Книги по строительству

 Железобетонные конструкции

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Возникновение и развитие строительных конструкций, в том числе железобетонных, неразрывна связано с условиями материальной жизни общества, развитием производительных снл н производственных отношений. Появление железобетона совпадает с периодом ускоренного роста промышленности, торговли и транспорта во второй половине XIX в., когда возникла потребность в строительстве большого числа фабрик, заводов, мостов, портов н других сооружений. Технические возможности производства железобетона к тому времени уже имелись — цементная промышленность и черная металлургия были достаточно развиты.

Период возникновения железобетона (1850—1885 гг.) характеризуется появлением первых конструкций из армированного бетона во Франции (Ламбо, 1850 г.; Кунье, 1854 г.; Монье, 1867—1880 гг.). в Англии (Уилкинсон, 1854 г.), в США (Гнатт, 1855—1877 гг.).

В период освоения (1885—1917 гг.) железобетон находил применение в отдельных случаях в экономически достаточно развитых странах — Англии, Франции, США, Германии, России. Железобетон применялся в перекрытиях производственных зданий, подземных трубах, колодцах, стенах, резервуарах, мостах, путепроводах, эстакадах, фортификационных и других сооружениях.

Создание первых теоретических основ расчета железобетона и принцнпов его конструнрования оказалось возможным благодаря работам исследователей и инженеров Консндера, Генебика (Франция), Кёиена, Мёрша (Германия) н др. К концу XIX в. сложилась в общих чертах теория расчета железобетона по допускаемым напряжениям, основанная на методах сопротивления упругих материалов.

В Росснн железобетонные конструкции развивались под влиянием зарубежного опыта н отечественной практики. В последнеГ! большое значение имели показательные испытания Н. А. Белелюб-ского в 1891 г. сернн конструкций (плиты, резервуары, своды, трубы, сборный закром, сводчатый мост); предложения по совершенствованию конструктивных форм железобетона, а именно: Н. Н. Абрамова по спиральному армированию колонн в внде «бетона в обойме», В. П. Некрасова по косвенному армированию сжатых элементов, А. Э. Страуса по производству набивных бетонных н железобетонных свай, А. Ф. Лолейта по конструированию н расчету безбалочных перекрытий (1909 г.), Н. И. Молотнлова по сборным железобетонным плоским (сплошным н продольно-пустотным) плнтам для перекрытий; оригинальные работы И. С. Подольского, Г. П. Передерня, С. Й, Дружинина, Г. Г. Крнвошеина н многих других.

В первый период широкого применения железобетона в СССР особенно широкое распространение он получил в Промышленном н гидротехническом строительстве

После Октябрьской революции происходят коренные изменения ж экономике страны. Перед советским народом встают задачи восстановления народного хозяйства н выполнения всевозрастающих ^ланов капитального строительства. Реализация этих задач связана is широким применением железобетона. В конце 20-х годов были созваны лроектные организации союзного значения, которые разрабатывали проекты крупных промышленных предприятий. Одновременно в стране создаются научно-нсследовательскне институты и лаборатории по строительству, которые проводили исследования в области железобетона н бетона: ЦНИПС, позже НИИЖБ и ЦНИИСК, ЦНИИС МПС н др.

В связи с большим объемом строительства в первой пятилетке и Задачами экономии металла железобетон получил широкое применение взамен стальных конструкций н занял доминирующее положе-«»е в промышленном строительстве. Железобетон применялся для дюнолнтных неразрезных балочных перекрытий, многопролетных и Многоярусных рам, арок н других им подобных конструкций при ^строительстве цехов ряда заводов (Краматорский машиностроительный, Днепро.сталь, Запорожсталь, Магнитогорский, Ижевский), крупнейших по тому времени гидростанций (Волховстрой, Днепрострой, £вирьстрой), сложных инженерных сооружений (элеваторов, сило-ров и др.). В 1928 г. появились первые сборные железобетонные «конструкции, примененные в Москве на строительстве заводов «Фрезер», «Шарикоподшипник», «Калибр», «Электропривод», «Прибор», Ш также на заводах Урала и Украины, Нижнесвнрской ГЭС. Начади применяться тонкостенные пространственные монолитные конструкции покрытий: купола (планетарий в Москве, 1929 г., театры в Новосибирске, 1934 г. и в Москве, 1939 г.), складкн, цилиндрические оболочки (Днепропетровский алюминиевый комбинат), шатры.

Освоение новых конструктивных решений сопровождалось интенсивной разработкой теории расчета многопролетиых балок и рам |£И. М. Рабинович, Б. Н. Жемочкнн и др.), оболочек (В. 3. Власов, Ш. А. Гвоздев, П. Л. Пастернак и др.), плит, пластинок

Опыт строительства из сборного железобетона был обобщен в 1933 г. во «Временной инструкции по сборным железобетонным конструкциям», разработанной в б. ЦНИПС, с учетом   принципов   ин-стрналнзацнн строительства, стандартизации конструктивных эле-нтов промышленных зданий на базе установленных стандартных меров пролетов (12, 15, 18, 21, 24, 17, 30 м) при едином продоль-м шаге несущих конструкций (6 м). Первые достижения в области сборного железобетона освещены в работах С. С. Давыдова, А. П. Васильева, К. В. Сахновского, В. А, Бушкова.

Совершенствуется технология приготовления бетонной смеси, способы ее транспортирования н укладкн (Н. М. Беляев, Б. Г. Скрам-таев, И. П. Александрии и др.), разработаны приемы зимнего бетонирования, стандартизована опалубка.

С развитием строительства все очевидней становились недостатки расчета железобетона как упругого материала по условным допускаемым  напряжениям. Для  их  преодоления в конце  1931   г.

A. Ф. Лолейт выдвинул основные положения новой теории расчета

железобетона  по разрушающим усилиям. В  них учитывалось,  что

при изгибе железобетонной балкн в стадии разрушения вследствие

развития пластических деформаций в арматуре и бетоне напряжения

достигают предельных значений, что и определяет величину разру

шающего момента.

Для проверки новой теории в лаборатории железобетонных конструкций б. ЦНИПС под руководством А. А. Гвоздева были проведены обширные эксперименты и теоретические исследования, позволившие создать прннцнпнально новую теорию расчета н армирования железобетонных конструкций. Расчет по несущей способности был распространен на внецентренно сжатые элементы (М. С. Борншан-скнй) и конструкции с жесткой арматурой (А. П. Васильев).

Эта теория легла в основу новых норм н технических условий НнТУ-38, согласно которым в СССР впервые на несколько десятилетий раньше, чем в других странах, был введен расчет железобетонных элементов по стадии разрушения.

В развитии теории и практики железобетона в нашей стране большую роль сыграли исследования, проведенные советскими учеными  (А. А.  Гвоздевым,    В. И. Мурашевым,    П. Л. Пастернаком, B. В. Михайловым, О. Я. Бергом, Я. В. Столяровым и др.). Их собственные исследования и работы возглавляемых нмн коллективов позволили решить много сложных проблем.

Идея создания нового, более совершенного, предварительно напряженного железобетона, высказанная еще в конце прошлого столетня, приобрела в 30-х годах практическое значение благодаря работам ФреЙснне (Франция), Хойера (Германия) и др. Возникновение предварительно напряженного железобетона в нашей стране относится к 1930 г., когда В. В. Михайлов начал проводить широкие экс* пернментальные исследования. Вскоре вопросами теории расчета и конструирования предварительно напряженных конструкций стали заниматься многие советские ученые (С. А. Дмитриев, А. П. Короз-кнн и др.).

Начиная с 1940 г. В. И. Мурашев создает теорию трещнностой-костн н жесткости железобетона.

Второй период широкого применения железобетона в СССР на 1ся после Великой Отечественной войны (1945 г.) н продолжается настоящее время.

Железобетон стал основой не только промышленного н гндротех-!еского строительства, но н жилищного, городского, теплоэнерге-пеского, транспортного, дорожного, сельскохозяйственного. Прнме-Цение сборного железобетона совершило переворот в строительной шике.

Возникла заводская технология изготовления    железобетонных Инструкций. Повысилась прочность применяемых материалов. Соз-ан парк новых   механизированных средств монтажа. Значительный эгресс был достигнут и в области расчета статически неопределн-.Йах железобетонных конструкций с учетом неупругнх деформаций методу   предельного   равновесия    (работы    А.   А.    Гвоздева, J. М. Крылова и др.). Исследования по теории ползучести бетона, Предпринятые И. И. Улнцкнм, М. X. Арутюняном и др., позже су-гственно    продвинулись    благодаря    работам    А.    А.  Гвоздева, И. Васильева, С. В. Александровского и др.

