Конструкция железобетонных колонн и балок очень важна для обеспечения конструктивной прочности здания и, в частности, для противостояния землетрясениям и другим стихийным бедствиям. Здесь мы рассмотрим конструкцию колонн и балок, расположение бетона и стали и то, как они дают структурную прочность.
Структурные жби колонны — это вертикальные железобетонные колонны, которые стоят на фундаментах и поддерживают здание, они поддерживают стены, полы и крыши, и, в сочетании с железобетонными балками, они образуют прочную раму, которая позволяет зданию выдерживать некоторые довольно разрушительные силы, такие как как наводнения, сильные ветры, землетрясения, оползни и оседание грунта.
Обычные строительные колонны в домах обычно имеют площадь 20 см на 20 см, что шире средней стены. В последние годы проектировщики зданий не хотят, чтобы конструкционные колонны выступали из стен и разрушали чистый вид их зданий, поэтому они привыкли использовать в своих конструкциях «скиннные» колонны, которые имеют прямоугольную форму (широкую и тонкую), чтобы их можно было спрятать в стены.
Основы железобетонной конструкции
Именно сочетание бетона и стали придает железобетону огромную прочность. Бетон твердый и не поддается сжатию, но он хрупкий и легко трескается. Сталь удерживает бетон вместе, он не будет легко растягиваться или ломаться. Когда мы объединяем эти два материала, мы получаем очень прочный материал, если сталь правильно спроектирована и расположена внутри бетона.
Положение стали очень важно. В железобетонном полу мы используем два отдельных слоя горизонтальных стальных стержней, встроенных в бетон. Теперь, если мы положим груз на пол, пол будет пытаться провисать, но для этого верхние стальные стержни должны будут сжиматься или сгибаться, и / или нижние стержни должны будут растягиваться или ломаться.
Если два слоя стали расположены близко друг к другу, то количество стальных стержней, которое необходимо сжать или растянуть для обеспечения провисания, будет небольшим, и пол будет не очень прочным, но если мы увеличим расстояние между слоями стали, величина растяжения и сжатие стали, необходимое для провисания, намного больше — пол будет намного прочнее.
Сталь, которую мы используем, спроектирована так, чтобы быть достаточно прочной, чтобы она не ломалась и не растягивалась, а бетон спроектирован так, чтобы быть достаточно толстым, чтобы жестко удерживать сталь и не растрескиваться.
Если мы рассмотрим тот же эффект в бетонной колонне, мы увидим, что прочность колонны очень сильно определяется размером стальных стержней и расстоянием между стержнями внутри бетона.
В большинстве случаев колонны удерживают вещи, они должны выдерживать только вес, однако существует много обстоятельств (например, во время землетрясений), когда на колонны действуют боковые силы, и поэтому они должны быть способны противостоять растрескиванию или изгибу.
Легко понять, что если мы сделаем бетонную колонну с одним стержнем из стали в центре, она легко согнется и расколется.
Если мы поместим четыре (или более) стальных стержня в форме квадрата вниз по центру колонны, точно так же как пол, для того, чтобы столбец согнулся, некоторые стержни должны будут сжаться, в то время как другим придется растянуть или сломать и чем дальше друг от друга перекладины (хотя они все еще заключены в бетон), тем больше колонна будет противостоять изгибу.
