Бетонные и железобетонные конструкции монолитные снип: СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения. СНиП 52-01-2003 (с Изменением N 1)

Железобетонные монолитные конструкции зданий

Система нормативных документов в строительстве

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

СП 52-103-2007

Москва

2007

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) – филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство»

2 РЕКОМЕНДОВАН К УТВЕРЖДЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ конструкторской секцией НТС НИИЖБ 27 апреля 2006 г.

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 12 июля 2007 г. № 123.

4 ВВЕДЕН впервые

Содержание

Введение 1 Область применения 2 Нормативные ссылки 3 Термины и определения 4 Общие указания 5 Конструктивные решения железобетонных монолитных зданий 6 Расчет несущих конструктивных систем 6. 1 Расчетная схема 6.2 Требования к расчету 6.3 Методы расчета 7 Несущие железобетонные конструкции 8 Расчет несущих железобетонных конструкций 9 Конструирование основных несущих железобетонных конструкций монолитных зданий Приложение А Основные буквенные обозначения Приложение Б Перечень нормативной и технической документации

Введение

Настоящий Свод правил разработан в развитие СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Объем строительства зданий различного назначения из монолитного железобетона в последние годы значительно возрос. В то же время практика проектирования не имеет в своем распоряжении документа, где были бы объединены основные требования, выполнение которых обеспечивает надежность и безопасность такого вида зданий. Настоящий Свод правил ставит своей целью восполнить этот пробел.

Свод правил содержит рекомендации по расчету и проектированию железобетонных монолитных конструкций зданий жилого и гражданского назначения из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры.

Решение вопроса о применении данного Свода правил при проектировании монолитных зданий относится к компетенции заказчика или проектной организации. В случае принятия решения о применении настоящего Свода правил должны быть выполнены все установленные в нем требования.

Свод правил разработали д-ра техн. наук А. С. Залесов, А.С. Семченков, Е.А. Чистяков, С.Б. Крылов, канд. техн. наук Р.Ш. Шарипов (НИИЖБ – филиал ФГУП «НИЦ «Строительство»).

СП 52-103-2007

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

Железобетонные монолитные конструкции зданий

CONCRETE MONOLITHIC BUILDING STRUCTURES

Дата введения 2007-07-15

1 Область применения

Настоящий Свод правил (далее – СП) распространяется на проектирование железобетонных монолитных конструкций зданий жилого и гражданского назначения из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры.

2 Нормативные ссылки

В настоящем Своде правил использованы ссылки на следующие основные нормативные документы:

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры

СП 52-104-2004 Сталефибробетонные конструкции.

Другие нормативные и рекомендательные документы, ссылки на которые использованы в настоящем СП, приведены в приложении Б.

3 Термины и определения

В настоящем Своде правил использованы основные термины и определения по СНиП 52-01, СП 52-101, СП 52-104 и другим нормативным документам.

4 Общие указания

4.1 Рекомендации настоящего Свода правил распространяются на проектирование различных конструктивных систем зданий, в которых все основные несущие конструкции (колонны, стены, перекрытия, покрытия, фундаменты) выполняются из монолитного железобетона с жесткими и податливыми сопряжениями между ними.

4.2 Проектирование конструкций зданий, подвергающихся климатическим температурно-влажностным воздействиям, следует выполнять по СНиП 2.01.07.

4.3 Расчет и конструирование зданий при сейсмических воздействиях следует выполнять согласно СниП II-7. Огнестойкость конструкций и огнесохранность зданий должны отвечать требованиям СНиП 21-01 и СТО 36554501-006.

4.4 Несущие конструкции здания следует проектировать с учетом долговечности и ремонтопригодности согласно

СНиП 31-01, защиту конструкций от коррозии следует выполнять согласно указаний СНиП 2.03.11.

4.5 Значения предельных деформаций основания зданий регламентируются СНиП 2.02.01. Предельные прогибы, перемещения конструкций и перекосы вертикальных и горизонтальных ячеек зданий не должны превышать допустимых значений, приведенных в СНиП 2.01.07.

