Сравнительный анализ железобетонных и металлокаркасных конструкций

Comparative analysis of reinforced concrete and metal frame structures

Автор: Левина Ирина Владиславовна

ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова, г. Саратов, Россия.

e-mail: irina1.knopik@mail.ru 

Levina Irina Vladislavovna

Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilova, Saratov, Russia.

e-mail: irina1.knopik@mail.ru

Аннотация: В данной статье рассмотрены основные виды строительных конструкций, выявлены достоинства и недостатки, а так же проведен анализ эффективности применения различных видов конструкций при строительстве.

Abstract: this article discusses the main types of building structures, identified advantages and disadvantages, as well as the analysis of the effectiveness of various types of structures in construction.

Ключевые слова: Железобетонные конструкции, металлокаркасные конструкции, строительные конструкции, строительство, здание.

Keywords: reinforced Concrete structures, metal frame structures, building structures, construction, building.

Тематическая рубрика: Архитектура и строительство. 

Строительные конструкции – это часть здания или сооружения, которые выполняют несущие и ограждающие функции.

Для правильного выбора конструкции необходимо учитывать основные характеристики строительных материалов: прочность, долговечность, огнестойкость, атмосферная и химическая стойкость, экономичность.

На сегодняшний день существуют и применяются в строительстве следующие виды конструкций:

Рисунок 1 - Виды строительных конструкций: а) Железобетонная конструкция; б) Металлокаркасная конструкция.

1. Железобетонные конструкции (Рис 1. а.) Железобетон представляет собой сочетание двух материалов - бетона и стальной арматуры, работающих совместно благодаря сцеплению, возникающему между ними. Практически все строительные объекты возводятся с их помощью, так как бетон обладает большой прочностью, что позволяет строить здания с долгим сроком эксплуатации.  

Длительное воздействие пожара на железобетон приводит в итоге к его разрушению. Основные причины разрушения железобетона следующие:

1. Нарушение сцепления между бетоном и арматурой.

2. Снижение прочности арматурной стали.

3. Снижение прочности бетона.

В отношении первой причины распада железобетонной конструкции в условиях источников возгорания необходимо учесть то, что гладкая арматура класса А-I с легкостью утрачивает крепость сцепления с бетоном (при температуре 250 градусов Цельсия крепость сцепления уменьшается в два раза). Это связано с несоответствием в показателях теплового линейного расширения стали и бетона. Гладкое покрытие арматуры также оказывает этому содействие. Для того, чтобы конструкция приобрела конкретную грань огнестойкости, необходимо в процессе ее производства создать установку особых закладных деталей, повышающих крепость сцепления арматуры с бетоном.

К достоинствам железобетонного здания относятся низкая стоимость, термостойкость, антикоррозионные свойства.

Основной недостаток железобетонного здания заключается в наличии мокрых процессов при строительстве, что препятствует монтажу конструкции, в свою очередь, образовывается нагрузка на фундамент [1]. 

2. Металлокаркасное здание (Рис 1. б.) Металлический каркас здания практически состоит из тех же элементов, что и железобетонный. Соединение элементов в каркас осуществляется с помощью болтов, заклепок или путем сварки. 

Металлоконструкции при пожаре, ввиду существенной теплопроводности и низкой теплоемкости, сразу же нагреваются до критических температур, что может вызвать их разрушение. Часто разрушение металлоконструкций происходит не только на месте пожара, но и в связи с тем, что существуют связи между фермами, прогонами и балками, простирается на большие площади, усиливая последствия пожара. Неблагоприятные условия труда особенно влияют на металлические конструкции при пожаре и создаются при их сочетании с горючими веществами.

Период нагревания конструкций до критической температуры обуславливает приведенную толщину металла, которая определяется как соотношение площади поперечного сечения к нагреваемой части периметра сечения. 

Классическим методом защиты от огня металлических конструкций является покрытие их негорючими материалами: кирпичом, термоизоляционными плитами и штукатуркой. В условиях защиты стальных колонн кирпичом, кладку укрепляют при помощи стальных анкеров, которые приварены к защищаемой конструкции, а во избежание обрушения кладки из-за различного теплового расширения между колонной и кладкой устанавливают маленькое расстояние.

Неоспоримым преимуществом такого каркаса является его легкость и прочность. Они способны выдерживать тяжелые и высокие здания.
А так же невысокая цена, отсутствие мокрых процессов, что позволяет вести строительство зимой и  высокая скорость монтажа.

Одним из главных недостатков металлокаркасного здания является низкая коррозионная стойкость и огнестойкость.

Результаты сравнения приведены в таблице «Сравнительная характеристика различных видов строительных конструкций» 

Сравнительная характеристика различных видов строительных конструкций:

В данной статье я проанализировала характеристики и качества железобетонных и металлокаркасных строительных конструкций согласно исследованию. Можно сделать выводы, что наиболее эффективными и практичными строительными конструкциями являются металлокаркасные.

В современном строительстве используются все виды конструкций в зависимости от их конкретных преимуществ. При соблюдении всех правил и норм строительства можно гарантировать безопасность и долговечность постройки. 

Литература: 

1. Адамович, В.В. Архитектурное проектирование общественных зданий и сооружений / В.В. Адамович, Б.Г. Бархин, В.А. Варежкин, и др.. - Л.: Стройиздат; Издание 2-е, перераб. и доп., 2014. - 543 c.