Что относится к железобетонным изделиям. Что такое жби

В конце 19 века на строительном рынке появились новые материалы. Чтобы не было вопросов, ЖБИ - что это такое, сразу дадим расшифровку аббревиатуры - железобетонные изделия. Сегодня ни один строительный объект не возводится без использования этих конструкций.

Железобетонные изделия позволяют быстро сооружать постройки любой сложности. ЖБИ - что это такое? Это арматура, залитая цементным раствором.

Характеристики ЖБИ

Производство ЖБИ изделий сегодня очень востребовано. Конструкции активно применяются в строительстве и не имеют аналогов. Устройства обладают повышенной прочностью, благодаря чему возведенные здания имеют внушительный срок эксплуатации.

Преимущества конструкций заключается в следующих характеристиках:

• высокая устойчивость к температурным перепадам;
• морозостойкость;
• огнеупорность - благодаря чему материал используется при обустройстве цехов, в которых проводится работа при высоких температурах;
• водонепроницаемость;
• повышенная плотность - бетон прочно противостоит сжатию.

Заливка бетоном служит надежной защитой материалу от коррозии.

Железобетонные конструкции способны выдерживать температурный режим до 1000 градусов в течение длительного времени без негативных последствий.

Изготовление железобетонных продуктов

Производство ЖБИ изделий осуществляется из формового бетона и армирования стальными стержнями.

Конструкции делятся на два вида:

• без предварительного напряжения;
• напряженные - в процессе изготовления стальную арматуру внутри растягивают. Такие изделия более прочны.

Производят устройства из сборного, монолитного и сборно-монолитного бетона.

Сфера применения готовых железобетонных блоков широко распространена. Специальный материал используют при возведении промышленных зданий, построек общественного назначения и жилых домов.

Ответить на вопрос ЖБИ - что это такое можно и так: современный высокопрочный материал, активно применяемый при проведении строительных работ. Сегодня изготовление изделий основано на новейших технологиях, благодаря чему производителям удается достичь потрясающих результатов.

Бетонные конструкции классифицируются на следующие виды:

• плиты для дорожных покрытий;
• перемычки;
• фундаментные блоки;
• плиты перекрытий;
• диафрагмы жесткости;
• кольца для колодцев;
• бетонные сваи.

Специальные монолитные блоки из железобетона активно используются при строительстве благодаря простоте в употреблении, значительной прочности к температурным перепадам и устойчивости к повышенным нагрузкам.

История

Французский садовник Монье выращивал в теплицах пальмы, затем пересаживал саженцы в глиняные горшки и отправлял для продажи в Англию. Горшки в дороге бились, пальмы погибали. Садовник терпел большие убытки. Однажды раздосадованный Монье решил слепить кадку для пальмы из цемента. Он взял две деревянные бочки и поместил их одна в другую, а промежуток между стенками залил цементом, получив бетонную тонкостенную бочку. Для большей прочности он заключил её в каркас из железных стержней, а потом для красоты покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После затвердения новая бочка оказалась на редкость прочной, и Монье был выдан патент на изобретение. Это случилось в 1867 году, который принято считать годом изобретения железобетона как универсального несгораемого строительного материала. Окрылённый успехом, он принялся за поиски других областей применения изобретённого материала: в 1877 году Монье запатентовал железобетонные железнодорожные шпалы, в 1880-83 годах - железобетонные перекрытия, здания, балки, своды, мосты.

Характеристики

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

• невысокая цена - железобетонные конструкции значительно дешевле стальных,
• пожаростойкость - в сравнении со сталью и деревом,
• технологичность - несложно при бетонировании получать любую форму конструкции,
• химическая и биологическая стойкость - не подвержен коррозии, старению, гниению.

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

• невысокая прочность при большой массе - прочность бетона в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке).

Основные принципы проектирования железобетонных конструкций

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данную статью нельзя использовать как руководство по проектированию, она носит ознакомительный характер. Рассмотренные здесь случаи типичны, на их примере нельзя проектировать реальные конструкции. Именно поэтому здесь намеренно нет никаких формул для расчётов. Если вы не обладаете специальными знаниями, не пытайтесь возводить потенциально опасные ж/б конструкции (перекрытия или многоэтажные каркасы) - это опасно для жизни людей, которые будут под ними находиться.

Главной задачей при проектировании железобетонной конструкции является расчёт армирования. Армирование конструкций выполняется стальными стержнями. Диаметр стержней и характер их расположения определяется расчётами. При этом соблюдается следующий принцип - арматура устанавливается в растянутые зоны бетона либо в преднапряжённые сжатые зоны.

Железобетонные элементы рассчитываются по прочности, жёсткости, трещиностойкости.

По характеру работы выделяют изгибаемые элементы (балки, плиты), сжатые элементы (колонны, фундаменты).

Изгибаемые элементы (балки, плиты)

При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны (см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. В железобетонной конструкции выделяется две формы разрушения:

• по нормальным сечениям - сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента,
• по наклонным сечениям - от действия поперечных сил.

В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок).

Изгиб и армирование железобетонной балки

На рисунке:

1 - верхняя (сжатая) арматура
2 - нижняя (растянутая) арматура
3 - поперечная арматура
4 - распределительная арматура

верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении

Основными параметрами конструкции являются:
L - пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров;
H - высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально h²;
B - ширина сечения;
a - защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды;
s - шаг поперечной арматуры.

Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнения бетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (из необходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаях верхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура и сжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочность элемента по нормальным сечениям (см. рисунок).

Разрушение ж/б элемента по нормальным сечениям

Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок)

Разрушение ж/б элемента по наклонных сечениям (схема)

Рапределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас.

Разрушение элемента в обоих случаях наступает вследствие разрушения бетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается в направлении действия растягивающих напряжений для упрочнения элемента.

Небольшие по высоте балки и плиты (до 150 мм) допускается проектировать без установки верхней и поперечной арматуры.

Плиты армируются по такому же принципу как и балки, только ширина B в случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и 2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения.

Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт на жёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки) и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутой зоне).

Сжатые элементы (колонны)

При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольно напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.

Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку).

Типичное армирование колонны представлено на рисунке.

Работа и армирование сжатой колонны

На рисунке:

1 - продольная арматура
2 - поперечная арматура

В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы:

Подготовка арматуры
- Опалубочные работы
- Армирование
- Бетонирование
- Уход за твердеющим бетоном

Изготовление сборных железобетонных конструкций

Сущность сборных железобетонной конструкций, против монолитных, состоит в том, что конструкции изготавливаются на заводах ЖБИ, а затем доставляются на стройплощадку и монтируются в проектное положение. Основное преимущество технологии сборного железобетона в том, что ключевые технологические процессы происходят на заводе. Это позволяет достичь высоких показателей по срокам изготовления и качеству конструкций. Кроме того, изготовление предварительно напряженных ЖБК возможно, как правило, только в заводских условиях.

Недостатком заводского способа изготовления является невозможность выпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится к разнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически, на заводах ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к деградации архитектуры региона. Такое явление наблюдалось в СССР в период массового строительства.

Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической схеме изготовления. Используется несколько технологических схем:

• Конвейерная технология. Элементы изготовляют в формах, которые перемещаются от одного агрегата к другому. Технологические процессы выполняются последовательно, по мере перемещения формы.

• Поточно-агрегатная технология Технологические операции производят в соответствующих отделениях завода, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами.

• Стендовая технология. Изделия в процессе изготовления остаются неподвижными, а агрегаты перемещаются вдоль неподвижных форм.

В предварительно напряженных конструкциях применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение на бетон, а также два основных способа натяжения арматуры: электротермический и электротермомеханический.

Изготовление монолитных железобетонных конструкций

Что такое ЖБИ?

Изделия, в которых неразрывно соединены два материала: бетон и металлическая арматура называются железобетонными изделиями - жби . Бетон и металлическая арматура имеют примерно один и тот же показатель температурного линейного расширения. В процессе эксплуатации разнообразных жби, металл и бетон изменяются в линейных размерах примерно одинаково, тем самым не разрушая друг друга. На заводах жби бетон, помещаемый в металлическую форму с предварительно установленным металлическим каркасом, приобретает необходимые размеры, а металл придает необходимые прочностные характеристики изделию жби.