4. 6 Для зданий, рассчитываемых на совместное воздействие вертикальных и горизонтальных нагрузок по недеформированной схеме, прогиб верха здания с учетом податливости основания рекомендуется принимать не более 0,001 высоты здания. При больших значениях прогибов необходимо выполнить расчет по деформированной схеме. При этом значение прогиба здания не должно превышать 0,002 его высоты.

4.7 Настоящий Свод правил следует применять совместно с

СП 52-101 и СП 52-104.

4.8 Железобетонные конструкции должны быть сконструированы таким образом, чтобы с достаточной надежностью предотвратить возникновение всех видов предельных состояний. Это достигается выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно рекомендациям настоящего СП и действующих нормативных документов. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций, соблюдены требования по эксплуатации зданий, а также требования по экологии, энергосбережению, противопожарной безопасности и долговечности, устанавливаемые соответствующими нормативными документами, и учтены неравномерные осадки основания.

4.9 При проектировании железобетонных конструкций их надежность должна быть установлена расчетом по предельным состояниям первой и второй групп путем использования расчетных значений нагрузок, характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности зданий.

Нормативные значения нагрузок, коэффициентов сочетаний нагрузок и коэффициентов надежности ответственности конструкций, а также разделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) следует принимать согласно СНиП 2.01.07.

Порядок приложения постоянных и длительно действующих нагрузок должен определяться графиком производства работ или по факту.

4.10 Наряду с контролем прочности бетона по образцам рекомендуется контроль прочности бетона в готовой конструкции проводить с использованием неразрушающих методов по ГОСТ 22690.

4.11 При применении арматуры класса А500С с эффективным профилем, разработанным в НИИЖБ, следует пользоваться рекомендациями СТО 36554501-005. Стыковку арматуры в торец на стройплощадке следует осуществлять с помощью ванной сварки, а также винтовых и опресованных механических соединений.

Рекомендуется применение арматуры малого диаметра расширенного сортамента: 5,5; 6; 6,5; 7; 8; 9; 10; 11; 12 мм нового периодического профиля с сердечником в форме квадрата со скругленными углами в соответствии с ТУ 14-1-5500, ТУ 14-1-5501.

СП (СНиП) железобетонные конструкции – основная документация

Я как инженер конструктор на ранней стадии своей профессиональной деятельности изучал расчет железобетонного каркаса. Непростое это дело, но что бы заниматься интересной деятельностью пришлось затратить много времени и сил, изучая СНиП (СП) железобетонных конструкций. Алгоритмы расчётов весьма сложные и освоил только расчёт по первому предельному состоянию (прочностные).

То есть затем создавал для себя расчётные алгоритмы для отчётов. Для монолитных конструкций основным параметром является их трещиностойкость, то 2-ое предельное. Так вот на это дело я забросил и доверился полностью расчётным программам, где всё реализовано. И может быть не стоило ковыряться в этих формулах.

Так вот здесь перечень документации СНиП «Железобетонные конструкции» которые применяю в своей конструкторской карьере.

Для тех кто не знает: СП — Свод правил, СНиП — строительные нормы и правила. Эти два документа являются законом для инженера конструктора

СП 355.1328500.2017

СП (СНиП) железобетонные конструкции

2

Свод строительных правил по проектированию СП 355.1325800.2017: «Конструкции каркасные железобетонные сборные одноэтажных зданий  производственного назначения». Здесь описывается  конструктивные требования по проектированию промышленных зданий. А так же некоторые дополнения и пояснения по расчету армирования

СП 20.13330. 2011

СП (СНиП) железобетонные конструкции

4

Свод строительных правил по проектированию СП 20.13330.2011: «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Для железобетонных зданий как и для всех остальных – содержит расчётные нагрузки на перекрытия и покрытие. Весьма подробные данные по определению ветрового давления и снеговым мешкам. …

СП 15.13330.2012

СП (СНиП) железобетонные конструкции

6

Свод строительных правил по проектированию СП 15.13330.2012: «Каменные и армокаменные конструкции». Актуализированная редакция СНиП II-22-81* Казалось бы связи нет между монолитным каркасом и кирпичными конструкциями. Всё же есть, в этом строительном нормативе есть глава отдельная “Проектирование рандбалок”. То …

