3.Деформативность бетона

Деформации различают: не силовые – усадка, температурно-влажностные и силовые – вызванные силовым воздействием на конструкцию.

Свойство бетона уменьшаться в объеме при твердении называется усадкой, а увеличиваться при твердении в воде – набуханием.

Усадка связана с физико-химическим процессом: уменьшением объема цементного геля – потеря избыточной воды на испарение. Усадка наиболее интенсивно происходит в начальный период твердения, затем затухает. Чем меньше влажность, тем быстрее усадка. При сжатии усадка ускоряется.

При неравномерном высыхании происходит неравномерная усадка, тогда возникают начальные напряжения.

Уменьшить усадку:

- конструктивные меры: устройство усадочных швов – снижение размеров единовременно заливаемых конструкций; установка дополнительной арматуры;

- технологические меры: подбор состава бетона; использование специальных цементов; увлажнение поверхности.

Температурные деформации характеризуются коэффициентом температурного расширения: при изменении температуры от -50 до + 50 .

Силовые деформации бетона. Силовые деформации при однократном кратковременном нагружении состоят из упругих и неупругих деформаций

Предельные деформации бетона перед разрушением:

- при кратковременном действии нагрузки- ,

- при длительном действии нагрузки- ,

При растяжении также деформации состоят из упругой и неупругой частей .

Неупругие деформации с течением времени увеличиваются (максимум прироста первые 3-4 месяца и до нескольких лет).

Свойство бетона деформироваться при _b=const и длительном действии нагрузки называется ползучестью: .

Ползучесть объясняется структурой бетона – перераспределение с гелевой составляющей на кристаллический сросток.

Если имеются связи в бетоне, например арматура, которая стесняет деформации, то _b  const.

Свойство бетона, характеризующееся уменьшением напряжения, при  = const называется релаксацией.

Начальный модуль упругости бетона соответствует только упругим деформациям, определяемый на участке  ≤ R_b

,

 - масштабный коэффициент.

Начальные модуль упругости при растяжении и сжатии принимаются одинаковыми E_b = E_bt .

4.Арматура для железобетонных конструкций

Арматура устанавливается в основном для восприятия растягивающих усилий и для усиления сжатой зоны бетона конструкций.

Арматура, устанавливаемая по расчету, называется рабочей.

Арматура устанавливается из конструктивных и технологических требований – монтажная или конструктивная: она обеспечивает проектное положение рабочей арматуры, распределяет равномерно усилия от усадки и температурные, возможные непроектные механические воздействия.

Рабочая и монтажная арматура объединяется в каркасы и сетки.

Арматуру разделяют по следующим признакам:

1.По технологии изготовления – стержневая, проволочная и канаты.

Стержневая –  6-40мм.

2.По способу поставки - при d ≤ 10 – бухтах, d  10 – прутки.

3.По способу упрочнения горячекатаная разделяется: на термически упрочненную;

упрочненная холодным деформированием - вытяжкой или волочением.

4.По форме поверхности - периодического профиля или гладкая.

5.По способу применения - напрягаемая и ненапрягаемая.

6.Жесткая арматура из металлопрофилей – двутавры, швеллера и уголки.

Механические свойства арматурных сталей. Прочностные и деформационные характеристики сталей устанавливают по диаграмме  - , получаемой при испытании на растяжение.

Горячекатаная мягкая сталь обладает площадкой текучести и характеризуется: _y - пределом текучести; _u - временным сопротивлением и значительным удлинением после разрыва – 25%.

Высоколегированные стали и термически упрочненные не имеют площадку текучести, для них установлен условный предел текучести _0,2 , условный предел упругости _0,02.

Пластические свойства арматуры характеризуются остаточным удлинением после разрыва – это характеризует возможность работы арматуры в конструкции (разрыв или плавный характер разрушения, возможность изготавливать арматурные изделия - механизация работ).

Наряду с прочностными и деформационными характеристиками часто требуется учитывать и ряд других свойств: свариваемость, хладноломкость.

Для армирования железобетонных конструкций с предварительным напряжением и без предварительного напряжения применяются следующие виды арматуры:

-горячекатанная гладкая (А240) или периодического профиля индекс (А300);

-термомеханически упрочненная периодического профиля;

-холоднодеформированная периодического профиля 3-12мм, индекс В (Вр);

-арматурные канаты диаметром 6-15мм, индекс К.

Дополнительные индексы буква «с» указывает на свариваемость, «к» - на повышенную коррозионную стойкость.

Модуль упругости для всех видов арматуры кроме канатной принимается 200000МПа; для канатной - 180000МПа.

Для ненапрягаемых конструкций используется А240 – А500.

В качестве продольной А300 – А400.

Поперечная и монтажная А240 – А240.

Сетки изготавливают В500.

Для напрягаемых конструкций – А500 и выше, все виды Вр и К.

Ненапрягаемую арматуру изготавливают в виде сварных (иногда вязаных) каркасов (плоских или пространственных) и сеток.

Стержни обычно по углам соединяются контактной или дуговой сваркой.

Плоские сварные каркасы изготавливают из двух или более продольных стержней с привариваемых к ним поперечной арматурой. Соотношение диаметров продольной и поперечной арматуры должен быть не менее 1/3 – ¼.

Расстояние между стержнями регламентируется нормами и зависит от диаметров стержней и размеров фракций заполнителя.

Арматурные проволочные изделия - к ним относятся арматурные канаты и пучки.

Канаты и пучки используются в предварительно напряженных длинномерных конструкциях