книги из ГПНТБ / Лысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции учеб. пособие

Е. Ф. Л Ы С Е Н К

4 В И 1 Ц А Ш К О Л А ►

Е. Ф. ЛЫСЕНКО

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования УССР в качестве учебного пособия для студентов строительных институтов и факультетов

Издательское объединение «Вшца школа» Головное издательство Киев — 1974

I КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР j

j b f c ' b

УДК 666.981 (07)

Армоцементные конструкции. Л ы с е н к о Е. Ф. Издательское объединение «Вища школа», 1974, 208 с.

В пособии освещены результаты исследований мелкозернис­ того бетона, стальной арматуры и армоцемента. Приведены основ­ ные расчеты, необходимые для проектирования армоцементных конструкций. Даны примеры расчета наиболее характерных армо­ цементных покрытий. Изложена технология изготовления армо­

цементных конструкций, проанализирована их технико-экономи­ ческая эффективность.

Книга предназначена для студентов строительных институтов и факультетов. Может быть полезна аспирантам, а также инже­ нерно-техническим работникам проектных и производственных организаций как пособие при проектировании.

Табл. 22. Ил. 96. Библиогр. 57.

Редакция литературы по строительству, архитектуре и ком­ мунальному хозяйству

Зав. редакцией В. В. Гаркуша

<

0325—021 Л М211 (04)—74 51— 74.

(С ) Издательское объединение «Вища школа». 1974

П Р Е Д И С Л О В И Е

В последние десятилетия ведущая роль в стро­ ительстве принадлежит железобетонным конструк­ циям, особенно сборным предварительно напряжен­ ным элементам. Следует отметить также довольно широкое распространение большепролетных простран­ ственных покрытий. Появилась разновидность железо­ бетона — армоцементные конструкции.

Во многих случаях армоцементные конструкции превосходят железобетонные и успешно конкурируют с ними. Влияние на армоцемент различных силовых воздействий исследовалось во многих работах. Изу­ чены особенности материалов (мелкозернистого бе­ тона и тонких стальных сеток), вопросы технологии приготовления и кладки бетона, специфика формо­ вания и изготовления изделий.

Армоцементным конструкциям посвящен ряд монографий в нашей и зарубежной литературе. В своих работах авторы ограничивались рассмотрением армоцемента как конструктивного материала, расчетом сечений армоцементных конструкций и описанием запроектированных и возведенных покрытий и соору­ жений. При этом вопросы проектирования армоцемент­ ных конструкций в большинстве работ не отвечают

«Указаниям по проектированию армоцементных кон­ струкций» СН 366-67, не содержат сравнительных технико-экономических показателей армоцементных конструкций между собой и с железобетонными ана­ логами. Материал в этих работах не систематизирован

ине обобщен.

Вданном учебном пособии в соответствии с про­ граммой специального курса изучения железобетон­ ных конструкций обобщаются результаты исследо­

3

В В Е Д Е Н И Е

1. Сущность, преимущества и недостатки армоцемента

рования. Сечения армоцементных конструкций криволинейные или складчатой формы. Технология их изготовления специфична.

Армоцементные конструкции изготавливают из мелкозернистого бетона, армированного часто расположенными тонкими сварными или ткаными сетками. Такое армирование называется дисперсным. Если необходимо повысить прочность сечения конструкции, допуска­ ется частичная замена сетчатой арматуры стержнями, которые раз­ мещают в ребрах и утолщениях, образующихся при пересечении на­ клонных плоскостей конструкции. Такое армирование называется

комбинированным, или сосредоточенным. Исходя из условий трещино­ стойкости сечений, ограничения ширины раскрытия трещин и прогиба конструкций, основная рабочая арматура в виде высокопрочных тка ных сеток или проволок может быть предварительно напряженной.

Комбинация мелкозернистого бетона и тонких стальных сеток дает возможность изготавливать элементы толщиной 10—30 мм.

Армоцементные элементы в сочетании с железобетонными или

преимуществами. Он более растяжим, особенно при дисперсном арми ровании. Ширина раскрытия трещин меньше, а шаг их чаще, что также зависит от вида армирования. Водонепроницаемость и сопротивление армоцемента динамическим воздействиям также выше, чем у железо­ бетона. Кроме этого, при использовании армоцемента отпадает необ­ ходимость в крупном заполнителе. Сечения армоцементных конструк­ ций тонкие, а их вес значительно меньше железобетонных. Армоцементными конструкциями можно без промежуточных опор перекры­ вать большие пролеты и площади. Это значительно снижает расходы на материалы и на монтаж конструкций.

Вместе с тем армоцементу присущи и недостатки. Наиболее суще­ ственные из них — опасность коррозии арматуры из тонкой (d — 1 мм) проволоки из-за нарушения плотности и толщины защитного слоя

Б

бетона, что иногда вызывает необходимость в специальной защите арматуры, повышенные деформации усадки и ползучести мелкозер­ нистого бетона, более низкая, чем у железобетона, огнестойкость, большие тепло- и звукопроводимость, сложность усиления конструк­ ций.

2. Краткие исторические сведения

Впервые армоцементные конструкции применил итальянский инженер-архитектор П. Л. Нерви, который руководил с 1943 г. исследованиями возможности постройки армоцементных судов, ее практическим осуществлением. В 1946 г. в Риме построили здание

Рис. 1. Деталь покрытия пакгауза и арматура предварительно изготов­ ленных элементов.

