Поперечные деформации бетона.

Упругие поперечные силовые деформации бетона связаны с продольным начальным коэффици­ентом поперечной деформации бетона (коэффициент Пуассона)

(1.16)

При кратковременной нагрузке и v = 0,2.

является верхней границей упругой работы бетона при крат­ковременном загружении и верхней границей линейной ползучести при длительном загружении. Начиная с , v стремитель­но растёт и достигает при σ_ь = (0,9...0,95)R_b значения 0,5. При микротрещинообразование начинается непо­средственно в цементно-песчаном камне, т. е. наступает необратимое увеличение объёма бетона.

- это то наибольшее сжимающее напряжение в бетоне, при котором в цементно-песчаном камне ещё не появляются видимые трещины. При появляются необратимые видимые трещи­ны.

Для характеристики структурного состояния бетона введён ко­эффициент поперечной деформации при сжатии:

(1.17)

где - приращение полной поперечной деформации на данной ступени повышения напряжений;

- приращение полной продольной деформации на данной ступени повы­шения напряжений.

При = 0, 2...0,25 и стабилен. При = 0,5, т. е. наступает предел деформациям бетона без нарушения сплош­ности. Дальнейшее увеличение значений свидетельствует о начале разрыхления структуры бетона с прогрессирующим развитием тре­щин, которое может заканчиваться лавинообразно.

1.1.7. Модуль деформаций бетона

Начальный модуль упругости бетона при сжатии ( ) соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении или при напряжениях . Он определяется, в соот­ветствии с законом Гука, как тангенс угла наклона прямой упругих деформаций к оси абсцисс (рис. 1.11), т.е.:

(1.18)

где ρ = 1МПа — масштабно-размерный коэффициент.

Обычно определяется из специальных опытов на призмах при низком уровне напряжений ( ), когда бетон можно рассматривать как упругий материал, или, если известна кубиковая прочность бетона, то по различным эмпирическим формулам. Так для тяжёлого бетона естественного твердения:

(1.19)

Значение при тепловой обработке бетона снижается на 10%, при автоклавной - на 25%.

При действии на бетон нагрузки, при которой , хотя бы в течение нескольких минут, в связи с развитием пластических деформаций (включая ползучесть) модуль полных деформаций бе­тона становится величиной переменной.

Для расчёта железобетонных конструкций пользуются сред­ним модулем деформаций или модулем упругопластичности бетона, представляющим собой тангенс угла наклона секущей, проведённой через начало координат и точку на кривой с заданным на­пряжением, к оси абсцисс, т.е.

(1.20)

Зависимость между и можно установить, если выразить по (1.18) и (1.20) одно и то же напряжение в бетоне через упругие деформации и полные деформации

(1.21)

где v = — коэффициент упругопластичности бетона. Значение v при сжатии изменяется от 1 (при упругой работе бетона) до 0,15 (в момент, предшествующий разрушению бетона при очень длитель­ном загружении).

Начальный модуль упругости бетона при растяжении по аб­солютной величине принимается равным , т. е. , а

(1.22)

где v_t = 0,15 — значение коэффициента упругопластичности бетона при растяжении в момент, предшествующий разрушению.

Значения модуля сдвига бетона G принимают по установленной в теории упругости зависимости: . Подставив в неё начальный коэффициент поперечной деформации бетона ν=0,2, получим .