СП 52-103-2007

СП (СНиП) железобетонные конструкции

8

Свод строительных правил по проектированию и строительству СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий» Весьма небольшой и простой для понимания строительный документ. Здесь только общие указания по проектированию каркасных систем. Конкретные допускаемые значения жестокостей плит и колонн для …

СП 63.13330.2012

СП (СНиП) железобетонные конструкции

5

Свод строительных правил: СП 63.13330.2012 “Бетонные и железобетонные конструкции”. Основные положения. Актуализированная версия СНиП 52-01-2003/ Основной документ для конструирования сборных и монолитных конструкций. Расчёты весьма сложные особенно по второму предельному состоянию. На столько что мне удалось …

Армирование монолитных зданий Тихонов 2007

СП (СНиП) железобетонные конструкции

16

Пособие по проектированию: Армирование элементов монолитных железобетонных зданий И. Н. Тихонов. Москва 2007      

Бетон и железобетон. Объясните это.

Бетон и железобетон. Объясните это.

Вы здесь: Домашняя страница > Материалы > Бетон и железобетон

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person”> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 9 июня, 2022.

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три удивительных примера того, как камень структуры могут простоять сотни или даже тысячи лет. Но хотя камень – один из старейших и самых прочных строительных материалов, он не точно удобно работать. Он тяжелый, его трудно транспортировать, и обычно идет большими кусками, которые должны быть кропотливо вырезать по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня — какая-то клейкая смесь для кекса, которую мы могли бы смешать, где бы это ни было необходимо, просто нажав на нее в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?

Такой «жидкий камень» действительно существует: мы называем его бетон . Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие ассоциируется у людей с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг. века, бетон — великий, невоспетый герой современного материала. мир. От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете это в самых высоких небоскребах мира, самый большой мосты, самые длинные магистрали, глубочайшие туннели и, вполне вероятно, даже под полом в свой скромный маленький дом. Бетон – довольно удивительная вещь, но что это такое и как именно это работает? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Бетон — основа практически каждого 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 так же элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона. блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Содержание

1. Что такое бетон?
2. Почему бетон так популярен в строительстве?
3. Железобетон
4. Предварительно напряженный бетон
5. “Бетонный рак”
6. Воздействие бетона на окружающую среду
7. Краткая история бетона
8. Узнать больше

Что такое бетон?

Таблица: Рецепт бетона: Ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus , смысл расти вместе – и это именно то, что происходит, когда вы объединить 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. что-либо эквивалентное) — обычно 60–75 процентов.
2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Собранные вместе и хорошо перемешанные, эти простые ингредиенты составляют композит, так мы называем гибрид материал, который в каком-то важном отношении лучше, чем материалы из который он сделан. В случае с бетоном «важно» то, что он прочный, твердый и долговечный. Представление о бетоне как о композиционный материал, гидрат цемента является фоном, вяжущим материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий дополнительная прочность («армирование»).

Фото: Бетонный композит: Посмотрите внимательно на этот бетон, и вы ясно увидите, как он работает: более светлый заполнитель (камни разных форм и размеров, которые служат армированием) связывается более темным цементом ( матрица). Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно долго рыскать, чтобы найти этот пример в бетонном столбе рядом с моим домом.

Как образуется бетон из ингредиентов, не похожих на конечный продукт? Когда вы добавляете воду в цемент, начинают расти кристаллы гидрата цемента (технически это гидрат кальция-кремнезема), которые плотно соединяют песок и гравий. это постепенно образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не простой факт, что он высыхает. Действительно, причина, по которой вы должны держать смачивание бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания является «питанием» химические реакции, приводящие к гидратации цемента. Мягкая слякотная смесь, которая падает из вашего бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из который он сформировал. «Жидкий камень» становится настоящим камнем — ну, хотя бы искусственный камень. И под “постепенно” я действительно имею в виду постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через в месяц, но продолжает твердеть и укрепляться не менее пять лет после этого.

