ЖБК
.pdfФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермский государственный технический университет Кафедра дизайна, графики и начертательной геометрии
Т. А. Верещагина, Л. В. Кочурова, И. А. Турицына
ЧЕРТЕЖИ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
Допущено Учебно-методическим объединением по профессионально-педагогическому образованию
в качестве учебно-методического пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 050501.14 – Профессиональное обучение (строительство, монтажные
и ремонтно-строительные технологии)
Издание второе, переработанное
Издательство Пермского государственного технического университета
2009
УДК 744: 69 В31
Рецензенты:
канд.техн.наук, доцент Пермского государственного технического университета И. Л. Тонков;
доцент Пермского государственного технического университета Л. Г. Боброва
Верещагина, Т.А.
В31 Чертежи железобетонных конструкций: учебно-методическое пособие по инженерной графике для студентов строительных специальностей / Т. А. Верещагина, Л. В. Кочурова, И.А. Турицына.
–Пермь: Изд-во: Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – 43 с.
ISBN
Содержатся краткие сведения о железобетонных конструкциях, приведены общие приемы графического оформления строительных чертежей железобетонных конструкций в соответствии с действую- щими нормативами: ГОСТ СПДС, ГОСТ ЕСКД. Даются рекоменда- ции по выполнению индивидуального графического задания «Чер- тежи железобетонных конструкций».
Предназначено для студентов строительных специальностей.
УДК 744: 69
ISBN |
♥ГОУ ВПО « Пермский государственный |
|
технический университет», 2009 |
ЧЕРТЕЖИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ |
|
|
|
1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1.Сущность железобетона
Железобетон – это композиционный строительный материал, в кото- ром соединены в единое целое бетон и стальная арматура. Бетон представ- ляет собой камневидный материал, состоящий из затвердевшей смеси це- мента, песка, гравия, воды и специальных добавок. Он обладает способно- стью, присущей большинству искусственных и природных каменных ма- териалов: хорошо работать на сжатие, но плохо сопротивляться растяже- нию. Так, прочность бетона при растяжении составляет всего лишь около 1/10 – 1/17 его прочности на сжатие. Поэтому растянутую зону конструк- ции армируют стальной арматурой, которая воспринимает растягивающее напряжение. Совместной работе бетона и стальной арматуры способствует хорошее сцепление между ними и близость коэффициентов температурно- го расширения; бетон к тому же защищает арматуру от коррозии и резких колебаний температуры. Для бетонных и железобетонных конструкций применяется бетон с классами прочности на сжатие В7,5; В10; В15; В20; В30 и другие.
Железобетон был изобретен во Франции в середине XIX века. В Вер- сале – резиденции французских королей садовым хозяйством ведал некий Жозеф Монье. Он поддерживал связи с садоводами многих стран, отправ- лял им цветочные посылки. Живые цветы на дальние расстояния Монье обычно посылал в бетонных кадках, которые не выдерживали дорожной тряски, лопались и разваливались. В 1849 году Монье готовил к отправке в Англию большую партию тюльпанов редкого сорта. Чтобы цветы не по- страдали в дороге, садовод изготовил на этот раз особые кадки: при бето- нировании он вставил в их стенки каркас из железных прутьев. Результат превзошел все ожидания – ни одна кадка не дала даже трещины. В 1867 году Жозеф Монье получил патент на изготовление чанов и бассейнов из «вооруженного бетона». Этот год и считается годом рождения железобе- тона как строительного материала.
