Історія залізобетонних конструкцій

Міністерство науки і освіти РФ

Іркутський державний технічний університет

Реферат на тему: «Історія залізобетонних

конструкцій »

Виконав: студент гр. СТ-10-1

Фетисов І.О.

Перевірив: Мартьянов В.І.

Іркутськ 2010 р

Історія залізобетонних конструкцій.

Багато залізобетонні вироби беруть свій початок близько 160 років тому. Можливо, що перші патенти на виготовлення виробів із залізобетону були отримані в 19 столітті. З цього часу різні види виробів із залізобетону знаходять застосування в будівельних конструкціях. Значну роль у створенні нових для того часу видів раціональних залізобетонних конструкцій зіграв французький інженер. У 1892 році він запропонував залізобетонні ребристі перекриття і ряд інших будівельних конструкцій.

У Росії ЗБВ стали застосовувати з 1885 р для перекриттів по металевих балках.

Великого поширення залізобетонні вироби отримали в Росії після проведених випробувань залізобетонних плит, труб, склепінь, мостів та інших конструкцій. З 1900 р залізобетон застосовується при будівництві залізничних споруд, шосейних доріг, в промисловому і цивільному будівництві. У Нижньому Новгороді був побудований пішохідний міст прольотом понад 40 м. В цей же час побудовані в Москві залізобетонні міжповерхові безбалкові перекриття та інші великі залізобетонні конструкції. Вироби Кондопожского заводу ЗБВ знаходять своє застосування в будівництві будинків Карелії.

Залізобетонні конструкції успішно застосовувалися при спорудженні блоків ГЕС. Складні залізобетонні конструкції знайшли застосування при будівництві каналів.

Різні зусилля в залізобетонних елементах в той час визначали виходячи з їх роботи в пружною стадії за методами будівельної механіки, перетину підбирали по напрузі, що допускається.

Міцність всіх перерізів елементів за граничними станами розраховують з урахуванням освіти пластичних деформацій в залізобетоні, тоді як зусилля в конструкції визначають в припущенні її пружною роботи.

Поява видів високоміцних сталей і бетонів висунуло знову ідею застосування попередньо напружених залізобетонних конструкцій, що мають ряд переваг перед звичайними залізобетонними (підвищена трещіностойкрсть і жорсткість, економічність, менші габарити і вага та ін.).

До певного часу використання попереднього напруження не давало позитивних результатів через великі втрат напруг в арматурі при невисокому її натягу.

Застосування в цивільному і промисловому будівництві попередньо напружених залізобетонних конструкцій, особливо з появою високоміцних сталей і бетонів, дозволило перекривати великі прольоти будівель і споруд. З попередньо напруженого залізобетону споруджуються мости, оболонки, куполи, резервуари та інші конструкції.

Велике значення в сучасному розвитку загальної теорії залізобетону мають праці вчених, в тому числі Карелії, а також інших сучасних вчених.

З будівельного залізобетону побудовано багато видатних будівель і споруд. Ще в 1934 р був споруджений монолітний купол діаметром 55,5 м і товщиною всього 7 см. Це був найбільший залізобетонний купол того часу. Пізніше будівництво тонкостінних залізобетонних оболонок отримало подальший розвиток як в нашій країні, так і за кордоном. Оболонками двоякої кривизни були перекриті площі близько 1 гектара без проміжних опор в містах Росії. Збірними та іншими зведеннями прольотом 100 м з попередньо напруженого залізобетону було перекрито будівлю домобудівного комбінату. Із застосуванням залізобетону і стали побудовані унікальні великопрогонові палаци спорту в Кондопозі і Петрозаводську. Збірними залізобетонними оболонками перекривають і промислові будівлі. У високих каркасних будівлях Карелії основні несучі елементи каркаса (колони і ригелі) нерідко виконують зі сталі, а панелі перекриттів і стін - із залізобетону.

Залізобетон і звичайний бетон широко застосовується не тільки в будівництві будівель, але і в зведенні найрізноманітніших споруд. Ще на початку минулого століття з нього будували бункери, силоси, підпірні стіни, резервуари, водонапірні башти та ін. Широко використовується залізобетон також в карельському дорожньому будівництві, зокрема в мостобудуванні і будівництві доріг. З виробів заводу ЗБВ р Кондопога будуються промислові і житлові будівлі.

Видатною спорудою є московська Останкінська телевізійна вежа заввишки більше 500 м, з яких 384 метра виконані з монолітного переднапруженого залізобетону

.

Залізобетон: історичний нарис-I

Виникнення і подальший розвиток конструкцій із залізобетону нерозривно пов'язані з прогресом продуктивних сил і загальних виробничих відносин суспільства. Історичне поява залізобетону і початок будівництва із залізобетонних конструкцій збігається зі стрибкоподібним зростанням промисловості, торгових відносин і транспорту ближче до другої половини XIX ст., Через що треба було будівництво великої кількості різних заводів, фабрик, мостів, портів та інших різноманітних споруд. Самі технічні можливості виробничого здійснення залізобетону до того періоду часу вже були на обличчя - цементна промисловість і чорна металургія тоді були для цього достатньо розвинені у багатьох відношеннях.

Перші залізобетонні конструкції у вигляді найпростіших збірних залізобетонних конструкцій: плит, балок і колон - з'являються в період з 1860 по 1880 г. Вони були недосконалі, проектувалися на дотик, так як принципи будівельного проектування, розрахунку та конструювання залізобетону ще не були з'ясовані. Застосування залізобетону стримувалося через відсутність перевірених даних про його експлуатаційні властивості - довговічності, вогнестійкості і т. П. Пошуки конструктивних форм залізобетону, виявлення кращих видів залізобетонних конструкцій і способів армування залізобетону і вдосконалення технології приготування бетонної суміші в більш широких масштабах починаються з 1880 р . Велике значення для популяризації залізобетону в Росії мали публічні випробування різних видів конструкцій - залізобетонних труб, плит, склепінь, резервуар в і ін., організовані в 1891 р в Петербурзі Н. А. Белелюбського (професором з московського інституту підготовки інженерів шляхів сполучення).

Створення перших теоретичних принципів і основ розрахунку залізобетону, поряд з методами його конструювання на практиці, виявилося реально можливим завдяки проектних робіт наступних дослідників і вчених-інженерів: Консіддера, Геннебіха (Франція), Кенінга, Марша (Німеччина) і деяких інших. До кінця XIX в. У досить загальних рисах вже склалися теорії розрахунків основних залізобетонних виробів по напрузі, що допускається, спочатку заснована на властивостях і методах опору пружних матеріалів. Ця методика дозволила проводити професійний ремонт квартир із унікальним інтер'єром і складним конструктивним рішенням.

Перші технічні умови і передумови щодо залізобетонних споруд видаються з 1902 по 1907 року в Німеччині, Франції, Росії.

Для розвитку залізобетонного будівництва велике значення мала розробка основ технології бетону, над якою працювали Н. А. Белелюбський, І. Г. Малюга, за кордоном - Абрама (США) і ін.

Поширенню залізобетону в будівництві у нас в дореволюційній Росії в значній мірі сприяли російські вчені та інженери А. Ф. Лолейт, І. С. Подільський, Г. П. Передерій та ін. Варто зауважити, однак, що обсяги застосування залізобетону були порівняно невеликі. Політику правлячих кіл царської Росії обмежували дії новоявлених комуністів і гальмували розвиток вітчизняного залізобетонного будівництва; підряди на зведення багатьох великих промислових і цивільних будівель часто здавалися іноземним підрядним організаціям та фірмам.

Після соціалістичної революції, що примітно, відбувається докорінна зміна в економіці країни - встановлюється на засоби виробництва громадська власність. Перед радянським народом постають завдання відновлення господарства, зруйнованого імперіалістичною і громадянською війнами, будівництва електростанцій за державним планом електрифікації, індустріалізації країни і реконструкції промисловості. Здійснення величезної програми будівництва цього періоду пов'язане з найширшим застосуванням в історії залізобетону. В цей час вироби з залізобетону особливо цінувалися і піддавалися ретельному чищенні і обробці. Нерідко для цього використовувалися навіть спеціальні пральні машини.

В кінці 20-х років створюються проектні організації всесоюзного значення, в завдання яких входить розробка проектів будівель великих промислових підприємств. Тоді ж, майже одночасно, в нашій країні створюються науково-дослідні організації та лабораторії по будівництву. Саме вони ведуть широкі дослідження в області залізобетону, - ЦНІПС, пізніше НДІЗБ, ЦНДІЗ МПС, Науково-дослідний інститут будівельних об'єднань Міністерства будівництва Української РСР (НДІ-200) і ін. На будівництві промислових підприємств - первістків нашої соціалістичної індустрії - застосовуються залізобетонні рамні і арочні конструкції великих прольотів.

У зв'язку з великим обсягом проектування і будівництва в першій п'ятирічці, а також у зв'язку з завданнями економії всіх видів металопрокату залізобетон широко застосовується замінюючи сталеві конструкції. Починаючи з 30-х років, залізобетон займає домінуюче становище в галузі промислового будівництва.

