Деформативные свойства бетона

Виды деформаций бетона

Деформативные свойства бетона учитывают при проектировании железобетонных конструкций, так как они оказывают большое влияние на качество и долговечность бетонных и железобетонных сооружений.

Условно деформации бетона можно разделить на следующие виды:

- собственные деформации бетонной смеси (первоначальная усадка) и затвердевшего бетона (усадка и расширение), возникающие под действием физико-химических процессов, протекающих в бетоне;

- деформации от действия внешних нагрузок. При этом различают деформации от кратковременного действия нагрузок, от длительного действия и деформации от многократно повторных загружений;

- температурные деформации бетона.

Деформативность. Если при обычном (кратковременном) испытании загружать бетонный образец ступенями, т. е. после каждого приращения нагрузки выдерживать образец некоторое время при неизменном напряжении, то диаграмма напряжение – деформация (σ–ε) будет иметь ступенчатый вид (обозначена пунктиром). Наклонные участки диаграммы соответствуют мгновенным (упругим) деформациям, горизонтальные – росту деформаций со времени при постоянной нагрузке, что характеризует ползучесть бетона. Таким образом, полная деформация бетона ε в этом случае (при напряжениях σ^`_б) складывается из упругих деформаций ε_у и деформаций ползучести ε_п. При относительно высоких напряжениях σ^``_б, приближающихся к пределу прочности, вследствие развития трещин в структуре бетона процесс деформирования становится не полностью упругим даже при мгновенном нагружении. Наклонные участки диаграммы искривляются за счет появления деформации ε_т связанной с трещинообразованяем в структуре бетона.Таким образом,

ε=ε_у+ε_п+ε_т.

При достаточно большом количестве ступеней или при непрерывном нагружении зависимость (σ-ε превращается в плавную кривую (сплошная линия).

Диаграмма зависимости σ–ε при сжатии и растяжении бетона:

1 –упругие деформации;

2 – секущая;

3 — полные деформации

При длительном загружении бетонного образца постоянной нагрузкой упомянутые выше деформации ползучести непрерывно нарастают с постепенно затухающей скоростью. Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышать величину упругой деформации. Деформации ползучести складываются из двух компонент: а) линейной, прямо пропорциональной действующим напряжениям (эта компонента связана с особыми свойствами цементного геля); б) нелинейной, зависящей в основном от развития трещин в структуре бетона (последние деформации становятся заметными лишь при относительно высоких напряжениях – порядка 0,5 R_пр)

Многократно повторное нагружение бетона при напряжениях, не превышающих предела выносливости R_в, приводит к постепенному накапливанию неупругих деформаций, но после достаточно большого числа циклов эти неупругие деформации как бы «выбираются» и бетон становится практически упругим. При напряжениях выше R_в после некоторого числа циклов деформации начинают неограниченно расти. Это свидетельствует о приближающемся разрушении образца.

Предельные деформации бетона непосредственно перед разрушением зависят от ряда факторов и в первом приближении могут быть приняты равными: при осевом сжатии ε_бц =2·10^-3, в сжатой зоне при изгибе – ε·10^-3, при растяжении – 0,15·10^-3.

• Классификация арматуры. Арматуру железобетонных конструкций по ее назначению делят на рабочую (устанавливаемую по расчету для восприятия действующих усилий) и монтажную (устанавливаемую по конструктивным или технологическим соображениям). Рабочую и монтажную арматуру объединяют в сварные (или вязаные) сетки и каркасы.

По технологии изготовления различают арматуру

– горячекатаную стержневую

–холоднотянутую проволочную.

Стержневая арматура может быть подвергнута последующему упрочнению – термическому или вытяжкой. По форме поверхности арматура бывает гладкой или периодического профиля. По способу применения различают напрягаемую (для создания предварительно напрягаемых конструкций) и обычную,ненапрягаемую.

Арматура периодического профиля: