Строительные материалы и изделия

Номенклатура и технико-экономическая оценка железобетонных изделий

В настоящем параграфе приведены некоторые наиболее рас­пространенные виды железобетонных изделий различного назна­чения и дана технико-экономическая оценка эффективности их применения в строительстве.

• Изделия для жилых и гражданских зданий. Изделия для фундаментов и подземных частей зданий выполняют в виде массивных элементов с плоской нижней поверхностью — подош­вой (рис. 10.1, а), устанавливаемых на уплотненный грунт или бетонную подготовку. В верхней части элемента устанавливают гнездо-стакан для установки нижнего конца колонны. Глубина стакана составляет 1... 1,5 высоты сечения колонны. При больших нагрузках на основания применяют сборные фундаменты. Они состоят из плит и блоков, укладываемых при монтаже в 2... 3 яруса.

Фундаменты под колонны выполняют из бетона класса В15, 20 и 25; их армируют сетками и каркасами из стали класса А-ІІІ. Такие фундаменты изготовляют в основном по стендовой технологии. Ленточные фундаменты под стены производят из отдельных блоков трапециевидного или прямоугольного сечения (рис. 10.1, б), массой 0,5..,4т, из тяжелого бетона классов В10...20. Армируют блоки сетками из стали класса А-ІІІ. Изго­товляют фундаменты в основном по стендовой технологии.

Стены подвалов производят из сплошных блоков или из бло-

ков с пустотами из тяжелого бетона классов В7,9...10 массой до 2 т (рис. 10.1, в).

Панели наружных стен изготовляют сплошными или с окон­ными или дверными проемами (рис. 10.2, а, б), однослойными из легкого бетона на пористом заполнителе класса В7,5, а также из ячеистого бетона классов В2,5; 5. Панели наружных стен жилых зданий на комнату производят размером 3,6X2,9X0,4 м, массой до 4 т, а панели на две комнаты с двумя оконными прое­мами имеют длину 6...6,6 м, массу до 8 т. Стеновые панели армируют сварными сетками, а при наличии проемов по их пери­метру устанавливаются каркасы. Для облегчения наружных стен и повышения их термоизоляции применяют трехслойные панели с наружным и внутренним слоями из ячеистого бетона, минераль­ного войлока и других материалов.

Панели внутренних стен выполняют однослойными (рис. 10.2, б) сплошными и с дверными проемами длиной до 6 м,

высотой до 2,9 м и толщн. ной до 200 мм из тяжело'

го или конструкционного

легкого бетона классов В 12,5; 15 по конвейерн0.

му, агрегатно-поточному

и кассетному способам производства.

Колонны многоэтаж­ных зданий производят сечением 300Х 300 и 400х Х400 мм и длиной на 1...4 этажа. Наиболее распро­странены колонны длиной

8,4 м, массой до 3,5 т на два этажа (рис. 10.3). По концам колонны име­ют выпуски арматуры, а также выступающие кон­соли для опирання риге­лей. Колонны делают из тяжелого бетона классов В15...40 и из конструк­ционного легкого бетона классов В15...30. Арми­руют колонны простран­ственными каркасами из стали класса А-ІІІ, а из­готовляют их по агрегат­но-поточному и стендово­му способам.

Плиты перекрытия из­готовляют сплошными, с пустотами и ребристыми (рис. 10.4). Пустотелые плиты (рис. 10.4, б) изго­товляют длиной 6,9 и 12 м, шириной 2,4 и 1,5 и толщиной 220...300 мм. Ребристые П-образного сечения плиты (рис. 10.4, в) выполняют размером 8,8Х 1,5X0,4 м, массой до 4 т. Для больших пролетов предна­значены ребристые плиты типа 2Т (рис. 10.4, г), их размер 15X3X0,6 м, масса до 11 т.

Лестничные марши выполняют в виде плит со ступенчатой поверхностью в средней части, а концевые участки образуют лестничные площадки (рис. 10.5). Размер марша 3,9Х 1,5 м, мас­са до 2,5 т, для их изготовления применяют тяжелый бетон классов В15...25. Лестничные марши можно изготовлять по кон­вейерному, агрегатно-поточному и стендовому способам.

Объемные элементы. Стремление максимально снизить тру

Рис. 10.4. Плиты перекрытий многоэтажных зданий: а — сплошного, сечення; б — многопустотная; в — ребристая; г — типа 2Т

довые затраты и ускорить строительство вызвало появление новых конструктивных решений зданий — объемных элементов (рис. 10.6). В настоящее время уже имеется опыт строительства жилых зданий из целых квартирных блоков, которые изготов­ляют на заводе со всеми санитарно-техническими и электротех­ническими устройствами, оснащают встроенной мебелью и кухон­ным оборудованием. Такие объемные блоки или собирают на заводе из отдельных плоских элементов, или изготовляют в специальных объемных кассетах. Монолитные блоки отличаются большей жесткостью и меньшей трудоемкостью изготовления. В зависимости от планировки блоки квартиры выпускают трех типов: две жилые комнаты; жилая комната, кухня и санитарный узел; лестничная клетка. Такая номенклатура блоков позволяет при различных их сочетаниях получать квартиры в одну, две и три комнаты. Монтаж домов из объемных элементов является новой, более высокой ступенью индустриального строительства.

Изделия санитарно-технические. В сборном домостроении санитарно-технические устройства: сети водопровода, канализа­
ции, отопления, мусоропровода, вентиляционные каналы —_ Вы полняют из сборных элементов заводского изготовления. ВСе разводки сетей: металлические трубы водопровода, отопления и канализации — в процессе изготовления замоноличивают в тело панелей или специальных блоков. В готовом виде такие кон­струкции доставляют на строительную площадку, где путем сое­динения стыков их монтируют в общую систему.

Отопительные панели представляют собой прямоугольную бетонную плиту толщиной 60 мм, в которую заложены металли­ческие или стеклянные трубы, присоединяемые к системе отопле­ния. Кроме отопительных панелей изготовляют также панели междуэтажных перекрытий с заложенными в них отопительными трубами.

Санитарно-технические блоки представляют собой сборные железобетонные стеновые элементы с вмонтированными В них трубами и соединительными элементами для водопроводной, канализационной, газопроводной систем. Различают два вида блоков: вертикальный и горизонтальный.

Блоки вентиляционные применяют в зданиях для вытяжной вентиляции. Они представляют собой прямоугольные бетонные плиты с круглыми или квадратными отверстиями. Высоту венти­ляционного блока назначают в зависимости от высоты поме­щения, где он будет установлен; ширину блока — от наличия каналов в блоке. В верхней части плоскости блока, выходящей в помещение, устраивают квадратное отверстие, предназначен­ное для сбора воздуха и соединяемое с одним из вертикальных каналов. Вентиляционные блоки устанавливают в гнездах, спе­циально для этой цели оставленных в стене здания.

Блок мусоропровода по внешнему виду представляет собой железобетонный вертикальный элемент с круглым внутренним отверстием диаметром 350...500 мм. Внутреннее отверстие блока облицовывают асбестовой оболочкой в целях предохранения бе­тона от биологической коррозии и разрушения при падении му­сора. Блоки мусоропровода рассчитаны на высоту одного или двух этажей. На высоте 0,8...1,0м от низа блока имеется отвер­стие для сброса мусора. Блоки мусоропроводов монтируют в стенах лестничной клетки.