Как известно, затвердевшая бетонная смесь очень хорошо противостоит нагрузкам на сжатие и плохо сопротивляется изгибу. Металлическая арматура, будучи введенная в состав бетонной смеси в виде пространственного каркаса, значительно увеличивает способность жби выдерживать нагрузки на изгиб.

В зависимости от области применения жби изделий размеры и расположение арматурного каркаса меняются.

Преимущества использования ЖБИ

Использование жби значительно уменьшает сроки строительства. Изделия жби поставляются на строительные площадки в готовом виде, тем самым уменьшая сроки монтажа железобетонных конструкций.Производство жби налажено на специализированных заводах ЖБИ и комбинатах ЖБК. На строительные площадки изделия жби поставляются прошедшими заводской контроль ОТК. По сравнению с монолитным строительством нет необходимости осуществлять входной контроль бетона и контролировать количество и качество установки металлического каркаса. Использование многопустотных плит перекрытия значительно уменьшает вес перекрытий зданий и облегчает нагрузку на фундамент по сравнению с монолитной плитой перекрытия.

Для людей, которые не особо разбираются в строительной тематике иногда бывает затруднительно разобраться с такими аббревиатурами как, например, ЖБИ. Под этим названием понимают конструкции, которые относятся к железобетонным изделиям.

Как правило, железобетонные изделия имеют в своем составе два главных компонента: бетон и стальная арматура. Эти составляющие являются дополнением друг к другу: бетон защищает стальную арматуру от повреждения коррозией.

Технология изготовления

В основном, изделия из железобетона нужны для того, чтобы создать строительный объект. Они служат для постройки столбов, перемычек, создания фундамента, а так же для строения домов и помещений.

Чтобы изготовить ЖБИ для перемычек или перекрывающих плит, используется напряженный тип железобетона. Чтобы изготовить бетон такого типа, необходимы определенные формы, позволяющие создать нужное напряжение, которое сохраняет его при заливке бетонной смеси.

После заливки, полученное изделие необходимо отправить на тепловую обработку. Для этого необходима специальная камера, в которую помещается форма.

После всех процедур и тепловых обработок, напряжение в арматуре отсутствует. В результате процессов, происходящих в арматуре, в бетоне появляется область напряжения.

Виды изделий

ЖБИ различаются меду собой несколькими характерными особенностями. Поэтому, есть несколько видов изделий:

• Линейные. К ним относятся различные балки или ригели;
• Блочные ЖБИ. К этому типу относятся более тяжелые конструкции (стены подвалов, фундаментные конструкции);
• Изделия пространственного типа. К ним относятся различные трубы или конструкции стен колодцев;
• Плоскостные конструкции. К ним относятся стены для бункеров или каких-либо резервуаров.

Железобетонные изделия различают не только по этим особенностям, но и по типу бетона, который используется для их изготовления. Есть несколько типов бетона (например, тяжелый или легкий).

Основные характеристики

ЖБИ очень часто используется в строительной сфере по той причине, что эти конструкции отличаются своей долговечностью и устойчивостью к различным негативным факторам и воздействиям.

Вот еще несколько положительных качеств этих изделий:

• стойкость к химическим и биологическим факторам;
• высокая технологичность;
• сопротивляемость к динамическим нагрузкам;
• пожаростойкость.

Многие отмечают достаточно низкую стоимость подобных изделий, что действительно позволяет сэкономить, если сравнивать со стоимостью стальных конструкций.

Настоящим прорывом в строительных технологиях стало появление в конце XIX века железобетона и конструкций из него. С появлением этого материала, современные города стали расти вверх, стремясь добраться до неба рвущимися ввысь небоскребами. Железобетонные изделия и конструкции – без них нельзя сегодня представить не один строительный объект, будь то крупное промышленное предприятие, торговый комплекс или жилой дом.

Современные изделия из железобетона производятся из формового бетона и армированы стальными стержнями. В отношении неармированных блоков из бетона и цельнометаллических конструкций, подобное сочетание обеспечивает следующие преимущества:

1. В процессе застывания на воздухе, бетонная смесь слегка уменьшается в объеме, тем самым образуя прочное соединение с основой из стали. Даже резкие температурные перепады неспособны разрушить подобное изделие, так как коэффициент теплового расширения у этих материалов примерно одинаков.

