Описание
В книге описаны конструкции из легкого железобетона - перекрытия, покрытия, рамы, своды, арки, оболочки и другие несущие конструкции зданий, железнодорожные и автодорожные мосты; приведены результаты лабораторных исследований выносливости пемзобетона и пемзожелезобетона; освещено изучение несущей способности, жесткости, трещиностойкости и работы опытных легкожелезобетонных пролетных строений под динамической и ударной нагрузками; даны основы теории легкого железобетона и представлено технико-экономическое исследование целесообразности его применения вместо железобетона обычного тяжелого; приведены материалы по внедрению легкожелезобетонных конструкций и мостов в СССР.
Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора
Введение
§ 1. Сущность легкого железобетона и некоторые сведения о легком бетоне
§ 2. Краткий исторический очерк развития конструкций и мостов из легкого железобетона в СССР
1. Применение легкого железобетона в строительных конструкциях
2. Применение легкого железобетона в мостах и инженерных сооружениях
§ 3. Основные виды и важнейшие физико-механические свойства легких заполнителей и легкого железобетона
1. Краткие сведения о легких заполнителях
2. Основные виды легкого железобетона
§ 4. Применение легкого железобетона за рубежом
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СБОРНЫЕ И МОНОЛИТНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ЛЕГКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Глава первая. Легкожелезобетонные плоские перекрытия и покрытия
§ 1. Перекрытия и покрытия из легкого железобетона
§ 2. Опытно-экспериментальные легкожелезобетонные среднеребристые перекрытия
1. Описание и краткий анализ системы перекрытия
2. Экспериментальное пемзожелезобетонное марки 50 среднеребристое перекрытие
§ 3. Экспериментальное и опытное шлакожелезобетонные ребристые покрытия с плитами, опертыми по контуру
1. Описание конструкций покрытия
2. Испытание экспериментального шлакожелезобетонного марки 70 покрытия
3. Опытное шлакожелезобетонное марки 70 ребристое покрытие с плитами, опертыми по контуру
§ 4. Опытные легкожелезобетонные сборные покрытия
1. Сборный коробчатый настил и сборные плиты из пемзожелезобетона
2. Легкожелезобетонное сборное покрытие конструкции «Маяк»
Глава вторая. Легкожелезобетонные балочные и рамные несущие конструкции покрытий
§ 1. Виды несущих конструкций покрытий из легкого железобетона
§ 2. Легкожелезобетонные покрытия по сборным колоннам, шедовые покрытия и сборные легкожелезобетонные решетчатые фермы
§ 3. Легкожелезобетонные рамные конструкции
1. Однопролетные рамы из пемзожелезобетона марки 50 и их анализ
2. Осуществление рамных конструкций в опытных и производственных условиях
Глава третья. Легкожелезобетонные покрытия арочные, сводчатые и в виде тонкостенных оболочек
§ 1. Легкожелезобетонные арочные и сводчатые покрытия
1. Арочные покрытия из легкого железобетона и их анализ
2. Сводчатые покрытия из легкого железобетона и их осуществление
§ 2. Легкожелезобетонные тонкостенные короткие цилиндрические оболочки и опыт их внедрения
1. Тонкостенные короткие цилиндрические оболочки из пемзожелезобетона марки 50 и их анализ
2. Осуществление легкожелезобетонных тонкостенных коротких цилиндрических оболочек в опытных и производственных условиях
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СБОРНЫЕ И МОНОЛИТНЫЕ МОСТЫ ИЗ ЛЕГКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Глава четвертая. Железнодорожные мосты из легкого железобетона
§ 1. Применение легкого железобетона в искусственных сооружениях
§ 2. Первый опытный железнодорожный мост с балочным и арочным пролетными строениями из пемзожелезобетона марки 70
§ 3. Испытание статической и динамической нагрузками железнодорожного моста из пемзожелезобетона
1. Методика испытания и результаты освидетельствования моста
2. Результаты испытания балочных пролетных строений и определение динамических коэффициентов
3. Результаты испытания арочных пролетных строений и определение динамических коэффициентов
Глава пятая. Автодорожные мосты из легкого железобетона
§ 1. Опытные автодорожные мосты из монолитного легкого железобетона на пемзе, туфолаве, спонголите, туфе
1. Мосты малых и средних пролетов, путепроводы и косые мосты
2. Арочные мосты
3. Выводы комиссии, обследовавшей мосты
§ 2. Сборные опытные мосты из пемзожелезобетона, туфожелезобетона, спонголитожелезобетона
1. Общая часть
2. Сборные мосты малых пролетов из легкого железобетона обычной прочности
3. Сборные мосты средних пролетов из легкого железобетона повышенной прочности
4. Сборные мосты из легкого предварительно напряженного высокопрочного железобетона
§ 3. Работы по применению керамзитожелезобетона в автодорожных и железнодорожных мостовых конструкциях
Глава шестая. Лабораторные исследования выносливости, изучение несущей способности, жесткости и работы опытных легкожелезобетонных пролетных строений под динамической и ударной нагрузками
§ 1. Общая часть
§ 2. Лабораторные исследования выносливости пемзобетона и пемзожелезобетона
1. Задачи и объем исследований
2. Испытание пемзобетонных и пемзожелезобетонных призм на сжатие многократно повторяющейся нагрузкой
3. Испытание пемзожелезобетонных балок на изгиб многократно повторяющейся нагрузкой
§ 3. Исследование жесткости опытных пролетных строений из легкого железобетона и некоторые данные по их несущей способности при статических испытаниях
§ 4. Исследование работы опытных пролетных строений из легкого железобетона под динамическими и ударными нагрузками
1. Определение динамических и ударных динамических коэффициентов
2. Экспериментальные исследования собственных колебаний легкожелезобетонных пролетных строений мостов
§ 5. Результаты исследований несущей способности, жесткости и работы под статическими, динамическими и ударными нагрузками сборных тонкостенных и предварительно напряженных опытных пролетных строений из легкого железобетона
1. Испытание сборного экспериментального тонкостенного спонголитожелезо-бетонного пролетного строения L = 29,68 м со сварными каркасами статической и динамической нагрузками до разрушения
2. Испытание сборного опытного пролетного строения с туфожелезобетонными предварительно напряженными балками L= 21,36 м статической и динамической эксплуатационными нагрузками
3. Испытание сборного экспериментального керамзитожелезобетонного предварительно напряженного пролетного строения L = 21,8 м статической нагрузкой до разрушения
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЛЕГКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Глава седьмая. Теоретическое исследование на основе метода расчетных предельных состояний несущей способности и трещиностойкости элементов при замене в них тяжелого железобетона легким
§ 1. Основы исследования и сводка основных формул обобщенных способов расчета элементов из тяжелого и легкого железобетона
1. Общая часть и принятые пути исследования
2. Сводка основных формул обобщенных способов расчета железобетонных элементов на прочность и трещиностойкость
3. Исходные предпосылки и формулы теоретического исследования
§ 2. Исследование изгибаемых, внецентренно и центрально сжатых элементов
1. Внецентренно сжатые с несимметричным армированием и центрально сжатые элементы
2. Изгибаемые элементы прямоугольного и таврового сечений с одиночной арматурой, прямоугольного сечения с двойной и одиночной арматурой, рассчитываемые по образованию трещин
§ 3. Исследование внецентренно и центрально растянутых элементов, рассчитываемых с учетом и без учета работы бетона на растяжение
§ 4. Исследование изгибаемых элементов, рассчитываемых по наклонным сечениям, и элементов, работающих на кручение и на изгиб с кручением
1. Изгибаемые элементы, рассчитываемые по наклонным сечениям
2. Элементы, работающие на кручение и на изгиб с кручением
§ 5. Исследование влияния величин расчетных усилий и эксцентриситетов их приложения на несущую способность внецентренно сжатых легкожелезобетонных элементов
1. Основные предпосылки исследования
2. Математическое исследование функции ф в условиях переменных величин расчетных продольных сил N и Nл
