Деформативность бетона

Виды деформации:

- силовые (возникают при воздействии внешней нагрузки)

-- упругие, которые при сжатии полностью восстанавливаются

-- пластичные (после снятия нагрузки не восстанавливаются)

-- упруго пластические (часть материала восстанавливается после снятия нагрузки, а часть не восстанавливается)

- несиловые (при изменении температуры, при усадке, при набухании)

Усадка – уменьшение объема бетона твердеющего в сухой среде, влажностью меньше 75%.

Набухание – увеличение объема бетона твердеющего под водой.

Упругие деформации не меняются и они прямо пропорциональны напряжениям, но не зависят от напряжения и угол наклона α везде одинаковый.

Пластические деформации зависят от напряжения и от времени.

Ползучесть бетона - процесс накопления пластических деформаций с течение времени. Если напряжение не превышает критических значений, то суммарная деформация имеет одно и то же значение и не зависит от способа нагружения.

При однократном сжатии кратковременной нагрузкой образуется кривая σ_е,это обусловлено мгновенными пластическими деформациями бетона Е _pl при разгрузке призмы эти деформации не восстанавливаются, в следствии его образуется петля гистерезиса (2), площадь петли означает энергию, рассеянную единицей объема тела за один цикл нагружения, за счет несовершенства деформативных свойств материала.

При повторении циклов происходит постепенная выборка неупругих деформаций. При этом площадь петли гистерезиса постепенно уменьшается, либо увеличивается.

Начальный модуль упругости E_b определяется при низких напряжениях не превышающих 0,3 от разрушающего напряжения и описывает только упругие деформации (кассательная проведенная кривой 2 в точке совпадения с началом координат (прямая1)).

Секущий модуль – прямая, соединяющая прямую деформации с какой либо точкой кривой 2.

Предельные деформации при сжатии и растяжении

Предельные деформации – при растяжении понимают относительное среднее удлинение (0,1/0,2 мм/м) в момент разрушения центрально растянутых образцов бетона.

Предельная растяжимость возрастает при влажном хранении с увеличением длительности приложения нагрузки и уменьшается с повышением прочности и плотности бетона. От предельной растяжимости зависит сопротивляемость растянутых зон ЖБ элементов образованию трещин. Пока трещин нет деформации в арматуре и бетоне одинаковы. Перед образованием трещин в арматуре в 2 раза напряжение выше, чем в бетоне. Предельные поперечные деформации E_v при сжатии и растяжении определяются по продольным относительным деформациям сжатия E_bu и растяжения E_btu посредством коэффициента поперечной деформации (коэффициент Пуассона)

Образование трещин сказывается на морозо- и коррозионную стойкость бетона.

Лекция 5

Лекция 6

Прочностные и деформативные характеристики арматуры

Арматура – гибкие или жесткие стальные стрежни, размещенные в массе бетона в соответствии с эпюрами изгибающих моментов, поперечными и продольными силами, действующими на конструкцию в стадии ее эксплуатации.

Назначение арматуры – воспринимать растягивающие усилия, при изгибе, сжатии и растяжении, а так же усадочные и температурные напряжения. В результате сцепления арматуры с бетоном, конструкция работает под нагрузкой как одно монолитное тело. Гибкую арматуру применяют в виде отдельных стержней или проволоки, в виде сеток и каркасов из них, а жесткую в виде стальных прокатных уголков, швеллеров, двутавров и т.д.. До твердения бетона жесткую арматуру используют как металлическую конструкцию, работающую на нагрузку от собственного веса, гибкая арматура наиболее экономична.

Арматура должна отвечать требованиям:

- надежно работать совместно с бетоном

- использоваться до физического или условного предела текучести при исчерпании несущей способности.

Арматуру классифицируют:

1. По функциональному назначению:

- рабочая (определяется расчетом; опирание ЖБ плиты на стену должно быть не менее 120 мм)

- - продольная (располагается параллельно наружным граням элементов (1))

- - поперечная (направляется перпендикулярно продольной (4))

Содержание рабочей продольной арматуры в элементах ЖБ конструкций определяют отношение общей площади сечения арматуры A_s к общей площади бетона A_b и это соотношение называется коэффициентом армирования:

Монтажная арматура – арматура, которая устраивается без расчета и предназначена для сохранения проектного положения продольной и поперечной арматуры в конструкциях при ее бетонировании.

Распределительная арматура (2) – предназначена для равномерного распределения сосредоточенного усилия между отдельными стержнями рабочей продольной арматуры.

Диаметр монтажной арматуры принимают не меньше 10 мм и не меньше диаметра поперечной арматуры.

Гибкая арматура обладает пластичностью, хорошей свариваемостью, высокой прочностью и пределом выносливости.

Различают арматуру:

- горячекатанную ( в виде отдельных стержней круглого, квадратного и других сечений.

Класс такой арматуры обозначается как:

АI, II, III, IV, V, VI, VII – классы не подвергнутые термической обработке. Чем выше цифра, тем выше прочность.

Ат-IV- АтVI – термические и термомеханические упрочненные арматуры.

А-IIIв – арматура упрочненная вытяжкой.

Ат-Vк – арматура с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию.

Ат-IVС – арматура с повышенной свариваемостью)

- холоднотянутая арматура (стальная проволочная арматура.

Обозначается ВI, II – гладкая, высокопрочная,

ВрI – рифленая,

ВпII – высокопрочная рифленая,

К-7, К-19 – проволочные канаты семи и девятнадцати стержневые.)

- ненапрягаемая (укладывается в изделия без предварительного натяжения. Стержневую арматуру производят в виде прутков длиной от 6,5 до 14 м, что вызывает необходимость стыкования их между собой.

Виды стыкования:

1. сварные

1.1 контактный стык – является наиболее экономичным, не требует дополнительного металаа и довольно надежный.

2. ванный в инвентарной форме

2. стык с накладками – используются металлические накладки, которые привариваются.

2. соединение в нахлестку

2. контактно-точечная сварка. (используют при изготовлении сеток))

Лекция 7

Внахлестку соединяют сварные и вязанные каркасы и стежки при диаметре рабочей арматуры не более 36 мм рабочие стержни можно располагать в разных или в одной плоскости.

1. Расположение стержней в разных плоскостях:

2. Расположение стержней в одной плоскости:

На длине нахлестки l располагают не менее двух поперечных стержней и приваривают их ко всем продольным стержням сетки и каркаса. Конструкцию армируют, укрупненными арматурными элементами в виде сварных сеток, включающих в себя рабочую, ненапрягаемую арматуру, монтажную, конструктивную арматуры, закладные детали монтажной петли. Арматурные сети выполняют в виде рулонов и плоских сеток.

1. Рулонная арматурная сетка:

2. Плоская

D – диаметр рабочих стержней продольная

d – диаметр распределительных стержней поперечная

A – ширина сетки

a, b – расстояния между стержнями

l, u, k – выпуски.

Наименование сетки:

так же изготавливаются стальные каркасы.

Каркасы бывают плоские и пространственные.

Плоская рабочая арматура в два ряда:

Пространственный: