Деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

Многократное повторение циклов за­грузки — разгрузки бетонной призмы приводит к посте­пенному накапливанию неупругих деформаций. После достаточно большого числа циклов эти неупругие дефор­мации, соответствующие данному уровню напряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигает своего пре­дельного значения, бетон начинает работать упруго.

Такой харак­тер деформирования наблюдается лишь при напряжени­ях, не превышающих предел выносливости. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти.

При вибрационных нагрузках с большим числом по­вторений в минуту (200…600) наблюдается ускоренное развитие ползучести бетона, называемое виброползу­честью или динамической ползучестью.

Предельные деформации бетона перед разрушением

Это предельная сжимаемость и предельная растяжимость . Зависят от:

• прочности бетона;
• класса бетона;
• состава бетона;
• длительности приложения нагрузки.

7. Модуль деформаций и мера ползучести бетона.
Начальный модуль упругости бетона при сжатии – это величина, соответствующая тангенсу угла наклона касательной к функции диаграммы , проходящей через начало координат (рис.)

Eb=σ b/ε el или Eb=tgα ₀

Модуль касательных деформаций бетона при сжатии – это величина, соответствующая тангенсу угла наклона касательной к кривой деформаций в любой заданной точке (рис.).

E_b^A=tgα ₁

Для расчёта железобетонных конструкций используют модуль упругопластичности (секущий модуль) бетона при сжатии E_b^’ – это величина, соответствующая тангенсу угла наклона секущей, проходящей через начало координат и точку на диаграмме полных деформаций (рис.).

E_b^’ =tgα ₂

Рис. Схема для определения модулей деформаций в бетоне

Если выразить одно и то же напряжение через упругие деформации и полные деформации ε _el+ε _pl, то получим

σ b= ε _el· E_b^’= (ε _el+ε _pl) · E_b^’

Коэффициент пластичности бетона равен

λ = ε _pl /(ε _el+ε _pl)

Коэффициент упругопластической деформации бетона равен

ν =ε _el /(ε _el+ε _pl)

Используя (2.11) и (2.12) получим зависимость между секущим и начальным модулями (2.14)

E_b^’ =ν · E_b

Коэффициент упругопластической деформации можно выразить через коэффициент пластичности:

ν =ε _el /(ε _el+ε _pl)=1-λ

Для идеально упругого материала пластические деформации малы, т.е. ε _pl -> 0, ν =1.

Для идеально пластического материала упругие деформации малы, т.е. ε _pl -> 8, ν =0.

Зависимость между напряжениями и деформациями ползучести выражаются мерой ползучести Cb. Используя формулы (2.11), (2.12), (2.14), получим:

ε _b =σ b/ E_b^’ =σ b/(ν · E_b)

ε _pl=λ · ε _b=λ /ν · σ b/ E_b=φ · σ b/ E_b =Cb· σ b

где φ =λ /ν.

Мера ползучести Cb= ε _pl /σ b зависит от класса бетона и его начального модуля деформаций. Мера ползучести – это удельная деформация ползучести.