2.3. Сопротивление бетона растяжению

С определенным допущением, при выполнении инженерных расчетов прочность бетона на растяжение принято определять в зависимости от прочности на сжатие. В основном взаимосвязь между средней прочностью бетона на растяжение и его средней прочностью на сжатие принимают в виде:

(2.5)

где f_ctm, f_cm – соответственно средняя прочность бетона на растяжение и на сжатие;

a_r=0,3 –опытный (эмпирический) коэффициент.

Как следует из результатов исследований, принимая сравниваемость уровней коэффициента вариации при определении f_ck, f_ctk, значение нормативного сопротивления бетона растяжению составляет:

(2.6)

Учитывая сложности, возникающие при испытании образцов прямым растяжением, нормативные документы допускают контролировать прочность бетона на растяжение косвенными методами – как прочность на растяжение при изгибе (f_ct,fl) и раскалывании (f_ct,sp). При этом экспериментально установлена взаимосвязь между прочностью бетона на осевое растяжение (f_ct,ax) и его прочностью на растяжение, полученной косвенными методами:

(2.7)

(2.8)

где f_ct,sp – прочность бетона на растяжение при раскалывании образцов;

f_ct,fl – прочность бетона на растяжение при изгибе.

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой структура бетона?

2. Какие стадии диаграммы деформирования « »характеризуют процесс микротрещинообразований в структуре бетона при сжатии?

3. Какие формы образцов бетона применяют для контроля его прочности при сжатии и растяжении?

4. Как влияют размеры образцов на прочность бетона при сжатии?

5. Что означает гарантированная прочность бетона? С какой обеспеченностью она назначается?

6. Что такое «класс бетона по прочности на сжатие»?

7. Каковы основные показатели прочности бетона, и как они устанавливаются?

8. Как влияет время и условия твердения на прочность бетона?

9. Как влияют на прочность бетона длительно действующая и многократно повторная нагрузка?

10. Что такое марка бетона?

Лекция 3. Деформативные свойства бетона

3.1. Диаграмма деформирования бетона

Учитывая всю сложность проблемы, при расчетах железобетонных конструкций в качестве базовых используют прочностные и деформационные характеристики бетона, получаемые в условиях осевого кратковременного сжатия и растяжения. Учет дополнительных факторов (других видов напряженно-деформированного состояния, длительности действия нагрузки и т.д.) выполняют путем трансформаций исходных зависимостей, полученных в условиях осевого кратковременного нагружения.

В соответствии с положениями норм по проектированию железобетонных конструкций диаграмму деформирования (состояния) бетона, устанавливающую связь между напряжениями и продольными относительными деформациями бетона при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки вплоть до установленных ее предельных значений, отвечающих разрушению бетона при однородном напряженном состоянии, следует рассматривать в качестве обобщенной характеристики механических свойств бетона (рис. 3.1, 3.2).

1 – пластины испытательной машины; 2 – опытный образец;

3 – индикаторы часового типа; 4 – контрольно-измерительное устройство, фиксирующее перемещения пластин испытательной машины

Рис. 3.1. Методика получения полных диаграмм деформирования бетона

а) схема измерения деформаций; б) общий вид образца, оснащенного индикатором часового типа.

Рис. 3.2. Общий вид диаграммы деформирования бетона

при осевом кратковременном сжатии

Для математического описания базовой диаграммы деформирования бетона при сжатии, принятой в нормах необходимо иметь обоснованные значения следующих нормируемых параметрических точек:

– напряжений в пиковой точке диаграммы деформирования, соответствующих пределу кратковременной прочности бетона при осевом сжатии;

– относительной продольной деформации e_с1, соответствующей напряжениям в пиковой точке диаграммы;

– относительной продольной деформации e_cu, принятой в качестве предельной деформации бетона при сжатии, соответствующую назначенному уровню напряжения;

– среднего модуля упругости бетона Е_с.