3. Математическое исследование функции ф в условиях переменных величин эксцентриситетов е0 и ел0 приложения расчетных продольных сил
§ 6. Общие выводы по результатам теоретического исследования
Глава восьмая. Технико-экономическое исследование целесообразности применения в элементах конструкций и мостов легкого железобетона вместо тяжелого при неизменных размерах их сечений и армирования
§ 1. Исходные положения
§ 2. Исследование в условиях обеспечения несущей способности элемента по прочности при различном объемном весе легкого железобетона
1. Графики для исследования и их анализ
2. Примеры исследования изгибаемых элементов конструкций и мостов
3. Примеры исследования центрально сжатых и центрально растянутых конструкций
§ 3. Исследование в условиях обеспечения отсутствия образования в элементе трещин при различном объемном весе легкого железобетона
1. Графики для исследования и их анализ
2. Примеры исследования изгибаемых и центрально растянутых элементов, рассчитываемых по образованию трещин
Глава девятая. Технико-экономический анализ целесообразности применения в элементах конструкций и мостов легкого железобетона вместо тяжелого в условиях измененных размеров их сечений и армирования
§ 1. Обобщенный метод технико-экономического анализа и общие исходные формулы
§ 2. Технико-экономический анализ по несущей способности и трещиностойкости при обеспечении требуемой жесткости и нормальной работы конструкций по наклонным сечениям
1. Предпосылки анализа
2. Анализ в условиях постоянства расхода металла при измененных размерах поперечных сечений элементов
3. Анализ в условиях постоянства расхода бетона (поперечных размеров сечений элемента) при измененной суммарной, площади сечения арматуры
4. Анализ в условиях постоянства расхода цемента при измененных поперечных размерах сечения элемента и площади сечения арматуры
5. Анализ в условиях постоянства собственного веса при измененных поперечных размерах сечения элемента и площади сечения арматуры
6. Анализ в условиях постоянства стоимости при измененных поперечных размерах сечения элемента и площади сечения арматуры
Литература
ОТ АВТОРА
Прогресс современной строительной науки осуществляется не только путем углубления теории расчета сооружений, создания эффективных конструкций и улучшения технологии строительного производства, но также путем изыскания и внедрения новых рациональных строительных материалов. К их числу относится легкий железобетон, находящий все более широкое применение в гражданском, промышленном, сельскохозяйственном, гидротехническом и транспортном строительстве, а также в судостроении.
Второе Всесоюзное совещание по строительству в 1954 г. уделило значительное внимание вопросу широкого использования местных строительных материалов, в том числе легких. В постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 19 августа 1954 г. «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства» и от 23 августа 1955 г. «О мерах по дальнейшей индустриализации, улучшению качества и снижению стоимости строительства» отмечалась необходимость применения в строительных конструкциях легкого железобетона и легкого бетона. В 1955 г. на Всесоюзной конференции по железобетону и бетону, а также Комиссией по проблемам строительства отделения технических наук Академии наук СССР была подчеркнута целесообразность применения легкого железобетона в мостостроении.
В современном строительстве большое значение имеет проблема снижения веса конструкций и сооружений, что может быть достигнуто в бетонных и железобетонных элементах, в первую очередь за счет широкого использования легких заполнителей.
Этому вопросу было уделено особенно большое внимание на третьем Всесоюзном совещании по строительству в 1958 г.
В решениях XX съезда КПСС предусматривалась необходимость дальнейшей индустриализации строительства путем широкого применения сборных железобетонных конструкций и конструкций из легкого бетона. На целесообразность внедрения экономичных изделий из легкого бетона указывал в своем докладе на XXI съезде КПСС товарищ Н. С. Хрущев.