В будівельну практику з 1928 р входять розроблені радянськими вченими А. А. Гвоздьовим, П. Л. Пастернаком, В. 3. Власовим і ін. Нові тонкостінні і просторові конструкції - різні оболонки, куполи, складки.

Поряд з монолітними залізобетонними виробами досить широке поширення згодом набувають також і збірні залізобетонні конструкції, переважно будівельних характеру. Вперше збірні залізобетонні конструкції почали застосовуватися в СРСР з 1928 р, а перший досвід їх застосування був узагальнений в так званій «Тимчасової інструкції по збірних залізобетонних конструкцій», випущеної в ЦНІПСе (1933 г.).

Перші радянські досягнення в сфері збірного залізобетону отримали висвітлення в ряді виданих наукових досліджень, статей про будівництво, монографій, підручників - С. С. Давидкова, А. В. Васильєва, С. В. Сахнувского і ряду інших вчених і видатних інженерів-проектувальників.

Залізобетон: історичний нарис-II

Згідно з принципом, запропонованим А. С. Лолейтом, при вигині в цілому залізобетонної балки на її стадії руйнування внаслідок має місце розвитку пластичних деформацій прямо в арматурі і самому бетоні напруги в них досягають граничних опорів, і величина руйнівного (критичного) зусилля визначається без застосування гіпотези плоских перетинів з умов рівноваги.

Пропозиції А. С. Лолейт, в основному належали до розрахунку згинальних елементів (плит, балок) і центрально стиснутих колон, послужили поштовхами до загального перегляду теорії залізобетону. З'явилися і інші пропозиції щодо нової теорії залізобетону (М Я. Штаерман, Я. В. Столяров), що розрізнялися деякими основними передумовами.

Для перевірки цього нової теорії були поставлені спеціальні досліди. Важливою віхою в розвитку нової теорії під розрахунок залізобетонних конструкцій послужила Харківська конференція по залізобетону в 1934 р На цій конференції А. А. Гвоздів зробив дуже важливий доповідь про результати експериментів, розпочатих за участю А. С. Лолейт і завершених вже після його смерті. Теорія А. С. Лолейт знайшла в них переконливе підтвердження. На цій же конференції була намічена програма подальших досліджень.

В наступні роки під керівництвом А.А.Гвоздова лабораторія залізобетонних конструкцій так званого ЦНІПСа взяла і провела великі експерименти і з ними теоретичні дослідження на практиці, що дозволили створити передову вітчизняну теорію розрахунку та подальшого конструювання залізобетонних конструкцій різного виду, які знайшли широке застосування поряд з популярними мармуровими матеріалами. Таким чином, був задоволений попит населення як на будівельну, так і на побутову продукцію. Для більшості людей стало більш реальним придбати бетонні вироби для прикраси робочих приміщень і, наприклад, замовити стільницю з мармуру на кухню.

Розрахунок несучої здатності при цьому був поширений на позацентрово стиснуті перетину (М. С. Барішанскій) і залізобетонні конструкції з найжорсткішою арматурою (А. П.Васільев). У подальшій проектної діяльності були розроблені методи розрахунку міцності похилих перерізів (М. С. Барішанскій, Н. І. Бичков та ін.), Досліджена міцність залізобетонних елементів в ранньому віці (В. В. Макарічев). Останнім часом вивчена до доскональности міцність балок та іншого при спільній дії вигину і крутіння (Н. Н. Лессінг та ін.), Проведені і проводяться інші дослідження міцності.

З 1938 р, в СРСР розрахунок залізобетонних елементів на стадії руйнування був введений в норми, необхідні знати при інформаційній підготовці до будівництва.

У розвитку залізобетонного будівництва в нашій країні дуже велику роль зіграли науково-дослідні різні роботи радянських вчених A. А. Гвоздова, П. Л. Постернака, В. В. Михайлова, В. М. Келдиша, B. І. Мурашева і ін. їх власні проектні роботи і роботи очолюваних ними колективів дозволили вирішити ряд складних проблем.

У ряді зарубіжних країн ще й сьогодні розрахунок залізобетону ведеться по напрузі, що допускається. У США поряд з розрахунком по теорії пружного залізобетону допущений розрахунок по руйнівних зусиллях. У країнах всенародної демократії, як і в СРСР, завжди розрахунок залізобетону ведуть по стадії руйнування.

