Номенклатура железобетонных изделий
В этой статье- «Номенклатура железобетонных изделий» приведены некоторые наиболее распространенные виды железобетонных изделий различного назначения. Также 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 (рисунок-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.
Рисунок-1. Фундаменты и стены подвалов:
а — фундамент под колонны;б — блоки ленточного фундамента стен;в — блоки стен подвалов
〈Фундаменты под колонны выполняют из бетона класса В 15, 20 и 25; их армируют сетками и каркасами из стали класса А-III.Такие фундаменты изготовляют в основном по стендовой технологии. Ленточные фундаменты под стены производят из отдельных блоков трапециевидного или прямоугольного сечения (рисунок-1, б), массой 0,5…4 т, из тяжелого бетона классов В10…20. Армируют блоки сетками из стали класса А-III.Изготовляют фундаменты в основном по стендовой технологии.
Стены подвалов производят из сплошных блоков или из блоков с пустотами из тяжелого бетона классов В 7,9…10 массой до 2
т (рисунок-1, в).Панели наружных стен изготовляют сплошными или с оконными или дверными проемами (рисунок-2,а, б), однослойными из легкого бетона на пористом заполнителе класса В 7,5, а также из ячеистого бетона классов В 2,5; 5.
Рисунок-2. Панели наружных (а) и внутренних (б) стен жилых зданий
〉Панели наружных стен жилых зданий на комнату производят размером 3,6×2,9×0,4 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 (рисунок-2, б) сплошными и с дверными проемами длиной до 6 м,высотой до 2,9 м и толщиной до 200 мм из тяжелого или конструкционного легкого бетона классов В 12,5; 15 по конвейерному, агрегатно-поточному и кассетному способам производства.
〉Колонны многоэтажных зданий производят сечением 300× 300 и 400× 400 мм и длиной на 1…4 этажа. Наиболее распространены колонны длиной 8,4 м, массой до 3,5 т на два этажа (рисунок-3). По концам колонны имеют выпуски арматуры, а также выступающие консоли для опирания ригелей. Колонны делают из тяжелого бетона классов В 15…40 и из конструкционного легкого бетона классов В 15…30. Армируют колонны пространственными каркасами из стали класса А-III, а изготовляют их по агрегатно-поточному и стендовому способам.
Рисунок-3. Колонна каркаса многоэтажных зданий
а — общий вид колонны длиной на два этажа; б — стык элементов; в — стык колонны с ригелем
〉Плиты перекрытия изготовляют сплошными, с пустотами и ребристыми (рисунок-4). Пустотелые плиты ( рисунок-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 (рисунок-4, в) выполняют размером 8,8× 1,5×0,4 м, массой до 4 т. Для больших пролетов предназначены ребристые плиты типа 2Т (рисунок-4, г) , их размер 15×3×0,6 м, масса до 11 т.
Рисунок-4. Плиты перекрытий многоэтажных зданий:
а-сплошные сечения; б-многопустотная; в-ребристая; г-типа 2Т.
〉Лестничные марши
Рисунок-5. а) -Лестничный марш с площадками; б)-Объемный элемент кухня-комната
Лестничные марши выполняют в виде плит со ступенчатой поверхностью в средней части, а концевые участки образуют лестничные площадки (рисунок-5) . Размер марша 3,9×1,5 м, масса до 2,5 т, для их изготовления применяют тяжелый бетон классов В 15…25. Лестничные марши можно изготовлять по конвейерному, агрегатно-поточному и стендовому способам.
〉 Объемные элементы.
Стремление максимально снизить трудовые затраты и ускорить строительство вызвало появление новых конструктивных решений зданий — объемных элементов (рисунок-5,б). 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, канализации, отопления, мусоропровода, вентиляционные каналы — выполняют 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…1,0 м 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 бачком, полочкой для мыла, крючками для одежды, регистром для сушки полотенца и зеркалом. Кабины выпускают двух видов, отличающихся конструкцией оболочки.
Первые выполняются из металлического каркаса и обшиваются асбестоцементными листами. Вторые представляют собой монолитную железобетонную объемную скорлупу, изготовляемую в специальных кассетах. Пол 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 В 25…30) и морозостойкости (не менее F25) с предварительным напряжением арматуры. Изделия выпускают самого разнообразного профиля и рельефного рисунка на поверхности.
Виды железобетонных изделий
〉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
Фундаментные балки (рисунок-6) 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 З00 и 450 мм, массой до 2,2 т, их производят по агрегатно-поточному способу из бетона классов В15…25 и армируют сварными каркасами классаA-III.
Балки второй группы изготовляют трапециевидного сечения, высотой 400—600 мм, массой до 5,5 т из бетона класса В 35, армируют напрягаемой арматурной сталью классов A-IV и A-V на коротких силовых стендах.
Колонны
Колонны (рисунок-6) — 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 — 400×600, 400×800 и 500×800 мм; их изготовляют из бетона классов В 20…40.
Рисунок-6. Фрагмент одноэтажного промышленного здания:
1-фундаменты; 2 — колонны наружного ряда; 3 — фундаментная балка; 4 — элементы стен;5 — консоли колонн; 6 — подкрановая балка;7-панели покрытий; 8 — балки покрытии;9 -торцовые колонны;10 — колонны внутреннего ряда.
В промышленных зданиях высотой от 10,8 до 18 м с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т применяют двухветвевые колонны длиной 11,85…19,35 м с габаритами сечений подкрановой части 400×1000…600×1900 мм. Такие колонны изготовляют из бетона классов В25…40 и армируют стержневой арматурой из стали класса А-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
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 З00 мм, бетон классов В35; 40, арматура напрягаемая из стержневой или канатной стали. Для пролетов 12 м изготовляют балки из бетона классов В 40; 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-поточномуили стендовому способу.
〉 Стропильные и подстропильные фермы
Стропильные и подстропильные фермы (рисунок-6) предназначены для покрытий зданий пролетом 18 и 24 м. Стропильные фермы бывают двух видов; раскосные сегментные с верхним поясом ломаного очертания и безраскосные с верхним поясом арочного 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-IVиA-Vили проволочную (канатную) арматуру. Остальные элементы ферм армируют сварными каркасами из стержневой стали классаА-III.Для изготовления ферм применяют бетон классов В35…50, их изготовляют на стендах или в силовых формах.
〉 Стропильные и подстропильные балки
Стропильные и подстропильные балки применяют для покрытий производственных зданий (рисунок-6) с шагом колонн 6 м и пролетами 6, 9, 12 и 18 м. Для сетки колонн 1 8 × 1 2 м применяют подстропильные балки длиной 12 м, при пролетах 6 и 9 м 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 (рисунок-7) применяют для скатных и плоских кровель. Типовые плиты производят 3×12 м, массой до 7,1 т и 3×6 м, массой до 2,7 т. К этим плитам производят в качестве доборных элементов плиты 1,5×12 и 1,5×6 м.
Рисунок-7. Ребристые плиты покрытий длиной 6 м (а) и 12 м (б)
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 З00 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 размещения водосточных колонок, вентиляционных шахт, зенитных фонарей. Плиты покрытий изготовляют из бетона классов В 20…35 по агрегатно-поточному и конвейерному способам. Полку и поперечные ребра армируют сварными сетками и каркасами из стали класса А-III, а продольные ребра выполняют из предварительно напряженной стержневой стали классовA-IV, A-V и Aт-VI.
Рисунок-8. Предварительно напряженные плиты на пролет размерами 3×18 и 3×24 м (для плит 3×24 м размеры даны в скобках):
с левой стороны— плита типа КЖС; с правой стороны—плита типа П.
Все большее распространение получают эффективные плиты на пролет размерами 3×18 и 3×24 м (рис. 8, с левой стороны) , причем они могут быть двух типов: сводчатые плиты-оболочки типа КЖС и плиты с малоуклонной плоской полкой типа П (рис. 8, с правой стороны).
Плиты КЖС имеют гладкую полку толщиной 30 мм, а продольные ребра — кессоны. В плитах типа П полка имеет ту же толщину 30 мм, но выполнена не гладкой, а разделена через 1… 1,5 м поперечными ребрами. Продольные ребра П-образной плиты выполнены с кессонами. Такие плиты формуют из бетона классов В 35; 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 1,2×12, 1,8×12 и 2,4×12 м, с высотой продольных ребер до 300 мм, поперечных 130 мм и толщиной полки до 300 мм.
Армируют панели сетками или каркасами из стержневой арматуры класса А-III,предварительно напряженные конструкции — сталью классовA-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 400×400 и 500× ×500 мм; длина колонн зависит от высоты этажа и обычно бывает 3,6…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 В 25…40; их армируют сварными каркасами из стали класса А-III. Ригели поперечных рам имеют прямоугольное или тавровое сечение. В зависимости от сетки колонн (6×6, 9×6 и 12×6 м) длина ригеля составляет 4,98…11,48 м. Производят ригели из бетона классов В15…40 при сетке колонн 6 X 6 м ригели армируют ненапрягаемой стержневой арматурой из стали класса А-III,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-III 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 400×400, 500×500 и 600×600 мм, для опирания 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 2,7×2,7 м, крайних — 1,95×1,95. Напольные и пролетные плоские плиты предусматривают толщиной 150…180 мм из бетона классов В 25…40, а консоли — из бетона классов В 15…25. Для всех изделий используется стержневая арматура класса А-III.
Изделия для сооружений
Изделия для транспортного строительства следующие:
1) мостовые конструкции — пролетные строения предварительно напряженные из бетона класса не ниже ВЗ0, стойки опор мостов из бетона класса не ниже В25, морозостойкость бетона не менее F200;
2) плиты покрытий дорог и аэродромов изготовляют из бетона класса ВЗ0, аэродромные плиты предварительно напряженными, морозостойкостью не менее — F100… 150 в зависимости от климатических условий;
3) шпалы и опоры контактной сети электрифицированных железных дорог, специфические изделия железнодорожного строительства. Опоры представляют собой вертикальную стойку высотой 10… 15 м, к которой крепится консоль, служащая подвеской для провода. Первые железобетонные опоры имели сплошное прямоугольное сечение; сейчас применяют трубчатые, двутавровые и швеллерные опоры со сквозными и решетчатыми стенками.
Класс бетона опор не ниже ВЗ0, 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 б 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 строительства и общего назначения.
Из сборных железобетонных конструкций и деталей в сельских местностях возводят жилые дома, здания машиннотракторных станций, животноводческие фермы, силосные сооружения, склады, теплицы и другие постройки сельскохозяйственного назначения. Изделия для сельскохозяйственных сооружений изготовляют из бетона класса не ниже В 15; 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, аналогичные по конструкции рассмотренным выше опорам для подвески проводов. Трубы железобетонные по своему назначению делят на безнапорные и напорные, предназначенные выдерживать определенное 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 для безнапорных труб предъявляют особые требования в отношении водонепроницаемости и коррозионной стойкости под действием сточных 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.
*****