61 Прочность бетона при сжатии, растяжении, изгибе и срезе при длительных и повторных нагрузках.

Прочность- способность сопротивляться внеш. возд. не разрушаясь. Прочность зависит от:

-структуры; - вида напряженного состояния; -формы и размеров образца; Длительности действия нагрузки.

Прочность бетона на сжатие f_с , как мах сжимающее напряжение в бетоне при одноосном напряженном состоянии. Среднее значение прочности, получаемое по рез-там испытаний серии опытных образцов, обозначают f_сm. Следующими величинами, непосредственно вытекающими из таким образом определенной средней прочности на сжатие являются:

- гарантированная прочность бетона, определяемая как прочность бетона на осевое сжатие, установл. с учетом статической изменчивости в соответствии с требованиями действующих стандартов на кубах со стороной 15 см, гарантируемая предприятием производителем и обозначаемая f_c^G,_cube ;

- мера качества бетона, определяемая как класс по прочности на сжатие, соотв. его гарантированной прочности и обозначаемая буквой С и числами, выражающими значения нормативного сопротивления и гарантированной прочности в Н/мм² (МПа), например С12/15, где перед чертой – значение норм. сопротивления f_сk , после черты – гарантированная прочность бетона f_c^G,_cube ;

- нормат. сопротивление бетона сжатию (f_сk) – контролируемая прочностная характеристика бетона, опред. с учетом статистической изменчивости. В качестве базового числов. значения обеспеченности норм. значений прочностных характеристик принимается величина 0,95;

- расч. прочность бетона или его расч. сопртивление, кот. определяют как величину, получаемую в рез-те деления норм. сопротивления на коэффициент безопасности для бетона γ_с.

Для перехода от гарантированной прочности в норм. сопротивлению бетона служит т.н. коэффициент призменной или цилиндрической прочности, характеризующей отношение прочности, установленной на призмах или цилиндрах к кубиковой прочности (0,6…1).

Норм. сопротивление бетона определяется в завис. от его гарантир. прочности при постоян. значении переходного коэффициента k_p=0,8.

f_сk = 0,8f_c^G,_cube ;

где f_сk – норм. сопротивление бетона;

f_c^G,_cube –гарант. прочность бетона.

Среднюю прочность бетона на сжатие f_сm определяют с некоторым запасом.

f_сm= f_сk + 8 (МПа).

Классы для тяж., в т.ч. напрягающих: С8/10, С12/15; С16/20, С20/25; С25/30; С30/37; С35/45; С40/50; и др. до С90/105.

- для легких LC8/10….LC45/50.

В основном взамосвязь между средней прочностью бетона на растяжение и его средней прочностью на сжатие принимают по предложению Фере в виде:

f_сtm=α_r·f_cm^2/3,

где f_сtm, f_cm – соотв. средняя прочность бетона на растяж. и на сжатие;

α_r – опытный (эмпирический) коэффициент, которое м.б. принято 0,3, тогда

f_сtk=0,7 f_сtm =0,21f_ck^2/3.

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

f_сt,ax=0,9f_сt,sp ,

f_сt,ax=0,5 f_сt,fl .

f_сt,ax- прочность бетона на осевое растяжение;

f_сt,sp – прочность беона на растяжение при раскалывании образцов;

f_сt,fl - прочность бетона на растяжение при изгибе.

Пр. при местн. сжатии (смятие) f_cud=при действии сжимающей силы напряжения в толще бетона распространяются под 45º. При этом бетон под площадкой смятия может выдержать напряжение больше призменной прочности, окруж. бетон создает эффект обоймы.

Прочность на срез - в реальных конструкция срез в чистом виде не встречается, ему сопутствуют продольные усилия значения временного сопротивления в нормах не приводится. Вычисл. по эмпирическим формулам.

Пр.бет. при многократно повт. нагр. - при действии нагрузок с повторяемостью неск. млн. циклов врем. Сопрот. Сжатию уменьшается из-за развития микротрещин. Предел прочности зависит от кол-ва циклов и от их ассиметрии.

Динамическая пр. бет. -при динам. нагр. большой интенсивности и малой продолжительности происходит увеличение временного сопротивления бетона. Это объясняется энергопоглощ. способностью бетона, работающего в течении короткого промежутка нагружений только упруго:

Rd=Kd*Rb

В СНиП определяет прочность бетона на сжатие как max. Сжимающее напряжение в бетоне при одноосном напряженном состоянии

При длит. действии нагрузки развив-ся значительн. упруг. деф-ции и возникает структурное изменение б-на.Б-он разрушается при напряжениях меньших прочности б-на на осевое сжатие. Рпи действии нагрузок с повторяемостью в несколько млн. циклов проч-ть б-на уменьшается из-за развития микротрещин. Предел прочности зависит от кол-ва циклови от ассиметрии цикла .