Деформативность бетонов. Ползучесть бетонов

Достоинства и недостатки монолитных, сборных и сборно-монолитных конструкций.

«+» ж/б: прочность, долговечность, огнестойкость, стойкость к атмосферным воздействиям, сопротивляемость динамическим нагрузкам, малые эксплуатационные расходы, возможность использования местного сырья.

«-» ж/б: большая плотность, высокая звуко- и теплопроводность, необходимость выдержки до приобретения прочности в формах опалубки, низкая трещиностойкость растянутой зоны.

Пути преодоления недостатков: применение пустотелых и тонкостенных конструкций, пористых заполнителей, для трещиностойкости применяют предварительное напряжение.

По способу изготовления жбк делятся:

1) сборные - возведение производят из заранее изготовленных элементов («+»: возведение не зависит от погодных условий, возможность механизации и индустриализации; «-»: трудоемкость, высокая стоимость, металлоемкость стыков, нарушение общей пространственной неразрезности);

2) монолитные – возводят из опалубки, арматуры и бетона («+»: пространственная неразрезность, меньшая материалоемкость, хорошая звуко- и теплоизоляция; «-»: большая трудоемкость, продолжительность сроков строительства, зависимость от климатических условий);

3) сборно-монолитные – комплексные конструкции в которых сборный и монолитный ж/б, укладываемый на месте строительства, работают совместно под нагрузкой (сборные элементы выполняют функцию опалубки для монолитного).

 

Показатели прочности бетонов. Нормативные и расчетные значения.

Для бетона характерно сложное напряженное состояние. При испытании образцов из одной смеси получают не одинаковые показатели – разброс прочности. Прочность зависит от: технологических факторов, времени и условии твердения, формы и размеров образца, вида напряженного состояния, длительность нагружения.

Влияние времени и условий твердения.

 

Кубиковая прочность.

R – временное сопротивление сжатию бетонных кубов. R_b – временное сопротивление сжатию бетонных призм (призменная прочность бетона).

Для кубов с ребрами: 15 см – R; 10 см – 1,12R; 20 см – 0,93R.

 

Прочность бетона при растяжении.

Прочность бетона при длительном действии нагрузки.

R_bl – предел длительного сопротивления бетона: на сжатие (0,7..0,95)R_b; при ударе динамическая прочность (1,1..1,12)R_b.

 

Прочность бетона при многократно-повторных нагрузках.

Характеристика цикла: ρ=σ_max/σ_min.

Rr – предел прочности бетона при многократно-повторной нагрузке (предел выносливасти). С увеличением числа циклов значение Rr уменьшается. Абсолютный предел выносливости (установившийся) условно принимают на базе циклов 2*10^{^6}. Rr вводят в расчет жбк испытывающих динамические нагрузки.

 

Нормативные и расчетные значения прочности.

R_b,n – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию. R_bt,n – нормативное сопротивление бетона осевому растяжению. R_b =R_b,n/γ_bc; R_bt = R_bt,n/γ_bt.

γ_bc =1,3 – I ГПС; γ_bc =1,0 – II ГПС.

γ_bt =1,5 – I ГПС; γ_bc =1,0 – II ГПС.

 

Деформативность бетонов. Ползучесть бетонов.

Деформативность бетонов – способность бетона изменять свои размеры и форму под действием нагрузки и других факторов. Различают силовые деформации (от действия нагрузки) и объемные (усадка).

Деформации бетона при кратковременном действии нагрузки:

С увеличением скорости нагружения неупругие деформации уменьшаются.

Деформации бетона при длительном действии нагрузки:

0-1 – кривизна зависит от скорости нагружения;

1-2 – рост неупругих деформаций при постоянных значениях нагрузки.

Ползучесть увеличивается при: при загружении в более раннем возрасте, в сухой среде, при увеличении кол-ва цемента и водоцементного отношения, при использовании пористых заполнителей.

Ползучесть уменьшается при: при увеличении, при повышении класса бетона, при тепло-влажностной обработке. Ползучесть и усадка развиваются совместно, при этом усадка – объемная деформация, а ползучесть – в направлении действия силы. Релаксация бетона – уменьшение напряжение с течением времени при постоянной величине деформаций. Предельные деформации бетона – относительные деформации при к-х начинается разрушение.

Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:

- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) ε_bo и ε_bto;

- начального модуля упругости E_b;

- коэффициента (характеристики) ползучести φ_b,cr.

Значения предельных относительных деформаций бетона принимают равными: при непродолжительном действии нагрузки: ε_bo = 0,002 - при осевом сжатии; ε_bto = 0,0001 - при осевом растяжении; при продолжительном действии нагрузки - по СП в зависимости от относительной влажности окружающей среды. Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно СП.

При продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле E_b,τ=Eb/(1+φ_b,cr); где φ_b,cr - коэффициент ползучести, принимаемый согласно СП, в зависимости от условий окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона.