3. Классы и марки бетона: методы определения, использования при проектировании ж/б конструкций

СНиП 2.03.01-84* приводит механические свойства и основы расчетные методики для тяжелых бетонов средней плотности, легкого, ячеистого и самонапрягающегося. Остальные бетоны рассчитывают по специальным нормативным документам.

В нормативах прочностные свойства бетона определяют:

- классом по прочности на сжатие (В). Для тяжелых бетонов классы от В 3,5 до В 60.

Класс – кубковая прочность бетона в МПа, определенная с надежностью 95% по стандартной методике с последующей привязкой к стандартам ряда.

Зная класс бетона по нормам мы можем установить расчетное сопротивление бетона при сжатии ( ) – призменная прочность с надежностью более 99%.

- классом бетона по прочности на растяжение, определяемый для конструкций, основной работой которых является работа на растяжение, - прочность при растяжении в МПа с надежностью 95% по стандартной методике с последующей привязкой к стандартному ряду.

Помимо прочностных свойств у бетона различают 4 марки:

- марка по морозостойкости (F50-500) – количество циклов замораживания и оттаивания бетона водонасыщенном состоянии, при котором снижение прочности бетона не превышает установленных норм, а внешние признаки разрушения отсутствуют.

Марку по морозостойкости принимают для конструкций, подвергающихся в увлажненном состоянии действию попеременного замораживания и оттаивания.

- марка по водонепроницаемости (W2-12) – наибольшее давление воды (МПа), при котором не наблюдается просачивание через стандартный образец, испытанный по условиям государственного стандарта. Марку по водонепроницаемости принимают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости

- марка по средней плотности (D 800-2000) гарантированная собственная масса бетона (кг/м³), контролируемую на базовых образцах в установленные сроки, согласно государственным стандартам. Марку по средней плотности принимают для конструкций, к которым предъявляют требования теплоизоляции.

- марка бетона по самонапряжению (S_p 0,6-4) гарантированное значение предварительного напряжения в бетоне (МПа), создаваемое в результате его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1% и контролируемое на базовых образцах в установленные сроки, согласно государственному стандарту. Эту марку принимают для самонапрягающихся конструкциях в зависимости от требований по трещиностойкости жесткости.

Класс по прочности при растяжении указывают во всех проектах ЖБК. Все остальные указывают только при необходимости.

Чем больше требуемых характеристик в проекте, тем дороже обойдется конструкция.

4. Классы стальной арматуры. Рабочие диаграммы ( ) арматуры, для ж/б. Механические характеристики арматуры.

Под арматурой понимают гибкие или жесткие стальные стержни, 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, внецентренном сжатии, центральном и внецентренном растяжении), а также усадочные и температурные напряжения в элементах конструкций.

Арматуру классифицируют по функциональному назначению, способу изготовления и виду поверхности. По функциональному назначению различают арматуру рабочую и монтажную.

Под рабочей понимают арматуру, площадь сечения которой определяют расчетом на действие внешней нагрузок. Под монтажной понимают арматуру, устанавливаемую без расчета (по конструктивным или технологическим соображениям).

Способ изготовления и форма поверхности определяют вид арматуры. Различают арматуру: горячекатаную стержневую, холоднотянутую проволочную и термически упрочненную гладкую и периодического профиля, напрягаемую и ненапрягаемую. В зависимости от предела текучести (физического или условного) всю арматуру разделяют на классы:

А I диаметр 6-40мм (гладкая)

А II диаметр 10-40 мм (периодического профиля)

А III диаметр 6-40 мм

А IV диаметр 10-28 мм

А V диаметр 10-32 мм

А VI диаметр 10-28 мм

А VII диаметр 10-28 мм.

Проволочная арматура (от слова волочение, через фильеры), делится на классы:

Вр I диаметр 3, 4, 5 мм низкоуглеродистая периодического профиля.

В II диаметр 3-8 мм, высокоуглеродистая гладкая

Вр III диаметр 3-8 высокоуглеродистая рифленая.

К-7 диаметр 6, 9, 12, 15

К -19 диаметр 14.

1

Для стержневой арматуры повышенной прочности и высокопрочной проволоки, так называемых твердых сталей, четкого предела текучести на диаграмме нет, поэтому пользуются понятием условного предела упругости и условного предела текучести. За условный предел упругости принимают напряжение, при котором возникают остаточные относительные деформации, равные 0,02% от предельных остаточных деформаций. Это напряжение обозначают . За условный предел текучести принимают напряжение, соответствующее остаточным деформациям величиной 0,2%. Основным показателем прочности является временное сопротивление разрыву

При действии многократно повторяющейся нагрузки величина предела текучести стали снижается, а разрушение приобретает хрупкий характер. Это снижение тем больше, чем больше число повторений нагрузки и чем меньше коэффициент асимметрии цикла.

За предел выносливости принимают прочность, при которой не наблюдается хрупкого разрушения стали при числе циклов раз.

Нормами механические характеристики арматуры характеризуются 5 величинами: , где коэффициент надежности арматуры, расчетное сопротивление стали при растяжении;

- нормативное сопротивление стали при растяжении, за него принимают физический или условный предел текучести с надежностью 95%;

- расчетное сопротивление поперечной арматуры при растяжении, принимают равными соответствующим расчетным сопротивлениям арматуры растяжению, но не более 400 МПа. - предельная сжимаемость бетона ;

- модуль упругости стали.