Железобетон

Сборный железобетонный унифицированный каркас

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КАРКАСА И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Дальнейшее совершенствование элементов каркаса во многом определяется применением бетона повышенных марок из высокопрочных арматурных сталей.

По прогнозам НИИЖБ, к 2000 г. значительно увеличится прочность бетонов — обычными станут бетоны марок до М 700 включительно, а в ряде случаев марок М 800—М 1000 и выше. Возрастет объем применения легких и особо легких бетонов на пористых заполнителях для ограждающих и частично несущих конструкций.

Средняя плотность теплоизоляционного бетона составит 300 кг/м3, а прочность при сжатии 0,3—1 МПа; конструктивно-теплоизоляционного бетона, соответственно, 600 кг/м3 и 3,5—15 МПа, а конструктивного легкого бетона—1300 кг/м3 и 15—40 МПа. Значительное развитие получат бетоны с добавками или на основе полимеров.

Будут применяться напрягаемые арматурные стали с временным сопротивлением 250 МПа, а затем и 3000—4000 МПа. Высокие механические свойства будут достигаться за счет легирования стали, термической обработки и холодного упрочнения.

Получат применение новые виды армирования — поверхностное (внешнее) и дисперсное (фибровое) с применением металлов и неметаллических материалов.

Применение указанных высокопрочных материалов позволит значительно повысить несущую способность каркасных конструкций, получить более эффективные конструктивные формы изделий, расширить строительство каркасно-панельных зданий высотой 30— 40 и более этажей. Широко будут применяться неразрезные (на 4—6 этажей) преднапряженные колонны. В стыках сократится использование стальных закладных деталей и сварки, получат применение полимерные клеи и болтовые соединения. Масса каркаса снизится на 40—50%, а перекрытий — на 25% за счет более рациональных конструктивных решений, в основном из преднапря-женного железобетона.

Связевой каркас из железобетона будет сочетаться со сборными железобетонными преднапряженными плитами перекрытий пролетом до 18—20 м и навесными легкими стеновыми панелями.

Для многоэтажных зданий найдут широкое применение укрупненные сетки колонн — до 18x18 м, что создаст наилучшие условия для свободной, гибкой планировки, особенно ценной для крупных общественных и производственных зданий.

В связи со значительным увеличением этажности производственных зданий (до 16 и более этажей) схемы их каркасов будут решаться с использованием связевых диафрагм, жестких рамных узлов и неразрезных преднапряженных колонн. Перекрытия пролетом 9—18 м будут выполняться пустотными, преднапряженными. Появятся тонкостенные колонны открытого или закрытого профиля, которые будут изготовляться прокаткой, центрифугированием или вибропротяжным способом из высокопрочных бетонов.

Основная масса изделий будет изготовляться на заводах-автоматах, в связи с чем трудоемкость их производства должна снизиться в 2—3 раза и более. Предполагается преобладание конвейерной технологии, управляемой электронно-вычислительными машинами.

Широкое применение получат сверхжесткие смеси, которые будут уплотняться при помощи высокого давления (включая высокоэффективные ударные импульсы), вакуумирования и температуры при помощи электромагнитных воздействий. Соответственно резко снизится объем изделий, изготовляемых вибрацией. Получит большое распространение технология изготовления изделий с немедленной распалубкой и без применения форм, что в 2,5—3 раза снизит потребность в формах, которые, как правило, будут изготовляться из неметаллических материалов.

Высокий уровень готовности изделий заводского производства будет достигаться непосредственно в процессе производства за счет эффективных режимов формования элементов; расширятся архитектурные возможности благодаря использованию естественной фактуры бетона на основе белых и цветных цементов, применению синтетических отделочных материалов, наносимых набрызгом или путем наклейки рулонных материалов, использованию огневых средств для офактуривания фасадных конструкций и др.

Ускорение твердения бетона при заводском изготовлении изделий будет в основном осуществляться с применением комплексных методов, включающих тепловое, химическое и механическое воздействие.

Пропаривание, являющееся в настоящее время основным видом тепловой обработки, постепенно будет заменяться различными видами электротермообработки.

Получит развитие также технология производства с использованием особо быстротвердеющих цементов, не требующих тепловой обработки, в сочетании с химическими  добавками,   что   позволит получать требуемую прочность через 4—6 ч твердения при обычной температуре.

Должны быть созданы методы расчета высоких, а также протяженных зданий и сооружений по деформированной схеме, расчета пространственных конструкций из плоскостных элементов (ядер жесткости), методы расчета совместной работы сооружений с фундаментами, лежащими на податливом основании. В этих расчетах должны учитываться особенности бетона и железобетона (ползучесть, влажностные и.температурные деформации, изменение жесткостных характеристик в связи с образованием трещин и т.п.).

Вероятностный подход к расчету сооружений и их проектированию должен быть существенно углублен и расширен путем исследования внешних воздействий, изменчивости прочностных, жесткостных и иных характеристик материалов, несовершенства конструктивных форм, податливости соединений и т. п., а также влияния этих факторов на эксплуатационные свойства и надежность конструкций. Все это должно учитываться при проектировании, а также найти отражение в методах строительного контроля, правилах приемки и эксплуатации сооружений.

Большинство расчетов должно быть разработано для использования ЭВМ. Должны быть широко освоены методы оптимизации конструкций и математического моделирования.

Научно-технический прогресс в области железобетона должен существенно повлиять и на унифицированный каркас, который должен развиваться с учетом новейших достижений науки и техники.

К первоочередным мероприятиям, намеченным к внедрению, относятся: увеличение этажности колонн до трех — пяти этажей; укрупнение панелей наружных ограждений, в том числе внедрение панелей типа «бублик»; повышение марок бетона и стали в колоннах и ригелях каркаса; упрощение узлов соединения конструктивных элементов; дальнейшая индустриализация внутреннего обустройства зданий; улучшение теплотехнических качеств панелей наружных ограждений и т. д.