію арматуры.