Интересный факт, из Недавние научные исследования бетона заключаются в том, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они плохо упорядочены и совершенно правильные, какими и должны быть кристаллы, но на самом деле имеют некоторые из случайных структур, которые вы найдете в таких материалах, как стекло (научно известные как аморфные твердые тела). Бетон содержит достаточно немного захваченного воздуха (целых 5-10 процентов), потому что есть некоторое пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента кристаллы и песок и гравий, застрявшие между ними. И то, в очередь, объясняет, почему бетон может гнуться и изгибаться, растягиваться и сжиматься (все-таки немного).

Как и в любом рецепте, смесь для бетона можно несколько варьировать (подробнее воды, может быть, больше агрегатов, или даже химикатов разных виды) для производства бетона, который течет быстрее, твердеет или более быстро, лучше выдерживает погодные условия или имеет определенный цвет или внешний вид. Добавление пигмента, называемого диоксидом титана, например, является простым способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от унылое серое вещество, из-за которого у бетонных автостоянок дурная слава. Другой вариант – газобетон, внешне немного напоминающий очень твердый губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет бетон расширяется и сжимается в жаркую и холодную погоду без фатально трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, а не медленно укладывается из бетономешалка, это называется торкретбетон. Слева: как наносится Shocrete на каркас из арматуры. Фото предоставлено US NAVFAC и Wikimedia Commons. Справа: пример того, как набрызг бетон используется для укрепления входа в старую шахту. Фото предоставлено Агентства по охране окружающей среды США и Wikimedia Commons.

Рекламные ссылки

Почему бетон так популярен в строительстве?

По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь, и это не трудно понять почему. Это легко сделать из дешевого и легкодоступного ингредиенты, легко разливаются по формам и превращаются во все виды формы (потому что начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и это одновременно огнеупорный и (относительно) водонепроницаемый. Но главная причина, по которой это так широко используется в зданиях, заключается в том, что он чрезвычайно прочен в сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес на это. Он широко используется в стенах и фундаментах (вертикальный другими словами, поддерживает), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, сложенному сверху. К сожалению, очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение чем при сжатии. Он легко трескается или ломается, если его согнуть или растянуть. укрепить его сталью внутри, так что это мало пользы в горизонтальных лучах. Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он на самом деле намного легче, чем вы можете предположить: его плотность составляет примерно пятую часть плотности вести, треть как плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только незначительно более плотный, чем стекло.

Хотя бетон часто смешивают на месте и формуют во что угодно формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном виде «модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка все можно сделать так. Гигантский, современный сегментные мосты, для например, часто быстро и недорого собираются из одинаковых бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательный расположение. Это делает их быстрее и легче построить, чем если бы весь мост пришлось отливать на месте, что гораздо сложнее сделать в посреди реки, например, или в неблагоприятных погодных условиях. Другой вариант – сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе некоторые сборные секции с другими секциями, сформированными на месте.

Произведение искусства: Идеи из бетона: Томас Эдисон сразу понял великолепие бетона как материала для создания «моментальных» зданий. В начале 20-го века он разработал этот метод изготовления монолитных бетонных домов, которые можно было массово производить недорого в очень больших количествах. Бетон из пары миксеров (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый), а затем переносится шнеком (оранжевый) наверх огромной трехмерной формы. Вылитая через форму, она образует стены, полы и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Работа из патента США 1219., 272: Процесс строительства бетонных зданий Томасом Эдисоном, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон представляет собой композиционный материал — цементную матрицу с заполнителями для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на напряжение. Мы можем решить эту проблему, заливая влажным бетоном прочные стальные арматурные стержни (связанные между собой, чтобы получилась клетка). Когда бетон схватится и затвердеет вокруг стержней, получаем новый композиционный материал, железобетон (также называемый армированным цементобетоном или RCC), который хорошо работает в либо на растяжение, либо на сжатие: бетон сопротивляется сжатию (обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу и растяжения (обеспечивает прочность на растяжение). По сути усиленный бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон становится матрицей, в то время как стальные стержни или провода обеспечивают армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными волокнами. или гребни 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. Как правило, мы используем сталь потому что он расширяется и сжимается в жару и холод примерно так же, как сам бетон, что означает, что он не расколет бетон, который окружает его, как мог бы другой материал, если бы он расширился более или менее. Однако иногда используются и другие материалы, в том числе различные виды пластмасс.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя. Эти строители ВМС США укладывают мокрый бетон с грузовика на арматуру (сетку из стальных арматурных стержней). Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность: бетон плюс сталь равняется железобетону. Фотография лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлена ​​ВМС США и Викисклад.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, является лучшей конструкцией материал, чем обычный материал, он все еще хрупкий и подвержен трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на его стальная арматура, пропускающая воду, которая затем вызывает бетон выйти из строя, а арматура заржаветь. Решение – поставить армированный бетон постоянно сжимается на предварительное напряжение оно (также называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные стержни в сырую бетонные, как они есть, мы сначала натягиваем (натягиваем) их. Как бетон схватывается, натянутые стержни втягиваются внутрь, сжимая бетон и делая его прочнее. В качестве альтернативы, арматура в железобетоне может подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как постнапряжение (постнапряжение). В любом случае сохранение бетона в сжатом состоянии является хитрый трюк, который помогает остановить его растрескивание (и останавливает трещины от распространение, если они образуются). Еще одно преимущество заключается в том, что можно использовать менее предварительно напряженный или постнапряженный бетон или меньше, более тонкие детали, чтобы нести те же нагрузки, по сравнению с обычными, железобетон.