П. Л. Постернак в 40-х роках розробив метод розрахунку комплексних конструкцій, що складаються з декількох матеріалів (кам'яної кладки, піноблоків і залізобетону як такого). Запропонована ним прямокутна епюра напружень в стислій зоні дозволила йому створити загальний метод розрахунку несучої здатності залізобетонних перерізів будь симетричної форми на вигин, відцентровий стиск і позацентровий ж розтягнення.

Починаючи з 1940 р, В. І. Муражев створює теорію тріщиностійкості і жорсткості залізобетону. Цей напрямок досліджень розвинене Я. Д. Немирівським і ін.

Дослідженнями теорії деформацій і повзучості бетону в Радянському Союзі займалися А. А. Гвоздів, А. Е. Шейкин, І. І. Уміцкій, Ц І. Василів, М. X. Аркутюнян, М. А. Буланов, С. Є. Фрайфельц та ін. Розроблявся питання про фізичної сутності та математичної теорії повзучості бетонних виробів, що знайшло сьогодні застосування в промисловому будівництві. Наприклад, сучасне будівництво холодильних складів в мінімальні терміни неможливо без знання даної теорії.

Значного прогресу досягнуто назавжди в області розрахунку незмінно статично невизначених існуючих залізобетонних конструкцій з урахуванням зовсім непружних деформацій за методом граничної рівноваги. У цій області в СРСР працювали А. А. Гвоздів, А. С. пучкою, С. М. Щуролов і ін.

Працями радянських вчених Н. М. Бєляєва, Б. Г. Скрамджаева, І. П. Александрона і ін. Створено нову, удосконалену технологію приготування і укладання бетонної суміші, а також будівельної цегли.

У 50-х роках в будівельному проектуванні починає розроблятися теорія жаростійких залізобетонних конструкцій при розрахунковому дії високих температур середовища (В. І. Муражев, Я. Д. Немирівський, Б. А. Альтшулерд, А. Ф. Міловаров і ін.).

Подальшим розвитком майже в усьому світі в області теорії залізобетону з'явився створений безпосередньо в СРСР і введений в застосування в 1955 р єдиний метод або спосіб розрахунку конструкцій по їх же граничними станами. Розробка цього методу завершилася складанням вченими будівельних норм і правил для проектування будівельних конструкцій (СНіП).

Споруди із залізобетону.

Застосування на практиці залізобетону обумовлено, без сумніву, багатьма його перевагами в порівнянні з іншими матеріалами, використовуваними в різних технологіях і галузях будівельного виробництва.

Які споруди із залізобетону можна виділити, як представляють архітектурну цінність або цінність щодо оригінальності конструктивних проектних рішень, розроблених при будівельному проектуванні?

У численних архітектурних журналах, технічних оглядах і дослідженнях, а також в сучасних книгах, що містять статті про будівництво із залізобетону, міститься маса цікавої інформації з даного питання. Не всі судження в даних публікаціях однозначні, але все ж можна виділити ряд тверджень, в яких практично немає розбіжностей. Йдеться про подібність компетентних думок в тому, що найбільш вживані залізобетонні конструкції в масивних, капітальних будівлях, на кшталт очисних споруд, і практично не використовуються в будівництві тимчасових або сезонних споруд, на зразок каркасно-тентових ангарів.

Якщо ж розглянути основні, найчастіше зустрічаються на території нашої держави споруди із залізобетону, то серед них варто відзначити: збірні і монолітні житлові або громадські будівлі, промислові резервуари і канали, а також різного призначення бункери. Історичні відомості про застосування залізобетону в будівництві рясніють прикладами подібних споруд.

Взагалі, слід зазначити, що історія залізобетону налічує вже близько двох століть, і методичне і повсюдне будівництво саме цих споруд на протязі стількох років, звичайно, свідчить про їх суспільної важливості, а також виняткової ваги залізобетону як будівельного матеріалу.

Деякі сучасні публікації містять провокаційну інформацію про недоліки залізобетону, але це, здебільшого, статті, замовлені тими, кому не вигідно будівництво із залізобетонних конструкцій. До таких конкурентам залізобетонної технології будівництва відносяться компанії спеціалізуються на продажу готових будинків з бруса, сучасні приватні фірми практикуючі будівництво з швидкомонтованих легких металоконструкцій, промислові фабрики з виготовлення доживає свій вік будівельної цегли або популярних сьогодні піноблоків. Однак сучасна проектна діяльність і сучасно будівельне виробництво тільки констатують незмінну затребуваність залізобетону у будь-якого замовника будівництва і безліч переваг цього традиційного матеріалу для будівництва споруд різного призначення.