Сущность железобетона (особенности бетона, арматуры и железобетона как строительного материала).История развития бетона и железобетона.
Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры. Может быть и другой тип армирования, например, полимерные волокна или различного состава углепластик.
Поскольку бетон хорошо работает на сжатие и в 10 и более раз хуже работает на растяжение, арматура в обязательном порядке в железобетонных конструкциях, располагается там, где возникают растягивающие напряжения.
Рассмотрим это напряженное состояние на примере бетонной балки – в среднем сечении – сжатие и растяжение.
СУЩНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Не армированная балка разрушится при появлении первых трещин в растянутой зоне. При этом сжатая зона бетона будет использована только на 5-7%. Армированная балка несет во много раз большую нагрузку, чем бетонная.
Железобетон стал возможен и получил широкое распространение благодаря благоприятному сочетанию физико-механических свойств бетона и стальной арматуры:
1-при твердении между бетоном и арматурой возникают значительные силы сцепления, что обеспечивает их совместную работу;
2-плотный бетон хорошо защищает арматуру от внешних воздействий;
3-близкое значение коэффициента температурного расширения в пределах до αbt= 1х10-5oC-1
Краткая история развития железобетона
Железобетон появился во второй половине 19 века. Железобетон представляет собой композитный материал - залитую бетоном стальную арматуру. Его появлению способствовало интенсивное развитие промышленности, транспорта и торговли, для обеспечения которого необходимо было строить фабрики заводы и большие общественные здания.
Рождение бетона принято считать 1849-1850г. - француз Ламбо (изготовил лодку из металлической сетки, обмазанную цементным раствором). Она была представлена в 1855г. в Париже на выставке
Впервые железобетон был запатентован французским садовником Жозефом Монье в 1867 году в качестве материала для кадок, в которых выращивают растения. История такова: глиняные горшки, в которых Монье отправлял выращиваемые им пальмы в Англию, часто бились, отчего садовник терпел убытки. Однажды, будучи раздосадованным, он смастерил бочонок из цемента, укрепив его стальными стержнями. Получившийся на удивление прочным, горшок, вскоре был запатентован изобретателем.
В 1880 – 1883 годах были запатентованы здания, железобетонные перекрытия, балки, своды, мосты.
В 1886г. Кенен (Германия) предложил первый метод расчета изгибаемых элементов, что подняло доверие к новому материалу. Это положило основу первого этапа развития теории железобетона – расчета по допускаемым напряжениям.
Уже в 1892г. Геннебик (Франция) предложил ребристые монолитные перекрытия.
В России первые монолитные перекрытия по металлическим балкам стали внедрять в 1885г.
Широкое освоение железобетона начинается с возведения фортификационных сооружений, арочных мостов, перекрытий промышленных зданий, подземных трубопроводов.
Среди первых отечественных ученых следует отметить М.А. Белелюбского – его первые экспериментальные исследования плит, сводов, труб и моста пролетом 17м – 1891г. послужили базой для широкого распространения железобетона в строительстве.
В 1904г. в Николаеве по проекту Пятницкого Н. и Барышникова А. был построен первый маяк высотой 36м из монолитного бетона.
С 1955 г. в нашей стране принимается единый метод расчета – по предельным состояниям, который используется и сейчас. В этом направлении работали Байков В.Н., А.П. Васильев, Г.И. Бердичевский, А.С. Залесов, Н.И. Карпенко, К.В. Михайлов, Г.К. Хайдуков, М.С. Торяник (косой изгиб), Вахненко (каменные конструкции), А.П. Кудзис (центрифугированные конструкции), Н.Я. Панарин (ползучесть бетона), В.М. Бондаренко (нелинейные методы расчета ЖБК), Н.Н. Складнев (оптимизация ЖБК), П.Ф. Дроздов и Э.Е. Сигалов (расчет многоэтажных зданий) Н.Н. Попов и Б.С. Расторгуев (расчет ЖБК на динамические нагрузки большой интенсивности) и т.д.
