 |
Деформации при длительном действии нагрузки
|
|
|
|
При длительном действии нагрузки обнаруживается постепенное снижение сопротивления бетона (ниспадающая ветвь диаграммы σb – εb). При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются.
Участок 0-1 (рис. 10) характеризует деформации, возникающие при загружении. Участок 1-2 характеризует нарастание неупругих деформаций при постоянном значении напряжений.
Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций с течением времени при постоянных напряжениях, называют ползучестью бетона
При длительном действии постоянной нагрузки, если деформации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Когда связи в бетоне (например, арматура) ограничивают свободное развитие ползучести, то напряжения в бетоне уменьшаются. То есть происходит перераспределение внутренних напряжений между бетоном и арматурой.
Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформации 
, называют релаксацией напряжений.
Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением количества геля при твердении цементного камня. С течением времени процесс перераспределения напряжений с гелевой составляющей на кристаллический сросток и зерна заполнителей затухает и деформирование прекращается.
Величина деформаций ползучести в конечном итоге не зависит от скорости нагружения образца. Ползучесть бетона увеличивается с ростом напряжений. Загруженный в раннем возрасте бетон обладает большей ползучестью, чем старый. Ползучесть бетона в сухой среде больше, чем во влажной. С увеличением В/Ц и количества цемента на единицу объема бетонной смеси ползучесть возрастает. С повышением прочности зерен заполнителей, повышением прочности бетона, его класса ползучесть уменьшается.
|
|
|
Деформации бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки
Многократное повторение действия нагрузки приводит к накапливанию неупругих деформаций (рис. 11). После большого количества циклов эти деформации постепенно выбираются, ползучесть достигает предельного значения, бетон начинает работать упруго.
С каждым последующим циклом кривая зависимости σb – εb постепенно становится прямой, характеризующей упругую работу. Такой характер работы наблюдается при 
. При больших значениях 
неупругие деформации начинают неограниченно расти, при этом кривизна σb – εb меняет знак.
Рис. 11. Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне
при многократном повторном загружении бетонного образца:
1 – первичная кривая; 2 – конечная кривая.
Предельные деформации бетона перед разрушением
Это предельная сжимаемость 
и предельная растяжимость 
. Зависят от:
- прочности бетона;
- класса бетона;
- состава бетона;
- длительности приложения нагрузки.
При сжатии в среднем 
.
При растяжении в среднем 
.
При изгибе в крайнем сжатом волокне в среднем 
.
Модуль деформации
Начальный модуль упругости бетона (рис. 12) при сжатии Еb соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении:
.
Модуль полных деформаций бетона (рис.12) при сжатии 
соответствует полным деформациям; является величиной переменной:
,
где α – угол наклона касательной к кривой σb – εb в точке с заданным напряжением.
Для расчета железобетонных конструкций пользуются средним модулем или модулем упругопластичности бетона, представляющим собой тангенс угла наклона секущей в точке на кривой σb – εb с заданным напряжением (рис. 12):
|
|
|
.
Зависимость между начальным модулем упругости бетона и модулем упругопластичности:
,
где 
- коэффициент упругопластичных деформаций бетона; ν изменяется от 1 до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки коэффициент ν уменьшается.
Лекция №4. Арматура
Виды арматуры
1. По материалу:
а) стальная;
б) стеклопластиковая;
в) углепластиковая.
2. По назначению:
а) рабочая – это арматура, которая определяется расчетом и обеспечивает прочность конструкции;
б) конструктивная – это арматура, которая также обеспечивает прочность конструктивных элементов и узлов, но расчетом не определяется, а устанавливается из практики проектирования и эксплуатации конструкций;
в) арматура косвенного армирования – это арматура, устанавливаемая в сжатых элементах в основном в местах больших локальных напряжений, для сдерживания поперечных деформаций;
г) монтажная – арматура, служащая для обеспечения проектного положения рабочей и равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей арматуры.
3. По способу изготовления:
а) стержневая, горячекатаная (d = 6…40 мм);
б) проволочная, холоднотянутая (d = 3…6 мм).
4. По виду поверхности:
а) гладкая;
б) периодического профиля (рифленая).
5. По способу применения:
а) напрягаемая, подвергнутая предварительному натяжению до эксплуатации;
б) ненапрягаемая.
6. По изгибной жесткости:
а) гибкая (стержневая и проволочная);
б) жесткая (из прокатных профилей).
7. По способу упрочнения:
а) термически упрочненная, т.е. подвергнутая термической обработке;
б) упрочненная в холодном состоянии – вытяжкой или волочением.
|
|
|