Первоначально его начали применять в сборном варианте – неболь- шие изделия простого сечения: перемычки оконных проемов, балки, плиты перекрытий, затем широко железобетонные конструкции стали применять- ся в монолите. В России железобетон впервые применили в 1885-1887 году при строительстве городской прачечной Москвы, сводов ткацкой фабрики
3
|
ПГТУ КАФЕДРА ДГНГ |
|
|
|
|
на Реутовских мануфактурах, а в 1891 году - при строительстве торговых рядов в Москве (переходные мостики в здании ГУМа). С начала прошлого века использовали как монолитный, так и сборный железобетон преиму- щественно в промышленном, транспортном и гидротехническом строи- тельстве (при сооружении Волховской ГЭС и всех последующих гидро- электростанций). Сложные железобетонные конструкции нашли примене- ние при строительстве каналов Москва – Волга, Москва – Дон, мостов, крупных промышленных предприятий. С конца 50-х годов прошлого века значительное развитие получил сборный железобетон, по всей стране были построены специальные заводы по производству различных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, применяемых в жилищном, транспортном, дорожном, сельскохозяйственном строительстве.
Железобетонные конструкции изготавливают с обычной и предвари- тельно напряженной арматурой. При растяжении железобетон вначале растягивается вместе с арматурой. Удлинение конструкции может достичь величины, при которой в наиболее слабых местах бетона могут появиться трещины. Чтобы предотвратить это, бетон сжимают путем предваритель- ного натяжения арматуры. В этом случае растягивающие усилия, возни- кающие при эксплуатационных нагрузках, поглощаются предварительным сжатием бетона.
Железобетонные конструкции, в которых арматуру натягивают до бе- тонирования, называют конструкциями с предварительным напряжением. Предварительное напряжение арматуры может быть получено механиче- ским, электротермическим или электротермомеханическим способом. Предварительно напряженные железобетонные конструкции более эффек- тивны, чем обычные. В них полнее используется несущая способность ар- матуры и бетона, поэтому уменьшается масса изделия, увеличивается его жесткость и трещиностойкость, повышается долговечность и сокращается расход арматуры.
Благодаря своим превосходным качествам железобетон за сто пятьде- сят лет существования занял в строительстве основное место. Теперь из железобетона изготовляют любые строительные конструкции и сооруже- ния: фундаменты, колонны, стены, мосты, телевизионные башни и пр.
Преимущество железобетона: благодаря высоким физико- механическим свойствам он оказывает значительное сопротивление стати- ческим и динамическим нагрузкам, сейсмо- и виброустойчив, долговечен, огнестоек. Прочность бетона со временем не только не уменьшается, но при определенных условиях может даже увеличиваться. Железобетону
4
ЧЕРТЕЖИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ |
|
|
|
легко могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архи- тектурные формы.
К недостаткам железобетона относятся: сравнительно большая масса конструкции; повышенная тепло- и звукопроводность, сложность произ- водства работ, особенно в зимний период, возможность появления трещин.
Железобетонные конструкции в зависимости от способа изготовления могут быть монолитными, сборными, сборно-монолитными.
Монолитные конструкции возводят на строительной площадке непо- средственно в проектном положении. В настоящее время из монолитного железобетона строят целые здания. Но в том и другом случае устраивается необходимая форма – опалубка из дерева или металла, в которую уклады- вают арматуру и заполняют бетонной смесью. После чего бетонную смесь уплотняют с помощью различных вибраторов, дают бетону затвердеть и набрать прочность. Затем опалубку разбирают или оставляют в изготов- ленной конструкции (несъемные опалубки). Монолитный железобетон по- зволяет создавать разнообразные архитектурные формы и конструктивные решения зданий и сооружений, не ограничиваясь рамками стандартных типоразмеров сборных конструкций.
Сборные конструкции изготавливают на специализированных заводах железобетонных изделий, транспортируют на строительную площадку и монтируют. Применение сборного железобетона позволяет существенно улучшить качество конструкций, снизить по сравнению с монолитным же- лезобетоном трудоемкость работ в несколько раз, уменьшить, а во многих случаях и полностью устранить расход материала на устройство подмостей и опалубки, а также резко сократить сроки строительства. Строительство из сборного железобетона можно производить круглый год, в том числе и в зимний период без существенного его удорожания, в то время как возве- дение конструкций из монолитного железобетона еще имеет сезонный ха- рактер и требует значительных дополнительных затрат в зимний период (на обогрев бетона при его твердении и др.).
