Преимущества и недостатки железобетонных конструкций

К премиуществам железобетона относятся огнестойкость, высокие механические свойства, значительная сейсмостойкость, долговечность, относительная быстрота постройки, незначительные расходы на ремонт, приспособляемость к любым формам, гигиеничность.

Железобетон как строительный материал обладает повышенной огнестойкостью.

Стальные элементы которые располагаются в том числе в железобетонных конструкциях, не являются огнестойким материалом и под воздействием пожарной нагрузки сильно деформируется, что может отразится на устойчивость и прочность железобетонных конструкций и других элементов здания.

Бетон с практической точки зрения является огнестойким материалом. На степень его огнестойкости наибольшее влияние оказывает заполнитель; лучшими в этом отношении являются базальт, диабаз и особенно шамот и доменные шлаки.

Являясь неплохим теплоизолятором, бетон защищает стальные элементы (арматуру) от быстрого нагрева до критических температур. Известно, что при внешнем огневом воздействии с температурой около тысячи градусов арматура способна нагреться до 550 градусов в течении часа, при толщине защитного слоя 25 мм. Толщина слоя в 50 мм защищает арматурную сталь в течении 2 часов.

Практика показала, что правильно сконструированное и удовлетворительно построенное железобетонное сооружение обычно не разрушается при пожаре. При пожарах с высокими температурами происходит обезвоживание бетона, что резко увеличивает его термическое сопротивление.

Установлено, что защитный слой арматуры толщиной 15 – 20 мм обеспечивает достаточной защитой перекрытия при пожарах средней интенсивности. 30-40 мм защитного слоя обеспечивает повышенный уровень огнестойкости несущей конструкции.

Можно указать на результаты пожаров в Петербурге — в 1909 г.на фабрике аптекарских товаров и в 1913 г. в складских зданиях.

Несмотря на продолжительность действия высоких температур (5—7 час.), обрушений железобетонных перекрытий не произошло и повреждения носили преимущественно поверхностный характер.

Однако при очень длительных пожарах из-за достижения арматурой относительно высокой температуры (даже 350—500°) может произойти разрушение и железобетонного здания.

Тому примером может служить складское здание в Риге, служившее для хранения льна и разрушившееся в результате длительного пожара.

Сопротивление железобетона атмосферным и химическим влияниям в общем такое же, как и обыкновенного бетона. Что же касается сопротивления механическим воздействиям, то оно значительно превосходит сопротивление обыкновенного бетона и зависит как от качества самого бетона, так и от количества, прочности и расположения содержащейся в нем арматуры.

Вследствие наличия арматуры, хорошо работающей совместно с бетоном, железобетон характеризуется хорошими упругими свойствами и лучше, чем обычный неармированный бетон, сопротивляется динамическим нагрузкам и воздействиям.

Многочисленные опыты и наблюдения показали, например, что колебания, возбуждаемые быстроходными машинами с вращающимися частями, не оказывают вредного влияния на железобетонные конструкции, правильно рассчитанные на динамические силы.

Преимущества и недостатки железобетонных конструкций

При забивке железобетонных свай тело последних также не разрушается. Опыт второй мировой войны показывает, что железобетонные каркасные здания и сооружения отличаются наибольшей стойкостью при обстреле и взрывах бомб по сравнению со зданиями из других материалов.

Таким образом, железобетон при большой прочности и упругости по сравнению с неармированным бетоном обладает значительным сопротивлением как статическим, так и динамическим нагрузкам.

Важным преимуществом железобетонных конструкций является их сейсмостойкость, объясняемая их монолитностью и большой жесткостью. Это нашло подтверждение при землетрясениях большой силы в Сан-Франциско (США), Мессине (Италия), в Японии и других местах, когда железобетонные сооружения по сравнению с другими оказались наиболее стойкими.
Более чем 60-летнее существование железобетонных сооружений, запроектированных и построенных на основе научных данных, может служить достаточным доказательством долговечности железобетона. Это преимущество железобетона объясняется тем, арматурные стержни надежно защищены слоем бетона, при этом прочностные параметры бетона увеличиваются во времени.

Отсутствие коррозии арматуры объясняется, во-первых, тем, что плотная бетонная оболочка защищает арматурные стержни от доступа воздуха, а во-вторых, химическим действием цементного раствора: цемент при затворении его водой вследствие, гидролитически отделяющейся извести дает сильную щелочную реакцию, а сталь имеет свойство сопротивляться окислению в присутствии щелочей.

Многочисленные исследования старых железобетонных конструкций показали, что арматура в них сохранилась в неизменном состоянии.

Например, в плитах, пролежавших в воде более 6 лет, выступавшие концы стержней диаметром 7—8 мм совершенно проржавели, между тем как части, находившиеся внутри плит, не имели никаких следов коррозии.

Это качество железобетона — защищенность арматуры от коррозии — является во многих случаях важным его преимуществом по сравнению со стальными конструкциями. Особенно это относится к сооружениям, подверженным действию дыма, содержащего сернистые соединения.

Сравнивая железобетонные сооружения (из сборных элементов) со стальными по затратам времени , можно заметить, что время, необходимое для изготовления сборных железобетонных конструкций на заводе (при современной технологии изготовления, особенно методом вибропроката) и для их монтажа, может во многих случаях оказаться меньшим, чем время, затрачиваемое на изготовление и монтаж стальных конструкций. К этому надо добавить, что для железобетона требуются только обычные строительные материалы. Гравий или щебень и песок (составляющие основную массу бетона по объему) в большинстве случаев являются местными материалами, а доставка цемента и стали (в виде стержней) не может вызвать особых затруднений.
Расходы на ремонт железобетонных и каменных конструкций существенно меньше, чем расходы на ремонт стальных конструкций.
Приспособляемость железобетона (монолитного) характеризуется его адаптивностью к любым архитектурным решениям и сложной конфигурации объемно-планировочных решений
В гигиеническом отношении железобетонные конструкции по сравнению с каменными и деревянными обладают преимуществом, в силу пониженного содержания щелей и отверстий – повышенного источника содержания пыли, насекомых и пр. Это преимущество обуславливает целесообразность применения железобетонных конструкций для строительства дошкольных, школьных, медицинских и др. общественных сооружений по сравнению с каменными конструкциями.

Преимущества и недостатки железобетонных конструкций

К основным недостаткам обычного (тяжелого) железобетона относятся:

высокая плотность выражающаяся в большом собственном весе железобетонных конструкций;
относительно высокие характеристики теплопроводности, а также звукопроводности, что определяет в необходимых случаях, дополнительные мероприятия (изоляции);
сложность определения точного расположения и количества армирующих элементов после выполнения бетонных работ;
сравнительная сложность работ, требующих квалифицированных рабочих и специального технического надзора;
удорожание производства работ в зимнее время при применении монолитного железобетона;
относительная сложность производства усиления и ремонта существующих конструкций, а также повышенная трудоемкость при пробивки отверстий, вколачивания гвоздей, крюков и пр.;
возможность появления трещин, отслоений и т. п.

Остановимся кратко на последнем недостатке

Трещины могут быть вызваны условиями твердения бетона — его усадкой или перенапряжением материала (перегрузкой, осадкой спор).

Трещины от усадки бетона в большинстве случаев являются поверхностными и не представляют опасности для прочности сооружения.

Трещины от перенапряжения чаще всего появляются в растянутых частях, реже в сжатых. Трещины в растянутой зоне (изгибаемых конструкций), незаметные на глаз, появляются при эксплуатационных нагрузках даже в безукоризненно выполненных железобетонных конструкциях; образование их вызывается малой растяжимостью бетона, не способного следовать за значительными удлинениями арматуры при высоких рабочих напряжениях.

Долголетняя практика железобетонного строительства показывает, что эти трещины не опасны и не нарушают общей монолитности железобетона.

Трещины в сжатых частях обыкновенно указывают па несоответствие размеров сечения усилиям сжатия, а трещины у опор балок свидетельствуют о недостаточности арматуры против действия поперечных сил; первые опасны для прочности конструкции, вторые могут быть допущены, но при заметном их раскрытии должны быть заделаны.

Отслоения бетона могут быть вызваны ржавлением арматуры, а также недостаточным механическим уплотнением бетона. В сжатых частях возможно отслоение бетона вследствие выпучивания стержней, имеющих слабые поперечные связи, в растянутых — вследствие нарушения сцепления арматуры с бетоном.

В истории железобетонного строительства известны случаи обрушения отдельных частей и даже полного разрушения сооружений. Однако эти случаи нельзя отнести за счет общих недостатков железобетона. При выяснении причин разрушения всегда обнаруживались допущенные ошибки, чаще всего в производстве работ, а иногда в расчетах и рабочих чертежах.

Как следует из изложенного, преимущества железобетона существенно превышают его недостатки, что предопределяет его широкое распространение во многих областях строительства.

Более полную информацию об услугах компании и нашей деятельности вы можете получить позвонив нам по телефону + 7 (499) 350-23-58, или оставить заявку .