С течением времени при уменьшении напряжения в бетоне снижаются.
При мгновенной разгрузке бетон и арматура деформируются упруго, однако остаточные деформации бетона препятствуют восстановлению полных упругих деформаций в арматуре. В результате – арматура сжата, а бетон растянут. При b>Rbt
могут появиться трещины.
Перераспределение напряжений в сжатой железобетонной призме вследствие ползучести
Влияние ползучести:
-в коротких сжатых элементах – позволяет полностью использовать прочностные свойства арматуры и бетона; -в длинных сжатых и в изгибаемых элементах – увеличивает эксцентриситет и прогиб соответственно;
-в предварительно-напряженных конструкциях – к потере предварительного
напряжения.
Релаксация напряжений в бетоне – снижение напряжений при постоянных продольных деформациях.
b ( t ) |
b0 E b' |
b0 E b |
b0 . |
N ( t ) b ( t ) A |
S A S |
Ползучесть и усадка протекают практически одновременно и совместно влияют на работу железобетонного элемента
4.Воздействие температуры на железобетон.
При воздействии температуры в бетоне возникают напряжения, вызванные некоторым различием в температурном расширении цементного камня, зерен заполнителя и стальной арматуры.
Влияние температуры:
-до 500 – не приводят к снижению прочности; -60…..2000 – происходит снижение прочности бетона до 30%;
-500….6000 – длительный нагрев приводит к разрушению бетона.
Причины разрушения:
-возникновение растягивающих напряжений при разном температурном деформировании цементного камня и зерен заполнителя; -увеличение объема свободной извести, которая выделяется при дегидротации минералов цемента.
Сцепление арматуры с бетоном снижается на 30% при 5000 для периодики, а для гладкой - при 2500.
5.Коррозия железобетона.
Коррозионная стойкость бетона зависит от его плотности и от агрессивности среды. Коррозия бетона происходит вследствие:
-фильтрация водой гидрата окиси кальция – составляющая цементного камня - внешние признаки – белые хлопья на поверхности;
-влияние газовой или жидкой агрессивной среды – продукты химического взаимодействия агрессивной среды (гидрат окиси кальция и кислоты, сернокислые
соли в сочетании с водой) кристаллизуясь, разрушают бетон; -сульфатоалюминат кальция растворяясь, вытекает по порам образуя подтеки белые; -грунтовые воды содержащие сернокислый кальций;
-морская вода оказывает вредное воздействие, содержит вредные соли – хлористую магнезию и др.
Коррозия арматуры протекает одновременно с бетоном. Происходит в результате химического и электролитического воздействия окружающей среды. Продукты коррозии имеют больший объем и разрывают бетон.
Меры защиты:
-снижение фильтрующей способности бетона – спец добавки; -повышение плотности бетона; -увеличение толщины защитного слоя бетона; -применение полимерных покрытий;
-применение специальных видов цемента и бетона – кислотостойкие полимербетоны и тд.
6.Защитный слой бетона
Это расстояние от поверхности арматуры до грани бетона. Защитный слой бетона должен обеспечивать:
-совместную работу арматуры с бетоном;
-анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;
-сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий):
-огнестойкость конструкций.
Толщину защитного слоя бетона следует принимать с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая или конструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов, стены и т.п.), диаметра и вида арматуры.
Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры (в том числе арматуры, расположенной у внутренних граней полых элементов кольцевого или коробчатого сечения) следует принимать по табл..1.
Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в табл..1, уменьшают на 5 мм.
Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона
принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.
Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры и не менее 10 мм.
В однослойных конструкциях из легкого и поризованного бетонов класса В7,5 и ниже толщина защитного слоя должна составлять не менее 20 мм, а для наружных стеновых панелей (без фактурного слоя) – не менее 25 мм. В однослойных конструкциях из ячеистого бетона толщина защитного слоя во всех случаях принимается не менее 25 мм.
№ |
|
п/ п |
У сло в и я эксплуа та ц и и к о нструкц и й зд а ни й |
1 |
В |
за кр ы ты х п о м е щ е ни я х при |
но р м а ль но й |
и по ни ж е нно й |
|||
|
в ла ж но сти |
|
|
|
|
|
|
2 |
В за кр ы ты х п о м е щ е ни я х при |
по в ы ш е нно й |
в ла ж но сти (пр и |
||||
|
о тсутств и и |
д о по лни те ль ны х за щ и тны х м е ро пр и я ти й ) |
|||||
3 |
Н а |
о ткры то м в о зд ухе (пр и |
о тсутств и и д о по лни те ль ны х |
||||
|
за щ и тны х м е ро при я ти й) |
|
|
|
|||
4 |
В |
гр унте |
(при |
о тсутств и и |
д о по лни те ль ны х |
за щ и тны х |
|
|
м е ро при я ти й ), |
в ф унд а м е нта х при на ли ч ии |
б е то нно й |
||||
|
по д го то в ки |
|
|
|
|
|
|
То л щ и на за щ и тно го
сл о я б е то на , м м ,
не м е не е
20
25
3 0
4 0
7.Сущность предварительного напряжения и способы его создания.
Предварительно напряженными называют такие железобетонные конструкции в которых в процессе изготовления искусственно создают сжимающие напряжения в бетоне натяжением арматуры. Сжимающие напряжения создают, как правило, в зонах, которые под действием нагрузки будут растянуты.
Предварительное напряжение позволяет: -эффективно использовать высокопрочную арматуру; -повышает трещиностойкость;
-повышает жесткость и как следствие увеличивает коррозионную стойкость и долговечность.
Диаграмма «нагрузка-прогиб» для изгибаемых элементов
В преднапряженной балке до приложения нагрузки нижняя зона сжата арматурой . После приложения нагрузки с начала необходимо преодолеть сжимающие напряжения в нижней зоне. Следовательно, нагрузка при которой появляются трещины будет существенно выше. Нагрузка, при которой в растянутой арматуре будет достигнуто расчетное сопротивление растяжению, равна нагрузке для ненапряженного элемента.
Натяжение на упоры
– натягивают арматуру и фиксируют на упорах металлоформы, бетонируют изделие, после достижения необходимой прочности бетоном - Rbp арматуру отпускают.
Натяжение на бетон
-сначала изготавливается изделие с каналами для размещения арматуры.
При достижении Rbp в каналы заводят арматурные канаты или проволоку, а затем
натягивают, как правило, механическим способом. Сцепление с бетоном обеспечивается инъецированием каналов после натяжения.
Стержневая арматура натягивается электро-термическим способом, проволочная или канаты – механическим способом.
Изготовление на длинных 100м стендах – струны натянуты (канаты) – после набора прочности изделие разрезается мерными длинами.
В монолитном строительстве получает распространение укладка арматурных канатов в пластиковые трубки. После твердения арматура натягивается.
8.Предварительное напряжение в арматуре. Потери предварительного напряжения.
Предварительные напряжения арматуры σsp принимают не более: -для арматуры классов А500, А600, А800, А1000 – 0,9Rs,п;
-для арматуры классов Вр1200-Вр1500, К1400, К1500 – 0,8 Rs,п. Кроме того, для любых классов арматуры значение σsp принимают не
менее 0,3 Rs,п.
При расчете предварительно напряженных конструкций следует учитывать снижение предварительных напряжений вследствие потерь предварительного напряжения:
–до передачи усилий натяжения на бетон (первые потери);
-после передачи усилия на бетон (вторые потери).