Расчет и. конструирование подземных сооружений — метрополи-;нов и туннелей разного назначения — обогащаются новыми ндея-1н, заложенными в трудах С. С. Давыдова и др. В 50-х годах разрабатывается теория расчета н конструирования жаростойких  железобетонных     конструкций     при     действии     высоких   температур I. И. Мурашев, А. Ф. Мнлованов н др.).

В этот период конструктивные формы претерпели большие нзме-шя в связи с переходом на полносборное строительство и освоо-|нем предварительного напряжения конструкций, которое в настоящее время налажено почтн на всех заводах строительной нндустрии. шляются новые конструкции железобетонных многоэтажных кар-|сных н панельных зданий нз сборных элементов заводского изго-^вления, разрабатывается новая теория их расчета.

Организовано проектирование типовых конструкций, создана но-жлатура сборных типовых железобетонных изделий для массово-Ш производства н применения.

Дальнейшим развитием в области теории железобетона стал зданный в СССР и применяемый с 1955 г. единый метод расчета 1струкцнй по предельным состояниям, который был положен в юву главы СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции».

В нормах обобщены результаты исследований  (кроме отмечен-Щх. выше) К. В. Михайлова н Н. М. Мулнна по новым видам ар-||туры; С. А. Дмитриева и др. по расчету железобетонных элементов; . Васильева, Г. И. Бердического, А. С. Залесова, Н. И. Кар-to, Г. К. Хайдукова, Ю. П. Гущи и др. по конструктивным ре-[ям;   С. А. Миронова, В. М. Москвина, а также исследования 1х других ученых.

Особенность этого периода — широкое участие вузов- разработ-ке я внедрении новых типов конструкций it многих вопросов теории^ железобетона: в Московском инженерно-строительном институте (В. Н. Банков — совместная работа сборных конструкций в плоских и пространственных системах; П. Ф. Дроздов и Э. Е. Снгалов — теория расчета конструкций гражданских зданий большой этажности; К. К. Антонов — экономика железобетонных конструкций на стади» их проектирования; И. А. Трифонов — пространственная работа пролетных строений конструкций эстакадно-мостового типа; Н. Н. Попов— железобетонные конструкции при импульсных динамических воздействиях; Н. Н. Складнев — оптимизация железобетонных конструкций) ; в Московском институте инженеров транспорта (С. С. Давыдов— полимербетоны и конструкции с их применением); во Всесоюзном заочном политехническом институте (А. М. Овечкнн —предельное состояние куполов); во Всесоюзном заочном строительном институте (В. М. Бондаренко — инженерные методы нелинейной теорий железобетона); в Московском автодорожном институте (Г. И. Попов — особенности сопротивления конструкций с применением специальных бетонов); в Ленинградском инженерно-строительном институте (Н. Я. Панарин — задачи ползучести бетона, А. П. Павлов — напряженные состояния некоторых пространственных покрытий, Г. Н. Шоршнев — железобетонные специальные конструкции с повышенным содержанием арматуры); в Полтавском ннженерно-стронтельном институте (М. С. Торяннк — косой изгиб и внецент-ренное сжатие); в Челябинском политехническом институте (А. А. Оатул — сцепление арматуры с бетоном); в Вильнюсском политехническом институте (А, П. Кудзнс — свойства центрифугированных железобетонных элементов); в Ростовском инженерно-строительном и Ереванском политехническом институтах (Р. Л. Манлян, В. В. Пинаджян —- железобетонные конструкции на легких природных заполнителях) и в других вузах.

Коренной переработке нормы подвергались в 1971—1975 гг. с учетом практики проектирования и научных исследований. В 1983 г. в главу СНиП П-21-75 внесены новые изменения, а обозначения приняты в соответствии со стандартами СЭВ.

Поставленные XXVI съездом КПСС и последующими Пленумами ЦК КПСС задачи дальнейшего технического совершенствования строительной индустрии и промышленности строительных материалов и развития их до уровня, обеспечивающего потребности народного хозяйства, решаются на базе использования достижений научно-технического прогресса, совершенствования и развития строительной индустрии, применения в строительстве сборных конструкций заводского изготовления, увеличения объема, повышения качества и син* жения стоимости капитального строительства