Фото: Наука проходит через бетон — как он застывает, почему он прочен и почему мы его используем. Это конкретное слово — одна из деталей военного мемориала округа Онондага в Сиракузах, штат Нью-Йорк. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, отдел эстампов и фотографий.

“Бетонный рак”

Трещины – это последнее, что хочется видеть в здании или мосту, особенно относительно новый, сделанный из бетона. Но если у нас есть бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из бетонные мосты, небоскребы и другие сооружения, построенные всего несколькими десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливаются? Есть несколько объяснений. Старый, римского типа, пуццолановый бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию трескаться меньше, чем больше современные формы бетона, и применялся он в основном на сжатие, поэтому даже если трещины имели возможность образоваться, вероятность их образования была меньше. распространение. Железобетон чаще используется на растяжение, что Вот почему у него внутри есть эти стальные арматурные «стержни». Но, как мы уже видели, он все еще может треснуть, если он не предварительно напряжен.

Современный бетон разрушается из-за того, что неофициально известно как рак бетона или конкретное заболевание , которое включает в себя три взаимосвязанные проблемы. Сначала щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в заполнители, из которых изготавливается бетон. Это делает новые внутри бетона очень медленно растут кристаллы, которые занимают больше комнате, чем исходные «кристаллы», поэтому создание бетон растрескивается изнутри наружу или отслаивается («отслаивается») с поверхности, пропуская воду снаружи. На чем-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая внутрь, также может быть щелочным из-за используемых солей для обработки дороги зимой. Вторая проблема заключается в том, что вода который попадает внутрь, в конечном итоге вступает в контакт со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая их ржаветь и разлагаться, возможно, расширяясь, что приводит к фатальным последствиям. 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, которая просочилась внутрь бетон через трещины зимой может промерзнуть, а значит будет расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет поступать еще больше воды. проникают, вызывая порочный круг вырождения и распада.

Художественное произведение: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в заполнителях, образуя более крупные кристаллы, которые раскалывают бетон изнутри, (2). Вода стекает по щелям (3), ржавление арматурного стержня (4), которое может развалиться и вызвать большее растрескивание или «выкрашивание» краев (5). В холодную погоду, вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещины не обязательно большие: некоторые из них очень тонкие капилляры, а это значит, что вода может двигаться вверх по ним простое капиллярное действие, а также стекание через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Фото: Некоторые любят бетон, некоторые ненавидят его. Мнения резко расходятся по поводу «бруталистских» городских зданий, таких как Xerox Tower в Рочестере, штат Нью-Йорк, построенный в середине 20 века. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, отдел эстампов и фотографий.

Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в в частности, выявили еще одну серьезную проблему с бетоном: после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место крупнейший источник выбросов углекислого газа. Это отчасти потому, что процесс изготовления цемента выделяет много углекислого газа, но также, очень важно, из-за огромного количества цемента и бетон используется во всем мире. Углекислый газ выделяется в двух довольно разными способами (разделив их примерно пополам): во-первых, из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве цемент; во-вторых, потому что цемент образуется, когда карбонат кальция превращается в оксид кальция, выделяя при этом углекислый газ. Бетон зависит от цемента, так что это совсем не устойчивое материал, что беспокоит архитекторов, в частности, потому что они склонны быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний пример экологичного бетона 1953 года: плотина Hungry Horse Dam на реке Флэтхед, штат Монтана, США, был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Изображение предоставлено Бюро мелиорации США.

Так как двуокись углерода выделяется двумя путями при цементировании производства, отсюда следует, что есть два способа сделать больше экологически чистый бетон. Исторически, начиная с промышленного Революция, большая часть энергии человечества поступает от сжигания угля, который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и Традиционно цементные печи также работали на угле. Переключение их с уголь в природный газ является одним из решений, так как газ выделяет меньше углерода диоксида на заданное количество энергии. Делаем цементные печи больше эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить количества цемента в бетонной смеси за счет использования вторсырья, например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна захватывающая перспектива – разработка бетона, который вообще не использует карбонат кальция. Вместо этого карбонат получают барботированием углекислого газа из электростанция через морскую воду. Это имеет общий экологический выгоду, так как он забирает вредные выбросы CO2 от энергии растений и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. это своего рода улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона связан с использованием в нем заполнители, которые необходимо добывать, часто из экологически уязвимых мест, таких как речные долины. Использование переработанных заполнителей (включая переработанный бетон из старых снесенных зданий) возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

• ~7000 г. до н.э.: неолитическое поселение в Йифтахель в Галилее, Израиль, имеет грубый «бетонный» пол, сделанный с использованием штукатурки из обожженной извести.
• ~5600 г. до н.э.: для полов в Мезолитические (среднекаменный век) сербские жилища на Лепенски Вир, в Сербии, на берегу реки Дунай.
• ~3000 г. до н.э.: египтяне используют грубые формы цемента и бетона в пирамиды.
• ~200 г. до н.э.: римляне использовали тип бетона, называемый пуццоланом (иногда называется пуццолановым цементом) на основе вулканического пепла, полученного из Поццуоли, Неаполь. Он используется в культовых римских сооружениях, таких как Колизей и Пантеон в Риме.
• 400 г. н.э.–~1750 г. н.э.: По сути, конкретное Средневековье: знание бетона полностью утрачена после падения Римской империи.

Повторное открытие

• 1750s: Джон Смитон, английский инженер, заново открывает для себя искусство изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue Lias камень, глина и пуццолана, первоначально для Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия.
• 1824: Англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который напоминает природный камень, добытый в Портленде в графстве Дорсет, Англия. Портландцементу суждено стать ключевым компонентом бетона.
• 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
• 1867: француз Джозеф Монье патентует железобетон для использования в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке. тот же год.
• ~ 1850-е годы: французский строитель Франсуа Куанье начинает широкое использование бетона в зданиях, включая первый железобетонный дом в Париж, Франция.
• 1884: английский архитектор, проживающий в Америке. Эрнест Лесли Рэнсом патентует витые арматурные стержни, которые обеспечивают лучшее сцепление внутри бетона, поэтому делая его сильнее.
• 1870: Француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный процесс строительства зданий из железобетона, ведущий к его широкому распространению.
• 1880-е годы: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, хотя и не коммерчески разработан.

Современная эпоха

• 1891 год: первая улица в США с бетонным покрытием заложен в Беллефонтейне, 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: Первая партия товарного бетона доставлена ​​грузовиком на участок в Балтиморе, штат Мэриленд.
• 1915: инженер Линн из Чикаго изобретает цветной бетон. Мейсон Скофилд.
• 1920-е годы: француз Эжен Фрейсинне превращает предварительно напряженный бетон в Коммерчески успешный строительный материал.
• 1936: Бетон используется для завершения строительства мощной плотины Гувера. Самая большая бетонная конструкция, когда-либо созданная до этого момента.
• 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовый Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.

  Фото: Запоминающееся современное использование железобетона. Это знаменитая Большая мастерская штаб-квартиры Johnson Wax архитектора Фрэнка Ллойда Райта в Расин, Висконсин. Крыша поддерживается удивительно тонкими железобетонными колоннами. которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с Книга Джонатана Липмана о здании, Райт Идея пришла в голову после того, как он увидел официанта, несущего поднос на руке. Изображение предоставлено архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

• 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит знаменитая птичья бетонная крыша центра полетов Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском международном аэропорту имени Джона Ф. Кеннеди. Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка CBS Building.
• 1970-е: Изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
• 2010-е: Воздействие бетона на окружающую среду становится все более серьезной проблемой. Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как резкое изменение климата может сократить срок службы бетонных зданий.

Узнайте больше

На этом сайте

• Мосты
• Здания
• Чугун и сталь
• Металлы

Книги

Инженерное дело

• Железобетон: механика, теория и дизайн, Джеймс К. Уайт. Prentice-Hall, 2016. Учебник для студентов технических вузов.
• Железобетон: фундаментальный подход Эдварда Г. Нави. Prentice-Hall, 2009. Подробное руководство для инженеров.

Архитектура

• Ээро Сааринен: Формирование будущего Ээро Сааринен и др. Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по конструкциям и зданиям одного из пионеров железобетонной архитектуры 20-го века.
• Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включая историю материала и фотогид по культовым бетонным зданиям и сооружениям.
• Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных сооружений с акцентом на более поздние проекты.

Статьи

• Долгое время являлся основным материалом, а бетон стал последним штрихом Кэтрин Маклафлин. The New York Times, 16 февраля 2022 г. Почему когда-то конструкционный бетон теперь используется для крошечных, более тонких деталей?
• Бетон, многовековой материал, получает новый рецепт, Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Взгляд на усилия по разработке более устойчивых форм бетона.
• Guardian Concrete Week: Увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире, сделанном из бетона.
• Битва за то, чтобы обуздать наш аппетит к бетону, Тим Боулер. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
• Ученые объясняют долговечный бетон древнего Рима Мэтта Макграта. BBC News, 4 июля 2017 г. Минерал алюминий тоберморит, кажется, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
• Эксперты предлагают приоритеты исследований для «более экологичного» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем сократить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
• Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными Александр Джордж. Wired, 12 августа 2011 г. В связи с разрушительным землетрясением 2011 г. японские инженеры разработали новый прочный строительный материал под названием CO2-структура.
• Ученые разрабатывают экобетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследуется новый тип экологически чистого бетона, при производстве которого выделяется меньше углекислого газа.
• Кто виноват во всех бетонных карбункулах?: BBC News, 19 летФевраль 2009 г. Архитектор «Ле Корбюзье» отдавал предпочтение бетонным зданиям; в этой статье Гай Бут размышляет, должны ли мы любить или ненавидеть его работу.
• 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.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2022) Бетон. Получено с https://www. explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

-вековая монолитная конструкция на подъеме

Монолитное строительство становится все более распространенным в США, но не так, как вы могли подумать. Здания, построенные таким образом, — это не огромные монолиты, возвышающиеся над городскими кварталами. Скорее, это офисные башни, многоквартирные дома, дома, церкви и любые сооружения, построенные из одного материала — обычно литого бетона.

 

Хотя этот метод снова завоевывает популярность в Соединенных Штатах после кратковременного всплеска интереса на протяжении многих лет, он уже довольно распространен в Соединенном Королевстве и других странах благодаря эффективности затрат и времени строительства.

Этот метод проектирования делает строительство простым и понятным и требует меньшего количества строительных материалов, чем стандартные методы, говорит Яннис Вернери, ученый из отдела строительных энергетических материалов и компонентов Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии.

 

Как строятся монолитные дома?

Для возведения монолитного здания сначала устанавливается сборная опалубка, а также электротехнические, сантехнические, санитарные и другие коммуникации. Затем вся конструкция заливается бетоном. Плита и балка залиты вместе таким образом, чтобы обеспечить фиксацию на стыке, так что весь блок действует как единое тело. Между тем, опалубка обеспечивает правильное выравнивание и гладкие поверхности.

При монолитной заливке здания и сантехника, и электрика могут быть размещены до установки опалубки. Это устраняет необходимость каркаса внутри здания для установки сантехники и электрики.

Большинство ключевых компонентов этих конструкций, таких как стены, колонны, балконы и проемы, заливаются на месте, как и плиты и балки, что устраняет необходимость и затраты на кирпичи, штукатурку и другие строительные материалы. Подрядчики могут возводить монолитные стены и плиты за одну операцию ежедневного цикла.

Все эти факторы означают, что строительство может происходить быстро.

А поскольку метод воспроизводим — он повторяется снова и снова, пока здание не будет завершено, — монолитное строительство экономит время и деньги. Он сочетает в себе скорость, качество и точность товарного бетона и опалубки, производимых за пределами площадки, с гибкостью и экономичностью монолитного строительства.

 

Выдолбленные в скале

Самая ранняя форма монолитной архитектуры, которую чаще всего упоминают, — это сооружения, вырезанные из скалы, такие как монолитные церкви, построенные во времена средневековой династии Загве, правившей примерно с 900 по 1270 год нашей эры на территории современной северной Эфиопии. Церкви вырезаны из твердой скалы, и часто основание скалы до сих пор служит основанием конструкции. В некоторых формах этих ранних построек здание вырезано из обнажения скал.

Купола также могут быть примерами монолитной архитектуры, будь то древние купола или современный купол, ставший популярным благодаря Бакминстеру Фуллеру. Институт монолитных куполов в Италии, штат Техас, построил куполообразные спортивные стадионы, розничные магазины, церкви и складские помещения.

«Купола построены по методу, который требует надувной Airform, армированного сталью бетона и пенополиуретановой изоляции. Каждый из этих ингредиентов используется технологически определенным образом», — говорит Дэвид Саут, основатель института.

«Монолитные купола набирают популярность, — говорит он. «Даже люди, которые говорят, что им не нравится их внешний вид, обычно только потому, что он такой необычный, хотят монолитный купол из-за его превосходной изоляции и энергоэффективности, низких эксплуатационных расходов, виртуальной неразрушимости и относительно простого процесса строительства».

Томас Эдисон построил первый дом из монолитного бетона в 1908 году и запатентовал технологию примерно через 10 лет. Лишь до Первой мировой войны, когда повышенный спрос на жилье возродил интерес к монолитному строительству, строители вновь попытались строить дома из монолитного бетона. Однако после войны интерес угас.

Теперь он снова на подъеме в Соединенных Штатах из-за снижения затрат и простого метода строительства.

Другие страны также используют этот метод.

В Индии государственное управление строительства Центральное управление общественных работ внедрило технологию монолитного строительства для более крупных проектов на фоне растущей обеспокоенности по поводу загрязнения пылью, по данным Министерства городского развития, которое курирует этот департамент.

По данным Министерства, этот метод признан за «быстрое, качественное и беспыльное строительство» для крупных проектов.

Также в Индии частная строительная компания PG Setty около трех лет назад ввела монолитное строительство в государственный сектор для «проектов массового жилищного строительства для обитателей трущоб и экономически слабых слоев населения», согласно заявлению фирмы. Используя монолитную технику, компания может построить каркас четырех домов за 48 часов с помощью опалубки из США.

«Монолитная бетонная конструкция и соответствующие материалы приведут к быстрому и рентабельному устойчивому развитию в строительстве, обеспечивая качество, время, стоимость и долговечность благодаря своей однородности», — говорится в заявлении PG Setty.

«Когда здание строится из монолитного цемента, необходимо также учитывать такие простые вещи, как изоляция», — говорит Вернери.

Он и его коллеги из его швейцарской лаборатории говорят, что они разработали кирпич, который обеспечивает значительный уровень изоляции без увеличения объема. По словам Вернери, строительная промышленность начала использовать стены с внутренней изоляцией, и сегодня уже доступно несколько систем теплоизоляционного кирпича и панелей, в которых в качестве изоляторов используются такие материалы, как перлит, минеральная вата или полистирол.

Учёные из его группы создали кирпичи, изолирующие лучше, чем уже имеющиеся кирпичи.