пакгауза, стены и покрытие которого были выполнены из волнообраз­ ных скорлуп толщиной 30 мм (рис. 1). В 1953 г. покрытие и навес па­ вильона Миланской ярмарки соорудили из волнообразных армоцемент­ ных элементов (рис. 2). Наиболее оригинальные работы Нерви: вол­ нистый свод выставочного павильона пролетом 98 м в Турине (рис. 3); сферический купол диаметром 59,2 м над Дворцом спорта в Риме.

При реконструкции существующих зданий и сооружении новых для облегчения покрытий в ЧССР, ПНР, НРБ и других социалистиче­ ских странах также широко используют конструкции из армоцемента.

В СССР армоцементные конструкции стали внедряться в строи­ тельстве, начиная с 1957 г. Впервые их использовали при покрытии Московского рынка, промбазы и жилых домов в Ленинграде.

Водозащитные зонты для ленинградского метро также изготав­ ливают из армоцемента. Наконец, из него было построено много ло­ док, катеров и судов малой и средней тоннажное™, стоимость которых невысока, а эксплуатационные расходы малы.

Наряду с практическим освоением армоцементных конструкций велась больщая научно-исследовательская работа. Изучались физико­ механические свойства армоцемента, материалы для его изготовления.

6

ных элементов. Следует отметить работы по созданию и совершенство­ ванию технологии приготовления мелкозернистого бетона, его укладки, формования, вызревания и ухода за конструкцией (Ю. М. Баже­ нов, И. А. Лобанов, Е. Я. Гродский, С. Н.Панарин и др.). Результа­ том всех этих работ стали «Указания по проектированию армоцементных конструкций» СН 366-67.

Нужно отметить, что еще в начале освоения армоцемент пользо вался большой популярностью. Армоцементные конструкции приме­ няли почти во всех сферах строительства, но при этом часто допускали нарушения правил технологии и производили изделия кустарным способом. В результате снижалась плотность бетона, уменьшался его защитный слой, коррозировали сетки, увеличивалась толщина сечений и вследствие всего этого долговечность и технико-экономи ческая эффективность армоцемента снижалась.

В настоящее время в связи с освоением технологии и повышением качества приготовления мелкозернистого бетона и разработкой анти­ коррозийных мер открывается более широкая перспектива использо­ вания армоцементных конструкций.

3. Области рационального применения армоцемента

Исследования, проектные разработки и экспериментальное стро­ ительство свидетельствуют о том, что армоцементные конструкции могут рационально использоваться во многих областях строительства.

Армоцементные покрытия совмещают в себе несущие и ограждаю­ щие функции. Их применение позволяет экономить 25—40% материа­ лов (цемента и песка за счет меньшего расхода бетона), отказаться от крупного заполнителя и более рационально использовать прочност­ ные свойства бетона. В осуществленных и запроектированных армо­ цементных покрытиях приведенная толщина бетона составляет 4— 6 см против 7—10 см в железобетонных пространственных покрытиях. Кроме того, с увеличением пролета вес армоцементных конструкций возрастает меньше, чем железобетонных. Это относится ко всем зданиям, требующим перекрытия больших пролетов без промежуточных опор.

Не менее эффективно использование подвесных потолков. При­

расход стали и бетона. Кроме того, существенно облегчаются несу­ щие конструкции (фермы, балки и др.) и шаг их можно увеличить. В результате уменьшается стоимость и снижаются трудозатраты.

Экономия материалов, снижение стоимости и трудозатрат наблю­ даются при использовании водозащитных армоцементных зонтов в процессе строительства метрополитенов. В будущем намечается при­ менять армоцемент в транспортерных галереях и для перегородок про­ мышленных зданий, которые можно легко монтировать, демонтиро­ вать и, таким образом, многократно использовать.

Применение армоцемента эффективно при строительстве мостов местного значения и малых пролетов.

^Армоцементные конструкции экономически выгодны также в тех районах, где нет местного крупного заполнителя, а есть песок.

8

Глава I

МАТЕРИАЛЫ АРМОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ИИХ ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

§1. МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН

1. Состав и структура бетона

Для армоцементных конструкций применяют мелкозернистый тя­ желый бетон составов 1 : 1,5 — 1:3 марок 300, 400, 500 и 600. Круп­ ность зерен заполнителя выбирается в зависимости от толщины сече­ ния, частоты армирования и способа укладки бетона, но не должна превышать 5 мм. Мелкозернистый бетон качественно отличается от обычных бетонов. Это обусловлено повышенным расходом цемента, отсутствием крупного заполнителя и более низким водоцементным отношением. Для изготовления армоцементных конструкций следует применять бетоны высокого качества.

Долговечность бетона зависит, в основном, от его морозостойкости

икоррозиеустойчивости, которые определяются плотностью структуры

ипрочностью бетона. Отсутствие крупного заполнителя в мелкозер­ нистом бетоне обусловливает более однородную его структуру и рав­ номерное сопротивление бетона напряжениям.

Мелкозернистый бетон армоцементных конструкций, подверженных

давлению жидкостей, должен отвечать требованиям морозостойкости и водонепроницаемости1. Между морозостойкостью и водопоглощением существует прямая зависимость, выраженная плотностью бетона, водоцементным отношением, расходом цемента и способом уплотнения.

Суменьшением водопоглощения повышается морозостойкость. Водопоглощение мелкозернистого бетона должно составлять не

более 8% и определяется специальными требованиями2.

Расчетные и нормативные характеристики мелкозернистого бетона приведены в табл. 1 и 2. Соответственно коэффициенты однородности бетона марки > 200 в зависимости от вида напряженного состояния:

9