
- •Конспект лекцій
- •Короткий історичний нарис виникнення залізобетонних конструкцій
- •1.3 Властивості та галузі застосування залізобетонних конструкцій
- •1.4 Поняття про попередньо напружені конструкції
- •Лекція №2
- •Класифікація залізобетонних конструкцій за напруженим станом і призначенням. Види збк за способом їх спорудження
- •2.2 Матеріали для кам’яних і армокам’яних конструкцій. Частини будинків і споруд, які виконують із каменю
- •Матеріали для залізобетонних і кам’яних конструкцій та їх фізико-механічні властивості Лекція № 3 фізичні властивості, міцність бетону
- •3.1 Види бетону. Структура бетону та її вплив на міцність і деформативність
- •3.2 Міцність бетону
- •Лекція №4 деформативність бетону
- •4.1 Несилові деформації бетону
- •4.2 Силові деформації бетону
- •Лекція №5 арматура для залізобетонних конструкцій
- •5.1 Види арматури за призначенням
- •5.2 Фізико-механічні властивості арматурної сталі
- •5.3 Класифікація арматури
- •5.4 Арматурні вироби
- •5.5 Стики й перетини арматури
- •Лекція №6 фізико-механічні властивості залізобетону
- •6.1 Усадка та повзучість залізобетону
- •6.2 Зчеплення арматури з бетоном
- •6.3 Анкерування арматури
- •6.4 Захисний шар бетону
- •6.5 Корозія залізобетону
- •Лекція №7 кам'яна та армокам'яна кладка
- •7.1 Міцнісні характеристики кам'яної кладки
- •7.2 Деформативність кладки
- •7.3 Армування кладки
- •Загальні положення про розрахунок будівельних конструкцій Лекція № 8 методи розрахунку за допустимими напруженнями та руйнівними зусиллями
- •8.1 Види та етапи розрахунків, їх завдання
- •8.2 Поняття про стадії напружено-деформованого стану залізобетонних елементів
- •8.3 Основні положення методу розрахунку збк за допустимими напруженнями
- •8.4 Основні положення методу розрахунку збк за руйнівними зусиллями
- •Лекція № 9 основні положення методу розрахунку за граничними станами
- •9.1 Суть методу
- •9.2 Характеристичні та розрахункові значення навантажень. Сполучення навантажень
- •9.3 Характеристичні та розрахункові значення опорів матеріалів
- •9.4 Коефіцієнти надійності за відповідальністю
- •9.5 Суть розрахунку за граничними станами
- •Основи проектування (розрахунку і конструювання) залізобетонних і кам'яних конструкцій Лекція №10 розрахунок міцності згинальних елементів за нормальНиМи перерізами згідно сніп [8]
- •10.1 Передумови розрахунку
- •Лекція №11 розрахунок міцності згинальних елементів за нормальними перерізами згідно дбн [10, 11]
- •11.1 Недоліки розрахунку міцності за сНіП
- •11.2 Залежності «напруження – деформації» для бетону й арматури
- •11.3 Розрахунок елементів прямокутного профілю з одиничним армуванням
- •Лекція № 12
- •12.1 Розрахунок елементів прямокутного перерізу з подвійним армуванням
- •12.3 Конструктивні вимоги до армування елементів, що згинаються
- •Лекція №13 розрахунок міцності згинальних елементів за похилими перерізами
- •13.1 Можливі випадки руйнування похилого перерізу
- •13.2 Еволюція методів розрахунку похилого перерізу
- •Розрахунок похилих перерізів на дію згинального моменту [8]. Умову міцності похилих перерізів за згинальним моментом (рис. 57, б)записують як
- •Міцність похилої стиснутої смуги[8]. Експериментально встановлено, що додержання умови
- •13.3 Розрахунок несучої здатності залізобетонних перерізів, похилих до поздовжньої осі згідно дбн [10, 11]
- •Лекція №14 розрахунок міцності залізобетонних елементів прямокутного поперечного перерізу при стиску
- •14.1 Правила проектування
- •Лекція №15 розрахунок елементів кам'яних конструкцій
- •15.1 Стіни із неармованої кам'яної кладки при дії вертикальних навантажень.
- •15.1 Стіни із неармованої кам'яної кладки при дії вертикальних навантажень
- •15.2 Кам'яні стіни при зосереджених навантаженнях
- •15.3 Кам'яні стіни при зсувних і горизонтальних навантаженнях
- •Список літератури
Лекція №4 деформативність бетону
4.1 Несилові деформації бетону.