Санитарно-технические кабины. Существенным достижением строительной техники является применение объемных элемен­тов — санитарно-технических кабин. Такое конструктивное реше­ние оборудования жилых зданий санитарно-техническими устрой­ствами вызвано значительными трудовыми затратами на обору­дование санитарной техникой даже при использовании блоков- Санитарно-технические кабины оборудуют ванной длиной 1,5 м, смесителем горячей и холодной воды с душем на гибком шланге, фаянсовым умывальником, унитазом с низко расположенным бач ком, полочкой для мыла, крючками для одежды, регистром дл сушки полотенца и зеркалом. Кабины выпускают двух видов отличающихся конструкцией оболочки. Первые выполняются и

таллического каркаса и обшиваются асбестоцементными лис - тами. Вторые представляют собой монолитную железобетонную объемную скорлупу, изготовляемую в специальных кассетах. р[0л кабины облицовывают керамической плиткой или настилают линолеум или релин по двум слоям асбестоцементных листов с гИдроизоляцией на мастике. На строительную площадку кабины доставляют в законченном виде, устанавливают в проектное по­ложение и включают в общую систему отопления, вентиляции, канализации и горячего водоснабжения.

Архитектурные детали и ограды. Сборные железобетонные изделия довольно широко применяют для изготовления элементов оград, используя бетон повышенной прочности (класса не ниже В25..-30) и морозостойкости (не менее F25) с предварительным напряжением арматуры. Изделия выпускают самого разнообраз­ного профиля и рельефного рисунка на поверхности.

Ф Изделия для промышленных зданий. В номенклатуру кон­струкций одноэтажных промышленных зданий входят несущие и ограждающие элементы одно - и многопролетных зданий различ­ной высоты (3,6...18 м), бескрановые и оборудованные мостовыми кранами, подвесными кран-балками, бесфонарные и с фонарями, а также зданий, имеющих скатную или плоскую кровлю. Но­менклатура сборных конструкций одноэтажных промышленных зданий включает также фундаментные балки, колонны, подкра­новые балки, стропильные и подстропильные балки, фермы, плиты покрытий и стеновые панели.

Фундаментные балки (рис. 10.7) применяют под наружные и •внутренние стены при отдельно стоящих фундаментах; шаг колонн 6 и 12 м; длина балок соответственно 4,3...5,95 и

10,2.. .11,96 м. Балки первой группы изготовляют таврового или трапециевидного сечения (рис. 10.7, а, б), высотой 300 и 450 мм, массой до 2,2 т, их производят по агрегатно-поточному способу из бетона классов В15...25 и армируют сварными каркасами класса A-III. Балки второй группы изготовляют трапециевид­ного сечения, высотой 400—600 мм, массой до 5,5 т из бетона класса В35, армируют напрягаемой арматурной сталью классов A-IV и А-V на коротких силовых стендах.

Колонны (рис. 10.7) — основные элементы сборных каркасов одноэтажных промышленных зданий. В зданиях без кранового оборудования, с подвесным оборудованием, а также с мостовыми кранами при высоте зданий от пола до низа стропильных ферм до 10,8 м применяют колонны прямоугольного сечения массой до 12,4 т. Длина таких колонн 4,5...11,8 м, максимальные сечения колонн при грузоподъемности кранов 10...20 т — 400X600, 400X800 и 500X800 мм; их изготовляют из бетона классов В20...40.

В промышленных зданиях высотой от 10,8 до 18 м с мосто­выми кранами грузоподъемностью до 50 т применяют двухветве - вые колонны длиной 11,85...19,35 м с габаритами сечений под­крановой части 400Х ЮОО...600Х 1900 мм. Такие колонны изго-

Рнс. 10.7. Фрагмент одноэтажного промышленного здания:

/ — фундаменты; 2 — колонны наружного ряда; 3 — фундаментная балка; 4 — элемен­ты стен; 5 — консоли колонн; 6 — подкрановая балка; 7 — панели покрытий; 8 — балкн покрытий; 9 — торцовые колонны; 10—колонны внутреннего ряда.

товляют из бетона классов В25...40 и армируют стержневой арматурой из стали класса A-III.

Кроме указанных типовых конструкций колонн производят более эффективные сечения — двутавровые, кольцевые (изготов­ляемые центробежным способом), а также сечения другой формы с предварительным напряжением арматуры.

Подкрановые балки изготовляют предварительно напряжен­ными из бетона классов В35...50. При шаге колонн 6 и 12 м балки изготовляют длиной 5,95 и 11,95 м. Для работы мостовых электрических кранов грузоподъемностью 5, 10, 20 и 30 т, при пролете 6 м и тавровом сечении предусматривают балки высо­той 800 мм, шириной 600 мм и толщиной 1200 мм. Толщина ребра по низу 200 мм, по верху 250 мм, на опорах ребро утолщает­ся до 300 мм, бетон классов В35; 40, арматура напрягаемая из стержневой или канатной стали.

Для пролетов 12 м изготовляют балки из бетона классов В40; 50 двутаврового сечения высотой 1200 мм с шириной и толщи­ной верхней полки 650 и 160 мм соответственно, толщина стенки 140 мм, ширина нижней полки 340 мм. Для крепления подкра­новых рельсов в полках балок предусмотрены отверстия с шагом 750 мм. Внутри отверстий помещают металлические трубки. Кроме того, в ребрах балок имеются отверстия для подвески кранового оборудования.

Изготовляют подкрановые балки по агрегатно-поточному или стендовому способу.

Стропильные и подстропильные фермы (рис. 10.7) предна­значены для покрытий зданий пролетом 18 и 24 м. Стропильные

Лермы бывают двух видов; раскосные сегментные с верхним поясом ломаного очертания и безраскосные с верхним поясом „очного очертания. Для пролетов 18 м общая высота фермы 2 74...3 м, длина 17,94 м, ширина поясов 240...300 мм. Для проле­тов 24 м общая высота 3,3...3,4 м, длина 23,94 м и ширина поясов

240.. 350 мм. Подстропильные раскосные фермы применяют при шаге колонн 12 мм, они имеют трапециевидные очертания и развитые по ширине пояса (550 мм) для опирания стропильных ферм длиной 11,95 м для зданий со скатной и плоской кров­лей.

Для нижнего пояса всех ферм применяют предварительно напряженную стержневую арматуру класов A-IV и А-V или про­волочную (канатную) арматуру. Остальные элементы ферм ар­мируют сварными каркасами из стержневой стали класса A-III. Для изготовления ферм применяют бетон классов В35...50, их изготовляют на стендах или в силовых формах.

Стропильные и подстропильные балки применяют для покры­тий производственных зданий (рис. 10.7) с шагом колонн б м и пролетами 6, 9, 12 и 18 м. Для сетки колонн 18x12 м приме­няют подстропильные балки длиной 12м, при пролетах б и 9м балки двускатных покрытий имеют тавровое сечение высотой

400.. .800 мм и ширину верхних поясов 30 см.

Для производственных зданий с пролетами 12 и 18 м при­меняют типовые предварительно напряженные решетчатые балки прямоугольного сечения с отверстиями в стенке и двутаврового сечения со сплошной стенкой (нетиповые). На опоре высота балок 800 мм, уклон верхнего пояса 1:12, его ширина 200... 280 мм. Балки изготовляют на стендах или в силовых фермах из бетона класса В35, их армируют стержневой или проволочной (канатной) арматурой.

Железобетонные ребристые плиты покрытия промышленных зданий (рис. 10.8) применяют для скатных и плоских кровель. Типовые плиты производят ЗХ 12 м, массой до 7,1 т и ЗХб м, мас­сой до 2,7 т. К этим плитам производят в качестве доборных эле­ментов плиты 1,5Х 12 и 1,5Х6 м. Типовые плиты имеют П-образное сечение и состоит из системы продольных и поперечных ребер и монолитно связанной с ними плоской полкой толщиной 30 мм. Про­дольные ребра имеют высоту 300 и 450 мм соответственно для плит длиной 6 и 12 м, поперечные ребра имеют высоту 150 мм; их устраивают через 1... 1,5 м.

Иногда в полках плит предусматривают отверстия для разме щения водосточных колонок, вентиляционных шахт, зенитных ф0 нарей. Плиты покрытий изготовляют из бетона классов В20.. 35 по агрегатно-поточному и конвейерному способам. Полку и поперечные ребра армируют сварными сетками и каркасами из стали класса A-III, а продольные ребра выполняют из предва - рительно напряженной стержневой стали классов A-IV, А-V и

Ат-VI.

Все большее распространение получают эффективные плиты на пролет размерами ЗХ 18 и 3x24 м (рис. 10.9, а), причем они Могут быть двух типов: сводчатые плиты-оболочки типа КЖС и плиты с малоуклонной плоской полкой типа П (рис. 10.9, б). Плиты КЖС имеют гладкую полку толщиной 30 мм, а продольные ребра — кессоны. В плитах типа П полка имеет ту же толщину 30мм, но выполнена не гладкой, а разделена через 1...1,5м поперечными ребрами. Продольные ребра П-образной плиты выполнены с кессонами. Такие плиты формуют из бетона классов В35; 40.

Панели стен отапливаемых зданий с шагом колонн 6 м пред­ставляют собой однослойные плиты из легкого или ячеистого бетона длиной 6 м, шириной 0,9... 1,8 м и толщиной 160...300 мм. В неотапливаемых зданиях предусматривают плиты тех же разме­ров, толщиной 70 мм; при шаге колонн 12 м применяют панели в виде ребристых предварительно напряженных плит массой до

4,5 т, размерами 1,2X12, 1,8X12 и 2,4Х 12 м, с высотой продоль­ных ребер до 300 мм, поперечных 130 мм и толщиной полки до 300 мм. Армируют панели сетками или каркасами из стержневой

л)

арматуры класса А-ІІІ, предварительно напряженные конструк­ции — сталью классов A-IV и A-V.

Для многоэтажных производственных зданий номенклатура типовых железобетонных конструкций включает элементы каркаса и перекрытий с балочными и безбалочными перекрытиями.

В зданиях с балочными перекрытиями широко используют колонны прямоугольного сечения размерами 400X400 и 500Х ХбОО мм; длина колонн зависит от высоты этажа и обычно бывает ЗД.,.7,2 м, высота верхних этажей иногда достигает 10,8 м. Колон­ны нижних этажей обычно выполняют на два этажа, а для зданий с высотой этажей до 3,6 м — на три этажа. Длина колонн дости­гает 15 м. Колонны изготовляют из стали классов В25...40; их армируют сварными каркасами из стали класса А-ІІІ. Ригели поперечных рам имеют прямоугольное или тавровое сечение. В зависимости от сетки колонн (6X6, 9X6 и 12x6 м) длина ри­геля составляет 4,98... 11,48 м. Производят ригели из бетона клас­сов В15...40 при сетке колонн 6X6 м ригели армируют ненапря - гаемой стержневой арматурой из стали класса А-ІІІ, а в других случаях — напрягаемой арматурой из стали классов A-IV и A-V.

Плиты перекрытий изготовляют с продольными и поперечными ребрами высотой 400 мм, шириной 3, 1,5 и 0,7 м из бетона классов В15...35, в качестве арматуры применяют стержни из стали классов А-ІІІ и A-IV.

В номенклатуру элементов многоэтажных зданий с балочными перекрытиями входят лестничные марши, балки лестничных кле­ток, а также балки для специального назначения (установки технологического оборудования).

Безбалочные перекрытия применяют в многоэтажных произ­водственных зданиях, где необходимы гладкие потолки. Каркасы таких зданий состоят из колонн, консолей, надколонных и пролет­ных плит и пролетных плит, опертых по контуру. Колонны имеют квадратное сечение 400X400, 500X500 и 600><600 мм, для опира­ння на колоннах устраивают четырехсторонние консоли. Длина колонн зависит от высоты этажа и бывает 3,8...7,63 м.

Консоли изготовляют двух типов: средние и крайние. Раз­мер средних в плане 2,7X 2,7 м, крайних — 1,95Х 1,95. Напольные и пролетные плоские плиты предусматривают толщиной 150... 180 мм из бетона классов В25...40, а консоли — из бетона классов В15...25. Для всех изделий используется стержневая арматура класса А-ІІІ.

• Изделия для сооружений. Изделия для транспортного строи­тельства следующие: 1) мостовые конструкции — пролетные стро­ения предварительно напряженные из бетона класса не ниже ВЗО, стойки опор мостов из бетона класса не ниже В25, морозостойкость бетона не менее F200; 2) плиты покрытий дорог и аэродромов изготовляют из бетона класса ВЗО, аэродромные плиты предва­рительно напряженными, морозостойкостью не менее — F100...150 в зависимости от климатических условий; 3) шпалы и опоры кон­тактной сети электрифицированных железных дорог, специфиче-

СКИЄ изделия железнодорожного строительства.* Опоры прел ставляют собой вертикальную стойку высотой 10... 15 м, к которой крепится консоль, служащая подвеской для провода. Первые і железобетонные опоры имели сплошное прямоугольное сечение - 1 сейчас применяют трубчатые, двутавровые и швеллерные опоры со сквозными и решетчатыми стенками. Класс бетона опор не ниже ВЗО, морозостойкость F100...200 в зависимости от климатических условий. Для повышения долговечности и жесткости опоры ИЗГО­ТОВЛЯЮТ предварительно напряженными.

Изделия гидротехнического строительства — балки и балочные ПЛИТЫ перекрытий пролетом более 6 М между бычками И для образования водосливных поверхностей плотин, для шпунта свай, балок эстакад морских портов, фундаментные плиты, .под­порные элементы речных набережных — изготовляют из бетона класса В25 и более. Некоторые сборные элементы гидротехниче­ских и мелиоративных сооружений, например дренажные блоки и трубы, блоки для волноломов и молов, изделия, применяемые В сетевых сооружениях мелиоративных систем и др., изготовляют из бетона класса В15. К бетону для гидротехнических сооружений предъявляются повышенные требования в отношении морозостой­кости, водонепроницаемости и водостойкости, а к изделиям, под­вергающимся воздействию потоков с большими скоростями — износоустойчивости.

• Изделия сельскохозяйственного сроительства и общего назна­чения. Из сборных железобетонных конструкций и деталей в сельских местностях возводят жилые дома, здания машинно - тракторных станций, животноводческие фермы, силосные соору­жения, склады, теплицы и другие постройки сельскохозяйствен­ного назначения. Изделия для сельскохозяйственных сооружений изготовляют из бетона класса не ниже В15; изделия для силосных траншей, ям и башен должны иметь защитный слой от действия органических кислот.

Сборные железобетонные конструкции и детали для сельского строительства не отличаются от применяемых в гражданском и промышленном строительстве, но некоторые сооружения, напри­мер силосные башни и бункера элеваторов, выполняются из дета­лей несколько другой конструкции. В данном случае применяют сборные железобетонные кольца, диаметр которых равен диаметру будущего сооружения. При возведении башен большого диаметра кольца заменяют-криволинейными плитами.

К изделиям общего назначения относят трубы, заборы, стойки ; под светильники. Последние представляют собой изделия, анало - ; гичные по конструкции рассмотренным выше опорам для подвески проводов. Трубы железобетонные по своему назначению делят на ; безнапорные и напорные, предназначенные выдерживать опреде - ленное гидростатическое давление. Безнапорные трубы применяют для устройства канализационных наружных сетей и напорных во­доводов. Изготовляют их центрифугированием, вибрированием, > прессованием. Диаметр труб достигает 1200 мм и более. К бетону |

лЯ безнапорных труб предъявляют особые требования в отноше­нии водонепроницаемости и коррозионной стойкости под действием

сТ0ЧНЫХ вод.

В железобетонных трубах с обычным армированием невоз­можно создать достаточное гидростатическое давление по той причине, что в бетоне стенок труб при этом появляются мельчай­шие трещины и труба начинает течь. От образования микротрещин предохраняет предварительное напряжение арматуры. Примене­ние предварительного напряжения арматуры дает возможность устраивать напорные водоводы из железобетонных труб, что позволяет в 5... 10 раз уменьшить расход металла и в 1,5...2 раза снизить стоимость водоводов.