§ 1. Общие сведения о железобетоне
Железобетон — это строительный материал, в котором соединены в единое целое бетон и стальная арматура.
Бетон обладает особенностью, присущей большинству искусственных и природных каменных материалов: он хорошо работает на сжатие, но плохо сопротивляется растяжению. Так, прочность бетона при растяжении составляет всего лишь около 1/2 — х1п его прочности на сжатие. Поэтому растянутую зону конструкций армируют стальной арматурой, которая воспринимает растягивающие напряжения. Совместной работе бетона и стальной арматуры способствует хорошее сцепление между ними и близость коэффициентов температурного расширения; бетон к тому же защищает арматуру от коррозии. ^/ Железобетонные конструкции изготовляют с обычной и предварительно напряженной арматурой. Основная идея предварительного напряжения железобетонных конструкций заключается в том, что при изготовлении бетон искусственно обжимается. Благодаря этому бетон растягивается только тогда, когда будут преодолены созданные обжатием сжимающие напряжения. Если они превосходят растягивающие напряжения от нагрузки, то можно избежать образования трещин в бетоне. Различают два основных вида железобетонных конструкций с
предварительно напряженной арматурой: конструкции с натяжением арматуры до бетонирования и конструкции с натяжением арматуры после бетонирования. В первом случае арматуру предварительно растягивают и концы ее закрепляют. После затвердевания бетонной смеси концы арматуры освобождают (отрезают) и арматура, стремясь вернуться в первоначальное состояние, обжимает бетон (рис. 107).
Рис. 107. Бетонная балка, обжатая после отпуска предварительно растянутой стальной арматуры: 1 — стержни арматуры; 2 — бетон, уложенный и затвердевший после натяжений арматуры; 3 — эпюра сжимающих напряжений в бетоне
В конструкциях с натяжением арматуры после бетонирования арматура, подлежащая натяжению, располагается в каналах, образованных в бетоне специальными пустотообразователями, и после натяжения анкеруется на концах, а каналы заполняются (омоноличиваются) раствором.
Наряду с силовым натяжением арматуры (обычно осуществляемым с помощью специальных домкратов) применяют способ электротермического натяжения.
Для предварительно напряженных конструкций применяют бетон высоких марок и высокопрочную арматурную сталь. Для улучшения сцепления с бетоном используют арматуру периодического профиля (рис. 108).
Предварительно напряженные железобетонные конструкции более эффективны, чем обычные. В них более полно используется несущая способность арматуры и бетона, поэтому уменьшается масса изделия. Вместе с тем предварительное обжатие препятствует образованию трещин в растянутой зоне.
Железобетонные конструкции подразделяют на сборные и монолитные. Сборные железобетонные конструкции монтируют на строительной площадке из отдельных элементов, изготовленных на заводах и полигонах. Монолитные железобетонные конструкции бетонируют на месте строительства.