4.2 Силові деформації бетону: деформації бетону при короткочасній дії навантаження, деформації бетону при тривалій дії навантаження, повзучість бетону, деформації бетону при багаторазово повторюваному навантаженні, граничні деформації бетону, модуль деформацій бетону.
Література: 1, С. 21 – 25.
4.1 Несилові деформації бетону
Під деформативністю твердих тіл розуміють їх здатність змінювати розміри та форму під впливом силових і несилових факторів. Деформації бувають силові, що розвиваються за лінією дії сили, й несилові (об'ємні). Силові деформації поділяють на пружні та пластичні, а також класифікують за часом прикладання навантаження на деформації при: одноразовому короткочасному; тривалій дії; багаторазово прикладеному навантаженні. До несилових деформацій належать усадка, набухання й температурні (вкорочення або подовження) деформації.
Усадка
–
це
зменшення об'єму
бетону під час твердіння його на повітрі.
На неї суттєво впливають кількість
цементу, його вид, W/C відношення,
температурно-вологісний режим, при
якому твердіє бетон, вид заповнювачів.
Відносна деформація усадки
становить (30 – 70)х10-5.
Вільній усадці цементного каменю в
початковий період твердіння бетону
перешкоджають заповнювачі, котрі стають
внутрішніми в'язями
й викликають у цементному камені
початкові напруження розтягу. По мірі
твердіння гелю кристалічні утворення
також виступають у ролі в'язей.
Нерівномірне висихання бетону за об'ємом
призводить до нерівномірної усадки, а
це, в свою чергу, до виникнення початкових
усадкових напружень: розтягу на відкритих
зовнішніх поверхнях зразка, котрі швидко
сохнуть, і стиску у внутрішньому, більш
вологому його об'ємі.
Наслідком початкових напружень розтягу
є усадкові тріщини в бетоні, особливо
на поверхні елементів (рис. 15). Зменшення
усадки, усадкових напружень і розвитку
тріщин можна досягнути як технологічними
(добором гранулометричного складу та
виду заповнювачів із метою зменшення
їх поверхні й об'єму
пустот, а також зменшенням витрат цементу
та W/C співвідношення; збільшенням
щільності бетону; зволоженням відкритої
поверхні його), так і конструктивними
засобами (відповідним армуванням
конструкцій і влаштуванням усадкових
швів у них).
Повна деформація усадки складається із двох компонент
,
(6)
де
– деформація усадки при висиханні,
– деформація внутришньої усадки. Перша
розвивається повільніше, оскільки
залежить від міграції води у бетоні при
його твердінні, більша частина другої
реалізується в перші години після
бетонування та лінійно залежить від
його міцності.
Розвиток деформації усадки при висиханні описується функцією
,
(7)
де
–
коефіцієнт, який залежить від умовного
розміру поперечного перерізу елемента
(
–
площа бетонного перерізу), u
– периметр тієї його частини, що зазнає
висушування (
коливається від 1,0 до 0,7);
,
(8)
де t – вік бетону на момент, що розглядається; ts – вік бетону на початку висихання (як правило, це час завершення догляду за бетоном).
Кінцеве
значення деформації усадки при висиханні
.
Номінальне її початкове значення
(очікуване середнє значення з коефіцієнтом
варіації близько 30 %) може бути прийняте
за нормами залежно від класу бетону та
відносної вологості.
Деформації внутрішньої усадки визначають як
,
(9)
де
,
а
,
тут t
приймається
у добах.
Усадку бетону враховують у деяких розрахунках ЗБК, наприклад, при визначенні втрат попереднього напруження арматури в попередньо напружених конструкціях та розрахунку тріщиностійкості ЗБК.
Рисунок 15 − Усадка бетону: 1 − фрагмент бетонної балки; 2, 3 − поздовжні й поперечні усадкові тріщини; 4 − зовнішній шар; 5 − внутрішній шар; 6 − напруження розтягу
Під час твердіння у воді відбувається набухання бетону – збільшення його об'єму при сильному зволоженні. Ці деформації значно менші від деформацій усадки, та при розрахунках конструкцій їх до уваги не приймають.
Зі збільшенням температури бетон розширюється, зі зменшенням – укорочується. Зазначені деформації характеризують коефіцієнтом лінійної температурної деформації – відносного подовження (вкорочення) зразка при нагріванні (охолодженні) на 1 °С (у межах зміни температури від – 40 до + 50 °С).