Сборно-монолитные железобетонные конструкции представляют со- бой сочетание сборных элементов и монолитного бетона. Часто сборные элементы служат опалубкой для монолитного бетона, что ведет к умень- шению расхода стали и древесины на опалубку. Конструктивное сочета- ние сборных элементов и монолитного бетона во многих случаях является экономически выгодным, так как сборно-монолитные конструкции, объе- диняя достоинства тех и других, лишены некоторых их недостатков.
5
|
ПГТУ КАФЕДРА ДГНГ |
|
|
|
|
1.2. Арматура
Арматура может быть жесткой – из прокатных профилей (швеллер, двутавр, уголок) и гибкой из стержней круглого или периодического про- филя (рис.1).
а
б |
в |
г |
д |
|
|
|
е |
ж |
з |
|
||
|
|
Рис. 1. Виды арматуры: а) прокатные профили; б) гладкая стержневая; в) гладкая проволочная; г) горячекатаная периодического профиля; д), е) пряди из проволоки; ж) холодносплющенная; з) сварная сетка
Наибольшее применение находят стержневая арматура классов А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V и А-VI и проволока классов Вр-I, В-II, Вр-II (табл. 1). Арматура классов А-I, А-II, А-III и проволока классов Вр-I ис- пользуются для армирования обычных железобетонных конструкций; ар- матура классов А-IV, А-V и А-VI, проволока классов В-II, Вр-II и арма- турные канаты К-7, К-19 используются для предварительно напряженных конструкций.
Совместная работа бетона и арматуры обеспечивается их взаимным сцеплением, которое осуществляется с помощью продольных и попереч- ных выступов арматуры периодического профиля, крюков (рис.2), лапок (рис.3) и других приспособлений на концах стержней гладкой арматуры. На рисунках d – диаметр арматуры, k – прибавки на крюки и лапки.
6
ЧЕРТЕЖИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ |
|
|
|
Таблица 1
Основные виды арматурной стали
|
Класс арматуры |
Диа- |
|
|
Вид арматуры |
Обозначение |
метр, |
Пример обозначения |
|
|
Старое |
Новое |
мм |
|
Стержневая |
|
|
|
|
горячекатаная |
|
|
|
|
(ГОСТ 5781- |
|
|
|
|
82*): |
|
|
|
|
гладкая |
A-I |
A-I (A240) |
6-40 |
Ø18-А-I (А240) ГОСТ 5781-82* |
периодическо- |
A-II |
A-II (A300) |
10-40 |
Ø20-A-II (A300) ГОСТ 5781-82* |
го профиля |
Ac-II |
Ac-II (Aс300) |
10-40 |
|
|
A-III |
A-III (A400) |
6-40 |
Ø16-A-III (A400) ГОСТ 5781-82* |
|
A-IV |
A-IV (A600) |
10-32 |
Ø20-A-IV (A600) ГОСТ 5781-82 |
|
A-V |
A-V (A800) |
10-32 |
Ø20-A-V (A800) ГОСТ 5781-82* |
|
A-VI |
A-VI (A1000) |
10-22 |
Ø20-A-V (A1000) ГОСТ 5781-82* |
|
|
|
|
|
Проволока из |
|
|
|
|
низкоуглеро- |
|
|
|
|
дистой стали |
|
|
|
|
холоднотяну- |
|
|
|
|
тая |
|
|
|
|
(ГОСТ 6727- |
|
|
|
|
80*): |
|
|
|
|
периодическо- |
Вр-I |
В500 |
3-5 |
Проволока |
го профиля |
|
|
|
5 В500 ГОСТ 6727-80* |
|
|
|
|
|
Проволока из |
|
|
|
|
углеродистой |
|
|
|
|
стали |
|
|
|
|
(ГОСТ 7348- |
|
|
|
|
81*): |
|
|
|
|
круглая |
В-II |
В1400 |
3-8 |
Проволока |
|
|
|
|
5 В1400 ГОСТ 7348-81* |
периодическо- |
Вр-II |
Вр1500 |
3-8 |
Проволока |
го профиля |
|
|
|
3 Вр1500 ГОСТ 7348-81* |
|
|
|
|
|
Примечание: «с» – обозначение арматуры специального назначения.
7
|
ПГТУ КАФЕДРА ДГНГ |
|
|
|
|
3d
2,5d
d D k=6,25d
Рис.2. Крюки на концах стержней гладкой арматуры
5d |
2,5d |
d Dk=6,25d
Рис. 3. Лапки на концах стержней гладкой арматуры
Арматуру располагают на некотором расстоянии от поверхности конструкции, создавая из бетона защитный слой, предохраняющий арма- туру от внешней среды с целью предупреждения коррозии стали. Толщина защитного слоя зависит от вида конструкции и агрессивности среды, в ко- торой будет эксплуатироваться данная конструкция. Толщину защитного слоя бетона устанавливают в зависимости от вида и диаметра арматуры, размера сечений элемента, вида и класса бетона, условий работы конст- рукции и т. д., но, как правило, не менее диаметра арматуры.
По своему назначению различают следующие виды арматуры (рис.4): рабочая, распределительная, хомуты, монтажная и закладные де- тали.
Рабочая арматура (1) – воспринимает основные растягивающие уси-
лия.
Распределительная арматура (2) – укладывается поперек рабочей и служит для более равномерного распределения нагрузки на рабочие стержни, сохранения их взаимного размещения при бетонировании, а так- же для восприятия усадочных и температурных усилий в бетоне.
Хомуты (3) и поперечные стержни (4), обеспечивают неизменное положение рабочей арматуры и одновременно воспринимают часть на- грузки. Хомуты и поперечные стержни ставят по всей длине железобетон- ного изделия через определенные расстояния, называемые шагом. Величи- на шага рассчитывается или принимается конструктивно.
8
ЧЕРТЕЖИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1
2 |
4 |
|
а |
|
5 |
1 |
|
1-1 |
||
|
3 |
1 |
3 |
1
б
Рис. 4. Виды арматуры по назначению в конструкциях: а) в плите; б) в балке;
1 – рабочая; 2 – распределительная; 3 – хомуты; 4 – поперечные стержни; 5 – монтажная
Монтажная арматура (5) устанавливается в сборных конструкциях для восприятия монтажной нагрузки, возникающей от собственного веса конструкции при подъеме ее из опалубки.
Закладные детали предназначены для соединения отдельных конструкций. Они представляют собой закрепленные в бетоне полосовую, угловую сталь или стержни (рис.5).
9
|
ПГТУ КАФЕДРА ДГНГ |
|
|
|
|
Закладные детали |
Соединительная |
балки |
деталь |
|
Закладные детали |
|
колонны |
а |
б |
в |
Рис. 5. Закладные детали:
а) типы закладных деталей; б) размещение закладных деталей в элементах конструкций; в) соединение конструкций с помощью закладных деталей
1.3. Арматурные изделия
Отдельные арматурные стержни связывают между собой в арматур- ные изделия или соединяют при помощи точечной контактной сварки: сет- ки (С), каркасы плоские (КР) или каркасы пространственные (КП).
Арматурные сетки и каркасы изготовляют в арматурном цехе, обо- рудованном резательными, гибочными и сварочными аппаратами. Изго- товление арматурного изделия складывается из следующих операций: под- готовка проволочной и прутковой стали – чистки, правки, резки, стыкова- ния, гнутья; сборка стальных стержней в виде плоских сеток и каркасов; изготовление пространственных арматурных каркасов, включая приварку монтажных петель, закладных деталей, фиксаторов.
Сетки и каркасы могут быть образованы перевязкой стержней в мес- тах их пересечения мягкой вязальной проволокой (диаметром 0,8-1,0 мм).
10