Деформативность бетонов. Ползучесть бетонов
Достоинства и недостатки монолитных, сборных и сборно-монолитных конструкций.
«+» ж/б: прочность, долговечность, огнестойкость, стойкость к атмосферным воздействиям, сопротивляемость динамическим нагрузкам, малые эксплуатационные расходы, возможность использования местного сырья.
«-» ж/б: большая плотность, высокая звуко- и теплопроводность, необходимость выдержки до приобретения прочности в формах опалубки, низкая трещиностойкость растянутой зоны.
Пути преодоления недостатков: применение пустотелых и тонкостенных конструкций, пористых заполнителей, для трещиностойкости применяют предварительное напряжение.
По способу изготовления жбк делятся:
1) сборные - возведение производят из заранее изготовленных элементов («+»: возведение не зависит от погодных условий, возможность механизации и индустриализации; «-»: трудоемкость, высокая стоимость, металлоемкость стыков, нарушение общей пространственной неразрезности);
2) монолитные – возводят из опалубки, арматуры и бетона («+»: пространственная неразрезность, меньшая материалоемкость, хорошая звуко- и теплоизоляция; «-»: большая трудоемкость, продолжительность сроков строительства, зависимость от климатических условий);
3) сборно-монолитные – комплексные конструкции в которых сборный и монолитный ж/б, укладываемый на месте строительства, работают совместно под нагрузкой (сборные элементы выполняют функцию опалубки для монолитного).
Показатели прочности бетонов. Нормативные и расчетные значения.
Для бетона характерно сложное напряженное состояние. При испытании образцов из одной смеси получают не одинаковые показатели – разброс прочности. Прочность зависит от: технологических факторов, времени и условии твердения, формы и размеров образца, вида напряженного состояния, длительность нагружения.
Влияние времени и условий твердения.
Кубиковая прочность.
R – временное сопротивление сжатию бетонных кубов. Rb – временное сопротивление сжатию бетонных призм (призменная прочность бетона).
Для кубов с ребрами: 15 см – R; 10 см – 1,12R; 20 см – 0,93R.
Прочность бетона при растяжении.
Прочность бетона при длительном действии нагрузки.
Rbl – предел длительного сопротивления бетона: на сжатие (0,7..0,95)Rb; при ударе динамическая прочность (1,1..1,12)Rb.
Прочность бетона при многократно-повторных нагрузках.
Характеристика цикла: ρ=σmax/σmin.
Rr – предел прочности бетона при многократно-повторной нагрузке (предел выносливасти). С увеличением числа циклов значение Rr уменьшается. Абсолютный предел выносливости (установившийся) условно принимают на базе циклов 2*10^6. Rr вводят в расчет жбк испытывающих динамические нагрузки.
Нормативные и расчетные значения прочности.
Rb,n – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию. Rbt,n – нормативное сопротивление бетона осевому растяжению. Rb =Rb,n/γbc; Rbt = Rbt,n/γbt.
γbc =1,3 – I ГПС; γbc =1,0 – II ГПС.
γbt =1,5 – I ГПС; γbc =1,0 – II ГПС.
Деформативность бетонов. Ползучесть бетонов.
Деформативность бетонов – способность бетона изменять свои размеры и форму под действием нагрузки и других факторов. Различают силовые деформации (от действия нагрузки) и объемные (усадка).
Деформации бетона при кратковременном действии нагрузки:
С увеличением скорости нагружения неупругие деформации уменьшаются.
Деформации бетона при длительном действии нагрузки:
0-1 – кривизна зависит от скорости нагружения;
1-2 – рост неупругих деформаций при постоянных значениях нагрузки.
Ползучесть увеличивается при: при загружении в более раннем возрасте, в сухой среде, при увеличении кол-ва цемента и водоцементного отношения, при использовании пористых заполнителей.
Ползучесть уменьшается при: при увеличении, при повышении класса бетона, при тепло-влажностной обработке. Ползучесть и усадка развиваются совместно, при этом усадка – объемная деформация, а ползучесть – в направлении действия силы. Релаксация бетона – уменьшение напряжение с течением времени при постоянной величине деформаций. Предельные деформации бетона – относительные деформации при к-х начинается разрушение.
Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:
- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) εbo и εbto;
- начального модуля упругости Eb;
- коэффициента (характеристики) ползучести φb,cr.
Значения предельных относительных деформаций бетона принимают равными: при непродолжительном действии нагрузки: εbo = 0,002 - при осевом сжатии; εbto = 0,0001 - при осевом растяжении; при продолжительном действии нагрузки - по СП в зависимости от относительной влажности окружающей среды. Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно СП.
При продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле Eb,τ=Eb/(1+φb,cr); где φb,cr - коэффициент ползучести, принимаемый согласно СП, в зависимости от условий окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона.