8. Предельные деформации бетона. Модуль деформаций.
Характеристикой упруго-пластических свойств бетона является его модуль деформаций, устанавливающий зависимость между напряжениями и относительными деформациями в любой точке диаграммы деформирования. Учитывая нелинейную связь между напряжениями и деформациями обычно используют при определении модуля продольных деформаций:
– мгновенный модуль полных деформацийЕс, выражаемый тангенсом угла наклона касательной к кривой, описывающей диаграмму «s–e» в ее произвольной точке (рис. 3.6);
– средний модуль упругости Ecm, выражаемый тангенсом угла наклона секущей, проходящей через начало координат (s = 0) и точку на кривой при sе = 0,4fcm;
– начальный модуль упругости Ecо, выражаемый тангенсом угла наклона касательной к кривой, описывающей диаграмму «s–e», и проходящей в начале координат (sс = 0).
Величину среднего модуля упругости для тяжелого и мелкозернистого бетонов в соответствии с нормами определяют по эмпирической формуле вида (МПа):
(3.1)
Нормы проектирования железобетонных конструкций устанавливают значения среднего модуля упругости Ecm, основанные на структурно-механической модели бетона с учетом технологических свойств бетонной смеси.
Значения относительных деформаций в параметрических точках диаграммы деформирования бетона при осевом сжатии
Как было показано выше, при расчетах железобетонных конструкций диаграмма деформирования (состояния) рассматривается как обобщенная характеристика механических свойств бетона. Для ее аналитического описания, а также для определения критерия наступления предельного состояния конструкции, необходимо иметь обоснованные значения относительных деформаций в параметрических точках: eс1 – относительной деформации, соответствующей пиковым напряжениям диаграммы, и ecu – предельной деформации бетона при сжатии.
Нормы устанавливают значения относительной деформации eс1 в зависимости от класса бетона, соблюдая установленную тенденцию к ее возрастанию с ростом прочности материала. При этом численные значения, внесенные в СНБ 5.03.01-02 приняты с некоторым обоснованным запасом в сторону обеспечения безопасности конструкции. Особенно это характерно для высокопрочных бетонов (выше С50/60).
Если принятые в нормах численные значения относительной деформации eс1отражают единую тенденцию возрастания этой величины с ростом прочности бетона, то в отношении назначения предельной относительной деформации (предельной сжимаемости) ecu у специалистов нет единого мнения. Нормы предлагают принимать предельную относительную деформацию для бетонов нормальной прочности (до С50/60 включительно) постоянной и равной ecu = 3,5 ‰
До того, как бетон той или иной марки применить для строительства коттеджа или дома, материал проходит ряд испытаний при различных климатических условиях и разных строительных технологиях. Результаты испытаний бетонов предельных деформаций при осевом сжатии, растяжении и растяжении при изгибе, а также поперечные деформации, соответствующие нижней границе трещинообразования.