В конструкциях из легкого и облегченного бетона и железобетона применяются естественные и искусственные заполнители. Наиболее распространенными естественными заполнителями являются пемза, туф, туфолава, трепел, опока, ракушечник, легкие известняки, спонголит. К искусственным заполнителям относятся керамзит, шлак, термозит, агломерат и другие материалы.
Объемный вес этих материалов составляет примерно от 500 до 1 500 кг/м3 , а предел прочности — от 20 до 200 кг/см2. Изготовленные на легких заполнителях бетоны в основном обладают объемным весом меньше 1 800 кг/м3 (легкие бетоны) и меньше 2 200 кг/м3 (облегченные бетоны). Предел прочности легких и облегченных бетонов колеблется при использовании естественных заполнителей от 50 до 250 кг/см2, а при использовании искусственных заполнителей он достигает 300—400 и изредка 500 кг/см2.
Применение легких и облегченных бетонов и железобетона в строительстве ведет к экономии транспортных средств, электроэнергии и металла в результате снижения собственного веса конструкций, к облегчению опор и фундаментов сооружений, упрощению методов производства работ, уменьшению расхода лесоматериала, а зачастую и цемента.
Для всемерного развития и расширения области применения легкого железобетона в строительстве необходимо совершенствование подбора состава бетонов, углубленное изучение их физико-механических свойств при одновременном стремлении к получению наиболее высоких марок и наиболее низких объемных весов. К числу вопросов, подлежащих глубокому и всестороннему научному исследованию, относятся: а) изучение влияния более низких марок легких и облегченных бетонов на несущую способность (прочность, устойчивость) и трещиностойкость конструкции под воздействием различных внешних нагрузок; б) исследование выносливости легкого железобетона в лабораторных условиях и при испытаниях опытных конструкций с доведением их до разрушения; в) изучение работы легкожелезобетонных конструкций под динамической нагрузкой и их сопротивляемости удару; д) исследование фактической жесткости этих конструкций под влиянием кратковременных и длительно действующих статических и динамических нагрузок; е) изучение явлений образования и раскрытия трещин; ж) применение предварительно напряженных легкожелезобетонных строительных и мостовых конструкций.
Изучению ряда указанных вопросов, проведенному на основе прогрессивного метода расчетных предельных состояний, посвящена настоящая монография. В работе наряду с освещением материалов теоретических и экспериментальных исследований, а также вопросов экономики описывается первый опыт внедрения в строительную практику Советского Союза легкожелезобетонных конструкций, сооружений и мостов, в том числе сборных и предварительно напряженных, и дается краткий исторический обзор их развития.
Написание монографии основано на работах автора, проведенных в научно-исследовательских, учебных и производственных организациях Грузинской ССР, в творческом содружестве с рядом научных и строительных организаций РСФСР, Украинской ССР, Армянской ССР, Азербайджанской ССР. Данная монография является первым этапом обобщения накопленных материалов в области рассматриваемой проблемы. В дальнейшем автор предполагает осветить результаты теоретических и экспериментальных исследований по устойчивости, выносливости, жесткости и трещино-стойкости легкожелезобетонных конструкций и мостов.
Автор считает своим долгом выразить признательность коллективу сотрудников лаборатории железобетонных конструкций, кафедры железобетонных конструкций и мостов, мостоиспытательной станции Грузинского политехнического института им. В. И. Ленина, коллективу отделов строительных конструкций и материалов Института строительного дела АН Грузинской ССР, где была создана возможность для исследований и внедрения легкого железобетона, а также благодарность академику АН Грузинской ССР, действительному члену Академии строительства и архитектуры СССР К. С. Завриеву и действительному члену Академии строительства и архитектуры СССР Г. К. Евграфову, давшим ценные советы при разработке проблемы легкого железобетона.
Автор выражает также признательность действительному члену Академии строительства и архитектуры СССР П. Л. Пастернаку и канд. техн. наук доц. В. С. Рубинштейну, замечания которых учтены при окончательной подготовке монографии к печати.