2. Благодаря армированию бетонных конструкций значительно увеличивается их прочность, что дает возможность применять их как несущие элементы сооружений и зданий.

3. В отличие от цельнометаллических конструкций, ЖБИ не подвержены коррозии и очень устойчивы к воздействию пламени.

4. На строительную площадку такие изделия доставляются в готовом виде, что позволяет значительно уменьшить сроки и риски, сопряженные с качеством сборки таких конструкций.

5. Относительно невысокую стоимость изделий ЖБИ.

Какие бывают изделия?

ЖБИ могут быть:

• без предварительного напряжения;
• предварительно напряженные.

Изделия, у которых в процессе изготовления растянули находящуюся внутри стальную арматуру, называют предварительно напряженными. К примеру, во время эксплуатации плит перекрытия, их арматурные каркасы, находятся в слегка растянутом состоянии, и испытывает серьезные нагрузки, что может негативно сказаться на надежности всего строения. Для повышения надежности используется предварительное напряжение арматуры. Производство железобетонных изделий и конструкций бывает из сборно-монолитного, монолитного и сборного бетона.

Кроме этого, все изделия из железобетона подразделяются на следующие группы:

• для жилых домов и общественных сооружений;
• для промышленных зданий;
• для построек общего назначения.

Основные виды ЖБИ и сфера их применения

Наиболее распространены и востребованы в строительстве такие изделия из железобетона:

1. Плиты для дорожных покрытий.

Устанавливаются на аэродромах и дорожных магистралях с высокой пропускной способностью, так как способны выдерживать особо большие нагрузки по весу. В местностях с тяжелыми почвогрунтовыми и сложными климатическими условиями применяются предварительно-наряженные плиты для дорожных покрытий. Ниже представлена таблица, в которой представлены средние цены в рублях на некоторые виды дорожных плит, с доставкой по Москве:

	Размеры, см
Название	Высота	Длина	Ширина

2. Плиты перекрытий являются готовыми потолками или полами для многоэтажных домов и являются наиболее востребованными элементами строительства. Согласно ГОСТу 9561-91 перекрытия могут быть:

• цельными (ПТВ);
• пустотелыми (ПК);
• ребристыми (ПРТ).

Каждая из этих групп подразделяется на отдельные подгруппы, у которых есть особые буквенные обозначения.

Для индивидуального строительства организовано производство и продажа железобетонных конструкций и изделий, таких как облегченные многопустотные плиты перекрытий. Именно этот материал используется при возведении частных домов и коттеджей.

3. Перемычки применяются для повышения прочности здания, а также перекрытия различных проемов. Бывают:

• фасадные (ПФ);
• балочные Г-образные (ПГ);
• брусковые (ПБ);
• плитные (ПП).

4. Диафрагмы жесткости должны принимать на себя вертикальные нагрузки, идущие от:

• инженерных сооружений;
• ригелей;
• плит перекрытий;
• лестниц.

5. Фундаментные блоки применяются при закладке ленточных сборных, а также столбчатых и плитных фундаментов, оборудования подвальных и технических помещений. Заводы-изготовители производят как малые элементы для частного строительства весом около 30 кг, а также довольно массивные элементы, весом от 350 кг. Все они подразделяются на:

• сплошные (ФБС);
• ленточные (подушки и ФЛ);
• блоки сплошные с отверстиями для пропуска коммуникаций и укладки перемычек (ФБВ);
• стеновые блоки (ФБК);
• п-образные, с пустотами открытыми вниз (ФБП).

Купить ЖБИ изделия, такие как блоки для фундаментов может и индивидуальный застройщик:

	Размеры, см
Название	Высота	Длина	Ширина	Вес, кг	Цена в рублях
ФБС 12-4-6	60	120	40	650	1 745
ФБС 12-5-6	60	120	50	810	2 180
ФБС 12-6-6	60	120	60	980	2 638
ФБС 9-4-6	60	90	40	430	1 279
ФБС 9-6-6	60	90	60	650	1 966
ФБС 8-4-6	60	80	40	450	1 184
ФБС 8-6-6	60	80	60	890	1 845

6. Сваи, используемые при строительстве свайных фундаментов. Они бывают.