Объемные деформации.

По данным опытов для тя­желых бетонов деформации, вызванные усадкойέ_sl=3· 10^-4 и более, для бетонов на пористых заполнителях έ_sl≈ 4,5·10^-4. Деформация бетона при набухании мень­ше, чем при усадке.

Деформации бетона, возникающие под влиянием из­менения температуры, характеризуются коэффициентом линейной температурной деформации бетона ά_bt. При изменении температуры среды от —50 °С до +50 °С для тяжелого, мелкозернистого бетонов и бетона на пористых заполнителях с кварцевым песком ά_bt= 1·10^{-5 о}С^-1; для легких бетонов на мелких пористых заполнителях ά_bt= =0,7·10^-5 °С^-1. Этот коэффициент зависит от вида це­мента, заполнителей влажиостного состояния бетона и может изменяться в пределах ±30 %,

Деформации при однократном загружении кратковре­менной нагрузкой.

При однократном загружении бетон­ной призмы кратковременно приложенной нагрузкой де­формации бетона

έ_b = έ_e + έ_Pl ,(1.5)

т. е. она складывается из упругой деформации έ_e и не­упругой пластической деформацииέ_Pl (рис. 1.1.9.). Не­большая доля неупругих деформаций в течение некоторо­го периода времени после разгрузки восстанавливается (около 10 %).

Упругие деформации бетона соответ­ствуют лишь мгновенной скорости загружения образца, в то время как неупругие деформации развиваются во времени. С увеличением скорости загружения υ при од­ном и том же напряженииσ_bнеупругие деформации уменьшаются.

При растяжении бетонного образца также возникает деформация, складывающаяся из упругой έ_etи пластическойέ_Pl,,t де­формаций.

έ_bt =έ_et+έ_Pl,t, (1.6)

Деформации при длительном действии нагрузки.

При сжатии бетонной призмы в режиме пропорциональ­ного развития во времени продольных деформаций об­наруживается постепенное снижение сопротивления бето­на, так называемая ниспадающая ветвь диаграммы на­пряжения — деформации (см. рис. 1.1.9). Такой участок повышенного деформирования бетона реально наблюда­ется в конструкциях при определенных условиях нагружения. При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются. Наибольшая интенсивность нарастания неупругих деформаций наблю­дается первые 3...4 мес. и может продолжаться несколь­ко лет. На диаграмме (рис. 1.1.10), в) участок0—1 харак­теризует деформации, возникающие при загружении (его кривизна зависит от скорости загружения); участок /—2 характеризует нарастание неупругих деформаций при постоянном значении напряжений.

Рис. 1.1.10. Диаграмма σ_b -έ_b в сжатом бетоне при различных: числе этапов загружения (а); скорости загружения (б); длительности загружения (в);

υ_1> υ_2> υ₃

1-упругие деформации; 2-полные деформации.

1.2.2. Три стадии напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов

Опыты с различными железобетонными элементами – изгибаемыми, внецентренно растянутыми, внецентренно сжатыми с двузначной эпюрой напряжений – показали, что при постепенном увеличении внешней нагрузки можно наблюдать три характерные стадии напряженно-деформированного состояния (рис.1.2.1):

стадия I – до появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда напряжения в бетоне меньше временного сопротивления растяжению и растягивающие усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно;

стадия II – после появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда растягивающие усилия в местах, где образовались трещины, воспринимаются арматурой и участком бетона над трещиной, а на участках между трещинами – арматурой и бетоном совместно;

стадия III – стадия разрушения, характеризующаяся относительно коротким периодом работы элемента, когда напряжения в растянутой стержневой арматуре достигают физического или условного предела текучести, в высокопрочной арматурной проволоке – временного сопротивления, а напряжения в бетоне сжатой зоны – временного сопротивления сжатию. В зависимости от степени армирования элемента последовательность разрушения зон – растянутой и сжатой – может изменяться.